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時間：2023-11-27 10:11:42
序論：速發(fā)表網(wǎng)結(jié)合其深厚的文秘經(jīng)驗，特別為您篩選了11篇物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式技術(shù)范文。如果您需要更多原創(chuàng)資料，歡迎隨時與我們的客服老師聯(lián)系，希望您能從中汲取靈感和知識！
前言：所謂的物聯(lián)網(wǎng)就是將所有信息通過信息傳感器等設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實現(xiàn)智能化識別和管理的一種概念。通過物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，各學校中的嵌入式系統(tǒng)教學有了更廣闊的發(fā)展空間，同時各界也對此提出了更高的要求。
一、物聯(lián)網(wǎng)概念及與嵌入式系統(tǒng)教學的關(guān)系
（一）物聯(lián)網(wǎng)概念
物聯(lián)網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)電信網(wǎng)之上的信息承載體。我國在上世紀末開始了物聯(lián)網(wǎng)的研究與開發(fā)，屬于世界前列的研究國家。物聯(lián)網(wǎng)的開發(fā)，為傳統(tǒng)思維開辟了一條新道路，傳統(tǒng)的思維是將物理基礎(chǔ)設(shè)施和IT基礎(chǔ)設(shè)施分開，而在物聯(lián)網(wǎng)中，會將物理基礎(chǔ)設(shè)施與計算機設(shè)備技術(shù)整合連接。物聯(lián)網(wǎng)也是一種網(wǎng)絡(luò)概念，是與互聯(lián)網(wǎng)相互依存的一種網(wǎng)絡(luò)事物，沒有互聯(lián)網(wǎng)的依托，物聯(lián)網(wǎng)無從談起。
（二）物聯(lián)網(wǎng)與嵌入式系統(tǒng)教學的關(guān)系
學校開設(shè)的物聯(lián)網(wǎng)課程，是為滿足社會對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才的需要。計算機專業(yè)的嵌入式系統(tǒng)是一門重要的專業(yè)課程，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)融入了物聯(lián)網(wǎng)中，并且成為了物聯(lián)網(wǎng)用中可實現(xiàn)感知和控制所不可缺少的平臺。
二、物聯(lián)網(wǎng)對嵌入式系統(tǒng)課程教學的影響
現(xiàn)在高校中的嵌入式系統(tǒng)教學并不是一個基礎(chǔ)教學，而是需要建立在數(shù)字電子技術(shù)、計算機程序設(shè)計、計算機組成原理、微機接口等其他課程基礎(chǔ)之上的一門學科。目前我國大部分院校中嵌入式系統(tǒng)教學大體分為兩大類：硬件類與軟件類。隨著嵌入式系統(tǒng)的應用范圍逐漸擴大，軟硬件程序也相對復雜化。由于高校中設(shè)計的課程是根據(jù)學生的專業(yè)方向來考慮，因此，計算機專業(yè)中的嵌入式系統(tǒng)課程受到了課時的限制，然而嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計知識更新迅速，與各種高科技都有相同性，需要緊跟產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，不斷的更新教學內(nèi)容，提升學生的技術(shù)。但由于受到了課時的限制，嵌入式系統(tǒng)教學并沒有及時根據(jù)應用發(fā)展來改變教學內(nèi)容及教學思路。嵌入式系統(tǒng)是計算機技術(shù)、控制技術(shù)和單片機技術(shù)等技術(shù)相結(jié)合的一個綜合系統(tǒng)，特點是其體積小、集成功能強、外接口多，在工業(yè)、通信、電子、便攜設(shè)備等領(lǐng)域都得到了廣泛的應用。高校中的嵌入式系統(tǒng)課程主要是培養(yǎng)學生嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)的初級能力，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)進入到了嵌入式系統(tǒng)學習中，讓學生從“單機”轉(zhuǎn)變成“互聯(lián)”，從“個體智能”轉(zhuǎn)變到“群體智能”。因此，嵌入式系統(tǒng)專業(yè)的學生或設(shè)計人員，基礎(chǔ)知識非常重要，但同樣重要的是，必須通過基礎(chǔ)知識不斷的學習新技術(shù)、新挑戰(zhàn)、新要求，這便需要物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)，對于高校來說，面向物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式系統(tǒng)教學是種發(fā)展趨勢，需要對嵌入式系統(tǒng)教學的教學內(nèi)容和方式及時做出適當調(diào)整，提高課堂效率，提升學生技術(shù)水平，使課程應用性更強。
三、嵌入式系統(tǒng)課程實驗教學方法的改革
隨著嵌入式計算技術(shù)的發(fā)展，硬件成本逐漸降低，軟件成本逐漸提高，而軟件的應用作用與地位也非常重要。
（一）理論性教學意義
高校中的嵌入式系統(tǒng)理論教學的目標是對嵌入式微處理器、嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)的應用、方法，加入到嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)開發(fā)技術(shù)。一般課程布置在15課時左右。嵌入式教學的主要課程內(nèi)容有：嵌入式系統(tǒng)理論概述、ARM內(nèi)核嵌入微處理器、嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)應用。
（二）面向物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式系統(tǒng)實驗教學
1.層次化實驗
嵌入式教學明確了教學方向，通過理論學習的基礎(chǔ)，進一步提升動手實踐能力。一般的嵌入式實驗開發(fā)平臺都包括以太網(wǎng)接口、GPS算逑定位系統(tǒng)接口、CAN總線接口等。通過這幾個接口和物聯(lián)網(wǎng)的應用背景，可以設(shè)計出三種不同層次的設(shè)計。這三種實驗層次由淺入深，分別應對不同的實驗項目，其組織形式也不同。如表1所示。
2.項目實踐環(huán)節(jié)
項目實踐環(huán)節(jié)能夠提高學生的動手操作能力，通過課堂分組教學，將物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)置成不同題目，分別交給各個小組進行模擬實踐開發(fā)。比如“GPS數(shù)據(jù)采集與處理”的實踐，需要通過將nC/OS操作系統(tǒng)移植，將多重任務從GPS接口中讀取數(shù)據(jù)，并制成UDP數(shù)據(jù)包，通過網(wǎng)絡(luò)進行傳送。這期間，學生分別負責各部分，不僅在實踐中學習技術(shù)，還能夠提升學生的合作性。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)硬件如圖2所示。
學生通過物聯(lián)網(wǎng)項目的實踐模擬活動，開闊了學習的視野、擴展了學習內(nèi)容，在學習與實踐中，能夠更好的運用，并且提升了學生的興趣愛好及團隊合作精神。在學生畢業(yè)設(shè)計或結(jié)課設(shè)計中也布置相關(guān)實踐內(nèi)容，讓學生能夠自主學習、自主探索，為日后的就業(yè)打好基礎(chǔ)。
結(jié)論：物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與嵌入式教學的相結(jié)合，將嵌入式教學的內(nèi)容更加完善、實驗更加具體，擴展了學生的知識面，教師在理論授課中加入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)知識，讓學生充分了解物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式系統(tǒng)知識，并通過實驗課程進行層次化設(shè)計實驗，實驗課程需要循序漸進，由淺入深，先擴充基礎(chǔ)，在激發(fā)興趣，最后實現(xiàn)高層次的實踐技術(shù)，為學生的學習與就業(yè)作出相應貢獻。
科學技術(shù)的迅速發(fā)展，信息技術(shù)也隨之崛起。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是本世紀最有發(fā)展前途的信息技術(shù)之一。網(wǎng)絡(luò)通過各種方式將越來越多的“物”接入其中，加大了信息之間的交流、互換、利用以及傳輸功能。隨著各種“物”加入，網(wǎng)絡(luò)逐漸壯大，在壯大的同時，越來越多的復雜問題也隨之產(chǎn)生。網(wǎng)絡(luò)的壯大對我們的新信息技術(shù)構(gòu)架以及信息理論提出了更高的要求。
物聯(lián)網(wǎng)是信息技術(shù)的產(chǎn)物，剛崛起不久，所以國內(nèi)和國外對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究與開發(fā)都還在起步階段。近幾年來，我國研究人員不斷對物聯(lián)網(wǎng)各方面的信息技術(shù)進行研究和探索，取得了很大的成就。
1.嵌入式系統(tǒng)
近年來，信息技術(shù)發(fā)展迅速，人們對信息技術(shù)的要求越來越高，對信息技術(shù)的產(chǎn)品也越來越關(guān)注，通常消費者都把產(chǎn)品應用的系統(tǒng)當做選擇產(chǎn)品的指標，在我們的生活，隨處都是嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品，比如微波爐、電腦、手機等產(chǎn)品。隨著嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)逐漸廣泛應用到各個領(lǐng)域當中?？墒侨藗儗η度胧较到y(tǒng)的了解甚少，嵌入式系統(tǒng)的構(gòu)成，離不開計算機和嵌入性以及專用性這三大基本要素。
嵌入式系統(tǒng)是硬件和軟件的結(jié)合，用來控制、監(jiān)視，幫助裝置、設(shè)備以及機器運行的一種裝置，也可以說是包含了所有機械的附屬裝置。
嵌入式系統(tǒng)是一種在對象體系里嵌入，對技術(shù)、功耗以及體積和可靠性都有很嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是一種在應用系統(tǒng)里進行嵌入的技術(shù)。嵌入式系統(tǒng)把計算機當做處理信息的部件，將實際工程中的應用內(nèi)容作為中心，傳統(tǒng)計算機技術(shù)作為基礎(chǔ)技術(shù)，然后根據(jù)應用對象的特點，對軟硬件進行裁剪，從而使軟硬件滿足應用系統(tǒng)對軟硬件功能的要求。嵌入式系統(tǒng)技術(shù)可以對物體的信息進行感知和處理以及傳輸，使得物體智能化，擁有一些感知、計算、執(zhí)行能力，使物體與網(wǎng)絡(luò)進行連接，從而實現(xiàn)物物和人物對話。物聯(lián)網(wǎng)急需嵌入式技術(shù)系統(tǒng)的支持。
2.物聯(lián)網(wǎng)
隨著互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應用，我國信息產(chǎn)業(yè)不斷迅速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)獲得了廣大的發(fā)展空間。在我們?nèi)粘Ｉ钪校芏嘈袨榛顒拥膶崿F(xiàn)都離不開物聯(lián)網(wǎng)。
物聯(lián)網(wǎng)是利用專門的技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)上實現(xiàn)物物連接、信息通信。物聯(lián)網(wǎng)是對物品進行智能化管理和操作的網(wǎng)絡(luò)。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過融合多種已有技術(shù)而成，最主要的融合技術(shù)有EPC以及RFID技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)一共包含了三層，分別是感知層和網(wǎng)絡(luò)層以及應用層。最底層屬于感知層，感知層主要用到的技術(shù)是二維碼和RFID以及傳感器等技術(shù)，主要任務是將與物有關(guān)的信息采集起來，這些信息主要指的是用與傳感器和攝像頭等有關(guān)設(shè)備所采集的相關(guān)信息，然后將采集到的信息用無線或者有線傳輸技術(shù)傳到網(wǎng)關(guān)設(shè)備當中。中間層屬于網(wǎng)絡(luò)層，網(wǎng)絡(luò)層需要用到的技術(shù)主要有無線傳感器和移動通信以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)層主要是將和物有關(guān)系的信息進行可靠、安全的傳輸和處理，一般由一些專用網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)、通信網(wǎng)充當。最高層屬于應用層，應用層主要作用是提供感知信息服務給手機和電腦還有某些終端設(shè)備。
3.嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)系與區(qū)別
嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)之間既有區(qū)別，又有聯(lián)系，從功能的角度來看，物聯(lián)網(wǎng)有傳輸、處理和交互的功能，將通用系統(tǒng)和多種專用系統(tǒng)集于一體。嵌入式系統(tǒng)指的是嵌入對象體系的專用計算機系統(tǒng)。二者相比較而言，嵌入式系統(tǒng)的的功能更具有針對性，主要是實現(xiàn)具有單一特性的功能。嵌入式系統(tǒng)的功能包含于物聯(lián)網(wǎng)的功能中，隨著嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的功能越來越復雜，已發(fā)展成可以直接將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入其中。
在技術(shù)上，嵌入式系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)所融合的技術(shù)很相像，而且嵌入式系統(tǒng)包含于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中，很多方面的技術(shù)都必須有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，但不一定含有嵌入式系統(tǒng)。
所有可以加入智能處理信息技術(shù)以及提升系統(tǒng)通信能力的設(shè)備的嵌入式系統(tǒng)都可以應用到物聯(lián)網(wǎng)當中，嵌入式系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)的相似度非常的大，只有標簽識別模塊是嵌入式系統(tǒng)所不具備的。
4.嵌入式系統(tǒng)應用于物聯(lián)網(wǎng)
從技術(shù)的角度看，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)推動了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展發(fā)揮了很大的推動作用。兩個互相連接的事物，必須存在智能這一特點，才能達到物物連接的目的，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)有效的將計算機與物進行連接、融合，使得物擁有了將信息進行交換的能力。從專業(yè)的角度來看，物與物的連接實際上是嵌入式系統(tǒng)的終端將效果發(fā)揮出來的結(jié)果，實際上，物聯(lián)網(wǎng)是由智能終端形成的網(wǎng)絡(luò)化形式。
主要有傳感器技術(shù)、RFID技術(shù)、智能技術(shù)和標準化技術(shù)四種技術(shù)將嵌入式系統(tǒng)應用于物聯(lián)網(wǎng)中體現(xiàn)出來。
4.1 嵌入式智能傳感器技術(shù)的應用
物聯(lián)網(wǎng)需要利用傳感器技術(shù)才能將物物連接的功能實現(xiàn)，智能化傳感器技術(shù)輕松的將物物連接功能實現(xiàn)。智能傳感器技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的新型技術(shù)，由于嵌入式技術(shù)的支持，智能傳感器技術(shù)發(fā)展迅速，逐漸被廣泛應用。智能傳感器有計算、通信和判斷等功能，它的通信功能不僅可以與互聯(lián)網(wǎng)相連，還可以與2G或者3G網(wǎng)絡(luò)通信，對實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的通信功能起著非常重要的作用。
4.2 嵌入式RFID技術(shù)的應用
感知節(jié)點是物聯(lián)網(wǎng)的一個關(guān)鍵位置，這一關(guān)鍵位置融合了傳感器和嵌入式等技術(shù)，尤其是對RFID技術(shù)的融合。
可將RFID系統(tǒng)分成兩大部分，分別是閱讀器和標簽，每個標簽都有一個唯一標識碼，然后把標簽安裝于物體上，閱讀器的作用是發(fā)射專門的無線信號將電路上的標簽觸發(fā)出來，然后讀取標簽上的標識碼。電子標簽不需要額外電量，大大降低了制造成本的同時還減小了標簽體積，大大方便了物體運輸。RFID系統(tǒng)可以很好對物體進行跟蹤和檢測，所以物流、醫(yī)療還有交通等行業(yè)都會廣泛應用這一系統(tǒng)。
借助嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)的RFID系統(tǒng)，有低耗能化、物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟和微型化的特點，對物聯(lián)網(wǎng)的功能實現(xiàn)起著非常重要的作用。
4.3 嵌入式智能技術(shù)的應用
嵌入式智能技術(shù)可以隨著外界環(huán)境因素的變化而使物體產(chǎn)生相應的變化，嵌入式智能技術(shù)的這一特點在智能家居安防系統(tǒng)中廣泛應用。
家居安防系統(tǒng)由四個主要部分組成，分別是通信、智能主機和探測器、控制器。探測器可分人體探測和手動遙控、圖像采集等。主要用于對室內(nèi)的異常情況進行探測，然后將探測出的信息輸入智能主機，智能主機按照原定的處理規(guī)則對信息進行判斷和處理，將處理出來的信息發(fā)送給相關(guān)人員，讓相關(guān)人員及時對異常情況進行處理。
5.結(jié)束語
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，對嵌入式系統(tǒng)的依賴越來越大，為了能推進物聯(lián)網(wǎng)的進一步發(fā)展，離不開嵌入式系統(tǒng)的支撐，嵌入式系統(tǒng)融合入物聯(lián)網(wǎng)中，為我們的生活和工作帶來了更多新產(chǎn)品和更優(yōu)質(zhì)服務。
參考文獻
[1]何立民.從嵌入式系統(tǒng)視角看物聯(lián)網(wǎng)[J].業(yè)界論壇， 2012.
答：回顧計算與應用的三次發(fā)展浪潮，第一次浪潮始于大型機時代，產(chǎn)生于上世紀80年代。第二階段以PC機為主，始于上世紀90年代初，由于PC互聯(lián)，誕生了互聯(lián)網(wǎng)。第三個階段是無處不在的泛在計算，產(chǎn)生了物聯(lián)網(wǎng)。
但物聯(lián)網(wǎng)的成熟還要有個過程，估計需要一二十年才會有相應的應用模式。首先，90年代末，我們談論嵌入式系統(tǒng)（后PC），2009年提出了智慧地球、物聯(lián)網(wǎng)。預計應該再過七八年才會出現(xiàn)今天互聯(lián)網(wǎng)一樣的成功商業(yè)模式。
我們可以回顧第二次浪潮是怎么走過來的：PC機出現(xiàn)十年后才有了互聯(lián)網(wǎng)；Yahoo開創(chuàng)了互聯(lián)網(wǎng)運營的成功商業(yè)模式，后來Google和阿里巴巴等成功運行了這種商業(yè)模式，前后歷時十左右。因此要誕生一種成功的商業(yè)模式需要時間。在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中，首先要發(fā)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的雅虎，找到成功的商業(yè)模式。
問：物聯(lián)網(wǎng)為嵌入式系統(tǒng)帶來哪些機會？
答：物聯(lián)網(wǎng)包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應用層。實際上，最下面的感知層在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈里只占8%，感知層包括RFID、傳感器等物理設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)層，即系統(tǒng)集成的費用、價值只占20%～30%。因此，物聯(lián)網(wǎng)里硬設(shè)備/看得到的東西在產(chǎn)業(yè)鏈里只占30%～40%，真正的產(chǎn)業(yè)效應是在應用和服務，即軟件產(chǎn)業(yè)上。可見，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)不是生產(chǎn)型的產(chǎn)業(yè)，而是信息服務的產(chǎn)業(yè)，這是物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)。例如，提出智慧地球的公司不是芯片公司，而是做信息服務的IBM公司。
問：物聯(lián)網(wǎng)有哪些關(guān)鍵技術(shù)？
答：物聯(lián)網(wǎng)是信息和物理的融合。美國把CPS（信息融合物理系統(tǒng)， Cyber-Physical Systems）作為計算機的一個顛覆性的革命而提出來。因為現(xiàn)在有了計算機，它的處理對象是數(shù)字的。而物聯(lián)網(wǎng)/CPS要處理的對象是連續(xù)的，跟時間有關(guān)，原有的計算體系實際上已不適合物聯(lián)網(wǎng)/ CPS。
問：CPS有何特征？
答：CPS融合了3C：計算、通信和控制。尤其控制很重要，因為所有的設(shè)備都要控制，因此需要嵌入式系統(tǒng)。
但是難點有幾個：⒈對象現(xiàn)在不是靜態(tài)的，而是動態(tài)的。⒉嵌入式設(shè)備要連起來，這不是一件簡單的事情。很多人一定還記得，比爾蓋茨在90年代末曾提出了維納斯計劃，要實現(xiàn)智能家庭/智能冰箱/智能洗衣機等聯(lián)網(wǎng)，最后以失敗告終。這其中有兩個原因，第一是不合時機；第二，一些設(shè)備本身不具備聯(lián)網(wǎng)、瀏覽器等功能。這怎么辦？人們在總結(jié)了這些功能之后，就提出了信息平臺的中間件OSGi（Open Service Gateway Initiative）架構(gòu)，由眾多公司和機構(gòu)組成了開源組織——OSGi聯(lián)盟，針對汽車電子、家庭網(wǎng)絡(luò)、移動設(shè)備和工業(yè)環(huán)境等特定領(lǐng)域的與互聯(lián)網(wǎng)連接的中間件。
問：成功的物聯(lián)網(wǎng)應該是什么樣？
答：必定有一朵“云計算”；否則將會是一堆廢銅爛鐵。同時，云計算要有地上具體應用的對象；否則將是一朵浮云。
目前云計算已在日本落地。汽車已成信息終端：通過云計算平臺GAE（Google App Engine） 實現(xiàn)汽車遠程信息服務；還有新型急救醫(yī)療系統(tǒng)、電力銀行和電影院的實況轉(zhuǎn)播等。如果物聯(lián)網(wǎng)沒有后面的云計算，也就沒有后面的60%、70%的真正的應用，同樣道理，如果云計算不落地，永遠只是一個流云。日本自認為有三朵云落地—車聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)、混合云。所以物聯(lián)網(wǎng)和云是分不開的。
嵌入式系統(tǒng)新理念——Smart System
問：有的公司的戰(zhàn)略叫Smart System，有的叫Intelligent System，它們有區(qū)別嗎？
答：都是一樣的。2011年4月，Intel、微軟、通用汽車、高通、飛思卡爾、ARM、TI和三星等公司在舊金山聯(lián)合成立了“Smart技術(shù)世界”。Smart system（智能系統(tǒng)或智慧系統(tǒng)）的特點是：⒈處理器不是我們以前用的最簡單的8位處理器了，而是32位處理器或SoC。⒉內(nèi)含高層次的嵌入式操作系統(tǒng)。⒊有聯(lián)網(wǎng)功能，徹底解決原先嵌入式系統(tǒng)的孤島現(xiàn)象。
新理念帶來新技術(shù)
問：這會對嵌入式系統(tǒng)帶來哪些新的技術(shù)革命？
答：嵌入式設(shè)計要從面相對象到面相角色轉(zhuǎn)變，物聯(lián)網(wǎng)的計算是跟時間有關(guān)的。第二，需要軟硬件協(xié)同設(shè)計技術(shù)。第三，需要嵌入式軟件建模、自動分析和驗證技術(shù)。
問：難點是哪些？
答：嵌入式系統(tǒng)是面向特定應用的專用系統(tǒng)。因此，可用軟硬件協(xié)同設(shè)計把該特定應用的多余的軟硬件裁減掉，其中也包括OS。
中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）24-0101-02
隨著現(xiàn)代電子制造水平和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)成為汽車電子、家電控制和消費類電子等產(chǎn)品的重要組成部分，由于其硬件部分體積小、價格便宜、集成度高，并且軟硬件都可以進行“按需定制”可裁剪，嵌入式系統(tǒng)有著十分廣闊的發(fā)展前景。
同時嵌入式系統(tǒng)中的無線通信技術(shù)、傳感器技術(shù)和自動化系統(tǒng)控制技術(shù)的日益成熟，把傳感器得到的各種數(shù)據(jù)，通過互聯(lián)網(wǎng)的手段傳輸出去，使得世界的聯(lián)系從人與人的聯(lián)系，逐步轉(zhuǎn)變成物與人的聯(lián)系，物與物的聯(lián)系；使得現(xiàn)實世界與信息網(wǎng)絡(luò)更加的緊密結(jié)合。通過物聯(lián)網(wǎng)項目的開發(fā)，更好的促進嵌入式系統(tǒng)作為物聯(lián)網(wǎng)項目的載體的教學和改革工作。
1嵌入式系統(tǒng)教學的現(xiàn)狀
關(guān)于嵌入式系統(tǒng)教學過程中的課程定位、相關(guān)先導課程與基礎(chǔ)知識的準備、教學內(nèi)容（包括硬件平臺和軟件平臺）的選擇、實踐教學與實踐環(huán)節(jié)組織等問題，在目前，仍然存在爭論和探索。本環(huán)節(jié)就以下幾個方面進行分析：
1）嵌入式系統(tǒng)的課程定位
由于各個院校對于嵌入式系統(tǒng)的課程定位的不同，不同的院校對于本課程的應用方向也不同。有的院校更加側(cè)重于底層硬件和系統(tǒng)文件的裁剪，偏向于基于單片機的應用；有的院校更加側(cè)重于嵌入式系統(tǒng)的應用，偏向于軟件開發(fā)與調(diào)試。
2）嵌入式系統(tǒng)教學的先導課程
基于上述不同院校之間課程定位的不同，嵌入式系統(tǒng)課程的先導課程也有所不同，針對偏硬件設(shè)計方向的，硬件電路設(shè)計作為重點。針對偏軟件設(shè)計方向的，則是把程序設(shè)計語言作為重點。
3）嵌入式系統(tǒng)教學的學時分配
不同院校的不同專業(yè)對于嵌入式系統(tǒng)課程的要求不同，有的專業(yè)是作為專業(yè)核心類課程，有的專業(yè)是作為專業(yè)通識類課程，有的專業(yè)是作為專業(yè)選修類課程。因此，對于嵌入式系統(tǒng)教學的學時，有著很大的不同。
4）嵌入式系統(tǒng)教學內(nèi)容的選擇
嵌入式系統(tǒng)課程由于對前期課程的要求較高，同時現(xiàn)有教學內(nèi)容中，理論偏多，各種概念和模型較難理解，學生動手去實踐相對較少，學生學習起來非常抽象和枯燥，無法形成自己的知識體系結(jié)構(gòu)，缺乏直觀性，因此學生學習積極性會隨著課程的深入，逐步降低。
同時嵌入式系統(tǒng)教學需結(jié)合教學平臺設(shè)備來進行開展。在現(xiàn)有市場上，嵌入式系統(tǒng)教學平臺種類繁多，并且配套的軟件操作系統(tǒng)也有所不同，不同院校都根據(jù)自身的實際情況進行相應選擇。
2嵌入式系統(tǒng)教學組織
根據(jù)本學院“5-3-3”課程體系構(gòu)建的思想，再結(jié)合江蘇省蘇州市吳江區(qū)地方經(jīng)濟具體特點的基礎(chǔ)上，以近年來國際工程教育改革CDIO工程教育模式為思路，將構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運作貫穿在整個課程體系之中，以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，在不同的行業(yè)、企業(yè)及應用背景下，將物聯(lián)網(wǎng)的項目案例，和嵌入式系統(tǒng)的課程體系融會貫通，強調(diào)職業(yè)教育教學行動的過程屬性，將典型物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品設(shè)計案例引入到教學中并進行重構(gòu)，編排模塊化課程教學內(nèi)容，組織教學過程。使得學生通過本課程的學習，不僅能了解嵌入式系統(tǒng)的基本原理和設(shè)計方法，同時能對嵌入式系統(tǒng)中的ARM體系結(jié)構(gòu)、ARM指令系統(tǒng)進行應用，選擇嵌入式Linux操作系統(tǒng)根據(jù)不同的需求進行相應的裁剪、交叉編譯開發(fā)和移植應用，同時根據(jù)學生的實際情況進行應用程序和驅(qū)動程序開發(fā)，服務地方經(jīng)濟。
3傳統(tǒng)教學中存在的問題
傳統(tǒng)教學過程中通常以教師講授為主，以教材對應章節(jié)和知識點作為講授單元，理論基礎(chǔ)和實踐環(huán)節(jié)分離，無法做到“理實一體化”。在有限的課程授課時間內(nèi)，設(shè)置與教學內(nèi)容配套的實踐環(huán)節(jié)，通過課后實踐來強化教學內(nèi)容，激發(fā)學生創(chuàng)造性的能力比較有限。
嵌入式操作系統(tǒng)選擇非常多，在嵌入式系統(tǒng)應用中常用的軟件中間件，比如網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧、嵌入式平臺下的根文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、媒體壓縮與解壓縮庫、各種加密算法與協(xié)議等，更是令人眼花繚亂。
同時，作為授課對象的學生，由于來自不同的專業(yè)方向，前導課程的基礎(chǔ)知識參差不齊。具體表現(xiàn)為：電子類專業(yè)方向的學生，軟件基礎(chǔ)較為薄弱，計算機類專業(yè)方向的學生，電路與硬件基礎(chǔ)弱。
4基于物聯(lián)網(wǎng)項目驅(qū)動的嵌入式系統(tǒng)教學
以職業(yè)崗位能力為主線的高職教育體系需要構(gòu)建項目化教學課程體系，同時在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展的大背景下，嵌入式系統(tǒng)的課程體系確實應當有所調(diào)整，以適應時代的發(fā)展和社會的需求。
項目驅(qū)動教學的理念認為：學生知識的積累和構(gòu)建，是在一定的條件下自主構(gòu)建而成的；學習是知識、技能與行為、態(tài)度與價值觀等方面的長進。
同時，以企業(yè)中真實的生產(chǎn)、研發(fā)和具有實際應用價值的案例作為教學內(nèi)容的選擇，要求學生能夠通過自身的特點，獲取相關(guān)的資訊，指定真實的計劃，通過自身的決策和實施，并且進行檢查和互查來對項目進行評價。
1）項目的具體構(gòu)建
將嵌入式系統(tǒng)教學課程知識點進行碎片化和重組，以本院的校企合作單位物聯(lián)網(wǎng)智能家居企業(yè)真實案例為基礎(chǔ)，將整個教學過程以項目的形式開展教學，再將物聯(lián)網(wǎng)智能家居項目中分成相應子項目，對相應子項目再進行具體的任務分解。在整個過程中，要求學生能夠以教學主體的身份參與進來，對真實案例從總體上進行把握，明確學習和構(gòu)建的內(nèi)容。
2）項目驅(qū)動教學組織形式
本院該課程在采用小班化教學的基礎(chǔ)上，對學生進行項目分組，將4～5名學生分配到一個項目團隊。在不同的項目中扮演企業(yè)開發(fā)過程中的不同角色，同時在不同的子項目中，學生的角色進行輪轉(zhuǎn)或互換，使得學生在完成本課程的學習之后，能對項目開發(fā)的整個過程相對熟悉。
學生在不同的子項目中，可以對項目團隊的不同角色進行體驗，根據(jù)自身的實際情況，為更好的走上工作崗位，融入企業(yè)項目團隊做準備。
3）具體項目教學的實施
在每一個具體項目教學的實施過程中，以本院的2014級計算機應用技術(shù)專業(yè)為例，該專業(yè)有40人，將學生以5個學生為項目小組進行分組，共8個小組，根據(jù)學生的學情和實際情況進行項目任務書下發(fā)，將CDIO中的構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate）融入進來。
以物聯(lián)網(wǎng)智能家居企業(yè)真實案例中的智能窗簾子項目為例，通過任務分解，如下圖所示，可以分為嵌入式Linux系統(tǒng)裁剪、直流電機控制、交叉編譯、驅(qū)動文件加載和嵌入式平臺下移植應用等五個子任務，同時針對模塊化教學，進行相應學習情境設(shè)計和教學方案設(shè)計，整合現(xiàn)有教學內(nèi)容，使得老師的教和學生的學都體現(xiàn)項目驅(qū)動模式下理實一體化的緊密結(jié)合。
首先要求每個項目小組的學生進行項目分析，將構(gòu)思（Conceive）采用行動導向中資訊的形式展現(xiàn)出來，給出工作任務，提出任務要求，要求學生應當把前導課程以及已做過的項目中已掌握的知識點和即將開展的項目中需要的知識點進行融合，使得學生溫故知新，同時也學會綜合運用新舊知識的技能；其次要通過實踐的方式，項目和任務必須能夠通過實踐來完成及驗證。
對于設(shè)計（Design）則要求學生在項目小組中指定相應計劃，安排時間進度。
而實現(xiàn)（Implement），要求各小組通過決策和實施的方式，分別提出完成該項目的設(shè)計方案說明書，每個小組推選1名同學上臺進行本組實施方案的具體表述，授課教師與項目小組成員共同討論，進行分析和優(yōu)化，最終確定相對合理、科學的最佳方案，并進行下一步的實施。
運作（Operate），則是在之前所做工作的基礎(chǔ)上，結(jié)合項目方案說明書，對于項目內(nèi)容對照完成。在項目完成之后，對照最初提出的工作任務要求，逐項檢查項目完成情況。如存在不符的情況，進行分析和修改，直至滿足相應要求。同時要求項目小組內(nèi)的同學和不同小組的同學進行自評和互評，進行相應總結(jié)和考核。
5總結(jié)
基于物聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的技術(shù)和應用背景，如何精簡嵌入式系統(tǒng)課程的理論教學內(nèi)容，并擴寬學生的知識面，讓學生掌握設(shè)計與思考的方法，重點把與真實項目案例密切相關(guān)的內(nèi)容進行重構(gòu)與設(shè)計，同時進行層次化的實踐設(shè)計，在實踐環(huán)節(jié)中，讓學生真正參與到前沿發(fā)展的企業(yè)課題和項目中去，這是在嵌入式系統(tǒng)課程教學改革中要研究和具體實踐的方向。
基于物聯(lián)網(wǎng)項目驅(qū)動的嵌入式系統(tǒng)教學改革實踐教學過程中，學生對于企業(yè)項目開發(fā)的整個過程更加熟悉，學生參與項目團隊開發(fā)的積極性和主動性得到提高，同時，通過項目驅(qū)動的學習方法，學生也認識到團隊合作的重要性。項目驅(qū)動教學改革的實施，使學生學習的方式發(fā)生了很大的變化，學生能夠主動地去學習，更加善于發(fā)現(xiàn)問題和思考問題，解決問題的能力也得到了很大提高，學生的專業(yè)技能能力得到系統(tǒng)的鍛煉。項目驅(qū)動教學改革，為學生自主學習意識的養(yǎng)成和從學校到畢業(yè)頂崗實習、就業(yè)更好的“無縫”對接提供了保障。
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中圖分類號：G434文獻標識碼：A文章編號文章編號：1672-7800（2013）012-0176-03
作者簡介：張莉莉（1967-） 女，碩士，三峽大學計算機學院講師，研究方向為操作系統(tǒng)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
0引言
物聯(lián)網(wǎng)是在計算機互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用RFID、無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，構(gòu)造一個覆蓋世界上萬事萬物的“Internet of Things”。在這個網(wǎng)絡(luò)中，物品能夠彼此進行“交流”，而無需人的干預。物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)和移動通信之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)的革命性發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家重點發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。在國家大力推動工業(yè)化與信息化兩化融合的大背景下，物聯(lián)網(wǎng)會是工業(yè)乃至更多行業(yè)信息化過程中一個比較現(xiàn)實的突破口，是一個未來新興產(chǎn)業(yè)。應這種社會需求，2010年初教育部下達了高校設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)申報通知，眾多高校爭相申報。三峽大學計算機科學與技術(shù)專業(yè)開設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)工程方向，以培養(yǎng)能夠系統(tǒng)地掌握物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)理論、方法和技能，具備通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)等信息領(lǐng)域?qū)I(yè)知識的高級工程技術(shù)人才。但是作為一個新興的課程體系，教學內(nèi)容選擇、實踐環(huán)節(jié)組織等問題依然處于探索階段。三峽大學將《嵌入式操作系統(tǒng)》[1]作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程被列入該專業(yè)方向必修課程，和傳統(tǒng)操作系統(tǒng)課程相比，嵌入式操作系統(tǒng)有自己的特點，尤其是實踐環(huán)節(jié)，本文就《嵌入式操作系統(tǒng)》課程實踐教學部分進行研究。
1《嵌入式操作系統(tǒng)》教學存在的問題
首先，《嵌入式操作系統(tǒng)》是近年才出現(xiàn)的課程，可參考和借鑒的資料不多，各個學校都在探索一種適合該課程的教學模式。
其次，嵌入式系統(tǒng)是個綜合性很強的系統(tǒng)，它涵蓋計算機、通信、網(wǎng)絡(luò)、RFID等各方面的技術(shù)，那么，作為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)和執(zhí)行平臺的操作系統(tǒng)也要體現(xiàn)這方面的特征，而如何體現(xiàn)尚有待進一步探索。
再次，需要更多的經(jīng)費投入，實驗的開設(shè)往往不是一臺PC機器就可以解決的。
2《嵌入式操作系統(tǒng)》實踐教學內(nèi)容的選定
《嵌入式操作系統(tǒng)》同一般操作系統(tǒng)課程相比有很多獨特之處。一般操作系統(tǒng)都以PC機操作系統(tǒng)為平臺，內(nèi)容包括進程管理、存儲管理、設(shè)備管理以及文件系統(tǒng)等內(nèi)容。嵌入式操作系統(tǒng)作為嵌入式軟件開發(fā)平臺，最終要和應用軟件一起固化在某種設(shè)備里，因此，嵌入式操作系統(tǒng)應該是易于裁剪和配置[2]的。如果這種設(shè)備要聯(lián)網(wǎng)使用，還需具備網(wǎng)絡(luò)功能，有的還需要特殊的文件系統(tǒng)，而且在進程和內(nèi)存管理方面也不能過于復雜，在開設(shè)實驗課程時要考慮這些因素。鑒于以上分析，實踐教學內(nèi)容可從4個方面考慮：
（1）模擬類實驗。主要是通過編寫程序模擬嵌入式操作系統(tǒng)的一些算法。嵌入式操作系統(tǒng)和PC操作系統(tǒng)相比有很多不同之處：嵌入式操作系統(tǒng)要適應多種處理器、可裁剪、輕量型、實時可靠、可固化。因此，嵌入式操作系統(tǒng)在進程管理、內(nèi)存管理、文件系統(tǒng)、設(shè)備管理等方面有獨特算法，可以開設(shè)實驗編寫程序模擬這類算法。此類實驗通常作為課內(nèi)實驗與理論課同步進行，用于驗證理論，屬于驗證型實驗。
（2）分析裁剪類實驗。主要利用免費操作系統(tǒng)，如linux、minix、ucos/Ⅱ等。先分析這些系統(tǒng)內(nèi)核，再做適當裁剪或增加或替換。由于這類實驗需要編譯內(nèi)核，所需時間比較長，可以作為課外選修的實驗。
（3）應用型實驗。通過系統(tǒng)調(diào)用來完成一些應用，這類實驗可以是驗證性的，也可以是設(shè)計類的。可以根據(jù)具體的應用，設(shè)計一個實驗題目，讓學生在理論和驗證性實驗的基礎(chǔ)上進一步擴展。
（4）設(shè)計型實驗。主要是設(shè)計一個小型的操作系統(tǒng)，這類實驗難度較高，可以作為課程設(shè)計類實驗。
三峽大學物聯(lián)網(wǎng)方向的課內(nèi)實驗[1]主要是配合理論課內(nèi)容而開設(shè)，總共8個實驗，一個驗證性實驗，7個設(shè)計性實驗，實驗內(nèi)容如表1所示。
在課內(nèi)實驗的基礎(chǔ)上，再配以課外實驗[1]，可以提高學生的綜合開發(fā)能力，課外實驗可以采用項目方式進行。課內(nèi)實驗在虛擬機上完成，課外實驗可以在基于ARM芯片的實時系統(tǒng)上開發(fā)；課內(nèi)實驗要求獨立完成，課外實驗可以以小組為單位完成。課外實驗內(nèi)容如表2所示。
3教學環(huán)境與教學方式
3.1教學環(huán)境
首先，操作系統(tǒng)的選擇。嵌入式操作系統(tǒng)種類比較多，要根據(jù)先行課程和學生的層次選擇不同的操作系統(tǒng)。對于有操作系統(tǒng)背景知識的學生，可以采用較為復雜的系統(tǒng)，如linux；
而對于沒有操作系統(tǒng)背景的學生，可以選擇簡單的操作系統(tǒng)，例如UCOS/Ⅱ。
其次，開發(fā)工具的選擇。嵌入式軟件開發(fā)需要交叉編譯和交叉鏈接。交叉編譯器的主要功能是將主機上編寫的源程序編譯成可以在目標機上運行的代碼。教學環(huán)境可以是仿真環(huán)境[2]或者是真實環(huán)境。仿真環(huán)境有嵌入式軟件集成開發(fā)環(huán)境，例如lambdaTOOL，這個集成開發(fā)工具可以支持多種嵌入式操作系統(tǒng)，如linux或者ucos等操作系統(tǒng)，也支持32位的嵌入式處理器。該工具有面向教學的免費版本，利用這種工具進行實踐教學的好處就是有一臺PC機器即可，在實踐教學經(jīng)費缺乏的情況下是一種比較好的選擇，對于初學者來說也是一款很方便的工具。
真實環(huán)境除了PC機器之外還需要開發(fā)板，在PC機器上編譯、開發(fā)板上執(zhí)行，這種環(huán)境可以鍛煉學生的動手能力。真實環(huán)境開發(fā)工具和開發(fā)板有關(guān)聯(lián)，這類開發(fā)工具一般有與相關(guān)開發(fā)板芯片配套的開發(fā)環(huán)境，可以針對這種開發(fā)環(huán)境設(shè)計實驗內(nèi)容。
3.2教學方法
過去常用的教學方式是配合理論教學開設(shè)課內(nèi)實驗，這類實驗課時有限，每個實驗偏重某個知識點，實驗內(nèi)容事先設(shè)定好，學生在開發(fā)板上一個一個地驗證。這類實驗缺乏系統(tǒng)性，做完后，學生缺乏完整概念，而且，這種按照指導書按部就班完成實驗的方式，也缺乏創(chuàng)造性。對于《嵌入式操作系統(tǒng)》這門課程，單一地采用這種方式并不合適。
《嵌入式操作系統(tǒng)》實踐教學可以采用多種方式，如課內(nèi)課外實驗相結(jié)合、驗證性實驗和設(shè)計性實驗相結(jié)合等。課內(nèi)實驗開設(shè)應用型且學生在短時間內(nèi)容易接受的實驗，這類實驗用于訓練學生的基本技能。課外實驗通過課程設(shè)計、大型作業(yè)等方式，要求學生開發(fā)一個小型的系統(tǒng)或?qū)σ延邢到y(tǒng)進行裁剪或修改。課外實驗在時間上沒有課內(nèi)實驗的限制，可以開設(shè)綜合性的實驗。
此外，還可以采用項目驅(qū)動式教學，如果有這個條件，可以讓學生參與一些項目的開發(fā)，將科研與教學結(jié)合起來。
教學手段可以采用多媒體教學與網(wǎng)絡(luò)輔助教學相結(jié)合的方式，多媒體教學用于面授，網(wǎng)絡(luò)用于課外自學?！肚度胧讲僮飨到y(tǒng)》課程需要較強的理論知識，更需要在實踐環(huán)節(jié)加強訓練。多媒體教學可以作為實踐教學環(huán)節(jié)的準備，形象、生動地將一些抽象的概念具體化，讓學生有一個感性的認識，模擬一些在使用操作系統(tǒng)時看不見的過程，加深學生對知識的理解。
網(wǎng)絡(luò)教學手段能夠彌補課程教學的不足?？梢猿浞掷矛F(xiàn)有的校園網(wǎng)資源開發(fā)一個網(wǎng)上答疑系統(tǒng)，學生與學生、學生與教師之間可以隨時“交談”，改變以教師為主的教學方式，轉(zhuǎn)向以學生為主的教學方式。也可以嘗試大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)開放課程（Massive Open Online Courses），這是一種依托互聯(lián)網(wǎng)的教學模式，與傳統(tǒng)的教學模式有很大差別，它在線提供課程教學的全過程，包括微證書的管理，是一種新型的適合高校教育的模式。在這種模式下，教室成為學習會所，教師在“云”端授課，可以不拘泥于場所、時間等因素，甚至可以讓學生自行選取學習的內(nèi)容。這個正好與《嵌入式操作系統(tǒng)》課程內(nèi)容相吻合，因為嵌入式系統(tǒng)所涉及的領(lǐng)域十分廣泛，在做教學計劃時，將方向定在什么領(lǐng)域也十分困難，可以讓學生自行根據(jù)愛好和市場需求制定學習模塊，利用開放課堂進行學習。目前，全球比較成規(guī)模的MOOCs三大平臺是Coursera、Udacity、edX，可以依托這些平臺，建設(shè)《嵌入式操作系統(tǒng)》課程資源。
4教材
目前，《嵌入式操作系統(tǒng)》實踐系列的教材還不多見，筆者推薦《嵌入式實時操作系統(tǒng)及應用開發(fā)》配套的實驗方案[2]。該方案有兩套，一套是利用仿真系統(tǒng)開發(fā)實驗，工具是利用免費的開發(fā)環(huán)境Lambdatool，另一套是利用某種嵌入式微處理器開發(fā)的嵌入式軟件交叉開發(fā)實驗系統(tǒng)，也可以自行編寫。
5考核方式
《嵌入式操作系統(tǒng)》課程教學考核方式應該多樣化。傳統(tǒng)的考核方式一般是學生按照事先設(shè)定的內(nèi)容完成實驗，然后提交實驗報告，教師依據(jù)報告的內(nèi)容給予成績評定?！肚度胧讲僮飨到y(tǒng)》是一門綜合性和實踐性比較強的課程，用通常的機考、筆試等方式，要求在限定的短時間內(nèi)完成考核存在一定的難度，因此考核方式應該多樣化。將考核與教學方法相結(jié)合，對于課內(nèi)實驗，要求在固定時間內(nèi)完成命題，這類命題一般為設(shè)計驗證性的實驗和難度偏低的內(nèi)容；對于課外實驗，考核命題可以由教師指定范圍，學生自己擬定題目的方式。對于參與項目的學生，可以由項目負責人給予成績評定。考核過程采用答辯和文字描述相結(jié)合的方式，學生提交實驗報告或者設(shè)計報告，教師通過提問的方式來考核學生完成報告的程度?？己说淖罱K成績可以由以上3個方面來進行綜合評定。
6結(jié)語
高校教育必須面向市場，不斷地進行教學改革，提高教學質(zhì)量。計算機專業(yè)更是一個較前沿的專業(yè)，新的概念和技術(shù)不斷出現(xiàn)，《嵌入式操作系統(tǒng)》就是在物聯(lián)網(wǎng)的新形式下開設(shè)的一門課程。鑒于嵌入式設(shè)計將操作系統(tǒng)和應用軟件一體化的特點，《嵌入式操作系統(tǒng)》實踐教學更要加快研究步伐，不斷探索，實驗內(nèi)容通常每學年做一些修訂，三年左右做一次較大修訂。只有不斷地改革《嵌入式操作系統(tǒng)》課程的實踐教學環(huán)節(jié)，才能更好地培養(yǎng)動手能力強的學生，以適應物聯(lián)網(wǎng)市場的人才需求。
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lP授權(quán)，已經(jīng)成為國內(nèi)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計領(lǐng)域追趕國際先進水平的捷徑，因此，如何充分利用lP授權(quán)對嵌入式系統(tǒng)企業(yè)顯得尤為重要，本次論壇的主題也圍繞此展開。首先，ARM高級戰(zhàn)略業(yè)務經(jīng)理馮成先生帶來的演講以“未來在你手中－ARM，數(shù)字世界架構(gòu)提供商”為主題，詳細介紹了ARM處理器核的最新發(fā)展趨勢。另一家處理器lP和架構(gòu)授權(quán)廠商MIPS公司中國區(qū)市場總監(jiān)費浙平先生則從“走進MIPS”談起。深入分析了MlPS這個優(yōu)雅的處理器架構(gòu)能夠給客戶帶來的優(yōu)勢。那么如何將這些lP核應用到實際嵌入式產(chǎn)品中并加以應用呢?飛思卡爾半導體產(chǎn)品經(jīng)理劉素艷女士通過介紹最新基于ARM Cortex－M4 Kinetis微控制器的特點，深度分析了如何將lP授權(quán)和自身開發(fā)與服務有機結(jié)合，創(chuàng)造出基于通用IP的具有個性化功能的差異性產(chǎn)品。
進入21世紀以來，嵌入式系統(tǒng)是半導體應用中擴展最快的一個，Embedded iseverywhere正在成為可能。物聯(lián)網(wǎng)是國家正在大力倡導的“十二五”戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，嵌入式系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)應用中有著極為光明的發(fā)展前景。本次論壇特別邀請陳章龍教授就“嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)”與現(xiàn)場觀眾進行深入交流，分析了物聯(lián)網(wǎng)這個目前最熱門技術(shù)的現(xiàn)狀和未來，以及賦予嵌入式系統(tǒng)的機遇。特別是在信息融合物理系統(tǒng)(CPS)以及物聯(lián)網(wǎng)和云計算的融合等方面，嵌入式系統(tǒng)將發(fā)揮極為重要的作用。
會議的另一個部分是《電子產(chǎn)品世界》“2010年度嵌入式系統(tǒng)編輯推薦獎”頒獎典禮。作為本次評獎的指導單位，中國計算機學會嵌入式系統(tǒng)專業(yè)委員會主任、北京大學信息科學技術(shù)學院張興院長在致辭中談到，嵌入式系統(tǒng)作為一個重要的學科，在我國電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展中有著極為重要的戰(zhàn)略意義，《電子產(chǎn)品世界》的“嵌入式系統(tǒng)編輯推薦獎”多年來一直致力于推廣嵌入式系統(tǒng)技術(shù)在國內(nèi)的普及，這也正是中國計算機學會嵌入式系統(tǒng)專業(yè)委員會所希望媒體做到的。張興院長、陳章龍教授以及《電子產(chǎn)品世界》陳秋娜社長和王瑩主編作為頒獎嘉賓，現(xiàn)場頒發(fā)了“2010年度嵌入式系統(tǒng)編輯推薦獎”獎牌，并與20家獲獎企業(yè)代表合影留念。
每年一度的IDF大會被看作是英特爾和行業(yè)的風向標。此次IDF的一個關(guān)鍵主題詞是“嵌入式”,在持續(xù)兩天的會上,英特爾的高管們雄心勃勃地向人們描述了嵌入式市場的美好前景。
英特爾在嵌入式領(lǐng)域已經(jīng)深耕細作了30多年,此次高調(diào)重提這個在IT行業(yè)中早已沒有新鮮感的詞匯,無法不引起人們的好奇和關(guān)注:英特爾準備向這個經(jīng)過深思熟慮后選擇的“舊瓶子”里裝什么“新酒”?
大勢所趨
“互聯(lián)網(wǎng)正在經(jīng)歷其發(fā)展的第四個階段――嵌入式智能互聯(lián),這實際上正是物聯(lián)網(wǎng)概念所真正追求的,是把物物之間、人機之間賦予智能化的計算和互通能力,而并非只是簡單傳感芯片上承載的有限信息。”英特爾架構(gòu)事業(yè)部副總裁、嵌入式與通訊事業(yè)部總經(jīng)理道格拉斯?戴維斯在峰會上表示。
這位英特爾的高層管理人員在接受采訪時指出,未來IT技術(shù)的發(fā)展方向必然是與其他行業(yè)進行融合,軟硬件與服務結(jié)合的嵌入式解決方案,將幫助汽車、冰箱、洗衣機、電視機甚至鞋帽衣物獲得智能互通的能力。
此前,英特爾曾經(jīng)預測,到2015年全球?qū)⒂?50億個嵌入式計算設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接。全球嵌入式市場超過3000億美元,其中手持設(shè)備有1600多億美元,新興的3D電視、汽車電子、智能家電、物聯(lián)網(wǎng)和智能交通基礎(chǔ)設(shè)施都會出現(xiàn)快速增長。
在這個進程中,中國尤其突出。據(jù)了解,全球嵌入式市場的年平均增長速度是31%,中國則達到49%。中國政府正在大力發(fā)展高科技,是全球首個推出物聯(lián)網(wǎng)和三網(wǎng)合一國家政策的政府。
這對英特爾來說是絕佳的機遇。戴維斯透露,2010年英特爾在中國市場將布局四大領(lǐng)域:一是持續(xù)關(guān)注地方基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及產(chǎn)業(yè)優(yōu)化改造;二是內(nèi)需市場中的汽車消費、零售業(yè)等重點領(lǐng)域;三是更加積極地參與3G移動通訊市場;四是抓住上海世博會和廣州亞運會的高科技商機。
高歌猛進
從英特爾歷史上第一款處理器誕生以來,它與嵌入式已經(jīng)結(jié)緣了30多年,在30多個細分市場擁有3500家客戶?？梢哉f,目前幾乎所有PC形態(tài)的嵌入式產(chǎn)品,都被它主導的X86處理器架構(gòu)統(tǒng)治著。
然而,在移動互聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展的形勢下,PC已不再是應用的主角?！按钶d嵌入式解決方案的眾多隨身設(shè)備才是未來個性化互聯(lián)網(wǎng)時代的主流載體?！贝骶S斯說。顯然,英特爾未來的嵌入式戰(zhàn)略也不再單純基于PC。
巧合的是,就在2010IDF召開的同時,英特爾公布了其2010財年第一季度財報。財報顯示,英特爾第一季度凈利潤為24億美元,比去年同期增長288%。
這是一份超乎分析師預期的報表。英特爾在其財報中分析稱,此次業(yè)績提升的原因在于手機芯片業(yè)務的營收表現(xiàn)強勁。
把這份報表和“到2015年互聯(lián)網(wǎng)計算用戶的數(shù)量將會再增加10億”的預測放在一起考慮,不難理解英特爾重視移動互聯(lián)網(wǎng)的原因。
被視為英特爾目前三號人物、公司執(zhí)行副總裁兼全球架構(gòu)事業(yè)部總經(jīng)理浦大地描繪了英特爾在嵌入式市場的未來:在“酷?！薄ⅰ傲鑴印奔軜?gòu)下,覆蓋所有應用領(lǐng)域,其中,“至強”系列處理器將集中于服務器領(lǐng)域,而“凌動”則將全面滲透上網(wǎng)本、智能本、智能手機、車載信息系統(tǒng)、醫(yī)療系統(tǒng)等領(lǐng)域。
作為“嵌入式”系統(tǒng)的硬件平臺。“凌動”在上網(wǎng)本市場已取得巨大成功,出貨已達4500萬片。不過,在英特爾的戰(zhàn)略中,“凌動”平臺的戰(zhàn)略意義遠非開啟上網(wǎng)本市場那么簡單。
英特爾全球副總裁、軟件與服務事業(yè)部總經(jīng)理詹睿妮透露,“凌動”將進入更多設(shè)備,除上網(wǎng)本、智能手機外,也正在進入互聯(lián)網(wǎng)電視市場。據(jù)悉,基于“凌動”的全新消費電子產(chǎn)品將在今年第四季度正式推出。
這意味著,英特爾正在“全面嵌入化”。
為了展現(xiàn)英特爾嵌入式戰(zhàn)略的與眾不同,戴維斯在其主題演講中,干脆將一輛華泰元田B11轎車開上了舞臺。這是中國第一輛在汽車生產(chǎn)制造流程中采用基于英特爾“凌動”處理器的車載信息系統(tǒng)的轎車。
戴維斯強調(diào):“盡管芯片依然是個性化互聯(lián)網(wǎng)的重要技術(shù)驅(qū)動,但英特爾要做的不僅僅是把芯片放到上網(wǎng)本或手機里,而是要像蘋果那樣販賣服務,互聯(lián)網(wǎng)世界里英特爾的新定位是橫向整合產(chǎn)業(yè)鏈的平臺服務商。”
同時,戴維斯還透露,英特爾正在攜手諾基亞推動基于Linux的MeeGo操作系統(tǒng),該系統(tǒng)專為上網(wǎng)本和智能手機等便攜設(shè)備設(shè)計,還可用于車輛和電視上網(wǎng)等非桌面平臺。“我們?yōu)榇诉€推出了嵌入式設(shè)計中心網(wǎng)站和IOH合作伙伴計劃,著力打造一個開放的產(chǎn)業(yè)鏈交流與合作平臺?！?/p>
苦澀與甘甜
事實上,在移動互聯(lián)網(wǎng)市場,除了現(xiàn)有的筆記本和上網(wǎng)本,英特爾在手機、消費電子、機頂盒、車載娛樂系統(tǒng)甚至MID等領(lǐng)域,都不是目前的領(lǐng)導者。2006年,英特爾還無奈地將虧損多年的手機應用處理器xscale賣掉。
英特爾的難題在于:第一,PC處理器架構(gòu)的功耗、成本較高,用在上網(wǎng)本及手機上,兩三個小時就沒電;其二,市場上操作系統(tǒng)過多,在轉(zhuǎn)向移動互聯(lián)網(wǎng)的過程中需要重新選擇合作陣營。
對于一直被詬病的功耗問題,目前英特爾“凌動”架構(gòu)已經(jīng)改善很多,過去ARM有一定優(yōu)勢,但現(xiàn)在英特爾與ARM旗鼓相當。
在合作伙伴的選擇上,過去英特爾與微軟稱兄道弟,被認為是“Wintel”聯(lián)盟。不過近幾年,英特爾一直布局開源Linux,正在弱化對微軟的依賴。詹睿妮表示,拓展嵌入式市場,必須走開源之路,適應多種開發(fā)環(huán)境。
這正是英特爾2月份牽手諾基亞推出所謂Meego戰(zhàn)略的理由。兩大巨頭都在暗中開發(fā)開源操作系統(tǒng),同時都在朝更多類型的移動互聯(lián)網(wǎng)終端領(lǐng)域拓展,于是走到一起,成立了Meego聯(lián)盟。如今,該聯(lián)盟已拉進眾多獨立軟件開發(fā)商、消費電子企業(yè),其中包括東軟、中標等中國軟件企業(yè)。
目前，全球都十分關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及其所帶來的價值，掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)無疑占據(jù)了主動的地位，因此不能忽視其廣泛的市場前景。
1 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)概述
目前，物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)有三種分類：感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應用層。
1.1 感知層
同人體的感知一樣，物聯(lián)網(wǎng)也有感知層。該結(jié)構(gòu)主要是借助傳感器去感知，同人們一樣去識別相關(guān)信息，這賦予了物聯(lián)網(wǎng)以智能感知的功能。
1.2 網(wǎng)絡(luò)層
網(wǎng)絡(luò)層的功能就像是人體神經(jīng)系統(tǒng)對信息進行處理一樣，與感知層相比，其功能更加強大，也更加復雜。
1.3 應用層
應用層是第三層結(jié)構(gòu)，也是物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的頂層，能夠?qū)崿F(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和其他技術(shù)的結(jié)合，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的多領(lǐng)域、多行業(yè)應用。并且，這三種結(jié)構(gòu)缺一不可。
感知層能夠起到感知信息的作用，其主要是借助傳感器來實現(xiàn)的，如果沒有太多的傳感器，還可以借助網(wǎng)絡(luò)與設(shè)備的連接實現(xiàn)傳感器的功能，但這樣會造成資源浪費。為了節(jié)省資源，順利實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送，最好能夠?qū)⑺械脑O(shè)備與網(wǎng)絡(luò)層相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一傳送。為了避免傳感器設(shè)備不足造成的資源浪費問題，最好能夠在感知層和網(wǎng)絡(luò)層之間設(shè)置一個匯聚層，通過該匯聚層銜接這兩個結(jié)構(gòu)，就不會出現(xiàn)資源浪費的問題，并且能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送。
1.1 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的分析
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)需要高度重視，其功能先進，全面，不僅可以感知，還能夠?qū)崿F(xiàn)遠程監(jiān)控，并且可以接入不同的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的感知功能主要是以網(wǎng)絡(luò)形式來體現(xiàn)的，并且配合多功能傳感器獲取不同的信息進行感知。這些傳感器的接入形式不同，從目前來看，主要可分為有線和無線兩種接入模式。有線接入的速度較慢，不具備無線接入的某些功能，因此，無線網(wǎng)絡(luò)的應用越來越頻繁。目前，常見的移動設(shè)備都具備無線網(wǎng)絡(luò)的接入功能，并能夠?qū)崿F(xiàn)快速傳送，這樣就可以大大提高無線網(wǎng)絡(luò)的使用范圍。隨著無線網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，其必定會成為主要的接入方式。
不同結(jié)構(gòu)進行網(wǎng)絡(luò)互通所采用的傳感器不同，對信息的感知也會不同，為了實現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)互通，需要設(shè)置一個協(xié)議網(wǎng)絡(luò)。因為，協(xié)議網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)互通，如果]有協(xié)議網(wǎng)絡(luò)的支持，數(shù)據(jù)的交流就會變得十分困難。目前常見的協(xié)議網(wǎng)絡(luò)主為Mod bus，在許多領(lǐng)域都有其身影。
在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，檢測控制管理是一個重要的功能，其主要目的是對數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，實現(xiàn)科學的管理。首先，在網(wǎng)關(guān)中有許多不同的功能，對這些功能進行合理控制，就能夠?qū)崿F(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的突破，為人們的生產(chǎn)和生活帶來方便。其次，對網(wǎng)絡(luò)連接進行集中管理，也是檢測控制管理的常見功能。檢測控制管理主要是對系統(tǒng)和外界的網(wǎng)絡(luò)進行內(nèi)外監(jiān)控與管理，其功能更加全面。
1.2 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的整體設(shè)計策略
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)之所以很重要，主要是由于人們對于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的要求越來越高，因此，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的形式設(shè)計就受到了人們的高度重視。目前，物聯(lián)網(wǎng)的運行平臺主要有PC機和嵌入式。由于嵌入式系統(tǒng)內(nèi)核小、專用性強，在許多領(lǐng)域占據(jù)主導地位。因此，嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)勢更大，其應用范圍也越來越廣泛。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的設(shè)計有許多方式，借助嵌入式系統(tǒng)進行設(shè)計是可行的，并且大大推動了物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的發(fā)展。
2 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)硬件的設(shè)計
進行物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)硬件設(shè)計的時候，必須要考慮到網(wǎng)關(guān)所運行的環(huán)境，以及網(wǎng)關(guān)自身對硬件的要求。總體來看，網(wǎng)關(guān)硬件設(shè)計需要遵循成本低、降低能源消耗、實現(xiàn)高效率處理的原則，因此，常見的硬件設(shè)計就是采用AT9LSAM9260。該平臺具有極好的兼容性，存儲空間大，能夠高效處理信息，在苛刻的環(huán)境下也不影響網(wǎng)關(guān)的正常運行。
對于接入方式的選擇，主要以無線接入為主。物聯(lián)網(wǎng)的硬件是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)中非常重要的一部分，以其內(nèi)部的主控制器電路為例，其關(guān)系到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和網(wǎng)關(guān)功能的實現(xiàn)，因此要注意其嚴謹性。目前，網(wǎng)絡(luò)接口電路主要有MII和RMII兩種模式，這兩種模式可以通過對應硬件引腳配置來達到所需目的。
對于物聯(lián)網(wǎng)中串行接口電路設(shè)計，一般會選擇RS232和RS485。在進行串口設(shè)計的時候，應用這兩種方式，一方面可以起到節(jié)能降耗的效果，另一方面能夠優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，實現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互通。進行串口設(shè)計之后，還要增加一些模塊，這樣才能真正實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)硬件的功能。
3 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)軟件的設(shè)計
在進行物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)軟件的設(shè)計的時候，需要對通信接口的數(shù)據(jù)進行采集和處理，因此要對整個框架進行分層。分層之后，對不同的層要進行處理，底層要搜集數(shù)據(jù)，中間層要處理數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送，并設(shè)置相應的監(jiān)控模塊進行監(jiān)控。為了確保物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的靈活性，一方面要保證不同模塊之間的有機聯(lián)系，另一方面要實現(xiàn)系統(tǒng)整體功能和諧統(tǒng)一。
在本次研究中，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的設(shè)計與實現(xiàn)的平臺主要是嵌入式系統(tǒng)，而不是傳統(tǒng)的PC平臺。但是，由于要優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)軟件設(shè)計，還需要借助PC平臺進行代碼的開發(fā)與調(diào)試。
4 結(jié)束語
綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的開發(fā)與設(shè)計主要采取嵌入式系統(tǒng)，能夠滿足人們生產(chǎn)和生活的需要。隨著社會的進步和科學水平的不斷提升，相信在不久的將來，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)會更加完善。
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作者簡介
0 引言
目前，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展在許多國家已經(jīng)上升為國家戰(zhàn)略，故在各行各業(yè)、社會管理和民生方面都將發(fā)揮重要作用。物流是物聯(lián)網(wǎng)較早落地的行業(yè)之一，現(xiàn)代物流的發(fā)展需要數(shù)據(jù)的采集和傳播具備高效性、準確性以及安全性，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)恰恰具備這些功能，因此，將物聯(lián)網(wǎng)應用在物流領(lǐng)域具有很高的現(xiàn)實意義。物聯(lián)網(wǎng)的應用從根本上提高了對物品生產(chǎn)、配送、倉儲、銷售等環(huán)節(jié)的監(jiān)控水平，改變了供應鏈流程和管理手段，對于物流成本的降低和物流效率的提高具有重要意義。在應用智能終端的新型物流業(yè)務中，結(jié)合實際需要，配備無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和條形碼技術(shù)，可以隨時掌握物流鏈的任意節(jié)點上貨物的情況，大大減少錯誤的發(fā)生，提高了工作效率，規(guī)范了企業(yè)的管理，在物流領(lǐng)域中得到了越來越廣泛的應用。
1 物聯(lián)網(wǎng)簡介
物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）是一個基于網(wǎng)絡(luò)、廣域網(wǎng)或局域網(wǎng)等信息承載體，讓一些相對零散的普通物理對象能夠通過某種連接來實現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。它具有普通對象設(shè)備化、自治終端互聯(lián)化和普適服務智能化3個重要特征。
簡而言之，物聯(lián)網(wǎng)就是把所有物品通過信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換，即物物相息，以實現(xiàn)智能化識別和管理。物聯(lián)網(wǎng)將與媒體互聯(lián)網(wǎng)、服務互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)一道，構(gòu)成未來互聯(lián)網(wǎng)。
物聯(lián)網(wǎng)有許多廣泛的用途，用途涵蓋：政府工作、公共的安全、智能家居、消防安全、工業(yè)監(jiān)測、交通運輸、環(huán)保領(lǐng)域、健康管理、花卉栽培、水質(zhì)管理、食品安全、老人護理、國防安全和防控管理等多個領(lǐng)域，本文主要探討其在現(xiàn)代物流領(lǐng)域中的應用及其使用到的關(guān)鍵技術(shù)。
2 物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)代物流領(lǐng)域的應用
物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)代物流領(lǐng)域有著廣泛的應用。
2.1 運輸過程的智能管理
目前，物聯(lián)網(wǎng)的GPS/GIS衛(wèi)星定位技術(shù)、RFID技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能物流中已展開應用，以便實時了解關(guān)注對象的位置與狀態(tài)，建立可視化的智能系統(tǒng)。在物流活動過程中實時實現(xiàn)對車輛定位、運輸物品監(jiān)控、在線調(diào)度與配送的可視化管理。目前，有些技術(shù)比較先進的物流公司或企業(yè)大都建立與配備了GPS智能物流管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對車輛定位與溫度實時監(jiān)控等，初步實現(xiàn)物流作業(yè)的透明化、可視化管理。通過在運輸路線上布置一些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，當裝有相應標簽或傳感器等設(shè)備的貨車經(jīng)過時，便可獲知其運輸?shù)穆肪€、時間、貨物等相關(guān)信息，使后臺管理者實現(xiàn)可視化管理。也可以通過定位技術(shù)定時取得位置信息，監(jiān)管貨物動態(tài)。
2.2 產(chǎn)品的可追溯性管理
應用物聯(lián)網(wǎng)建立可追溯的智能系統(tǒng)，主要是為了實現(xiàn)在物流過程中的質(zhì)量管理和責任追究的功能?；赗FID等技術(shù)建立的產(chǎn)品可追溯網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的技術(shù)與政策等條件都已經(jīng)成熟，應當加快全面推進。目前，這些智能產(chǎn)品的可追溯系統(tǒng)在醫(yī)藥、農(nóng)產(chǎn)品、食品、煙草等行業(yè)和領(lǐng)域已有很多成功應用，比如，將物聯(lián)網(wǎng)中的視頻技術(shù)鑲嵌在生產(chǎn)系統(tǒng)中，不僅能夠?qū)崟r監(jiān)控產(chǎn)品的制造過程，而且可以事后進行查詢。物聯(lián)網(wǎng)在貨物追蹤、識別、查詢、信息采集與管理等方面發(fā)揮了巨大作用，為保障食品安全、藥品安全提供了堅實的物流保障。
2.3 智能自動的物流配送管理
運用基于傳感、RFID、聲、光、電、機、移動計算等各項先進技術(shù)，在物流配送中心實現(xiàn)全自動化管理，建立配送中心智能控制、自動化操作網(wǎng)絡(luò)，從而實現(xiàn)物流、商流、信息流、資金流的全面管理。配送中心可以利用物聯(lián)網(wǎng)中的RFID等技術(shù)，根據(jù)需要將電子標簽貼在貨物、托盤或者周轉(zhuǎn)箱上面，通過物品信息的實時記錄、處理，再結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的智能處理系統(tǒng)，實現(xiàn)貨物出入庫、盤點、配送的一體化管理。目前，很多的配送中心在貨物裝載和卸車上采用智能機器人、激光或磁性無人搬運車來進行作業(yè)和物品的搬運，采用自動化的分揀來作業(yè)，包括出入庫也是自動化的機械來操作，使得物流配送作業(yè)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動化智能化。
2.4 企業(yè)的智慧供應鏈
全球化背景下的企業(yè)競爭將是供應鏈與供應鏈之間的競爭，對企業(yè)的物流系統(tǒng)、生產(chǎn)系統(tǒng)、采購系統(tǒng)與銷售系統(tǒng)提出較高要求。面對大量的個性化需求與訂單，準確預測客戶需求等問題是企業(yè)經(jīng)常遇到的，這就需要智慧物流和智慧供應鏈的后勤保障網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)支持。物聯(lián)網(wǎng)在物流業(yè)中的應用將產(chǎn)生智慧生產(chǎn)與智慧供應鏈的融合，各個物流供應鏈的參與者可以按照預定的權(quán)限和流程各行其事，企業(yè)物流完全智慧地融入企業(yè)經(jīng)營之中，信息流無縫鏈接，既可分工協(xié)作，又相對獨立。
3 物聯(lián)網(wǎng)應用的關(guān)鍵技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)主要涉及傳感器技術(shù)、RFID技術(shù)和嵌入式技術(shù)。
3.1 傳感器技術(shù)
這是計算機的一種關(guān)鍵技術(shù)。絕大部分的計算機現(xiàn)在能夠處理的都是數(shù)字信號。計算機都是需要用傳感器來把模擬信號
換成數(shù)字信號的，這樣計算機才能處理。傳感器作為信息獲取的重要手段，與通信技術(shù)和計算機技術(shù)共同構(gòu)成信息技術(shù)的三大支柱。
3.2 RFID技術(shù)
RFID（Radio Frequency Identification）技術(shù)，又稱無線射頻識別，是一種通信技術(shù)，可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標之間建立機械或光學接觸。也是一種傳感器技術(shù)該技術(shù)是融合了無線射頻技術(shù)和嵌入式技術(shù)為一體的綜合技術(shù)，目前RFID技術(shù)應用很廣，如：圖書館，門禁系統(tǒng)，食品安全溯源等。RFID在自動識別、物品物流管理中同樣有著廣闊的應用前景。
3.3 嵌入式技術(shù)
嵌入式技術(shù)執(zhí)行專用功能并被內(nèi)部計算機控制的設(shè)備或者系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)不能使用通用型計算機，而且運行的是固化的軟件，用術(shù)語表示就是固件（firmware），終端用戶很難或者不可能改變固件。這是綜合了計算機軟硬件、傳感器技術(shù)、集成電路技術(shù)、電子應用技術(shù)為一體的復雜技術(shù)。嵌入式是一種專用的計算機系統(tǒng)，作為裝置或設(shè)備的一部分。通常，嵌入式系統(tǒng)是一個嵌入式處理器控制板，有控制程序存儲在ROM中。事實上，帶有數(shù)字接口的設(shè)備有很多都是這樣的，比如錄像機、汽車、手表、微波爐等，都使用嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)有一些還包含操作系統(tǒng)，不過大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)都是是由單個程序?qū)崿F(xiàn)整個控制邏輯。近年來嵌入式技術(shù)得到了快速的發(fā)展，嵌入式產(chǎn)業(yè)涉及的領(lǐng)域也越來越廣泛，彼此之間的特點也是很明顯的。如很多行業(yè)：軍工產(chǎn)業(yè)、手機廠家、平板及車載導航、數(shù)字電視、多媒體終端、網(wǎng)關(guān)等。嵌入式系統(tǒng)正在逐漸的改變?nèi)藗兊纳?，推動著生產(chǎn)以及國防的發(fā)展。傳感器、嵌入式系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)中有著非常關(guān)鍵的地位與作用。
4 結(jié)論
物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的步伐越來越快，很快就會進入規(guī)模發(fā)展階段，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將對提升很多產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟附加值，促進經(jīng)濟的發(fā)展方式進行轉(zhuǎn)變，對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整也具有非常重要的意義。物聯(lián)網(wǎng)在物流領(lǐng)域的發(fā)展也將越來越廣泛，它正推動著物流行業(yè)的變革，在不遠的將來，隨著物聯(lián)網(wǎng)理念的引入，隨著我國物聯(lián)網(wǎng)標準體系的完善，越來越多的研發(fā)基地的建立，更多的行業(yè)應用等多項工作的推進，物聯(lián)網(wǎng)將對物流業(yè)產(chǎn)生更強大的影響，這勢必會帶來智能化的物流配送鏈條、更敏捷的供應鏈、物流鏈條中商品的透明化與實時化管理，實現(xiàn)物流的可追蹤管理。我們相信，在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展帶動下，一個更加智慧、便捷、高效的美好物流前景將很快實現(xiàn)。
【參考文獻】
1012的大市場
在1999年物聯(lián)網(wǎng)概念就開始提出，實際上就是互聯(lián)網(wǎng)向物聯(lián)網(wǎng)的轉(zhuǎn)移，要上物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備是1012數(shù)量級，非常巨大。但我們現(xiàn)在的Internet網(wǎng)的利用率該產(chǎn)品還很低，只有2％-5％。目前嵌入式設(shè)備需要聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)，但嵌入式設(shè)備一般無瀏覽器，需要建立信息平臺，實現(xiàn)低端和高端的連接。
與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的熱調(diào)
感知中國、物聯(lián)網(wǎng)、智慧地球、CPS(Cyber-Physical System，信息融合物理系統(tǒng))等與傳感網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的詞匯最近很熱……
物聯(lián)網(wǎng)的概念最早是從RFID(射頻識別)技術(shù)這個領(lǐng)域來的，1999年專門做RFID的EPC global前身――麻省理工Auto-ID中心提出。它當時指每一個物品上都貼一個電子標簽，這樣通過后臺信息系統(tǒng)構(gòu)成一個借助于Internet、所有物品都能互相聯(lián)系起來的一個物聯(lián)網(wǎng)。但是這個概念當年并沒有太多人關(guān)注，真正受到關(guān)注是從2005年ITU(國際電信聯(lián)盟)重新定義了物聯(lián)網(wǎng)的概念。它主要是從信息和通信的角度去考慮，集中在三個“Any”(anytime、anyplace、anyone)去獲取信息。從此概念能看出，RFID技術(shù)、傳感器技術(shù)以及嵌入式智能技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)部分，即底層技術(shù)。
物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展主要是2008年IBM從商業(yè)角度提出所謂的“智慧地球”。物聯(lián)網(wǎng)有三大層，底層是感知層，中間是網(wǎng)絡(luò)層，上層是應用層。基于此，智慧地球的核心技術(shù)有三個i：instrument，傳感技術(shù)(物聯(lián)化)；interconnected(互聯(lián)化)；intelligent(智能化)。
目前，學術(shù)界流行一個詞CPS。我們?nèi)祟惿鐣钤趦蓚€世界上，一個是信息世界，一個是物理世界。信息世界跟物理世界的融合，就稱為CPS。中國計算機學會微機專業(yè)委員會嵌入式學組組長、復旦大學的陳章龍教授一年前開始研究CPS，但是他和IBM和Intel等公司去探討時，這些商用公司說他們知道CPS，但現(xiàn)在不會去做CPS、因為做CPS風險很大。CPS實際上就是信息和物理系統(tǒng)的融合，即三個c：1，把物理設(shè)備Computer化；2，通過通訊(communication)和后臺連起來；3，Control。這不是把CPS單獨拆離開來一個一個的系統(tǒng)，從控制層面來看，是整個的一個大系統(tǒng)。這樣一來，我們的計算機就要有一個變更性的革命，因為我們計算機處理的是數(shù)字的、離散的、跟時間無關(guān)的對象，而現(xiàn)在如果是CPS，處理的對象則是模擬的、連續(xù)的、跟時間相關(guān)的，那么所有的理論、語言都要配套重來。所以美國也是首先在自然資金里面展開這個方面的探索工作。
總理2009年8月到無錫考察時，提出重視發(fā)展“感知中國”。目前要做的工作是三個方面：把傳感系統(tǒng)和3G中的TD技術(shù)結(jié)合起來：在國家重大科技專項中，加快推進傳感網(wǎng)的發(fā)展：盡快建立中國的傳感信息中心。
不僅感，還要知、行
陳章龍教授認為，“感知中國”的感知耐人尋味，“感”是傳感器通過RFID對信息的采集和傳輸：關(guān)鍵是“知”，就是要通過處理計算，并返回去，才會產(chǎn)生真正的價值。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在國內(nèi)已經(jīng)炒了十年，現(xiàn)在重新拿出來，我們一定要認真考慮以前的十年炒無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為什么沒有“量變成質(zhì)變”?因為我們只發(fā)展了“感”，還沒有去“知”。
中國科學院自動化所的關(guān)強博士提出要重視“知”和“行”。物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)包括幾層：基礎(chǔ)層、傳輸層，還有執(zhí)行，即所謂感知的“知”和行動的“行”，控制、中間件、公共信息服務，最后結(jié)合到具體的應用去。
嵌入式的機遇
無論是物聯(lián)網(wǎng)三要素(感知行)，還是智慧地球3i，CPS的3C，實際上都是在講一件事：人、機、物的和諧發(fā)展。這對嵌入式系統(tǒng)的要求是什么?陳童龍教授認為第一要多功能化、低功耗、微型化，這些已經(jīng)都在做了，比如無線傳感器的結(jié)點的智能匯集，傳感器的設(shè)計趨向一體化。由于嵌入式系統(tǒng)無處不在，有的可做得很小，例如智能灰塵，它里面的一些軟件，即嵌入式軟件也需要很小。
第二，嵌入式系統(tǒng)要網(wǎng)絡(luò)化。假如現(xiàn)在就把互聯(lián)網(wǎng)復制到物聯(lián)網(wǎng)，這在技術(shù)上是行不通的，因為我們面向?qū)ο笫菙?shù)據(jù)，是連續(xù)的、動態(tài)的、是非結(jié)構(gòu)化的。所以瀏覽就不能簡單地設(shè)為嵌入式瀏覽器，因此需要在低端和高端之間建立信息中間件，OSGi(Open Service Gateway initiative)應運而生(圖2)，是開放性的機構(gòu)，專門針對汽車電子、家庭網(wǎng)絡(luò)、移動設(shè)備和工業(yè)環(huán)境等特定領(lǐng)域的互聯(lián)網(wǎng)中間件的應用。例如，OSGi聯(lián)盟專門成立了一個名為汽車專家組(Vehicle Expert Group)的特別機構(gòu)，為OSGi在汽車電子領(lǐng)域的應用制定規(guī)范。
關(guān)強博士從RFID應用角度介紹了嵌入式的發(fā)展機會。他說，很多案例是通過一定的技術(shù)手段來實現(xiàn)從終端到終端，一般來說是閉環(huán)應用。閉環(huán)只在一個特定的范圍或是應用領(lǐng)域之內(nèi)，還達不到開環(huán)，譬如公共領(lǐng)域的信息服務。因為實際上物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展受制于應用模式，如果要做到開環(huán)，會面臨復雜的問題：要找怎樣的一種商業(yè)模式、基礎(chǔ)設(shè)施由誰掏錢。
歐洲一家專門研究物聯(lián)網(wǎng)、智能系統(tǒng)集成的協(xié)會對物聯(lián)網(wǎng)的預測是四個階段：
?2010年之前從RFID技術(shù)角度去討論；
?2010到2015年電子標簽、傳感器網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)更深層次的信息交互；
?2015到2020年實現(xiàn)互聯(lián)物品智能化；
?2020年實現(xiàn)全面的智能化。
技術(shù)層包括以下幾類(圖3)：RFID標簽、讀寫器等基礎(chǔ)設(shè)備。還有傳感器、傳感器網(wǎng)絡(luò)、傳感設(shè)備。傳輸層(這也是ITU重新定義物聯(lián)網(wǎng)的原因)主要是在網(wǎng)絡(luò)層考慮，從網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)去考慮。我國提出利用3G去傳輸物聯(lián)網(wǎng)，但這里還是涉及許多問題，比如信息終端，還有現(xiàn)在的操作系統(tǒng)，像中國移動推出的OMS操作系統(tǒng)，如果真正涉及到基礎(chǔ)設(shè)施，還有工業(yè)以太網(wǎng)、交通、離散控制領(lǐng)域等特殊的網(wǎng)絡(luò)，當然基礎(chǔ)設(shè)施上還有一些軟件的工作，比如中間件、中間件的功能、實時信息處理、海量的數(shù)據(jù)怎么處理。如果實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應用，一定要正開環(huán)，因為開環(huán)要為公 共服務，涉及到更多的問題。
目前，物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)標準還很多，但總體上。與理想的物聯(lián)網(wǎng)標準還差得很遠。
那么RFID與嵌入式系統(tǒng)之間的關(guān)系如何?關(guān)強認為，首先是射頻前端的特殊設(shè)計；再一個就是嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方面，主要是把RFID作為一個組成部分。RFID產(chǎn)品的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計看起來難度不大，因為只要RFID讀寫設(shè)備是固定式設(shè)備，基本上基于嵌入式Linux平臺，主流產(chǎn)品目前是國外廠商實力較強，本土產(chǎn)品的操作系統(tǒng)還待完善。
應形成本土戰(zhàn)略
到此看來本文就該結(jié)束，但本國家863計劃信息技術(shù)領(lǐng)域?qū)＜医M組長、北京航空航天大學校長懷進鵬院士提出不要成為國外理念的實驗場，應該探索自己特色之路。他指出，物聯(lián)網(wǎng)和智慧地球是美國人提出的，是否這次我們再為美國做注解。注解其發(fā)展的合理性，和中國成為其一個巨大的應用示范、產(chǎn)業(yè)化開動前期的一個試點?
通常來說，如果你自己提出了一個新概念。想堅持下來也許比較難，但是他們有了我們說我們也曾經(jīng)想過了，這樣再拿來更容易得到支持，尤其在特定的應用服務范圍內(nèi)。所以當時863小組在規(guī)劃時認為，要借鑒國外的發(fā)展模式，再結(jié)合我們自己的重大的問題、重大的任務來進行謀劃。我們需要思考三件事：第一，一種發(fā)展的暢想，能否在重大技術(shù)、產(chǎn)生重大突破的機會沒有到來之前，我國有可能引領(lǐng)并堅持一些方向，也許最后還能形成國際社會的趨勢；第二，在信息技術(shù)未來發(fā)展當中，建立以純技術(shù)驅(qū)動為主的，結(jié)合以應用為創(chuàng)新模式的這種互動方式，也許在最近五年甚至十年當中，重大應用的突破對孕育和推進技術(shù)的發(fā)展帶來機會，具體體現(xiàn)就是在網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)上。最后，需要走從參與到主導的模式。
五年十年后面臨互聯(lián)網(wǎng)應用大突破
上海海同信息科技有限公司是專注于IT及互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的人才培養(yǎng)(線上+線下)、招聘服務和技術(shù)解決方案服務提供商，8年來始終專注于互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等高新技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展急需的軟件人才培養(yǎng) ， 培訓內(nèi)容主要包括Android、嵌入式開發(fā)、J2EE、PHP，HTML5、iOS、大數(shù)據(jù)的開發(fā)和UI設(shè)計。
上海海同科技作為ARM、微軟的嵌入式授權(quán)合作伙伴，海同科技立足于提供國內(nèi)高水平的嵌入式培訓。在著名嵌入式軟件、硬件廠商Microsoft、ARM、TI、Altera的大力支持下，推出理論和實踐項目相結(jié)合的嵌入式系列高端課程，幫助學員深入學習嵌入式處理器軟件、硬件等基本知識，參照企業(yè)項目開發(fā)經(jīng)驗，組織學員開展項目實踐，增強實踐開發(fā)能力，著眼于滿足企業(yè)在產(chǎn)品升級換代方面對技術(shù)和人才的需求。
（來源：文章屋網(wǎng) ）
