文/王佳
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展,對(duì)信息交換、資源共享的需求已經(jīng)得到了很大的滿足,嵌入式互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合了傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和嵌入式技術(shù),嵌入式技術(shù)彌補(bǔ)了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不足,它可以使更多的設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)中,對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)、物物互聯(lián)及各種智能設(shè)備的連接起到很好的作用。
嵌入式系統(tǒng)以嵌入式芯片為核心,分為嵌入式硬件和軟件兩個(gè)部分,嵌入式硬件已微控制單元(MCU)為中心,嵌入式軟件主要包括嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件。嵌入式系統(tǒng)要接入互聯(lián)網(wǎng),主要要解決的是兩問題,傳輸介質(zhì)和協(xié)議的使用問題,我們知道互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)信息的傳輸是基于TCP/IP協(xié)議的,嵌入式設(shè)備要接入互聯(lián)網(wǎng)首先要解決相關(guān)設(shè)備要支持TCP/IP協(xié)議的問題,只有通過TCP/IP協(xié)議,嵌入式系統(tǒng)才能夠很好地接入互聯(lián)網(wǎng)。
嵌入式Internet技術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是使控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)信息交互,在人們的生活中,比如大樓、工廠和家庭的控制網(wǎng)絡(luò)及其其他的信息網(wǎng)絡(luò),當(dāng)這些網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)通的時(shí)候,就不單單能利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的且實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),診斷和系統(tǒng)的升級(jí),更可以為嵌入式系統(tǒng)共享提供更加豐富的網(wǎng)絡(luò)信息資源的支持。
1.1.1 處理機(jī)搭配TCP/IP協(xié)議
嵌入式系統(tǒng)能夠接入互聯(lián)網(wǎng)主要是依靠TCP/IP協(xié)議的應(yīng)用,將標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議延伸到嵌入式的設(shè)備之中,通過嵌入式的設(shè)備來顯現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)的功能,使設(shè)備能通過夠連接到互聯(lián)網(wǎng)。
1.1.2 專用服務(wù)器實(shí)現(xiàn)
各個(gè)嵌入式設(shè)備通過專用接口接入專用服務(wù)器,專用服務(wù)器接入互聯(lián)網(wǎng),使用專用的Web服務(wù)器實(shí)現(xiàn)的方式不同于以往在嵌入式系統(tǒng)中植入TCP/IP協(xié)議的方式,不需要每個(gè)嵌入式設(shè)備都接入互聯(lián)網(wǎng),專用服務(wù)器可以劃分子網(wǎng),嵌入式設(shè)備通過子網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行相互訪問。這也為嵌入式設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化和智能化提供了便利性。整個(gè)專用服務(wù)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有及時(shí)性和開放性的特點(diǎn),但這也存在一個(gè)很大的問題,怎么樣實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相互之間的網(wǎng)絡(luò)管理問題不是互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)容。
1.1.3 通過MCU接入嵌入式網(wǎng)絡(luò)
隨著嵌入式網(wǎng)關(guān)的普及,MCU系統(tǒng)構(gòu)件嵌入網(wǎng)絡(luò)的方式和個(gè)人網(wǎng)關(guān)相似,如智能家電的網(wǎng)絡(luò)化可以通過MCU系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn),同事,利用TCP/IP協(xié)議來進(jìn)行信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制,可以按照程序接口獨(dú)立編程,處理網(wǎng)絡(luò)信息傳輸任務(wù),控制設(shè)備運(yùn)行,提升了系統(tǒng)的靈活性。
嵌入式設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)的基本接入方式主要有直接接入和間接接入兩種,嵌入式互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展主要經(jīng)歷了三個(gè)階段,集中管理、分散管理和智能管理。集中管理通過專用的接口卡將嵌入式設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng),雖然能負(fù)載多臺(tái)計(jì)算機(jī)的運(yùn)行,但不適宜大規(guī)模的使用。分散式管理采用TCP/IP協(xié)議來管理網(wǎng)絡(luò)中的嵌入式設(shè)備,每個(gè)設(shè)備分配一個(gè)獨(dú)立的IP地址,可以對(duì)每個(gè)設(shè)備進(jìn)行單獨(dú)有效的控制,可以通過WΕB技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)段和不同子網(wǎng)之間的通訊。在智能管理階段,嵌入式互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,通過設(shè)置、添加設(shè)備的智能功能,可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、自我診斷和修復(fù)功能,實(shí)現(xiàn)真正的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。
嵌入式Internet互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在市場(chǎng)上存在巨大的發(fā)展的空間,它在某些領(lǐng)域也得到了很好的應(yīng)用,在物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能家居和智能家電等很多領(lǐng)域,嵌入式Internet技術(shù)的發(fā)展會(huì)對(duì)我們整個(gè)社會(huì)的信息化進(jìn)步有著舉足輕重的作用。目前來看,嵌入式互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要應(yīng)用于以下幾個(gè)方面:
嵌入式互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中也扮演了重要的角色,通過嵌入式技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合把生產(chǎn)線、工廠、設(shè)備、供應(yīng)商、客戶和產(chǎn)品緊密地連接融合起來構(gòu)成了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),通過先進(jìn)的傳感器和控制器,控制程序存儲(chǔ)在嵌入式系統(tǒng)的ROM中,通過互聯(lián)網(wǎng)把各個(gè)要素連接起來,可以幫助制造業(yè)拉長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈,提高工業(yè)化生產(chǎn)的效率,實(shí)現(xiàn)智能制造。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能制造是我們重點(diǎn)發(fā)展的方向,但其發(fā)展與嵌入式系統(tǒng)密不可分。
嵌入式互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居中也得到了很好的應(yīng)用,智能機(jī)頂盒內(nèi)的嵌入式系統(tǒng)可以控制燈光、窗簾、背景音樂等,這些都可以通過互聯(lián)網(wǎng)來控制。智能家電以后是各個(gè)廠家重點(diǎn)推出的產(chǎn)品,首先在智能電器中引入嵌入式系統(tǒng),同時(shí),把嵌入式系統(tǒng)接入互聯(lián)網(wǎng),通過互聯(lián)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)控制家庭中的空調(diào)、電視、電飯煲、洗衣機(jī)等智能電器設(shè)備。同樣,在智能建筑中,信息技術(shù)和房地產(chǎn)結(jié)合形成的新時(shí)代的智能樓宇。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)的普及,智能樓宇中的公共設(shè)施都會(huì)使用嵌入式系統(tǒng)來提高樓宇的全面監(jiān)控服務(wù)水平。
互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心和基礎(chǔ),物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展,結(jié)合嵌入式技術(shù),可以使物與物之間更好地實(shí)現(xiàn)信息交換和通訊。嵌入式系統(tǒng)技術(shù)是融合了傳感器技術(shù)、集成電路技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件為一體的比較復(fù)雜的技術(shù)。在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用中,嵌入式系統(tǒng)相當(dāng)于大腦,通過對(duì)各種傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類處理,結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),信息可以很好地傳送,服務(wù)工業(yè)生產(chǎn)和人們生活的需求。
隨著嵌入式技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展,二者各自發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì),提高了信息傳輸?shù)乃俣群唾Y源共享的效率,化解傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的局限性,對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)和智能制造的發(fā)展有很大的促進(jìn)作業(yè),隨著技術(shù)的發(fā)展,二者的結(jié)合將更加緊密,相信嵌入式互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將應(yīng)用于更加廣泛的領(lǐng)域,更好地服務(wù)于人們的生產(chǎn)和生活。