嵌入式技術的實際應用及前景

張朝陽 張偉 王紅平

摘 要：嵌入式技術從來沒有像今天這樣不僅完全占據了工業制造過程而且完全占據了人們的生活，不可或缺。嵌入式技術已經遠遠超越了電子技術本身，嵌入式技術在21世紀的廣泛應用帶給了人們一個嵌入式系統全面超越PC的世紀，這是自1946年人類擁有計算機以來的第一次，我們不得不承認的是，嵌入式技術開創了一個嶄新的數字信息的世紀。

關鍵詞：嵌入式技術；實際應用；前景

據IEEE的定義，嵌入式技術是應用于控制、監視、輔助、移動等用途的專用計算機系統，其軟件硬為經過剪裁、定制、調整以適應在實現所需功能的前提下，進一步實現更少的資源占用、更佳的可靠性、更低的成本、更小的體積、更低的功耗性要求的最終計算機系統產品。嵌入式技術既是計算機技術、半導體技術高速發展的產物，又是計算機軟硬件技術飛速發展的產物。研究嵌入式技術的實際應用與發展前景首先必須了解嵌入式系統的技術特點。

1 嵌入式技術特點

嵌入式技術雖然與通用計算機一樣可以分為軟硬件兩大部分，但是由于其“嵌入”的要求，嵌入式技術還存在著一些獨具的特點。嵌入式技術的特點簡言之就是其高專用性、高易控性、高精簡性、高實時性、低成本性、低功耗性與低資源占用性。

2 嵌入式技術的實際應用

眾所周知，嵌入式技術目前在全球的應用已經遠遠超過了通用型計算機的應用，隨著嵌入式技術的不斷發展，嵌入式技術的應用與通用型計算機的應用之間的距離還將越來越大。嵌入式技術不僅存在于我們觸手可及的電飯煲、冰箱、電視、洗衣機、手機、遙控器等電器設備之中，而且也存在于我們每天使用的通用型計算機之中，鍵盤、鼠標、硬盤、路由器、顯示器、USB集線器等外設也都是應用了嵌入式技術的設備。

2.1 嵌入式技術在軍事國防領域的早期應用

互聯網是計算機技術應用于軍事領域的一個副產品，不僅互聯網，其實計算機本身的發明也是由于軍事發展的需要而催生出來的。繼計算機與網絡之后，嵌入式技術在軍事領域的應用突飛猛進，我國的航空航天以及軍工設備制造等軍事工業的早期嵌入式應用對于我國軍工產業的蓬勃發展居功至偉。

2.2 嵌入式技術在工業領域的大規模應用

工業領域是僅次于IT領域與軍事領域的嵌入式技術應用領域，嵌入式技術在工業領域內的大規模應用為工業自動化插上了騰飛的翅膀，工業控制中的工控設備、智能儀表、數控設備等使得工業在現代化在發展國民經濟與改善生活品質方面功不可沒。

2.3 嵌入式技術在消費電子領域的廣泛應用

消費電子領域是近年來突然掘起并極速發展的一個新興領域，小到智能玩具、移動存儲、通信設備，大到信息家電等都是在嵌入式技術發展與成熟過程中的產物。現在這些消費電子產品已經完全占據了我們的生活，尤其是網絡化的通信設備與智能家電設備已經成為了我們生活之中的近在咫尺、方寸之間的不可或缺之物。

3 嵌入式技術的前景

3.1 嵌入式技術未來軍事應用前景

嵌入式技術在軍事上的應用前景最為廣闊，小到隨身攜帶的最小化的作戰單元支持系統以及未來將要實現的比小米粒還小的嵌入到每一位士兵皮下的戰場智能識別系統，大到大飛機的制造與航空航天事業。嵌入式技術的軍事應用首推未來的最小化的作戰單元支持系統，這一系統集成了最為先進的包括計算機技術在內的許多頂尖科技，其特點為該作戰單元支持系統既可以做為路地行進工具，又兼具噴氣空中快速移動裝置，還配備有遠距離精確打擊武器系統[1]。未來的航空航天業將會應用越來越多的可靠的嵌入式技術。美國近期高調宣布的將在2015年陸地作戰中全部應用機器人也再次將嵌入式技術在軍事上的應用推向了高潮。

3.2 嵌入式技術未來工業領域應用前景

工業領域的嵌入式應用將主要在機器人自動化裝置方面進行大規模的應用，未來的工廠將更多地裝備工業生產機器人，以取代較為昂貴的人力資源。嵌入式技術最為擅長的就是將各類設備“智能化”，配合遙控、傳感、數據處理與分析技術的嵌入式技術，其處理速度、反應速度、勞動強度均完美超越人類智能，不僅在某些程式化的工業生產過程中取代人工，還將在更多的領域取代操作工人以實現工業生產的全自動化[2]。

3.3 嵌入式技術在消費電子領域的應用前景

嵌入式技術未來在消費領域還將掀起幾個浪潮，其中之一就是隨著3C的融合，全部集成網絡功能的家電設備所構筑的未來可以全面人機互動的后現代化家庭網絡總線。所有的家電都可以接入到這條家庭網絡的總線之上，這條家庭總線是不遠的未來所有家電產品必需的配置，這些全部接入到家庭總線的家電產品全部集中到家中的一臺電腦或專用的智能家庭控制終端上，家中的全部燈具、窗簾可以按月份選擇定時開關時間，洗手間、走廊的燈具可以選擇單獨聲控。水、電、氣、熱表的讀數隨時可以從電腦或控制終端上讀出。通過家庭總線，設備與設備之間可以進行交互，人與各種電器設備之間亦可以交互，也可以透過任何電器設備直接與互聯網交互，后現代家庭總線既可以是有線的也可以是無線的形式。屆時，煮飯的進度、空調的運行狀態、音響的背景音樂等等都可以達到隨心所欲的操控程度。操控設備可以是家中的電腦，也可以是家中每個人都配備在手腕之上的表形控制終端，控制終端也是一種嵌入技術設備，該設備可以以柔性防水液晶屏顯示分布于住宅周圍的監控傳回的畫面，遇緊急情況可按嵌于較深部位的紅色報警按鈕，當地的警區立即可以看到報警的具體位置。

4 結語

嵌入式技術不僅目前在我們的生產生活之中有著十分廣泛的應用，在不遠的將來，其應用前景將更加廣闊與深入。我們不僅無法離開嵌入式技術，而且嵌入式技術與我們的生活融合得更加緊密。最后值得一提的是嵌入式技術也不僅僅局限于硬件設備，諸如嵌入式移動數據庫、各種嵌入式APP、以及嵌入式語音交互技術、甚至更加有利于交互的無線通信協議軟件。目前，上述的部分前景已經實現或正在科研攻關之中，未來生產生活的方方面面的改觀均將有賴于嵌入式技術方能得以實現。

[參考文獻]

[1]張晶，等.嵌入式系統概述[J].電測與儀表，2003，（4）：43-44.

[2]王錦標.過程計算機控制[M].北京：清華大學出版社，1992.

[3]Elders-Boll H，Dettmar U.Efficient differentially coherent code/Doppler acquisition of weak GPS signals [A].Eighth IEEE International Symposium on Spread Spectrum Techniques and Applications [C].IEEE Press，2004，731-735.