嵌入式系統在物聯網領域中應用探究

摘要：伴隨著信息化時代的到來，物聯網被廣泛運用，嵌入式系統在物聯網技術中占有著極為重要的地位，為人類的工作生活帶來了更大的便捷。該篇文章主要介紹了嵌入式系統的概念，就嵌入式系統在物聯網當中的應用展開了一系列的研究探討，以期能夠改善人們的生活。

關鍵詞：嵌入式系統；物聯網領域；應用；探討

1.引言

物聯網的信息傳輸主要依賴于互聯網進行，嵌入式系統的使用能夠使信息傳輸更具針對性，能夠發揮一些較為特定的功能，伴隨著時代的不斷發展，人們對其的要求愈高，對其掌控的程度也漸漸加大，進而加大了其難度。嵌入式系統是推進物聯網技術進一步發展的開端，為國內各大行業營造出良好的信息環境。物聯網作為當代運用最為廣泛、發展最為迅速的新時代產物，主要通過互聯網來實現信息的傳輸，是物與物進行聯系的專門技術。其相較于物聯網性能更為強大，牽涉的范圍更大，作用也更為廣泛，嵌入式系統的發展大大推動了物聯網的運用與發展，促進各行各業的穩定持續發展。

2.嵌入式系統概念

2.1嵌入式系統與物聯網中的關系

在物聯網當中，嵌入式系統是物聯網與互聯網連接的關鍵所在。在對互聯網進行設計的過程中，因沒有將它延伸至物聯網當中，二者間并沒有任何直接的聯系，為使物聯網與互聯網之間的無縫銜接，運用嵌入式系統是重中之重。所以，在物聯網當中，其的存在具備物與物交互、人與物交互、物感、物控等特性。總而言之，伴隨著目前新技術的不斷發展，物聯網信息技術應運而生，是物聯網信息技術當中的重要組成部分，而在物聯網信息技術當中嵌入式系統尤為重要。運用嵌入式系統能夠推動物聯網的持續發展，進而保證物、機、人之間的無縫連接。基本嵌入式系統的開發流程圖如圖1所示。

2.2嵌入式系統的結構

圖1 基本嵌入式系統的開發流程圖

作為一種能夠完全嵌入受控器件內部的系統——嵌入式系統，其大致能分為軟件系統與硬件系統。系統執行設備與計算機系統共同構成嵌入式系統設備。而當中的計算機系統主要由應用軟件層、系統軟件層、硬件抽象層及硬件層四個部分構成。硬件層系統與計算機系統同樣具備較好的兼容性。然而在功能方面，硬件層系統的指令處理速度相對較慢、儲存量相對較小；硬件抽象層也可稱為中間層，其可以將上層軟件與底層硬件分隔開，進而使其形成具備不同功能的獨立部分。所以，在開發的時候能夠免受硬件的影響，大大提升開發的效率。同時，硬件抽象層還具備初始化配置硬件設備、底層硬件設備的部分參數等；操作與文件系統共同構成軟件層系統，形成一個開發環境。運用軟件層的主要作用在于應用接口的提供，使相關用戶能夠較為直接地進行應用軟件的編程，控制并運用整個系統。嵌入式計算機系統結構如圖2所示。

圖2 嵌入式計算機系統結構

3.嵌入式操作系統

嵌入式操作系統作為嵌入式系統當中較為關鍵的系統軟件，和嵌入式系統中的硬件緊密關聯。有關同步與通信體制、資源管理、中斷管理、內存管理及多任務管理共同構成其功能模塊。文件系統與系統內核共同實現了嵌入式操作系統，其屬于時效性的操作系統，具備較高的時間控制性與精準性，另外，操作系統與硬件模塊緊密相連，能夠對相關系統進行功能性的挑選，能夠增添模塊，也能夠對模塊進行卸載，滿足系統當中硬件模塊的需要；伴隨著各種家電信息的智能化，信息技術的持續發展，及在某些專門領域中應用的持續深入，嵌入式操作系統逐漸從簡單的應用逐步向著功能與專業化更為完善的方向轉變。此外，嵌入式操作系統還具有以下幾個特點：

（1）代碼可固化。與計算機相似，其也需直接固化于硬件系統的儲存設備當中，并且相關應用程序完成測試之后也需下載至儲存設備當中進行相應的固化。

（2）獨立性與穩定性。獨立性與穩定性主要表現于在系統運行的過程當中可以長時間連續不斷的無故障運行，與此同時，在系統運行的過程當中，不需要相關使用人員過多地進行維護與操作工作。嵌入式操作系統當中的操作命令對于用戶而言，通常不能直接利用，對用戶程序而言，需在系統當中調用相關用戶接口函數來使程序功能得以實現。

（3）支持網絡功能。在系統操作內核當中，具備相對應的網絡功能模塊，當中包含面向非連接的UDP協議及面向連接的TCP協議等，同時，還應具有網絡層的IP協議族。并提供了MAC層的統一接口。

（4）接口標準化。提供系統設備的統一驅動接口。

（5）可裁剪性。依據硬軟件的需要制定嵌入式操作系統體系結構。

4.嵌入式系統在物聯網中的應用

從專業的角度來看，運用嵌入式系統作為信息間聯系與傳輸的保障，其能夠使人類的工作與生活更為便利，解決生活當中碰到的問題，因此，如今人們對其的依賴性較大，要求也更高。而嵌入式系統在物聯網當中的作用主要體現在以下幾個技術。

4.1射頻識別技術分析

射頻識別在物聯網當中占有著極其重要的地位，能夠對物聯網有所感知，結合嵌入式系統與傳感技術，依據指定目標對相關數據進行讀寫。射頻識別系統由標簽與讀寫器共同組成。每個物體都應有其各自的標識碼，并將其標注在上面。而標識碼的讀取是通過發射獨特的無線信號所實現的，經過有標簽的電路后，再接受信息，此外，其的另一個優勢為相關電子標簽不用額外供電，從而能夠使標簽體積得以減小，降低成本，協助物體的運輸。

4.2智能技術分析

在物聯網當中運用智能技術的主要優勢在于能夠較好地避免外界因素的影響，是出現不好的因素可以做出準確判斷及選擇的重要保障。伴隨著著科學技術的不斷發展，智能技術隨之不斷發展，為人們的生活帶來了更多的方便，豐富了人們的生活，壯大了我國科技的發展，在這個被智能化技術所圍繞的時代，人們的工作生活難以脫離嵌入式系統。例如，小區監控系統便運用嵌入式系統，其安全檢測系統主要由智能主機、通信主機、探測器、控制器四個部分共同組成，可以收集圖像，還能夠手控進行檢測，探測器能夠避免火災、煤氣泄漏及不法入侵等現象的發生，之后再將接收到的信號反應給智能主機產商，智能主機通過對信號的判斷與接收，再將收到的信號發射出去，形成可以試讀的信號發送給相應的接受人，運用先進的智能技術，確保了人們的人身安全，同時可以較為及時地處理即將發生的災難，更好地預防災難的發生。

4.3傳感器技術分析

在物聯網當中，為了實現物與物之間的聯系，傳感器的加入是重中之重，互感器具備感應的功能，根據實際情況實現信息的相互傳輸，而傳感器在其中所起到的連接作用尤為重要。智能傳感器作為新時代發展下的重要產物，被廣泛運用于各大領域當中，是目前最為主要的信息傳遞設備。嵌入式技術的發展為智能傳感器的廣泛運用提供了的有力的支持。智能傳感器具備多種功能，運用于通信、計算功能上能夠加快實現信息傳輸與數據傳遞。總之，對于物聯網通信功能而言，嵌入式智能傳感器運用于物聯網當中具有極其重要的作用。

5.結語

總而言之，嵌入式系統是物聯網信息技術當中的重要構成部分，對于物聯網而言是不可或缺的。在目前傳遞協議類型復雜的互聯網環境當中，為了實現物、機、人的無妨礙信息交互以及物聯網和互聯網的無障礙連接，嵌入式系統的運用是實現其的重要途徑。嵌入式系統的運用為人們的生活帶來了便捷，使實踐和信息化技術的融合成為現實，是目前技術領域當中相對領先的重要系統，注重其的保護與研發，根據新時代技術的發展，引進新的設備與技術人員，為人們的生活提供保障與方便。

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作者簡介：

饒勇，男（1985-09），本科，工程師，研究方向為通信及衛星導航基帶。