嵌入式物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計

任憲勇

摘 要 嵌入式系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中最為重要的一項技術(shù)形式，嵌入式系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)中的應用，使得物聯(lián)網(wǎng)功能更為強大，在人們生活方面也能夠提供更加便捷的應用及服務(wù)。基于此，對嵌入式系統(tǒng)加以了解，明確嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)之間的關(guān)系，進而對嵌入式系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)中的運用進行分析，以推動技術(shù)水平的進一步提高。

關(guān)鍵詞 嵌入式web;智能監(jiān)控;物聯(lián)網(wǎng);系統(tǒng)設(shè)計

引言

人們可以在手機或者電腦等遠程端直接對終端設(shè)備進行控制和自動化管理，從而打破了地域的限制，節(jié)省了大量時間。目前，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)廣泛地應用到各個領(lǐng)域，作為物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，物聯(lián)網(wǎng)云平臺、嵌入式終端設(shè)備以及無線通信技術(shù)對物聯(lián)網(wǎng)起著至關(guān)重要的作用。

1物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的嵌入式操作系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)嵌入操作系統(tǒng)中，硬件系統(tǒng)在微控制器大規(guī)模集成電路的功能模塊下，配置設(shè)計了軟件體系，在可靠性設(shè)計內(nèi)容變遷中，包括了電子產(chǎn)品功能性設(shè)計、可靠性設(shè)計，運用計算機工程方法，將微控制器、集成開發(fā)環(huán)境、計算機工程方法等構(gòu)成了復雜的集成，改變了過去對模擬信號進行轉(zhuǎn)換的操作，實現(xiàn)了多任務(wù)的實時操作。例如，Contiki保持TCP協(xié)議主要功能的基礎(chǔ)上減少對RAM的占用，F(xiàn)reeRTOS具有源碼公開、可移植、可裁減、調(diào)度策略靈活特點，適用于資源有限的小型平臺，系統(tǒng)資源可以方便地移植到各種單片機上運行。系統(tǒng)可以完善多任務(wù)操作系統(tǒng)，具有高度可靠性、移植性和安全性。隨著AI技術(shù)和人工智能技術(shù)的結(jié)合，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用和操作的核心，保證其安全就是要保證系統(tǒng)的正常運行。但是由于物聯(lián)網(wǎng)嵌入式系統(tǒng)本身的應用，具有互聯(lián)的性質(zhì)，因此不可避免的有軟件安全、物理性安全等問題。軟件安全性問題，包括系統(tǒng)維護不到位，人員違規(guī)操作導致的安全性問題。物理性安全問題，包括硬件組件故障、人為破壞等問題，一旦物聯(lián)網(wǎng)嵌入系統(tǒng)受到物理性的安全問題，就會帶來系統(tǒng)很大的損傷。后期進行系統(tǒng)恢復需要較大的資金，針對物聯(lián)網(wǎng)嵌入式系統(tǒng)的安全問題予以解決，首先要注意軟件更新，占據(jù)軟件大部分儲存空間，如歷史應用和系統(tǒng)冗余垃圾產(chǎn)生的問題，會殘留大量的信息和數(shù)據(jù)，軟件運行時間長了，就會有一定的折舊，導致系統(tǒng)癱瘓的故障發(fā)生。在運行過程中防御能力下降，就會出現(xiàn)系統(tǒng)的安全性問題，因此要進行軟件更新、數(shù)據(jù)和信息維護處理[1]。

2嵌入式系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系

物聯(lián)網(wǎng)是當前比較前沿的一個技術(shù)領(lǐng)域，其中融合了多種技術(shù)智慧結(jié)合。物聯(lián)網(wǎng)并不是單一的技術(shù)，而是綜合了信息收集、信息處理、信息傳輸、交流互動等多種技術(shù)功能。嵌入式系統(tǒng)作為一種輔助裝置，能夠?qū)υO(shè)備及計算機的運行進行監(jiān)視和控制。所以，嵌入式系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)雖然在技術(shù)方面有著較大的差別，但是在功能方面，卻具有一定的共通性，也是相互輔助和相互促進的。嵌入式系統(tǒng)涵蓋在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)當中，同時也利用物聯(lián)網(wǎng)的其他方面功能，實現(xiàn)更為全面的發(fā)展和成熟。而對于嵌入式系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)之間的關(guān)系，從技術(shù)角度來看，物聯(lián)網(wǎng)需要具備通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、射頻識別技術(shù)等，嵌入式系統(tǒng)則具備了電子硬件技術(shù)及軟件技術(shù)。雖然在技術(shù)方面有著明顯的差異，但是物聯(lián)網(wǎng)能夠完全容納嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)自身僅具有提升系統(tǒng)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通信能力、智能信息處理的技術(shù)，但在物聯(lián)網(wǎng)中應用，可以對很多物聯(lián)網(wǎng)中的其他技術(shù)性能進行提升[2]。

3嵌入式系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)中的運用

3.1 互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)包含了應用層、網(wǎng)絡(luò)層、感知層、描述物聯(lián)網(wǎng)，形形色色的應用系統(tǒng)，涉及各個層次的構(gòu)建模型的問題。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)模型由互聯(lián)網(wǎng)和嵌入式集群簡單模型，通常是嵌入系統(tǒng)局域網(wǎng)的模式，局域網(wǎng)服務(wù)于物聯(lián)網(wǎng)管理層和網(wǎng)絡(luò)層，每個局域網(wǎng)的嵌入式應用系統(tǒng)都與各個層次相連。嵌入式集群系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)接觸連成以后，構(gòu)成一個具體的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，形成安全可靠的嵌入式局域網(wǎng)。出現(xiàn)可靠性安全性問題時，或者出現(xiàn)惡意入侵的問題時，在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)模型中可以通過安全的防護界面進行危險動作的規(guī)避，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的安全架構(gòu)是本質(zhì)可靠的嵌入式系統(tǒng)，形成可靠的互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成。在獨立的互聯(lián)網(wǎng)接入功能下，重點是入侵界面的管控和感知層控制層的安全防護設(shè)計，進行物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的安全性設(shè)計原則，是要將互聯(lián)網(wǎng)的安全因素予以體現(xiàn)，最大限度地減少互聯(lián)網(wǎng)對嵌入式系統(tǒng)的入侵渠道。

3.2 傳感器的應用

傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)物物之間的信息數(shù)據(jù)收集，強化物物之間的緊密聯(lián)系，從而使信息傳遞功能與實際需求更加符合。隨著技術(shù)水平的發(fā)展和提升，傳感器技術(shù)也在隨之發(fā)展。受到智能化技術(shù)的影響，傳感器也逐漸具備了一定的智能化功能，并且在很多領(lǐng)域中以不同形式得到引用。智能傳感器技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應用，就需要借助嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)。在技術(shù)方面來看，傳感器有很多種處理功能，并且通過和計算機及通信功能的融合，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)信息快速交流，實現(xiàn)物物或人物之間的準確交流。利用專業(yè)計算機系統(tǒng)，采集分析傳感器數(shù)據(jù)，進而在短時間內(nèi)做出正確的判斷，確保交流的準確性與暢通性。

3.3 視頻監(jiān)控模塊

智能家居遠程無線監(jiān)控主要是依賴視頻監(jiān)控模塊實現(xiàn)的，這就要求該模塊能夠?qū)σ曨l數(shù)據(jù)做出相應的處理，該模塊主要架構(gòu)為無線視頻節(jié)點與視頻信息集成中心，信息的交流需要通過編程接口實現(xiàn)。當無線監(jiān)控獲得錄像后，首先要對視頻圖像進行壓縮，并做好編碼。視頻監(jiān)控區(qū)域信息定位技術(shù)還能夠?qū)⒁曨l進行大小轉(zhuǎn)換，節(jié)省系統(tǒng)存儲空間。采用離散余弦算法能夠優(yōu)化視頻圖像處理及計算，能夠在保障圖像質(zhì)量的前提下，優(yōu)化內(nèi)存。

4結(jié)束語

綜上所述，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，應用越來越廣泛，技術(shù)應用中對嵌入式系統(tǒng)的主要載體安全性問題應引起重視。將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實際應用效果發(fā)揮，同時也要注重軟件更新、物理防護、人工維護等等，以推進物聯(lián)網(wǎng)嵌入式系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運行。

參考文獻

[1] 周童.嵌入式系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中的應用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019（10）：197.

[2] 朱西方.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展及應用研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（8）：151.