嵌入式技术的实际应用及前景

张朝阳 张伟 王红平

摘 要：嵌入式技術从来没有像今天这样不仅完全占据了工业制造过程而且完全占据了人们的生活，不可或缺。嵌入式技术已经远远超越了电子技术本身，嵌入式技术在21世纪的广泛应用带给了人们一个嵌入式系统全面超越PC的世纪，这是自1946年人类拥有计算机以来的第一次，我们不得不承认的是，嵌入式技术开创了一个崭新的数字信息的世纪。

关键词：嵌入式技术；实际应用；前景

据IEEE的定义，嵌入式技术是应用于控制、监视、辅助、移动等用途的专用计算机系统，其软件硬为经过剪裁、定制、调整以适应在实现所需功能的前提下，进一步实现更少的资源占用、更佳的可靠性、更低的成本、更小的体积、更低的功耗性要求的最终计算机系统产品。嵌入式技术既是计算机技术、半导体技术高速发展的产物，又是计算机软硬件技术飞速发展的产物。研究嵌入式技术的实际应用与发展前景首先必须了解嵌入式系统的技术特点。

1 嵌入式技术特点

嵌入式技术虽然与通用计算机一样可以分为软硬件两大部分，但是由于其“嵌入”的要求，嵌入式技术还存在着一些独具的特点。嵌入式技术的特点简言之就是其高专用性、高易控性、高精简性、高实时性、低成本性、低功耗性与低资源占用性。

2 嵌入式技术的实际应用

众所周知，嵌入式技术目前在全球的应用已经远远超过了通用型计算机的应用，随着嵌入式技术的不断发展，嵌入式技术的应用与通用型计算机的应用之间的距离还将越来越大。嵌入式技术不仅存在于我们触手可及的电饭煲、冰箱、电视、洗衣机、手机、遥控器等电器设备之中，而且也存在于我们每天使用的通用型计算机之中，键盘、鼠标、硬盘、路由器、显示器、USB集线器等外设也都是应用了嵌入式技术的设备。

2.1 嵌入式技术在军事国防领域的早期应用

互联网是计算机技术应用于军事领域的一个副产品，不仅互联网，其实计算机本身的发明也是由于军事发展的需要而催生出来的。继计算机与网络之后，嵌入式技术在军事领域的应用突飞猛进，我国的航空航天以及军工设备制造等军事工业的早期嵌入式应用对于我国军工产业的蓬勃发展居功至伟。

2.2 嵌入式技术在工业领域的大规模应用

工业领域是仅次于IT领域与军事领域的嵌入式技术应用领域，嵌入式技术在工业领域内的大规模应用为工业自动化插上了腾飞的翅膀，工业控制中的工控设备、智能仪表、数控设备等使得工业在现代化在发展国民经济与改善生活品质方面功不可没。

2.3 嵌入式技术在消费电子领域的广泛应用

消费电子领域是近年来突然掘起并极速发展的一个新兴领域，小到智能玩具、移动存储、通信设备，大到信息家电等都是在嵌入式技术发展与成熟过程中的产物。现在这些消费电子产品已经完全占据了我们的生活，尤其是网络化的通信设备与智能家电设备已经成为了我们生活之中的近在咫尺、方寸之间的不可或缺之物。

3 嵌入式技术的前景

3.1 嵌入式技术未来军事应用前景

嵌入式技术在军事上的应用前景最为广阔，小到随身携带的最小化的作战单元支持系统以及未来将要实现的比小米粒还小的嵌入到每一位士兵皮下的战场智能识别系统，大到大飞机的制造与航空航天事业。嵌入式技术的军事应用首推未来的最小化的作战单元支持系统，这一系统集成了最为先进的包括计算机技术在内的许多顶尖科技，其特点为该作战单元支持系统既可以做为路地行进工具，又兼具喷气空中快速移动装置，还配备有远距离精确打击武器系统[1]。未来的航空航天业将会应用越来越多的可靠的嵌入式技术。美国近期高调宣布的将在2015年陆地作战中全部应用机器人也再次将嵌入式技术在军事上的应用推向了高潮。

3.2 嵌入式技术未来工业领域应用前景

工业领域的嵌入式应用将主要在机器人自动化装置方面进行大规模的应用，未来的工厂将更多地装备工业生产机器人，以取代较为昂贵的人力资源。嵌入式技术最为擅长的就是将各类设备“智能化”，配合遥控、传感、数据处理与分析技术的嵌入式技术，其处理速度、反应速度、劳动强度均完美超越人类智能，不仅在某些程式化的工业生产过程中取代人工，还将在更多的领域取代操作工人以实现工业生产的全自动化[2]。

3.3 嵌入式技术在消费电子领域的应用前景

嵌入式技术未来在消费领域还将掀起几个浪潮，其中之一就是随着3C的融合，全部集成网络功能的家电设备所构筑的未来可以全面人机互动的后现代化家庭网络总线。所有的家电都可以接入到这条家庭网络的总线之上，这条家庭总线是不远的未来所有家电产品必需的配置，这些全部接入到家庭总线的家电产品全部集中到家中的一台电脑或专用的智能家庭控制终端上，家中的全部灯具、窗帘可以按月份选择定时开关时间，洗手间、走廊的灯具可以选择单独声控。水、电、气、热表的读数随时可以从电脑或控制终端上读出。通过家庭总线，设备与设备之间可以进行交互，人与各种电器设备之间亦可以交互，也可以透过任何电器设备直接与互联网交互，后现代家庭总线既可以是有线的也可以是无线的形式。届时，煮饭的进度、空调的运行状态、音响的背景音乐等等都可以达到随心所欲的操控程度。操控设备可以是家中的电脑，也可以是家中每个人都配备在手腕之上的表形控制终端，控制终端也是一种嵌入技术设备，该设备可以以柔性防水液晶屏显示分布于住宅周围的监控传回的画面，遇紧急情况可按嵌于较深部位的红色报警按钮，当地的警区立即可以看到报警的具体位置。

4 结语

嵌入式技术不仅目前在我们的生产生活之中有着十分广泛的应用，在不远的将来，其应用前景将更加广阔与深入。我们不仅无法离开嵌入式技术，而且嵌入式技术与我们的生活融合得更加紧密。最后值得一提的是嵌入式技术也不仅仅局限于硬件设备，诸如嵌入式移动数据库、各种嵌入式APP、以及嵌入式语音交互技术、甚至更加有利于交互的无线通信协议软件。目前，上述的部分前景已经实现或正在科研攻关之中，未来生产生活的方方面面的改观均将有赖于嵌入式技术方能得以实现。

[参考文献]

[1]张晶，等.嵌入式系统概述[J].电测与仪表，2003，（4）：43-44.

[2]王锦标.过程计算机控制[M].北京：清华大学出版社，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.