嵌入式系统应用综述

华雯耀

【摘 要】在通过一学期的深入对嵌入式系统原理与开发学习和实践，结合身边现有的各式各样的设备的观察和对其系统设计的研究，发现传统的产业结构升级已经处于一个加速过程，在物联网技术下，对设备的应用需求越来越高，软硬件各方面在嵌入式系统中需要不断地开发，。入式系统包括嵌入式软件系统和嵌入式硬件系统两大部分，而软件系统之核心是嵌入式操作系统，也成为各个领域技术创新的重要部分，因此这门技术也被重视起来。本文主要围绕嵌入式系统在各行业的应用情况，综述了嵌入式系统应用开发的发展历史、趋势、国家政策、应用前景，具体应用等。

【关键词】嵌入式系统;应用领域;发展前景;嵌入式技术

引言

今年来嵌入式系统在各行各业都有着重要的创新，例如使用了大量相关技术的天通一号卫星，标志着商用卫星系统时代的开启;例如在农业上，研制出了以嵌入式系统为核心的农作物病虫监测与预防研究。2010 年刘凯等研制的木材无损检测系统，2010 年徐正刚研制的白蚁无线电子检测系统，012 年程城远等研究的农业虫害自动监测的数据采集与远程控制系统，这些早期出现的实际应用叶大大的启发了嵌入式系统的开发与应用。当下物流行业兴盛，嵌入式系统也不甘落后，相继出现了针对嵌入式系统的智能在线分拣系统，大大的减少了劳动量，也是嵌入式系统的一种应用。由此可见，嵌入式有着更加广阔的未来。

1发展历史：

嵌入式系统在早期是为了控制和监管机器的运行，大部分运用在工业计算机上，实现工业自动化，生产线自动化，全面化，搭配嵌入式系统来实现自动化的效果。随着时代的进步发展，在日常生活中也慢慢的渗透了含有嵌入式系统的元素。各种不同的人群行业需要所对应的操作系统功能大不一样，因此派生了众多的嵌入式系统。使用场合的不同独具特色的嵌入式系统就会产生嵌入式通用型操作系统与嵌入式实时操作系统最大的差别是对于时序有不同的要求。嵌入式通用型操作系统在系统的响应时间上要求没那么严格。当前嵌入式通用型操作系统大多用在信息家电领域和消费性电子产品等领域。目前市场上的嵌入式通用型操作系统产品很多，Palm05及Embedded Linux，除了這两个大类还有分为，使用在小型设备中的单个微处理器，不带计时功能的微处理器，待机时的组件，也有在制作或者过程中使用的计算机系统。

2嵌入式系统具体应用：

嵌入式操作系统应用领域广泛，在工业控制上比较早，慢慢的发展到智能家电，交通控制，网络中间件的搭建，随着智能化的推进下家居智能化也充斥着家居智能化，新型领域智能机器人应用着嵌入式系统，在卫星通信上，低成本的Linux操作系统，具有文件系统和独立服务器，实时性的vxWorks操作系统都可完成嵌入式系统的开发，并是卫星通信系统中重要的组成模块。人工分拣已经不能满足市场需求，智能在线分选系统的研制具有重要的工程意义和广阔的应用前景在各大电商仓库中，智能分拣日益成熟，高精度高速度的分拣机器人，加上设计可视化的，可管理，可移动的人机交互界面，以及实时在线分拣。机器的大量添加优化速度。在其基础上增加在线实时管理系统是将现今流行的“互联网 +”的管理模式运用到企业生产线上。

时代在进步，我们的日常起居也有了日新月异的变化，当然嵌入式系统在这方面也没有缺席。在交互式的智能家电系统设计中，可以通过传感器以及远程控制系统的利用，提高温度、声音以及动作的控制效率。例如，在环境控制中，通过远程空调的自动化设计，人们可以在远程操作中控制空调的温度，提高空调操作及控制的效率，满足人们对智能设备的使用需求。

3应用前景

3.1人机交互以及微型化

从以前的大脑袋电脑到现在的笔记本电脑，微型化已经是一个必然的趋势，嵌入式操作系统也不例外，芯片技术和硬件技术的发展促使了嵌入式系统的微型化，这也使得嵌入式系统入了更多的领域，充分的利用了嵌入式系统的低耗性和简单性，以及自动化的特点。时代的进步也对嵌入式系统提出了更高的要求，所以微型化是必然的。

身边的智能机器人，和人对弈的阿尔法，智能语音音响，银行的引导机器人这些普通的应用得到了相当大的关注，人机交互时为了获得更好的体验，让机器人可以给人们提供更高质量的服务，因此就对嵌入式系统在应用期间的人机交互提出了更高要求。而其中的难点不是一星半点，首先降低能耗是对嵌入式系统提出的一大难题。

3.2网络精简

微处理器的复杂化和嵌入式系统的的网络连接化，促使嵌入式系统简单易操作，安全性可靠，自身特性也要得到扩展，例如自适应，高可信性，组件结构化，以及开发环境自动化，人性化。要易于开发，才能面向广大人群。互联网的加入使嵌入式操作系统在实际应用期间的到了更多的选择，新词嵌入式系统可以提供网络通信接口是未来嵌入式系统的必然道路，同时这样极大的促进了物联网的发展。此外，因为未来人们对嵌入式系统的需求量不断增多，嵌入式系统被合理地应用到了不同领域中，因此，芯片的精简性及专业性也是未来也能够在不同领域应用，而且可以满足机器应用的具体需求。

4国家形式

国产的操作系统的影响力颇大，特别是RT-Thread产品对物联网和嵌入式开发影响巨大，是非常棒的一个软件，在诸多领域取得了明显成效，华为的LiteOS也是一个在物联网领域颇具影响力的嵌入式操作系统，可穿戴的HUAWEI WatchGT，已经日渐成熟，但是更多的东西需要大力的投入和开发研究，是我们需要加大力度的培养和专注。嵌入式操作系统内核百花齐放，各个不同的架构技术优势不同，对实际的应用更是提出了更多的要求，比如可扩展的内核技术、功能安全和信息安全、边缘计算架构的支持和应用 App 的便捷布置和管理。

5结语

可以预见，嵌入式系统将向微型化，智能化发展，包含安全可靠性，低功耗性，复杂可配置性，以此来适应物联网时代和人工智能时代，计算架构和应用软件发展的新需求。硬件的推新将迎来一个大时，或将导致时代的进步。科技的发展使嵌入式系统得到了的显著进步，这也使嵌入式系统应用变得更加广泛，这对于我国科技水平的发展也起到了一定的促进作用。嵌入式系统的应用使人们的工作和生活都变得更加便利。可见，嵌入式系统具有不错的发展前景。嵌人式系统的应用领域众多，而且需求各不相同，嵌人式应用软件的开发将会受到极大的重视，而嵌人式操作系统作为软件系统的核心在各个领域都将成为富有光明前景的新技术

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（作者单位：河南工学院）