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什么是嵌入式系統(tǒng)及其應(yīng)用
時(shí)間：2020-05-06 來源：原創(chuàng)
在技術(shù)和數(shù)據(jù)占主導(dǎo)地位的世界中，將信息用于商業(yè)目的可能會(huì)走很長(zhǎng)一段路。利用新的信息使用方式來發(fā)揮創(chuàng)造力有助于使許多企業(yè)處于領(lǐng)先地位。這就是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）和嵌入式系統(tǒng)開始發(fā)揮作用的地方。
IIoT小工具僅收集用于工業(yè)用途的數(shù)據(jù)。例如，倉庫中的所有機(jī)器都在單個(gè)網(wǎng)絡(luò)下連接以完成作業(yè)，然后它們會(huì)保存數(shù)據(jù)并將其發(fā)送到云中。IIoT允許制造商在這個(gè)數(shù)字世界中運(yùn)營并使用其創(chuàng)建的數(shù)據(jù)。
什么是嵌入式系統(tǒng)？
嵌入式系統(tǒng)通常包括微控制器和較小的本地存儲(chǔ)器。嵌入式系統(tǒng)具有通過觸發(fā)執(zhí)行器和傳感器等組件來執(zhí)行任務(wù)而可以協(xié)同工作的硬件和軟件。
例如，一家工廠可能連接了溫度計(jì)，以幫助管理人員確保易腐物品處于最佳狀態(tài)。該溫度計(jì)的嵌入式系統(tǒng)至少應(yīng)具有一個(gè)溫度傳感器和一個(gè)Wi-Fi模塊。傳感器收集數(shù)據(jù)，模塊將其傳輸?shù)皆疲瑥亩试S用戶分析數(shù)據(jù)。
人們不必直接與嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行交互，因?yàn)樗梢栽谶B接的產(chǎn)品內(nèi)部工作。因此，他們通過IIoT設(shè)置的功能來查看嵌入式系統(tǒng)的結(jié)果。
嵌入式系統(tǒng)可以是簡(jiǎn)單的，也可以是復(fù)雜的，具體取決于具有一個(gè)的IIoT產(chǎn)品提供的功能。任何系統(tǒng)都可以控制眾多部件，例如傳感器，通往電力線或通信的網(wǎng)關(guān)，安全系統(tǒng)等等。隨著內(nèi)部組件數(shù)量的增加，嵌入式系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜。
日常生活中的嵌入式系統(tǒng)
嵌入式軟件并不僅限于工業(yè)領(lǐng)域。一般家庭在整個(gè)家庭中都擁有更簡(jiǎn)單的嵌入式系統(tǒng)，并且每天都在使用它們。實(shí)際上，大多數(shù)電氣設(shè)備都具有某種嵌入式系統(tǒng)，以確保它們可以正常工作。數(shù)字鬧鐘，洗衣機(jī)，洗碗機(jī)，空調(diào)和許多其他電子產(chǎn)品都具有嵌入式系統(tǒng)。
現(xiàn)代汽車也具有嵌入式系統(tǒng)，例如牽引力控制系統(tǒng)和安全氣囊展開系統(tǒng)。它們將輸入發(fā)送到汽車的中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。就像上面的示例一樣，這些功能會(huì)影響人們駕駛汽車時(shí)的體驗(yàn)，但是由于它們?cè)诤笈_(tái)工作，因此不會(huì)注意到這些系統(tǒng)。
嵌入式系統(tǒng)的真正定義是在大型產(chǎn)品中擁有一個(gè)專用的產(chǎn)品，共同作用以產(chǎn)生結(jié)果。物聯(lián)網(wǎng)也是如此。在我們的日常生活中，數(shù)據(jù)是不斷獲取和記錄的。無論是通過使用搜索引擎，在線購物還是在社交媒體上列出您的興趣愛好，物聯(lián)網(wǎng)都會(huì)收集非個(gè)人信息，并使用這些數(shù)據(jù)來改善其性能，例如如何猜測(cè)模式或提高效率。但是，IoT和嵌入式系統(tǒng)都不僅限于簡(jiǎn)單的家庭使用，而且在行業(yè)中的規(guī)模更大。
工業(yè)應(yīng)用
嵌入式系統(tǒng)幾乎用于所有行業(yè)。電信，制造業(yè)，軍事防御和科學(xué)研究只是人們依靠它們來實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)并通過減少人工流程來更有效地工作的眾多領(lǐng)域中的少數(shù)領(lǐng)域。
自動(dòng)化是嵌入式系統(tǒng)如此重要的重要原因。諸如在傳送帶上工作的氣動(dòng)機(jī)器人手臂之類的技術(shù)均采用嵌入式系統(tǒng)運(yùn)行。臂的每一部分不僅需要與機(jī)器的其余部分無縫地工作，而且其他臂也必須一起工作以使它們都在組成。這種技術(shù)還可以連接多臺(tái)機(jī)器，以便它們一起工作以同時(shí)處理工作。例如，一些砌磚機(jī)器人連接到Internet，并具有內(nèi)部系統(tǒng)，這些系統(tǒng)同步其動(dòng)作以比人類單獨(dú)獲得更快的結(jié)果。
好處與挑戰(zhàn)
嵌入式系統(tǒng)的最大優(yōu)勢(shì)之一就是功耗低。與其他組件相比，所有嵌入式系統(tǒng)的功耗都非常小，并且適合放置在狹小的空間中。它們通常價(jià)格便宜，并且無需持續(xù)的人工投入即可工作。他們只需要很少的維護(hù)，并且因?yàn)樗麄冎挥幸环莨ぷ鞫恍枰?jīng)常進(jìn)行更新。
不幸的是，由于嵌入式系統(tǒng)通常無需更新即可保持平穩(wěn)運(yùn)行，并且可以在機(jī)器內(nèi)部運(yùn)行，因此很少升級(jí)。如果您想要新的東西，則通常必須購買一臺(tái)全新的機(jī)器或?qū)εf的機(jī)器進(jìn)行完全分解，這取決于從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看是否更具成本效益。如果出現(xiàn)問題，需要比平時(shí)更多的維護(hù)，則對(duì)嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行重新編程可能與升級(jí)一樣困難。
安全
嵌入式系統(tǒng)可以很安全，因?yàn)樗仟?dú)立的。但是，如果確實(shí)有威脅進(jìn)入系統(tǒng)，則對(duì)企業(yè)而言可能意味著大麻煩。如果制造商使用嵌入式系統(tǒng)，則組件可以控制重型機(jī)械。但是，安全漏洞可能會(huì)使機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)，從而危及工人的安全，并損壞設(shè)備并導(dǎo)致組裝線關(guān)閉。確保一切安全，需要采用整體方法。
網(wǎng)絡(luò)安全的基本知識(shí)包括防火墻，加密，源驗(yàn)證，身份驗(yàn)證和其他大多數(shù)人至少在使用互聯(lián)網(wǎng)時(shí)基本熟悉的做法。為嵌入式系統(tǒng)創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)安全性必須超越常規(guī)。安全實(shí)施從開發(fā)階段開始，并隨著系統(tǒng)構(gòu)建的進(jìn)展而發(fā)展。然后，一旦系統(tǒng)啟動(dòng)并運(yùn)行，如果用戶注意到潛在的漏洞，則必須迅速做出響應(yīng)。這種響應(yīng)能力對(duì)于避免在系統(tǒng)整個(gè)生命周期中避免普遍存在的安全問題至關(guān)重要。
使產(chǎn)業(yè)更強(qiáng)大
由于嵌入式系統(tǒng)控制著如此多的過程，因此，一家公司可能會(huì)發(fā)現(xiàn)保持競(jìng)爭(zhēng)力和在沒有它們的情況下利用復(fù)雜的設(shè)備非常困難。他們提供自動(dòng)化功能，可以提高企業(yè)的安全性和負(fù)擔(dān)能力。例如，如果某建筑公司的推土機(jī)上裝有嵌入式系統(tǒng)，則該技術(shù)可能會(huì)發(fā)出警告，其中一臺(tái)需要在破損或造成安全隱患之前及時(shí)進(jìn)行維修。
另外，盡管擔(dān)心許多人會(huì)使用高科技機(jī)器最終取代人類所做的工作，但互聯(lián)設(shè)備通常可以作為勞動(dòng)力的補(bǔ)充。可以改組人工來處理硬件無法執(zhí)行的工作，從而可能在他們身處時(shí)增加薪水，但是硬件可以停留在一條線上并重復(fù)執(zhí)行同一任務(wù)，而不會(huì)出錯(cuò)或無需中斷。
沒有嵌入式系統(tǒng)，自動(dòng)化革命根本就不會(huì)存在。通過IIoT進(jìn)行的工業(yè)革命正在使嵌入式系統(tǒng)不僅在行業(yè)中變得更加普遍，而且在商業(yè)和住宅用途中也越來越普遍。幾乎所有內(nèi)容都可以通過類似的系統(tǒng)運(yùn)行，但是在整個(gè)轉(zhuǎn)換過程中，必須始終將安全組件放在首位。
