導(dǎo)語：物聯(lián)網(wǎng)與嵌入式系統(tǒng)開發(fā)探討一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：本文圍繞物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)展開闡述，并就嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的實際意義、發(fā)展趨勢展開詳細(xì)分析，以期引起相關(guān)工作人員的重視，為信息通信技術(shù)的應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)開發(fā)；嵌入式系統(tǒng)；物聯(lián)網(wǎng)新時期

隨著信息技術(shù)的普及與智能城市建設(shè)步伐的加快，我國對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究已經(jīng)達到了一個新的高度。在此背景下，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)研究也取得了進一步的提升。同時，人們逐漸意識到物聯(lián)網(wǎng)對于嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的重要性。在此背景下，有必要對物聯(lián)網(wǎng)與嵌入式系統(tǒng)開發(fā)展開研究，并進一步探討物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與嵌入式系統(tǒng)的實際應(yīng)用。

1物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)研究

1.1物聯(lián)網(wǎng)主要特征

物聯(lián)網(wǎng)是指通過各種設(shè)備和技術(shù)，如信息傳感器、射頻識別技術(shù)、全球定位系統(tǒng)等，實時收集任何需要監(jiān)控、連接和交互的對象或過程，利用網(wǎng)絡(luò)接入，將物與物、物與人聯(lián)系在一起，實現(xiàn)對物品與過程的智能信息感知、提取和管理[1]。隨著時代的進步發(fā)展，計算機技術(shù)逐漸趨于成熟，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛。物聯(lián)網(wǎng)主要特征基本上可以概括成三個部分：整體感知、可靠傳輸以及智能處理。整體感知是指通過使用感應(yīng)設(shè)備，如RFID、QR碼和智能傳感器，可以識別和獲取各種物體的信息?？煽總鬏斒侵咐没ヂ?lián)網(wǎng)和無線網(wǎng)絡(luò)的集成，可以實時、準(zhǔn)確地傳輸對象信息，實現(xiàn)信息交換和共享。智能處理是指通過各類智能技術(shù)對感知和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和信息進行分析和處理，從而實現(xiàn)監(jiān)控的智能化。如傳統(tǒng)監(jiān)控平臺雖然實現(xiàn)了對物體的遠程監(jiān)管控制，但是只能小規(guī)模的監(jiān)控，并不能對多個物體進行統(tǒng)一、有效的監(jiān)管控制，在大規(guī)模監(jiān)控時，監(jiān)控平臺非常容易由于超負(fù)載作業(yè)導(dǎo)致服務(wù)器崩潰，從而致使整個監(jiān)控平臺無法正常使用。而物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺在運行的過程中利用內(nèi)部存儲器進行邏輯運算存儲、順序控制等指令，進而可以在真正意義上實現(xiàn)對多個對象控制。并且，物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺具備可靠性高、抗干擾能力強以及適用性強等特點，與傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)相比較而言具有更為廣泛的應(yīng)用前景。

1.2物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

1.2.1網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)信息通信能力已經(jīng)逐漸成為大數(shù)據(jù)時代背景下的必備要求，因此，需要通過網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，進一步完善遠距離、大容載的光通信技術(shù)?，F(xiàn)階段全球物聯(lián)網(wǎng)體系已經(jīng)構(gòu)建，與物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系較為密切的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)主要有兩種：短距離通信、遠距離通信。網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)是指用物理鏈路將各個孤立的系統(tǒng)或主機進行連接，一起組成數(shù)據(jù)鏈路，以此實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享通信。利用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)對用戶資料進行分析，可以更加科學(xué)、精準(zhǔn)地掌握用戶的訴求，從而在大數(shù)據(jù)環(huán)境下為用戶提供更加具有指向性的軟件服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)主要為與Wi-Fi功能相近的2G通信技術(shù)與RFID傳感設(shè)備?，F(xiàn)階段我國物聯(lián)網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的建設(shè)側(cè)重點主要在于該技術(shù)手段的普及應(yīng)用，如自動繳費設(shè)置、無線設(shè)備互聯(lián)應(yīng)用以及遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。除此之外，目前各地電網(wǎng)基本上都可以通過移動電話網(wǎng)絡(luò)、道路基礎(chǔ)設(shè)施等進行通信傳輸，而且還可以通過使用Wi-Fi等途徑接入互聯(lián)網(wǎng)[2]。1.2.2智能傳感技術(shù)目前，我國在物聯(lián)網(wǎng)下所采用傳感技術(shù)主要為換能器網(wǎng)絡(luò)。換能器網(wǎng)絡(luò)主要指用于感知、傳遞的換能器組成的網(wǎng)絡(luò)；換能器網(wǎng)絡(luò)基本上可以分為內(nèi)部和外部兩種，內(nèi)部主要用來向工作人員提供所需要的相關(guān)信息，外部則是用來感應(yīng)當(dāng)前外部環(huán)境狀況。智能傳感技術(shù)可以說新時期是衡量我國信息化程度的重要標(biāo)志，是關(guān)于從自然信源獲取信息，并對之進行相處的處理和識別。智能傳感器在處理信息方面，同傳統(tǒng)傳感器相比較而言，不僅精準(zhǔn)度更高，并且所需費用相對較少；還具有一定的編程自動化能力；功能多樣化等諸多優(yōu)點。但是，因為不同傳感器所感知的化學(xué)原理、物理原理都有一定的差別，使其感知數(shù)據(jù)也會產(chǎn)生相應(yīng)的異構(gòu)的性質(zhì)。故而應(yīng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對已經(jīng)異構(gòu)的感知數(shù)據(jù)進一步分析匯總以及合理配置運用，以便于促進傳感器數(shù)據(jù)融合。1.2.3RFID射頻識別技術(shù)智能傳感技術(shù)其中還包括RFID射頻識別技術(shù)，RFID射頻識別技術(shù)可以通過無線電訊號識別特定的目標(biāo)并對相關(guān)數(shù)據(jù)進行簡單讀寫。RFID射頻識別技術(shù)可以通過無線電訊號識別特定的目標(biāo)并對相關(guān)數(shù)據(jù)進行簡單讀寫。物聯(lián)網(wǎng)將RFID射頻識別技術(shù)與已有的數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等相結(jié)合，由此構(gòu)建一個由大量聯(lián)網(wǎng)的RFID終端組成比互聯(lián)網(wǎng)更龐大的物聯(lián)網(wǎng)。因此，RFID射頻識別技術(shù)可作為物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)技術(shù)。而目前我們國家關(guān)于RFID方面的核心技術(shù)仍比較缺乏，需要進一步深入研究。

1.3物聯(lián)網(wǎng)可靠性探索

物聯(lián)網(wǎng)作為新時期產(chǎn)生的一種新興產(chǎn)品，其內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，且目前在國內(nèi)外也沒有制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因此各方面的安全問題更加突出。并且網(wǎng)絡(luò)木馬和網(wǎng)絡(luò)病毒的種類繁多、危害極大，網(wǎng)絡(luò)木馬和網(wǎng)絡(luò)病毒能夠以各種形式，入侵物聯(lián)網(wǎng)下的傳感網(wǎng)絡(luò)，并且很難在第一時間被工作人員所發(fā)現(xiàn)，如果長時間未被發(fā)現(xiàn)處理，甚至很有可能直接導(dǎo)致整個計算機系統(tǒng)崩潰。因此，要想有效保證物聯(lián)網(wǎng)下傳感網(wǎng)絡(luò)的安全、穩(wěn)定，必須進一步完善網(wǎng)絡(luò)安全預(yù)警技術(shù)。搭建一個既能全程化、全方位實時監(jiān)測整體網(wǎng)絡(luò)安全威脅與態(tài)勢的安全預(yù)警平臺，又能對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)進行通報預(yù)警的技術(shù)平臺?，F(xiàn)階段我國所采用的網(wǎng)絡(luò)通信安全預(yù)警技術(shù)主要是通過對入侵?jǐn)?shù)據(jù)信息進行實時監(jiān)測，以分析并確定在網(wǎng)絡(luò)通信中傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)是否確實得到了相應(yīng)授權(quán)，如果發(fā)現(xiàn)未經(jīng)授權(quán)則認(rèn)定入侵?jǐn)?shù)據(jù)信息為非法信息，從而發(fā)出預(yù)警。另外，要做好數(shù)據(jù)信息通信傳輸?shù)陌卜拦ぷ?，與此同時進一步完善數(shù)據(jù)備份恢復(fù)技術(shù)。這樣在進行采集或儲存數(shù)據(jù)時，即使相關(guān)數(shù)據(jù)信息不幸遭到認(rèn)為篡改，工作人員也可以通過數(shù)據(jù)備份恢復(fù)技術(shù)及時恢復(fù)重要的數(shù)據(jù)信息，從而保障數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性和完整性。

1.4物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展前景

就目前國家形勢而言，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)屬于高精端產(chǎn)業(yè)技術(shù)，打破傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、電子技術(shù)間的固有界限，擁有十分廣闊的發(fā)展創(chuàng)新空間。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠更為人性化，同時應(yīng)該注重將其與時展相適應(yīng)。

2嵌入式系統(tǒng)開發(fā)研究

2.1嵌入式系統(tǒng)的組成

目前，國內(nèi)普遍采用的嵌入式系統(tǒng)的核心層為中央處理器，其主要包括：運算單元和控制器模塊這兩大部分。并且，在CPU的基礎(chǔ)上，還配備了存儲模塊、電源模塊和復(fù)位模塊，形成了所謂的最小系統(tǒng)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，大多集成電路制造商習(xí)慣于將多個外圍設(shè)備集成到同一個集成電路芯片之中，以便于用戶日常工作使用。這種芯片則被稱為微控制器，在應(yīng)用微控制器的前提下，進一步擴展功率傳感和檢測、執(zhí)行器模塊和配套軟件，形成一個具有特定功能的完整單元，稱為嵌入式系統(tǒng)。

2.2嵌入式系統(tǒng)性能測試

由于用戶在應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)過程中，經(jīng)常會遇到系統(tǒng)卡頓、崩潰的情況發(fā)生，造成這種情況發(fā)生的主要原因是，嵌入式系統(tǒng)無法再持續(xù)承載龐大的數(shù)據(jù)信息，從而對嵌入式系統(tǒng)造成一定的損害。因此，在嵌入式系統(tǒng)投入使用前，程序員應(yīng)當(dāng)對嵌入式系統(tǒng)進行有效的性能測試，以確保用戶在應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)的運行流暢性。首先，程序員應(yīng)確保嵌入式系統(tǒng)運行環(huán)境的兼容性，最大程度提高嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的質(zhì)量。不僅要測試嵌入式系統(tǒng)的荷載狀況，還要測試真實應(yīng)用場景下嵌入式系統(tǒng)的整體情況，進一步確保嵌入式系統(tǒng)性能測試的科學(xué)性和合理性。除此之外，程序員還應(yīng)當(dāng)模擬用戶長期使用后嵌入式系統(tǒng)的基本運行情況，并采取性能測試，倘若性能測試結(jié)果存在差異，需要針對干擾因素及時進行調(diào)整與優(yōu)化，以保障嵌入式系統(tǒng)能夠正常運行，給用戶帶來更好的體驗感。由此也能看出，性能測試對于嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的重要性。

2.3嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的具體流程

首先要建立發(fā)展環(huán)境，安裝操作系統(tǒng)和交叉編譯器。操作系統(tǒng)通常使用RedHatLinux。選擇custominstallation（自定義安裝）或allinstallation（全部安裝），通過網(wǎng)絡(luò)下載相應(yīng)的GCC交叉編譯器進行安裝，或安裝產(chǎn)品制造商提供的相關(guān)交叉編譯器[3]。配置mnicom參數(shù)。Mnicom軟件用作顯示器和鍵盤輸入工具，用于調(diào)試嵌入式開發(fā)板的信息輸出。通常，參數(shù)為波特率115200波特/秒，數(shù)據(jù)位8，停止位1，無奇偶校驗，軟硬件流量控制設(shè)置為無。Windows下的超級終端配置相同。配置網(wǎng)絡(luò)一般是NFS網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)。應(yīng)當(dāng)關(guān)閉防火墻，從而有效簡化網(wǎng)絡(luò)調(diào)試環(huán)境的設(shè)置過程。建立引導(dǎo)加載程序，因為其代碼的版權(quán)及開源等多方面的問題，如果不了解其內(nèi)部的工作原理，就只能完全依據(jù)說明書進行流程式的操作應(yīng)用，所以應(yīng)下載公開源代碼，并根據(jù)具體芯片進行移植和修改。在沒有內(nèi)置的引導(dǎo)加載程序的開發(fā)板上編寫flash刻錄程序。倘若有特意為所用CPU移植的Linux操作系統(tǒng)，下載后可以添加特定硬件的驅(qū)動程序，再調(diào)試和修改。對于使用MMU的CPU在模塊模式下調(diào)試驅(qū)動程序，但mcliunx系統(tǒng)只能編譯內(nèi)核調(diào)試。下載并使用busybox軟件適當(dāng)進行功能縮減，以生成根文件系統(tǒng)，然后根據(jù)應(yīng)用程序具體需要添加其他程序。如不滿足應(yīng)用程序的需要，可在根文件系統(tǒng)中修改啟動腳本。在嵌入式系統(tǒng)中，根文件系統(tǒng)通常設(shè)置為只讀。需要使用mkcramfs和genromfs等工具來生成刻錄映像文件。通常使用JFFS2或yaffs文件系統(tǒng)。再根據(jù)具體需要進行開發(fā)應(yīng)用程序。成功開發(fā)的應(yīng)用程序可以放入根文件系統(tǒng)、yaffs和JFFS2文件系統(tǒng)中。

2.4嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的實際意義

嵌入式系統(tǒng)是指以應(yīng)用為中心、以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的一種特殊的計算機系統(tǒng)，它可以根據(jù)用戶的需要靈活地裁剪軟件和硬件模塊。嵌入式系統(tǒng)的目標(biāo)是滿足用戶的特定需求。對于大多數(shù)完整的嵌入式系統(tǒng)，用戶可以通過打開電源直接享受其功能，無需進行二次系統(tǒng)開發(fā)，或只需少量的配置操作。由于過去互聯(lián)網(wǎng)的接入人數(shù)太少，對于軟件和硬件模塊裁剪要求不大，在我國以往的計算機軟件開發(fā)中，大多數(shù)人認(rèn)為計算機軟件的代碼編譯與功能應(yīng)用才是關(guān)鍵。但現(xiàn)在隨著我國的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸成熟完善，因為目標(biāo)系統(tǒng)作為計算機系統(tǒng)的重要組成，大家自然而然對于目標(biāo)系統(tǒng)的要求也隨之增高。嵌入式計算機將通用計算機系統(tǒng)中的多個PCB板完成的任務(wù)集成到芯片中，有利于實現(xiàn)小型化，易于將嵌入式系統(tǒng)嵌入到目標(biāo)系統(tǒng)中[4]，是計算機軟件開發(fā)的重要技術(shù)支撐，能夠促進計算機技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展。由此可以得出，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的實際意義。

2.5嵌入式系統(tǒng)發(fā)展趨勢

微處理器作為嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)，在中國計算機系統(tǒng)開發(fā)初期，缺乏對微處理器的重視，造成了計算機系統(tǒng)開發(fā)的側(cè)重點與軟硬件應(yīng)用的實際需求不相符。由此計算機工作人員逐漸開始開發(fā)嵌入式系統(tǒng)。在快節(jié)奏的生活條件下，嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)工作不僅能夠更好地滿足人們個性化、多樣化的生活需求，而且可以推動互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的未來發(fā)展，從而提升我們國家的發(fā)展速度，通過開發(fā)先進的嵌入式系統(tǒng)，還可以推動國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展。隨著時代的不斷前進與發(fā)展，計算機技術(shù)越來越趨于成熟，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來越為廣泛，嵌入式系統(tǒng)作為計算機系統(tǒng)開發(fā)的重要環(huán)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)計算機技術(shù)的整合，驗證軟硬件的功能性，創(chuàng)建滲透式的運行模式，提高計算機系統(tǒng)開發(fā)的質(zhì)量。因此，可以預(yù)見在計算機系統(tǒng)開發(fā)體系的后續(xù)發(fā)展中，嵌入式系統(tǒng)必然成為重點研究對象，并進一步應(yīng)用到計算機行業(yè)當(dāng)中，以保障計算機系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性，提高計算機軟硬件的工作效率。

3結(jié)束語

綜上所述，隨著新時期技術(shù)的更新發(fā)展，目前國內(nèi)構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺的功能也越來越強大，由于對嵌入式系統(tǒng)要求的增高，因此物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用可以說是極為重要。因為，新時期物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用能夠大幅度提高我們國家軟件運行過程的安全性，極大程度地節(jié)約人工收集、整理計算機數(shù)據(jù)信息的時間，是嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的重要技術(shù)支撐。

參考文獻

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[4]徐向藝,趙鄭營.物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下嵌入式操作系統(tǒng)技術(shù)特性分析[J].信息技術(shù)與信息化,2020(10):41-43.

作者：趙慧娟 單位：安陽師范學(xué)院