物聯(lián)網(wǎng)時代的嵌入式系統(tǒng)服務(wù)創(chuàng)新V0.5課件

1、物聯(lián)網(wǎng)時代的嵌入式系統(tǒng)服務(wù)創(chuàng)新V0.52014(第四屆)嵌入式系統(tǒng)暨物聯(lián)網(wǎng)教育發(fā)展高峰論壇（北京）140719北京航空航天大學(xué)嵌入式系統(tǒng)聯(lián)誼會單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用雜志社何立民2022/7/271物聯(lián)網(wǎng)時代的嵌入式系統(tǒng)服務(wù)創(chuàng)新 嵌入式系統(tǒng)將互聯(lián)網(wǎng)變革到物聯(lián)網(wǎng)的同時，嵌入式系統(tǒng)也走出了獨立的產(chǎn)品科技創(chuàng)新時代，向物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式系統(tǒng)服務(wù)時代進軍。 簡單地回顧我國30年來嵌入式系統(tǒng)科技創(chuàng)新的發(fā)展歷程，以便把握未來的正確方向，更好地為嵌入式系統(tǒng)服務(wù) 2022/7/272物聯(lián)網(wǎng)時代的嵌入式系統(tǒng)服務(wù)創(chuàng)新2022/7/2731. 30年來嵌入式系統(tǒng)的科技創(chuàng)新2.智慧城市的嵌入式系統(tǒng)服務(wù)熱點3.從智能家居到智慧

2、家居的服務(wù)變革4.物聯(lián)網(wǎng)向個體延伸的可穿戴式服務(wù)1.30年來嵌入式系統(tǒng)的科技創(chuàng)新 我國30年來微控制器的4個創(chuàng)新階段1.1 集成電路的科技創(chuàng)新1.2 微控制器的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新1.3 平臺時代的整合創(chuàng)新1.4 物聯(lián)網(wǎng)時代的服務(wù)創(chuàng)新案41.30年來嵌入式系統(tǒng)的科技創(chuàng)新1.1 集成電路的科技創(chuàng)新 器件平臺的科技創(chuàng)新與創(chuàng)新科技應(yīng)用分離 以模數(shù)轉(zhuǎn)換為例：上世紀(jì)60年代16位為國家級科研課題。早期：電子工程師既要研究模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)，還要在系統(tǒng)中實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。創(chuàng)新與應(yīng)用的統(tǒng)一。后來：科技創(chuàng)新成果專利化，出現(xiàn)了專利化基礎(chǔ)上的科技創(chuàng)新與創(chuàng)新科技應(yīng)用分離。電子工程師可以購買模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)專利，在技術(shù)專利基礎(chǔ)上實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)

3、換電路。2022/7/2751.30年來嵌入式系統(tǒng)的科技創(chuàng)新微控制器誕生后： 電子技術(shù)專利技術(shù)的器件轉(zhuǎn)化，電子工程師購買模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，實現(xiàn)傻瓜化應(yīng)用。器件平臺上，科技創(chuàng)新與創(chuàng)新科技應(yīng)用徹底分離。 科技創(chuàng)新的器件轉(zhuǎn)化，器件基礎(chǔ)上的傻瓜化應(yīng)用，是當(dāng)今流行的，平臺基礎(chǔ)上，科技創(chuàng)新與創(chuàng)新科技應(yīng)用的徹底分離。2022/7/2761.30年來嵌入式系統(tǒng)的科技創(chuàng)新1.2 微控制器的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新 從一體化產(chǎn)業(yè)模式到扇形產(chǎn)業(yè)模式的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新早期：上世紀(jì)50年代，電子企業(yè)普遍實現(xiàn)從研發(fā)到產(chǎn)品生產(chǎn)的的一體化產(chǎn)業(yè)模式。后來：專利基礎(chǔ)上的科技應(yīng)用產(chǎn)業(yè)，先進的電子企業(yè)引進國外先進專利技術(shù)，實現(xiàn)產(chǎn)品更新。微控制器誕生后：半導(dǎo)體器

4、件基礎(chǔ)上的上下游扇形產(chǎn)業(yè)。 半導(dǎo)體廠推出產(chǎn)品平臺及產(chǎn)品的技術(shù)解決方案；制造廠家在產(chǎn)品平臺基礎(chǔ)上完成最終產(chǎn)品生產(chǎn)。 典型事例：半導(dǎo)體廠家與鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的VCD/DVD產(chǎn)業(yè)如今：IT產(chǎn)業(yè)基本上都是以平臺為基礎(chǔ)的、形形色色扇形產(chǎn)業(yè)鏈。2022/7/2771.30年來嵌入式系統(tǒng)的科技創(chuàng)新1.3 平臺時代的整合創(chuàng)新 科技創(chuàng)新平臺化，平臺基礎(chǔ)上的整合創(chuàng)新早期：平臺化器件創(chuàng)造了扇形產(chǎn)業(yè)模式的整合創(chuàng)新 VCD/DVD產(chǎn)業(yè)中，半導(dǎo)體廠家為鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)提供平臺化器件解決方案，甚至幫助鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)開發(fā)最終產(chǎn)品。 只有器件的產(chǎn)品整合，沒有技術(shù)轉(zhuǎn)移。后來：平臺化的全面擴展。 知識平臺、產(chǎn)品平臺、開發(fā)平臺（集成開發(fā)環(huán)境）、服務(wù)平臺（

5、有償或無償?shù)钠脚_服務(wù)，著眼于市場占有）2022/7/2781.30年來嵌入式系統(tǒng)的科技創(chuàng)新產(chǎn)品平臺整合創(chuàng)新典型事例： Intel公司從來不介入PC機制造產(chǎn)業(yè) 聯(lián)發(fā)科手機產(chǎn)品平臺與山寨手機產(chǎn)業(yè) 喬布斯的iPad藝術(shù)與市場的整合創(chuàng)新 ARM公司知識平臺的MCU市場整合創(chuàng)新。 在平臺整合創(chuàng)新中，不再有專利困攏2022/7/2791.30年來嵌入式系統(tǒng)的科技創(chuàng)新1.4 物聯(lián)網(wǎng)時代的服務(wù)創(chuàng)新嵌入式系統(tǒng)的角色轉(zhuǎn)換 從以我為主到物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的配套服務(wù)， 在物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的服務(wù)創(chuàng)新服務(wù)拉動的產(chǎn)品開發(fā) 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)底層的產(chǎn)品開發(fā)與技術(shù)服務(wù)。 如：融入醫(yī)聯(lián)網(wǎng)體系中的感和與控制服務(wù)，大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)拓展服務(wù)（物

6、理參數(shù)、人體生理參數(shù)）完善的平臺整合服務(wù) 如：智能家居向智慧城市需求轉(zhuǎn)型， 以智慧城市為切入點2022/7/27102.智慧城市的嵌入式系統(tǒng)服務(wù)熱點2.1 智慧城市建設(shè)的紅利2.2 智慧城市的中國國情2.3 國外智慧城市經(jīng)典案例2022/7/27112.智慧城市的嵌入式系統(tǒng)服務(wù)熱點2.1 智慧城市建設(shè)的紅利城市化建設(shè)的重要意義：日本和美國前5大城市的GDP占全國GDP的份額高達70%80%；英國、法國、韓國等最大城市的GDP占全國GDP的份額也達20%30%。智慧城市的紅利：世界很行測算，一個百萬人口以上的智慧城市的建成，在投入不變的條件下，實施全方位的信息管理將能增加城市的發(fā)展紅利2.5到3

7、倍，這意味著智慧城市可促進實現(xiàn)4倍左右的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。因此，智慧城市引領(lǐng)未來世界城市發(fā)展的方向。2022/7/27122.智慧城市的嵌入式系統(tǒng)服務(wù)熱點目前，中國已經(jīng)達到城鎮(zhèn)化中期的發(fā)展水平，進入快速城鎮(zhèn)化的階段。2007年中國35個主要城市GDP占全國總產(chǎn)值的41%。2020年前，這一比例將提高到60%。城市化已經(jīng)成為社會發(fā)展的必要趨勢。物聯(lián)網(wǎng)時代，使智慧城市建設(shè)進入實質(zhì)性發(fā)展階段2022/7/27132.智慧城市的嵌入式系統(tǒng)服務(wù)熱點2.2 智慧城市的中國國情 不可避免的國情因素：眾多的非技術(shù)因素與政策因素。政府主導(dǎo)也會出現(xiàn)諸多主觀因素。逐漸興起的智慧城市社會需求，例如， 智慧社區(qū)（智慧家居

8、的公共信息、醫(yī)療、養(yǎng)老服務(wù)） 智慧交通（車聯(lián)網(wǎng)、城市交通管理，新能源車管理） 信息電網(wǎng)（用電管理、電源監(jiān)測、智能電表信息平臺）近年來的投入與走向： 截止到2012年2月底，我國提出智慧城市建設(shè)的城市總數(shù)達到了154個，投資規(guī)模預(yù)計超過1.1萬億元。2022/7/27142.智慧城市的嵌入式系統(tǒng)服務(wù)熱點智慧城市建設(shè)列入的部分項目有： 智慧公共服務(wù)、智慧社會管理、公共服務(wù)平臺建設(shè)。智慧安居服務(wù)、智慧教育文化服務(wù)、智慧服務(wù)應(yīng)用、智慧健康保障體系建設(shè)，智慧交通、公共服務(wù)信息平臺、智慧安全防控系統(tǒng)、信息綜合管理平臺建設(shè)。與IBM合作的示范工程：智慧城市的頂層設(shè)計 2009年10月，昆山市政府、昆山中創(chuàng)軟

9、件、IBM攜手啟動“智慧城市”戰(zhàn)略合作項目。 IBM推出“智慧城市”三大軟件解決方案“城市控管指揮中心”、“政府并聯(lián)審批”和“城市節(jié)能減碳”，為政府量身定制“智慧城市”信息架構(gòu)，解決智慧城市的頂層設(shè)計。2022/7/27152.智慧城市的嵌入式系統(tǒng)服務(wù)熱點2.3 看看國外智慧城市經(jīng)典案例： 有明確目標(biāo)、能立竿見影、服務(wù)民生、可持續(xù)發(fā)展，務(wù)實的智慧城市建設(shè)。內(nèi)容廣泛，效益巨大，從這里可以看到人類未來的希望。美國：2009年，迪比克市與IBM合作，建立了美國第一個智慧城市。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將各種城市公用資源（水、電、油、氣、交通、公共服務(wù)等等）連接起來，監(jiān)測、分析和整合各種數(shù)據(jù)以做出智能化的響應(yīng)。

10、同時搭建綜合監(jiān)測平臺，及時對數(shù)據(jù)進行分析、整合，使市民對整個城市對資源的使用情況一目了然，對自己的耗能有更清晰認識，對可持續(xù)發(fā)展有更多的責(zé)任感。智慧城市建設(shè)與觀念普及并舉。2022/7/27162.智慧城市的嵌入式系統(tǒng)服務(wù)熱點歐盟：2007年，歐盟就提出并開始實施一系列智慧城市建設(shè)目標(biāo)。歐盟對于智慧城市的評價標(biāo)準(zhǔn)包括智慧經(jīng)濟、智慧環(huán)境、智慧治理、智慧機動性、智慧居住以及智慧人等6個方面。瑞典首都斯德哥爾摩在治理交通擁堵方面取得了卓越的成績。該市在通往市中心的道路上設(shè)置18個路邊監(jiān)視器，利用射頻識別、激光掃描和自動拍照等技術(shù)，實現(xiàn)了對一切車輛的自動識別。借助這些設(shè)備，該市在周一至周五6時30分至

11、18時30分之間對進出市中心的車輛收取擁堵稅，從而使交通擁堵水平降低了25%，同時溫室氣體排放量減少了40%。2022/7/27172.智慧城市的嵌入式系統(tǒng)服務(wù)熱點日本;2009年推出“I-Japan智慧日本戰(zhàn)略2015”，旨在將數(shù)字信息技術(shù)融入生產(chǎn)生活的每個角落，目前聚焦在電子政務(wù)治理、醫(yī)療健康服務(wù)、教育與人才培養(yǎng)三大領(lǐng)域。韓國：以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，打造綠色、數(shù)字化、無縫移動連接的生態(tài)、智慧型城市。通過整合公共通訊平臺的網(wǎng)絡(luò)接入，消費者可以方便的開展遠程教育、醫(yī)療、辦理稅務(wù)，還能實現(xiàn)家庭建筑能耗的智能化監(jiān)控等。丹麥：哥本哈根在2025年前成為第一個實現(xiàn)碳中和的城市。依靠市政的氣候行動計劃，實現(xiàn)其2

12、015年減碳20%的中期目標(biāo)。許多城市的挑戰(zhàn)在于維持環(huán)保與經(jīng)濟之間的平衡。采用可持續(xù)發(fā)展城市解決方案哥本哈根的研究顯示，其首都地區(qū)綠色產(chǎn)業(yè)5年內(nèi)的營收增長了55%。2022/7/27183.從智能家居到智慧家居的服務(wù)變革3.1 智能家居的新起點3.2 智能電網(wǎng)強力介入3.3 智慧城市需求拉動2022/7/27193.從智能家居到智慧家居的服務(wù)變革3.1 智能家居的新起點長不大的智能家居 沒有自上而下的城市、社區(qū)需求，局限在家居中的家用電器智能化，網(wǎng)絡(luò)化、遠端感控。從智能家居到智慧家居 智能家居的出路在外，與智慧城市、智慧社區(qū)的廣泛交互與無縫又相接。實現(xiàn)智能家居的雙向智慧服務(wù)。與智慧城市的公共服

13、務(wù)相融合 與智慧社會管理、公共服務(wù)平臺的連接，享受智慧安居服務(wù)、智慧教育文化服務(wù)。參與智慧健康保障體系建設(shè)、智慧交通、智慧安全防控系統(tǒng)建設(shè)，與信息綜合管理平臺建設(shè)同步。2022/7/27203.從智能家居到智九家居的服務(wù)變革3.2 智能電網(wǎng)強力介入智能電網(wǎng)的信息化與互動化 國家堅強電網(wǎng)建設(shè)、互動信息平臺建設(shè)。國家電網(wǎng)進入到2.0的信息電網(wǎng)、互動電網(wǎng)時代。智慧家居的電網(wǎng)信息平臺建設(shè) 智能插座的WIFI設(shè)備互聯(lián)方式，將復(fù)雜的智能家居歸一化成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案。實現(xiàn)統(tǒng)一的用電管理、家庭電網(wǎng)建設(shè)、信息電網(wǎng)、用電設(shè)備智能化管理。遠程、近程，手機、桌面、穿戴設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化管理體系。智能電表的信息平臺建設(shè)

14、 智能電表的互動平臺建設(shè)，家庭中的“手機”。2022/7/27213.從智能家居到智慧家居的服務(wù)變革3.3 智慧城市需求拉動 我國特色的智慧城市的三級結(jié)構(gòu)智慧城市 政府主導(dǎo)的主體建設(shè)，市級物聯(lián)網(wǎng)大系統(tǒng)建設(shè)智慧社區(qū) 社區(qū)化的分片智慧管理智慧家居 社區(qū)的基本智慧單元建設(shè)2022/7/27224.物聯(lián)網(wǎng)向個體延伸的可穿戴式服務(wù)4.1 從物聯(lián)網(wǎng)看可穿戴設(shè)備4.2 可穿戴設(shè)備的制約因素4.3 可穿戴設(shè)備的技術(shù)方向2022/7/27234.物聯(lián)網(wǎng)向個體延伸的可穿戴式服務(wù) 全系列的IT設(shè)備：桌面設(shè)備、移動設(shè)備、可穿戴設(shè)備 可穿戴設(shè)備的兒點思考4.1 從物聯(lián)網(wǎng)看可穿戴設(shè)備 物聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)進一步延伸到人體人類個體是物聯(lián)網(wǎng)的特殊物理對象個體生理參數(shù)豐富了物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)可穿戴設(shè)備實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)與人類個體的貼身交互2022/7/27244.物聯(lián)網(wǎng)向個體延伸的可穿戴式服務(wù)4.2 可穿戴設(shè)備的制約因素 時尚穿戴文化的碰撞：永遠的時尚文化 智能手機的主宰地位：手機功能黑洞效應(yīng) 人體信息技術(shù)的滯后：人體傳感器有待開發(fā)，一美軍開發(fā)“皮膚生物傳感器”監(jiān)測軍人健康狀況3.3 可穿戴設(shè)備的技術(shù)方向 智能手機附件：可常穿戴，彌補手機缺陷 人體信息雙向交互：人體信息感知與生理介入（醫(yī)療） 專業(yè)設(shè)備應(yīng)用：專業(yè)功能、專業(yè)人士、專業(yè)崗位佩帶。 谷歌眼鏡、世界杯裁判手表、智