單片機、嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)

1單片機、嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)V0.52MCU技術創(chuàng)新與嵌入式應用大會深圳（101116）北京航空航天大學《單片機與嵌入式系統(tǒng)應用》雜志社何立民單片機、嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!2單片機、嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)前言◆嵌入式系統(tǒng)發(fā)展史就是物聯(lián)與物聯(lián)局域網(wǎng)的發(fā)展史?！羟度胧较到y(tǒng)普遍網(wǎng)絡接入，將互聯(lián)網(wǎng)演變成物聯(lián)網(wǎng)?！粑锫?lián)網(wǎng)的物聯(lián)基礎是單片機與嵌入式系統(tǒng)，智慧源頭是微處理器，服務體系是云計算。

單片機、嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!3單片機、嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)1.物聯(lián)網(wǎng)的有關概念

2.尋找物聯(lián)網(wǎng)的源頭

3.物聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)事件

4.物聯(lián)網(wǎng)事件的行為元素

5.物聯(lián)網(wǎng)與云計算單片機、嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!41.物聯(lián)網(wǎng)的有關概念

物聯(lián)網(wǎng)與智慧地球不是概念炒作，是互聯(lián)網(wǎng)與嵌入式系統(tǒng)在高級階段的融合。目前對物聯(lián)網(wǎng)的定義還不太成熟。單片機、嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!51.物聯(lián)網(wǎng)的有關概念1.3智慧地球

2009年１月２８日，奧巴馬就任美國總統(tǒng)后，與美國工商業(yè)領袖舉行了一次“圓桌會議”，作為僅有的兩名代表之一，IＢＭ首席執(zhí)行官彭明盛首次提出“智慧地球”這一概念。隨后，IBM大中華區(qū)首席執(zhí)行官錢大群在2009IBM論壇上公布了名為“智慧地球”的最新策略。單片機、嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!62.尋找物聯(lián)網(wǎng)的源頭

物聯(lián)網(wǎng)有三個源頭：

即智慧源頭、網(wǎng)絡源頭、物聯(lián)源頭三個源頭形成三大特點：

即智慧地球、全球網(wǎng)羅、物物相聯(lián)

2.1物聯(lián)網(wǎng)的智慧源頭

2.2物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡源頭

2.3物聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)源頭單片機、嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!72.尋找物聯(lián)網(wǎng)的源頭2.2物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡源頭

物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡源頭，使物聯(lián)網(wǎng)具有以下三個特性：無限時空、全球網(wǎng)羅、網(wǎng)羅及物◆物聯(lián)網(wǎng)有兩個網(wǎng)絡源頭：

通用計算機的互聯(lián)網(wǎng)（無限時空、全球網(wǎng)羅）

嵌入式系統(tǒng)的局域網(wǎng)（物理參數(shù)、物理對象被網(wǎng)羅）◆兩個分支從分離到融合：

從微處理器開始的兩大分支，在物聯(lián)網(wǎng)時代的融合見下圖單片機、嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!82.尋找物聯(lián)網(wǎng)的源頭◆兩個源頭的獨立發(fā)展時代

通用微處理器→通用計算機→互聯(lián)網(wǎng)

嵌入式處理器→嵌入式系統(tǒng)應用系統(tǒng)→局域網(wǎng)◆網(wǎng)絡融合的物聯(lián)網(wǎng)時代

單片機、嵌入式應用系統(tǒng)的單機互聯(lián)網(wǎng)接入

各種總線局域網(wǎng)的互聯(lián)網(wǎng)接入：

CAN線、現(xiàn)場總線、無線傳感器網(wǎng)絡等的互聯(lián)網(wǎng)接入單片機、嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!92.尋找物聯(lián)網(wǎng)的源頭

感知物聯(lián)：傳感器接口通道，物理參數(shù)感知

物控物聯(lián)：伺服驅動接口通道，物理對象控制

人-物互聯(lián)：人機交互接口通道，人-物交互

物-物互聯(lián)：系統(tǒng)互聯(lián)的接口通道，物-物交互

單片機、嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!103.物聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)事件

從應用角度出發(fā)，弄清物聯(lián)網(wǎng)的三個概念：物聯(lián)系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)事件、物聯(lián)網(wǎng)事件。

3.1物聯(lián)網(wǎng)中的物聯(lián)系統(tǒng)

3.2物聯(lián)系統(tǒng)中的物聯(lián)網(wǎng)事件

3.3物聯(lián)網(wǎng)事件的行為進程

3.4物聯(lián)網(wǎng)事件的實時性要求單片機、嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!113.物聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)事件◆遠程醫(yī)療救助物聯(lián)系統(tǒng)病人、診斷設備、醫(yī)療設備、醫(yī)生等，共同組成一個遠程醫(yī)療救助物聯(lián)系統(tǒng)。目前，有眾多的全球醫(yī)療咨詢系統(tǒng)。從咨詢系統(tǒng)向救助系統(tǒng)發(fā)展，是醫(yī)療領域物聯(lián)網(wǎng)的重要發(fā)展方向。遠程機器人手術是醫(yī)療救助物聯(lián)系統(tǒng)的一個重要事例。

還可以舉出許多物聯(lián)系統(tǒng)，并指出它們的智慧源頭、網(wǎng)絡源頭與物聯(lián)源頭。單片機、嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!123.物聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)事件3.3物聯(lián)網(wǎng)事件的行為進程物聯(lián)網(wǎng)事件的行為進程，是指一個完整的物聯(lián)網(wǎng)事件必須具備的行為過程。所有的物聯(lián)網(wǎng)事件的行為都可抽象化成三個進程：事件激勵、信息處理、響應輸出。簡稱激勵、處理、響應?！艏睿何锫?lián)網(wǎng)事件的的激發(fā)因素。有主動激勵、被動激勵。◆處理：各個處理器環(huán)節(jié)上的信息處理過程。有物聯(lián)界面的信息處理與綜合的數(shù)字信號處理。◆響應：對激勵要求的的最終反應。有實時響應、準實時響應。單片機、嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!133.物聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)事件3.4物聯(lián)網(wǎng)事件的實時性要求◆實時性要求：

物聯(lián)網(wǎng)事件中，激勵對響應的時間要求?！魧崟r響應與準實時響應

實時響應：物聯(lián)網(wǎng)事件的即時響應要求

準實時響應：物聯(lián)網(wǎng)事件的指定時間響應要求◆物聯(lián)網(wǎng)事件中的主要耗時環(huán)節(jié)

網(wǎng)絡帶寬（信號傳輸?shù)臅r間耗費）

軟件運行時間（指令周期的時間耗費）單片機、嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!144.物聯(lián)網(wǎng)事件的行為元素4.1物聯(lián)網(wǎng)存儲（物儲）◆源頭：數(shù)字化的信息、虛擬系統(tǒng)、虛實交互與數(shù)字化文件◆方式：“0、1”數(shù)字符號的量子化存儲，與具體物質無關

電子化信息存儲：個人信息，財、物信息存儲。

數(shù)字化虛擬存儲：真實世界的虛擬電子系統(tǒng)存儲，如，網(wǎng)上銀行、購物系統(tǒng)、交管系統(tǒng)、認證系統(tǒng)等。

虛實交互存儲：物理認證環(huán)境基礎上的數(shù)字化虛擬存儲。如，集成電路、IP核、系統(tǒng)電路的數(shù)字化虛擬存儲與

FPGA的物理認證

數(shù)字文件存儲：圖片、音視頻資料存儲，有效證件存儲單片機、嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!154.物聯(lián)網(wǎng)事件的行為元素4.4物聯(lián)網(wǎng)管理（物管）

◆

源頭：互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫、信息流、數(shù)據(jù)流管理平臺。

◆方式：數(shù)據(jù)流管理、數(shù)據(jù)庫互聯(lián)、數(shù)據(jù)信息認證、信息流通的許可等安全性管理與經(jīng)營性管理。4.5物聯(lián)網(wǎng)交互（物互）

◆

源頭：嵌入式系統(tǒng)的四個物聯(lián)界面：人機界面、傳感界面、控制界面、通信界面。

◆方式：人、物、網(wǎng)（廣域、局域）的多種交互行為。單片機、嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!16結束語1.互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算都是概念創(chuàng)新，其重要性遠在技術創(chuàng)新、方法創(chuàng)新之上。概念創(chuàng)新起著科技發(fā)展的統(tǒng)帥作用。

2.物聯(lián)網(wǎng)、云計算都是多學科的綜合領域，不同學科視角不同。應集合不同領域的專家從不同的視角觀察。

3.集成電路、微處理器、現(xiàn)代計算機（通用計算機與嵌入式系統(tǒng)）是現(xiàn)代科技之本。應加強對集成電路、微處理器、現(xiàn)代計算機的深層原理與發(fā)展史研究。

4.嵌入式系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)、云計算的重要技術基礎。應該認真研究物聯(lián)網(wǎng)、云計算的嵌入式系統(tǒng)源頭，以及物聯(lián)網(wǎng)、云計算中嵌入式系統(tǒng)的軟硬件技術。單片機、嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!171.物聯(lián)網(wǎng)的有關概念1.1傳感網(wǎng)

1999年，中科院啟動了傳感網(wǎng)的研究和開發(fā)。為我國在物聯(lián)網(wǎng)領域爭得了話語權。1.2物聯(lián)網(wǎng)

2005年，國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》。報告指出，無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時代即將來臨，世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過因特網(wǎng)主動進行交互。射頻識別技術（RFID）、傳感器技術、納米技術、智能嵌入技術將到更加廣泛的應用。單片機、嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!181.物聯(lián)網(wǎng)的有關概念1.4物聯(lián)網(wǎng)定義◆定義：物聯(lián)網(wǎng)是一種通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎上的延伸和擴展；第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通訊。◆定義的缺陷：

沒有講淸是通過什么手段、方式將物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來。

沒有反映單片機與嵌入式系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)中的地位與作用。

不了解單片機與嵌入式系統(tǒng)的物聯(lián)發(fā)展史。單片機、嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!192.尋找物聯(lián)網(wǎng)的源頭2.1物聯(lián)網(wǎng)的智慧源頭無處不在的微處理器使物聯(lián)網(wǎng)呈現(xiàn)出智慧地球特征?！粑锫?lián)網(wǎng)的智慧基礎是微處理器：無處不在的通用微處理器與嵌入式處理器◆微處理器有兩種智慧方式：

通用微處理器智慧平臺：通用計算機桌面系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)

嵌入式系統(tǒng)的智慧嵌入：單片機與嵌入式應用系統(tǒng)的智能芯片、智能化工具與智能化設備◆微處理器的智慧表現(xiàn)：歸一化的軟件方式微處理器指令系統(tǒng)上的應用軟件、固化軟件、操作系統(tǒng)單片機、嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!202.尋找物聯(lián)網(wǎng)的源頭

微處理器的兩個分支、兩個分支的獨立發(fā)展時代、相互融合的物聯(lián)網(wǎng)時代。

單片機、嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!212.尋找物聯(lián)網(wǎng)的源頭2.3物聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)源頭◆兩個物聯(lián)源頭：

物理對象物聯(lián)、物理信息物聯(lián)?！魧ο笪锫?lián)物理對象物聯(lián)源頭：單片機與嵌入式應用系統(tǒng)的四個物聯(lián)界面

1990年《單片機應用系統(tǒng)設計》中，首次明確了單片機應用系統(tǒng)的四個通道接口的概念。這就是單片機與嵌入式系統(tǒng)應用系統(tǒng)的四個物聯(lián)界面

單片機、嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!222.尋找物聯(lián)網(wǎng)的源頭◆信息物聯(lián)物理信息物聯(lián)是互聯(lián)網(wǎng)從社會信息、人文信息、向物理信息領域的延伸。

GPS信息物聯(lián)：物理對象的動態(tài)時空信息。嵌入式應用系統(tǒng)GPS功能

互聯(lián)網(wǎng)中的信息物聯(lián)：物理對象的靜態(tài)虛擬信息。網(wǎng)上銀行、有效證件、電子標簽、數(shù)字多媒體信息等。

嵌入式系統(tǒng)物聯(lián)對象的動態(tài)物理信息。單片機、嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!233.物聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)事件3.1物聯(lián)網(wǎng)中的物聯(lián)系統(tǒng)物聯(lián)系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)中，完成規(guī)定任務的的一個應用系統(tǒng)。無限大的物聯(lián)網(wǎng)中，有無限多的物聯(lián)系統(tǒng)，例如：◆智能家居物聯(lián)系統(tǒng)家居電子系統(tǒng)被物聯(lián)，組成家居體系的安全監(jiān)測、系統(tǒng)運行、遠程控制的物聯(lián)系統(tǒng)。智能家居大多為局域網(wǎng)，并具有互聯(lián)網(wǎng)的接人功能，是典型的物聯(lián)系統(tǒng)。◆交通事故處理物聯(lián)系統(tǒng)人、車被物聯(lián)，納入網(wǎng)上交通事故處理物聯(lián)系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)是汽車電子的新機遇。除了交通事故處理物聯(lián)系統(tǒng)，還有自動駕駛物聯(lián)系統(tǒng)、行車安全監(jiān)測物聯(lián)系統(tǒng)等單片機、嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!243.物聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)事件3.2物聯(lián)系統(tǒng)中的物聯(lián)網(wǎng)事件物聯(lián)網(wǎng)事件是物聯(lián)系統(tǒng)中的某個特定行為事件。這些特定行為事件都是物聯(lián)系統(tǒng)預先規(guī)定好的任務進程。例如：◆交通事故處理物聯(lián)系統(tǒng)中的物聯(lián)網(wǎng)事件：某個違犯限行交通規(guī)定的事件、某個追尾的交通事故、某個超速行駛違規(guī)事件等?！粼谥悄芗揖游锫?lián)系統(tǒng)中的物聯(lián)網(wǎng)事件：某個遠程控制家用電器的事件、某個防盜報警事件、某個遠程的查表、收費事件等。物聯(lián)網(wǎng)事件具有無限時空特性，這一特性源自互聯(lián)網(wǎng)。單片機、嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)共29頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!253.物聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)事件

以智能家居為例的物聯(lián)網(wǎng)事件進程：

*激勵：主動激勵—遠程家電控制被動激勵—家居失火

*處理：界面信息處理—物聯(lián)系統(tǒng)進入許可，許可認證綜合信息處理—過程參數(shù)與信息的數(shù)字處理

*響應：實時響應—火