嵌入式系统在物联网领域中的应用

姓名：冯欣欣    学号：19020100366    学院：电子工程学院

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2020年国家会议召开，加快推动新基建建设，各产业进行数字化的转型，进行智能产业化的升级，以5G为核心的物联网蓬勃发展。互联网时代已经进入到了“物联网”时代。

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嵌入式应用的发展前景

“物联网”让所有的物品都具有计算机的智能但不以计算机的形式出现，并把这些物品与网络连接在一起，这就需要嵌入式技术的支持。
嵌入式是一个低调的领域，但是又无处不在。它功能很强大，领域很广阔。所有带有数字接口的设备，如手表、 汽车 等，都会使用到嵌入式系统。

嵌入式系统在IoT的应用随着市场的发展，可以说是是越来越广。编程不单单是在IT行业广泛应用，在当代 社会 中，各个行业间相互影响，相互渗透早已不是什么稀奇事了，而嵌入式系统也应时代的需求在各个行业中充当着重要的角色。

嵌入式技术近年来得到了飞速的发展，就业前景广阔很多行业都可以用到它。随着行业的发展，市场对嵌入式方向的人员需求逐渐增多，薪资也是水涨船高，尤其是尤其是中高端开发岗位数量明显增多。

据统计：目前全国嵌入式工程师平均薪资可达近10K，其中薪资在15k-20k之间的占比有246%。而一线城市，如北京、上海、深圳等地，嵌入式工程师平均薪资更是高达20000元/月以上。由此可见，不管是现在还是未来，嵌入式工程师或将成为企业发展不可或缺的一部分。

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嵌入式开发在哪里可以运用？

工业物联网

机器、设备和人的连接需要在工业互联网内完成，工业物联网不断发展需要嵌入式系统的更新。AI+IoT将成为未来产业成长的动能，因此嵌入式硬件系统平台作为发展工业物联网第二、三阶段的基石，必须能以融合人工智能及物联网的解决方案来应对市场需求。

农业物联网

嵌入式系统现在广泛运用于农业当中，通过分析设备的工作情况，通过传感器和仪器的使用，实现高效运作。

我国是农业大国，物联网技术的成熟带动农业物联网终端产品发展，养殖物联网系统、智能大棚、自动水肥一体化等日益成熟，大大促进了农业生产智能化。现在各种以嵌入式为特征智能终端产品屡见不鲜。嵌入式系统不断被应用于生活之中，改变着人们的生活，推动着工农业的发展。

世界上许多发达国家拥有着高度发达的养殖业。这些发达国家的养殖业，均有着高技术、低人工，高产能，低消耗等特点。这其中，高技术的 科技 力量已经成为现代化养殖场一个关键性的指标。我国的养殖业以前只是“后院养殖”的副业，经过40年的发展，从后院养殖的副业到独立的产业，从传统养殖到机械化设备养殖、加工、包装的现代化养殖，形成规模化养殖，成为我国农业的主要组成，带动农业经济快速发展。

所谓智能化养殖，利用物联网技术，围绕设施化畜禽养殖场生产和管理环节，通过智能传感器在线采集养殖场环境信息（二氧化碳、氨气、硫化氢、空气温湿度等），同时集成改造现有的养殖场环境控制设备，实现畜禽养殖的智能生产与科学管理。

医疗物联网

现在先进的医疗技术都逐步实现AI技术化，而在医疗技术进步中，嵌入式系统扮演者不可替代的角色。嵌入系统为医疗信息化提供便捷的 *** 作系统，提高医护人员的技术水平，减轻医疗工作者的负担。　

在医院临床上，物联网应用在移动护理条码扫描系统、移动门诊输液管理系统、婴儿防盗系统、患者生命体征动态监测系统等；在医院运营管理体系上，物联网应用于消毒供应中心质量追溯系统、科室物资管理系统、医疗废物管理系统、手术器械清点系统等。

03

嵌入式系统的安全性

自嵌入式系统诞生以来，关于什么是嵌入式系统一直存在争议。早期的定义是：“嵌入式系统是一个您甚至都不知道的系统，直到它停止工作为止。”

在物联网，工业物联网和人工智能的当今时代，其中所有事物都直接或通过云连接到其他事物，术语“嵌入式系统”是与大部分等同于“物联网设备，”没有什么可以被认为是安全的，而且一切都必须保证安全。

每年连接到Internet的设备数量呈指数增长。预计到2035年将有超过1万亿个连接的设备，而这些设备中每一个都需要的一件事就是安全性。幸运的是，可以使用解决方案，使开发人员可以使用商业和开源工具保护其嵌入式和物联网设备从端点到云的安全。

如今，随着行业的发展，人才资源的稀缺是必然的结果，有越来越多的学生选择嵌入式开发等专业。而这些高素质人才也将出现在各行各业中，让IT不再是一个独立的行业，而是作为各行各业沟通以及联系的桥梁，让各个行业工作效率更高效，联系更紧密。

各所院校侧重点不同，所开设的课程也有所不同，但是，骨干核心课程很相近。
课程1、 物联网产业与技术导论 使用电子工业出版社《物联网：技术、应用、标准、安全与商业模式》等等教材。 在学完高等数学，物理，化学，通信原理，数字电路，计算机原理，程序设计原理等课程后开设本课程，全面了解物联网之RFID、M2M、传感网、两化融合等技术与应用。
课程2、C语言程序设计 使用清华大学出版社《C语言程序设计》等教材。 物联网涉及底层编程，C语言为必修课，同时需要了解OSGi，OPC，Silverlight等技术标准。
课程3、Java程序设计 ，使用 机械工业出版社《Java语言程序设计教程》等教材。 物联网应用层，服务器端集成技术，开放Java技术也是必修课，同时需要了解Eclipse,SWT, Flash,HTML5,SaaS等技术
课程4、无线传感网络概论，使用 无线龙通讯科技出版社《现代无线传感器网络概论》、北京航空航天大学出版社《短距离无线通讯入门与实战》等教材。 学习各种无线RF通讯技术与标准，Zigbee, 蓝牙，WiFi，GPRS,CDMA，3G, 4G, 5G等等。
课程5、 TCP/IP网络与协议 ，《TCP/IP网络与协议》，清华大学出版社，等教材。 TCP/IP以及OSI网络分层协议标准是所有有线和无线网络协议的基础，Socket编程技术也是基础技能，为必修课
课程6、嵌入式系统技， 《嵌入式系统技术教程》，人民邮电出版社等教材。 嵌入式系统是物联网感知层和通讯层重要技术，为必修课
课程7、传感器技术概论 ， 《传感器技术》，中国计量出版社，等教材。 物联网专业学生需要对传感器技术与发展，尤其是在应用中如何选用有所了解，但不一定需要了解传感器的设计与生产，对相关的材料科学，生物技术等有深入了解
课程8、RFID技术概论 ，《射频识别（RFID）技术原理与应用》，机械工业出版社，等教材。 RFID作为物联网主要技术之一，需要了解，它本身（与智能卡技术融合）可以是一个细分专业或行业，也可以是研究生专业选题方向。
课程9、工业信息化及现场总线技术 ，《现场总线技术及应用教程》，机械工业出版社，等教材。 工业信息化也是物联网主要应用领域，需要了解，它本身也可以是一个细分专业或行业，也可作为研究生专业选题方向。
课程10、M2M技术概论， 《M2M: The Wireless Revolution》，TSTC Publishing，等教材。 本书是美国“Texas State Techinical College”推出的M2M专业教材，在美国首次提出了M2M专业教学大纲，M2M也是物联网主要领域，需要了解，建议直接用英文授课。课程11、物联网软件、标准、与中间件技术 ，《中间件技术原理与应用》，清华大学出版社，《物联网：技术、应用、标准、安全与商业模式》，电子工业出版社，等教材。 物联网产业发展的关键在于应用，软件是灵魂，中间件是产业化的基石，需要学习和了解，尤其是对毕业后有志于物联网技术发展的学生

物联网是要以嵌入式知识为基础的。
物联网的意思就是把一些常见的设备都连到大的网络上，这些就是需要嵌入式系统来搭建，需要写嵌入式的程序。
嵌入式和java我更倾向于嵌入式，本人也是做嵌入式的开发的。
关于如何学习嵌入式，我刚才看到一篇很不错的文章，是一个专科生介绍自己如何自学嵌入式，并找到嵌入式的工作，里面介绍了他的学习方法和学习过程，希望对你有帮助。
专科生学嵌入式到找到工作的前前后后--学习的榜样
先做个自我介绍，我07年考上一所很烂专科民办的学校，学的是生物专业，具体的学校名称我就不说出来献丑了。09年我就辍学了，我在那样的学校，一年学费要1万多，但是根本没有人学习，我实在看不到希望，我就退学了。
退学后我也迷茫，大专都没有毕业，我真的不知道我能干什么，我在纠结着我能做什么。所以辍学后我一段时间，我想去找工作，因为我比较沉默寡言，不是很会说话，我不适合去应聘做业务。我想应聘做技术的，可是处处碰壁。
一次偶然的机会，我才听到嵌入式这个行业。那天我去新华书店，在计算机分类那边想找本书学习。后来有个女孩子走过来，问我是不是读计算机的，有没有兴趣学习嵌入式，然后给我介绍了一下嵌入式现在的火热情况，告诉我学嵌入式多么的有前景，给我了一份传单，嵌入式培训的广告。听了她的介绍，我心里痒痒的，确实我很想去学会一门自己的技术，靠自己的双手吃饭。
回家后，我就上网查了下嵌入式，确实是当今比较热门的行业，也是比较好找工作的，工资也是相对比较高。我就下决心想学嵌入式了。于是我去找嵌入式培训的相关信息，说真的，我也很迷茫，我不知道培训是否真的能像他们宣传的那样好，所以我就想了解一段时间再做打算。
后来，我在百度知道看到一篇让我很鼓舞的文章《如何学习嵌入式》，是一个嵌入式高手介绍没有基础的朋友怎么自学入门学嵌入式，文章写的很好，包含了如何学习，该怎么学习。他提到一个方法就是看视频，因为看书实在太枯燥和费解的，很多我们也看不懂。这点我真的很认同，我自己看书往往看不了几页。
我在想，为什么别人都能自学成才，我也可以的！我要相信自己，所以我就想自学，如果实在学不会我再去培训。

主意一定，我就去搜索嵌入式的视频，虽然零星找到一些嵌入式的视频，但是都不系统，我是想找一个能够告诉我该怎么学的视频，一套从入门到精通的视频，一个比较完整的资料，最好能有老师教，不懂可以请教的。
后来我又找到一份很好的视频，是在嵌入式学习网推出的一份视频《嵌入式视频教程--零基础手把手教你学嵌入式》，里面的教程还不错，很完整，可以让我从基础的开始学起。视频不便宜啊，但是我也忍了，毕竟买几本书都要几百了，何况他们还有半年的技术咨询和服务，算值了。
==============这里我就不给出他们的网址，如果你也想要嵌入式视频的话，那就自己去百度搜索：零基础手把手教你学嵌入式。
下面介绍下我的学习流程，希望对和我一样完全没有基础的朋友有所帮助。
收到他们寄过来的光盘后，我就开始学习了，由于我没有什么基础，我就从最简单的C语言视频教程学起，话说简单，其实我还是很多不懂的，我只好请教他们，他们还是很热心的，都帮我解决了。C语言我差不多学了一个礼拜，接下来我就学了linux的基本命令，我在他们提供linux虚拟机上都有做练习，敲linux的基本命令，写简单的C语言代码，差不多也就三个礼拜。我每天都在不停的写一些简单的代码，这样一月后我基本掌握了C和linux的基本 *** 作。
接下来我就去学习了人家的视频的培训教程，是整套的，和去参加培训没有多大的区别，这一看就是两个月，学习了ARM的基本原理，学习嵌入式系统的概念，也掌握了嵌入式的环境的一些搭建，对linux也有更深层次的理解了，明白了嵌入式应用到底是怎么做的，但是驱动我只是有一点点的了解，这个相对难一点，我想以后再慢慢啃。
这两个月，除了吃饭睡觉，我几乎都在学习。因为我知道几乎没有基础，比别人差劲，我只能坚持努力着，我不能放弃，我必要要靠自己来养活自己，必须学好这门技术，同时我不懂的就问，这里真的很感谢他们的技术客服对我的任何问题都是耐心的解答，每天都我几乎都有好几个问题问他们，然后我就把不懂的问题总结记下来，这样慢慢积累了一段时间，我发现自己真的有点入门了。
最后的一个月，我就去看关于实践部分的内容，了解嵌入式项目具体的开发流程，需要什么样的知识，我就开始准备这方面的知识，也就是学习这方面的视频，同时他们建议我去找了找一些嵌入式面试的题目，为自己以后找工作做准备。我就到网上找了很多嵌入式的题目，把他们理解的记下来，这样差不多准备了20天左右
我觉得自己差不多入门了，会做一些简单的东西了。我就想去找工作看看，于是我就到51job疯狂的投简历，因为我学历的问题，专科没有毕业，说真的，大公司没有人会要我，所以我投的都是民营的小公司，我希望自己的努力有所回报。没有想过几天过后，就有面试了，但是第一次面试我失败了，虽然我自认为笔试很好，因为我之前做了准备，但是他们的要求比较严格，需要有一年的项目经验，所以我没有被选中。

后来陆续面试了几家公司，终于功夫不负有心人。我终于面试上的，是在闵行的一家民营的企业，公司规模比较小，我的职务是嵌入式linux应用开发，做安防产品的应用的。我想我也比较幸运，经理很看重我的努力，就决定录用我，开的工资是3500一个月，虽然我知道在上海3500只能过温饱的生活，但是我想我足够了。我至少不用每天都要靠父母养，我自己也能养活自己的。我想只要我继续努力，我工资一定会翻倍的。
把本文写出来，希望能让和我一样的没有基础的朋友有信心，其实我们没有必要自卑，我们不比别人笨，只要我们肯努力，我们一样会成功。
最后祝愿所有想学嵌入式的朋友更早的入门！！！！

从技术架构上来看，物联网可分为三层：感知层、网络层和应用层。
感知层由各种传感器以及传感器网关构成，包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID 标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢，它是物联网识别物体、采集信息的来源，其主要功能是识别物体，采集信息。[4]
网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。
应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。
关键技术
在物联网应用中有三项关键技术：
1、传感器技术，这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道，到为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。
2、RFID标签也是一种传感器技术，RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术，RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。
3 、嵌入式系统技术是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变，以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见；小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。嵌入式系统正在改变着人们的生活，推动着工业生产以及国防工业的发展。如果把物联网用人体做一个简单比喻，传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官，网络就是神经系统用来传递信息，嵌入式系统则是人的大脑，在接收到信息后要进行分类处理。这个例子很形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用。
物联网分类
1 私有物联网：一般面向单一机构内部提供服务；
2 公有物联网：基于互联网向公众或大型用户群体提供服务；
3 社区物联网：向一个关联的“社区”或机构群体（如一个城市政府下属的各委办局：如公安局、交通局、环保局、城管局等）提供服务；
4 混合物联网：是上述的两种或以上的物联网的组合，但#后台有统一运维实体。
物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是"信息化"时代的重要发展阶段。其英文名称是:"Internet of things(IoT)"。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思:其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。因此，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新20是物联网发展的灵魂。
活点定义:利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。物联网是互联网的延伸，它包括互联网及互联网上所有的资源，兼容互联网所有的应用，但物联网中所有的元素(所有的设备、资源及通信等)都是个性化和私有化。
物联网博欣将物联网定义为通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别（RFID）技术、全球定位系统、红外线感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。
物联网原理
物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中，物品(商品)能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术，通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。
而RFID，正是能够让物品“开口说话”的一种技术。在“物联网”的构想中，RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息，通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统，实现物品(商品)的识别，进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的“透明”管理。　

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