物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式“世界觀”

     導(dǎo)讀：如今，物聯(lián)網(wǎng)可謂炙手可熱，成為街頭巷尾熱議不斷的話題?！鞍蛱煜?、無(wú)所不網(wǎng)”，物聯(lián)網(wǎng)不僅讓人們看到未來(lái)智能生活的希望，而且也產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，帶動(dòng)了諸多產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)不是科技狂想，而是又一場(chǎng)科技革命。它將成為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和通信網(wǎng)絡(luò)之后的信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮。

　　物聯(lián)網(wǎng)浪潮下的尷尬形勢(shì)

　　2010年《政府工作報(bào)告》指出“加快物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)應(yīng)用”，搶占經(jīng)濟(jì)科技制高點(diǎn)。這標(biāo)志著物聯(lián)網(wǎng)已正式進(jìn)入我國(guó)國(guó)家戰(zhàn)略層面。

　　據(jù)Forrester等國(guó)際權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2020年，物物互聯(lián)業(yè)務(wù)將是現(xiàn)有人人互聯(lián)業(yè)務(wù)的30倍，成為一個(gè)極具吸引力的萬(wàn)億級(jí)信息產(chǎn)業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)連接的是物理空間，可廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)和生活的各個(gè)方面，并與國(guó)家安全、經(jīng)濟(jì)安全息息相關(guān)。

　　“物聯(lián)網(wǎng)確實(shí)有巨大的發(fā)展?jié)摿?，但是它的?yīng)用、推廣還面臨很多的困難和挑戰(zhàn)，不要覺(jué)得這個(gè)重大機(jī)遇明年就變成很大的產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)生多么大的財(cái)富?！?

　　在學(xué)術(shù)界，專家學(xué)者們正在為其概念、定義、核心內(nèi)容爭(zhēng)論不休的時(shí)候；產(chǎn)業(yè)界卻在宏觀政策的刺激下激烈地爭(zhēng)搶這塊“大蛋糕”，不斷掀起投資熱潮；而教育界又面臨著如何構(gòu)建物聯(lián)學(xué)科來(lái)培養(yǎng)物聯(lián)時(shí)代所需的人才。有鑒于此，筆者從另一個(gè)的角度對(duì)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行了梳理。

　　物聯(lián)網(wǎng)是高級(jí)的“互聯(lián)網(wǎng)”

　　筆者認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)的核心仍然是一個(gè)互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，可以看作是互聯(lián)網(wǎng)的高級(jí)版，只不過(guò)是包含了諸多新的東西，其連接的主體不再僅僅是如今的電腦，而是把整個(gè)物質(zhì)世界和虛擬世界乃至人都容納到其中。

　　單片機(jī)、嵌入式系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)局域網(wǎng)普遍互聯(lián)網(wǎng)接入，把互聯(lián)網(wǎng)演變成物聯(lián)網(wǎng)。它是云計(jì)算的基礎(chǔ)，其物聯(lián)基礎(chǔ)是嵌入式系統(tǒng)，智慧的源頭是微處理器。

　　中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)微機(jī)專業(yè)委員會(huì)常務(wù)理事、北京航空航天大學(xué)教授何立民表示，物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)與嵌入式系統(tǒng)在高階段的融合。

　　中國(guó)工程院院士、中國(guó)聯(lián)通科技委主任劉韻潔表示，物聯(lián)網(wǎng)就是把傳感器、傳感器網(wǎng)絡(luò)等感知技術(shù)，通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等傳輸技術(shù)，以及智能運(yùn)算、智能處理技術(shù)融為一體的連接物理世界的網(wǎng)絡(luò)。他指出，物聯(lián)網(wǎng)有三大特性，即：全面感知、可靠傳輸、智能處理。

　　中軟協(xié)會(huì)何小慶在采訪中說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)涵蓋傳感器技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為一體的綜合性技術(shù)，是一個(gè)面向工程應(yīng)用的技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)與嵌入式系統(tǒng)密不可分，無(wú)論是智能傳感器，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)還是計(jì)算機(jī)技術(shù)中信息顯示和處理都包含了大量嵌入式系統(tǒng)技術(shù)和應(yīng)用。

　　探尋物聯(lián)網(wǎng)的三大源頭

　　從架構(gòu)上來(lái)說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層三部分組成。最底層是感知層，由傳感器和傳感器網(wǎng)絡(luò)組成；中間層是傳輸層，主要由移動(dòng)通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)組成；最上層是應(yīng)用層，是指智能運(yùn)算與智能處理。

      據(jù)北京航空航天大學(xué)教授何立民介紹，物聯(lián)網(wǎng)的三層結(jié)構(gòu)又構(gòu)成了物聯(lián)網(wǎng)的三大源頭，即智慧源頭、網(wǎng)絡(luò)源頭和物聯(lián)源頭。

　　物聯(lián)網(wǎng)的智慧源頭，源自于微處理器的智力內(nèi)核，通過(guò)桌面智慧系統(tǒng)（通用的計(jì)算機(jī)平臺(tái)）、嵌入式系統(tǒng)的智慧嵌入（智能化工具、設(shè)備）以及軟件歸一化（微處理器的應(yīng)用軟件、固化軟件、操作系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智慧地球。

　　擁有悠久歷史的互聯(lián)網(wǎng)與局域網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。由計(jì)算機(jī)網(wǎng)、通信網(wǎng)、信息網(wǎng)、到數(shù)字化虛擬世界的通用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)和CAN總線、現(xiàn)場(chǎng)總線、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)等組成的各種總線的嵌入式系統(tǒng)局域網(wǎng)以及各種類型的物聯(lián)單體相互融合，共同構(gòu)成了物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)源頭。單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用系的感知物聯(lián)、控制物聯(lián)、人物互聯(lián)、系統(tǒng)互聯(lián)等四個(gè)物聯(lián)界面共同組成了物聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)源頭，使得整個(gè)物質(zhì)世界物物相連。

　　何立民表示，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展分為信息感知、智慧物聯(lián)、智慧交互三個(gè)階段。物聯(lián)網(wǎng)的信息互聯(lián)，是以物理對(duì)象的信息建設(shè)為標(biāo)志，如標(biāo)簽信息、有效證件信息、物聯(lián)交易平臺(tái)的建設(shè)，具有靜態(tài)、非實(shí)時(shí)、非智慧的物聯(lián)。物聯(lián)網(wǎng)的感識(shí)是以嵌入式系統(tǒng)入網(wǎng)為標(biāo)志，如智能傳感器、智能芯片、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)普及、嵌入式系統(tǒng)各種形式的網(wǎng)絡(luò)接入等，具有動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)、智慧的物聯(lián)。物聯(lián)網(wǎng)的管控階段是以物、聯(lián)、網(wǎng)、智、管、控全過(guò)程整合為標(biāo)志，云計(jì)算服務(wù)為起點(diǎn)，是物聯(lián)網(wǎng)的完善階段，有控制行為、有實(shí)時(shí)需求、無(wú)限時(shí)空、無(wú)限網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崿F(xiàn)人、物、網(wǎng)的混合交互，為云計(jì)算服務(wù)提供全方位的物質(zhì)基礎(chǔ)。

　　總之，物聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)源頭可以追溯到上世紀(jì)70年代末的單片機(jī)時(shí)代，經(jīng)歷了單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)的物聯(lián)時(shí)代、物聯(lián)局域網(wǎng)時(shí)代。嵌入式系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，其領(lǐng)域的許多東西可以完全不作修改地冠以“物聯(lián)”或“物聯(lián)網(wǎng)”。