具有網絡連接的小型嵌入式系統的廣泛部署引入了物聯網(InternetofThings,簡稱IoT)這一術語。那么物聯網與嵌入式系統體系結構有怎樣的聯系呢,是怎樣利用嵌入式開發技術的呢。
物聯網
從概念上講,物聯網代表了通過大規模網絡通信最大化利用大量不同嵌入式設備效用的努力。物聯網設備與更普通的嵌入式系統的區別在于每個設備與一個或多個中心節點之間存在通信路徑。這些節點從設備海洋中收集數據,在許多情況下,允許授權用戶向單個設備和設備集合發出命令。
在物聯網設備開發過程中,特別是在開發能夠訪問敏感個人信息的設備(如家庭安全攝像頭)時,負責任的嵌入式開發系統架構師必須采取廣泛的措施,以確保終端設備的安全。物聯網設備通常安裝在消費者家中,必須盡最大可能防止出現安全故障,使惡意行為者能夠控制攝像頭、麥克風或安全系統。盡管系統設計者無法防止最終用戶可能犯下的每一個安全錯誤,但安全系統設計可以通過采取步驟來幫助用戶,例如指導強密碼的選擇,以及抵抗常見類型的攻擊,例如暴力密碼猜測。
物聯網設備和系統的示例包括:
1.由門窗傳感器和運動傳感器組成的家庭報警系統:這種類型的系統通常包括一個智能手機應用程序,提供報警事件的即時通知。該系統不僅通知報警公司啟動對報警事件的響應,還通知房主這些事件的發生。顯然,這種類型的報警系統必須能夠抵御可能導致報警系統失效的網絡攻擊。
2.電燈和電源插座:許多不同的照明設備都有基于互聯網的監控,包括燈泡、燈具和能夠開關電燈的電源板。與這些設備中的每一個相關聯的應用程序都允許遠程控制單個燈光,以及安排全天的燈光打開和關閉時間。與物聯網報警系統一樣,安全性是一項重要功能,必須完全集成到嵌入式開發系統設計中。
3.智能揚聲器:亞馬遜回聲(Amazon Echo)和谷歌巢(Google Nest)等物聯網揚聲器提供語音接口,允許用戶以自然語言發出請求。用戶在命令前加上一個單詞或短語來“喚醒”說話人,如“Alexa”或“Hey Google”,然后加上命令或請求。這些設備能夠與各種其他物聯網設備進行交互,包括報警系統和照明控制。語音命令的一個例子是“Alexa,打開燈?!?/span>
4.醫療監控和治療:醫院和家庭環境中部署了多種嵌入式設備,用于監控患者健康的各個方面,如溫度、血氧、心率、呼吸等。這些設備通常與集中式數據庫通信,以便醫療專業人員跟蹤當前和歷史健康模式。其他數字系統執行主動治療功能,如注入藥物和協助呼吸。
5.工業應用:嵌入式系統廣泛應用于工廠生產線、能源發電系統、能源傳輸系統以及石油和天然氣行業,用于監控復雜系統和過程。例如,對可能長達數千英里的輸油管道的運行情況進行實時監控和管理需要大量的傳感器和執行器。
“物聯網”讓所有的物品都具有計算機的智能但并不以通用計算機的形式出現,并把這些物品與網絡連接在一起,這就需要嵌入式開發技術的支持。