[科普中国]-嵌入式Internet技术嵌入式互联网技术

嵌入式 Internet 是嵌入式技术和Internet技术相结合的产物。其不仅有嵌入式设备的简便、智能、可编程的特点 , 又能通过互联网这个全球最大的计算机网络能实现高度的信息共享化并能将系统平台延伸到世界的各大信息、经济交流中心。

嵌入式 Internet 互联网技术的意义嵌入式系统主要用于实现生活中的控制网络以及信息网络，而其接入 Internet 之后，不仅能对网络进行监控、诊断以及系统平台的升级，而且能为嵌入式系统共享更加全面的网络信息资源。并且，由于其能远程控制系统平台，控制网络就不再需要专线电话等手段来维持运行，从而减低了运行系统的成本预算，而在另一方面，由于控制网络通过嵌入式 Internet 接入，还能提供高效的管理功能和全面的信息服务。总而言之，嵌入式 Internet 能大幅度提高企业、事业单位的工作效率，而且作为一项先进、科学的技术手段，能彻底得改进企业的运营模式，从而大大提高了其经济效益1。

嵌入式 Internet 互联网技术的基本思想嵌入式系统是指以应用为中心，以计算机网络技术为基本核心，软硬件可裁剪，符合应用系统平台对功能性、可靠性、操作性、科学性、成本、能耗的严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统主要由以嵌入式芯片为核心的嵌入式硬件和软件两部分组成。嵌入式软件主要包括嵌入式实时操作系统和嵌入式应用软件，可以分为 4 位、8 位、16 位、32 位、64 位等几个类别，而其中又以 8 位和 16位微控制单元（MCU）的运用居多。由于 Internet 的通信协议是 TCP / IP，所以嵌入式系统必须借助于 TCP / IP 才能通过网络接入并实现与 Internet 的数据信息共享和通信。TCP / IP 协议栈是由嵌入式系统或专业芯片来具体实现的,而其也能通过专门的网关来实现。网络接入接口是嵌入式系统接入互联网的主要方法，而其接入技术主要分为有线和无线两种，而有线的接入方式主要包括拨号方式和直接局域网方式；无线的接入方式有通过蓝牙、红外线等的无线个域网方式、无线局域网方式，以及无线广域网方式。

嵌入式 Internet 互联网技术的实现方案嵌入式设备接入 Internet 的基本方法有多种 , 以接入方式的角度来看，嵌入通式设备接入互联网的基本方法主要有直接接入和间接接入这两种。而在具体的时实践工作中，从管理的角度可以把嵌入式 Internet 技术的发展分为三个阶段，即集中式管理阶段、分散式管理阶段、智能管理阶段。但无论采取何哪一种具体方法 , 开发者应结合自身的实际情况，并根据嵌入式系统的硬件特征、开发成本、开发周期等具体要求来确定相关的实施方案。

集中式管理阶段在集中式管理阶段，完善设备网关技术是其核心环节，由于网关能提供设备到互联网的连接，而相对而言，计算机的端口资源是比较有限的，而且在操作比较复杂的运用平台时，由于计算机端口资源的有限性，则对于信息资源的高度共享化是远远达不到要求的，而通过专用接口卡将嵌入式设备连入互联网，能负荷多台计算机的运行工作，但是这项技术较为复杂而且经济成本较高，考虑到成本问题，所以其不适宜大规模的使用。而在一般情况下，都是采用直接与能够实现网关功能的计算机相连的设备，当然这样的计算机只需要担负在端口之间传送数据的功能，并不需要提供设备的专用驱动程序。

分散式管理阶段分散式管理的目标是使得每台能连入互联网的计算机设备都能有自己独立的 IP 地址，并能对其进行单独的有效控制及操作。而这一阶段主要需要解决的问题是能通过Web 技术和嵌入式技术来实现从不同子网、不同的管理区域对接入到互联网的设备以及异类子网进行监控、诊断及维护等功能。而在软件系统方面，控制模块的合理运行关键环节是实现运行于嵌入式芯片中的 TCP/IP 协议和嵌入式 Web 服务器以及嵌入式网关，而只有这些核心技术环节能高效开展，我们才能真正的实现嵌入式 Internet 技术。而对于这些核心设备、技术的主要要求就是要具有易于操作性、体积小以及功耗低的特征。应用分散式管理的嵌入式 Internet 技术来控制设备，必须把控制模块做得足够小并且易于操控，不仅控制模块的体积要比较小，而且控制模块的软件系统也要相对简洁。这样是为了能适应某些特殊技术环节的需求，并且也降低了降低成本。

智能管理阶段远程控制是嵌入式 Internet 互联网技术的核心功能。而在集中式管理阶段和分散式管理管理阶段，更多的是通过人为操作来实现这一功能，是通过真实嵌入相关的设备并通过浏览器来实现远程监控系统运行状态等等，而怎样通过更加先进、简便的方式来实现这一功能了，这就是智能管理阶段需要思考和解决的问题。在这一阶段，通过设置、添加设备的智能功用，来实现系统平台自我的监控、诊断以及修复等功能，来达到真正高效的运行，也减少了一些负面的人为因素。当然，首先要通过实践工作来检验系统智能运行时的合理性以及工作效率，并对产生的问题逐步完善，以此建立真正科学、系统、高效、合理的嵌入式 Internet 互联网技术控制平台。

本词条内容贡献者为:

王慧维 - 副研究员 - 西南大学