嵌入式物聯網系統設計

任憲勇

摘 要 嵌入式系統是物聯網領域中最為重要的一項技術形式，嵌入式系統在物聯網中的應用，使得物聯網功能更為強大，在人們生活方面也能夠提供更加便捷的應用及服務。基于此，對嵌入式系統加以了解，明確嵌入式系統與物聯網之間的關系，進而對嵌入式系統在物聯網中的運用進行分析，以推動技術水平的進一步提高。

關鍵詞 嵌入式web;智能監控;物聯網;系統設計

引言

人們可以在手機或者電腦等遠程端直接對終端設備進行控制和自動化管理，從而打破了地域的限制，節省了大量時間。目前，物聯網已經廣泛地應用到各個領域，作為物聯網的重要組成部分，物聯網云平臺、嵌入式終端設備以及無線通信技術對物聯網起著至關重要的作用。

1物聯網環境下的嵌入式操作系統

物聯網嵌入操作系統中，硬件系統在微控制器大規模集成電路的功能模塊下，配置設計了軟件體系，在可靠性設計內容變遷中，包括了電子產品功能性設計、可靠性設計，運用計算機工程方法，將微控制器、集成開發環境、計算機工程方法等構成了復雜的集成，改變了過去對模擬信號進行轉換的操作，實現了多任務的實時操作。例如，Contiki保持TCP協議主要功能的基礎上減少對RAM的占用，FreeRTOS具有源碼公開、可移植、可裁減、調度策略靈活特點，適用于資源有限的小型平臺，系統資源可以方便地移植到各種單片機上運行。系統可以完善多任務操作系統，具有高度可靠性、移植性和安全性。隨著AI技術和人工智能技術的結合，物聯網技術不斷發展，嵌入式系統作為物聯網技術應用和操作的核心，保證其安全就是要保證系統的正常運行。但是由于物聯網嵌入式系統本身的應用，具有互聯的性質，因此不可避免的有軟件安全、物理性安全等問題。軟件安全性問題，包括系統維護不到位，人員違規操作導致的安全性問題。物理性安全問題，包括硬件組件故障、人為破壞等問題，一旦物聯網嵌入系統受到物理性的安全問題，就會帶來系統很大的損傷。后期進行系統恢復需要較大的資金，針對物聯網嵌入式系統的安全問題予以解決，首先要注意軟件更新，占據軟件大部分儲存空間，如歷史應用和系統冗余垃圾產生的問題，會殘留大量的信息和數據，軟件運行時間長了，就會有一定的折舊，導致系統癱瘓的故障發生。在運行過程中防御能力下降，就會出現系統的安全性問題，因此要進行軟件更新、數據和信息維護處理[1]。

2嵌入式系統和物聯網的關系

物聯網是當前比較前沿的一個技術領域，其中融合了多種技術智慧結合。物聯網并不是單一的技術，而是綜合了信息收集、信息處理、信息傳輸、交流互動等多種技術功能。嵌入式系統作為一種輔助裝置，能夠對設備及計算機的運行進行監視和控制。所以，嵌入式系統和物聯網雖然在技術方面有著較大的差別，但是在功能方面，卻具有一定的共通性，也是相互輔助和相互促進的。嵌入式系統涵蓋在物聯網技術當中，同時也利用物聯網的其他方面功能，實現更為全面的發展和成熟。而對于嵌入式系統和物聯網之間的關系，從技術角度來看，物聯網需要具備通信技術、傳感器技術、射頻識別技術等，嵌入式系統則具備了電子硬件技術及軟件技術。雖然在技術方面有著明顯的差異，但是物聯網能夠完全容納嵌入式系統。嵌入式系統自身僅具有提升系統設備網絡通信能力、智能信息處理的技術，但在物聯網中應用，可以對很多物聯網中的其他技術性能進行提升[2]。

3嵌入式系統在物聯網中的運用

3.1 互聯網與物聯網系統

互聯網與物聯網系統包含了應用層、網絡層、感知層、描述物聯網，形形色色的應用系統，涉及各個層次的構建模型的問題。物聯網系統模型由互聯網和嵌入式集群簡單模型，通常是嵌入系統局域網的模式，局域網服務于物聯網管理層和網絡層，每個局域網的嵌入式應用系統都與各個層次相連。嵌入式集群系統與互聯網接觸連成以后，構成一個具體的物聯網系統，形成安全可靠的嵌入式局域網。出現可靠性安全性問題時，或者出現惡意入侵的問題時，在物聯網系統模型中可以通過安全的防護界面進行危險動作的規避，物聯網系統的安全架構是本質可靠的嵌入式系統，形成可靠的互聯網構成。在獨立的互聯網接入功能下，重點是入侵界面的管控和感知層控制層的安全防護設計，進行物聯網系統的安全性設計原則，是要將互聯網的安全因素予以體現，最大限度地減少互聯網對嵌入式系統的入侵渠道。

3.2 傳感器的應用

傳感器能夠實現物物之間的信息數據收集，強化物物之間的緊密聯系，從而使信息傳遞功能與實際需求更加符合。隨著技術水平的發展和提升，傳感器技術也在隨之發展。受到智能化技術的影響，傳感器也逐漸具備了一定的智能化功能，并且在很多領域中以不同形式得到引用。智能傳感器技術在物聯網中的應用，就需要借助嵌入式系統實現。在技術方面來看，傳感器有很多種處理功能，并且通過和計算機及通信功能的融合，能夠實現數據信息快速交流，實現物物或人物之間的準確交流。利用專業計算機系統，采集分析傳感器數據，進而在短時間內做出正確的判斷，確保交流的準確性與暢通性。

3.3 視頻監控模塊

智能家居遠程無線監控主要是依賴視頻監控模塊實現的，這就要求該模塊能夠對視頻數據做出相應的處理，該模塊主要架構為無線視頻節點與視頻信息集成中心，信息的交流需要通過編程接口實現。當無線監控獲得錄像后，首先要對視頻圖像進行壓縮，并做好編碼。視頻監控區域信息定位技術還能夠將視頻進行大小轉換，節省系統存儲空間。采用離散余弦算法能夠優化視頻圖像處理及計算，能夠在保障圖像質量的前提下，優化內存。

4結束語

綜上所述，隨著物聯網技術的發展，應用越來越廣泛，技術應用中對嵌入式系統的主要載體安全性問題應引起重視。將互聯網技術的實際應用效果發揮，同時也要注重軟件更新、物理防護、人工維護等等，以推進物聯網嵌入式系統的穩定安全運行。

參考文獻

[1] 周童.嵌入式系統在物聯網領域中的應用[J].電子技術與軟件工程，2019（10）：197.

[2] 朱西方.物聯網技術發展及應用研究[J].山東工業技術，2017（8）：151.