物联网与嵌入式技术研究

张立新　杜刚

摘要：对物联网结构进行了分析，介绍了嵌入式技术以及嵌入式体系定义、相关技术，物联网和嵌入式的构成以及所应用的领域。针对物联网和嵌入式技术相互之间的作用关系进行了分析研究，发现物联网就是嵌入式技术发展到一定程度的产物。据此，提出了关于物联网概念中“物”的组成模型。

关键词关键词：物联网；嵌入式系统；构成模型

DOIDOI：10.11907/rjdk.143884

中图分类号：TP3-05

文献标识码：A文章编号

文章编号：16727800（2015）002001602

作者简介作者简介：张立新（1966-），女，北京人，北京信息职业技术学院副教授，研究方向为计算机应用、嵌入式技术应用、高职教育；杜刚（1980-），男，北京人，北京信息职业技术学院助教，研究方向为计算机应用、嵌入式技术应用、高职教育。

0引言

伴随我国信息技术的日益成熟和飞速发展，各种各样的“物”通过多种不同途径融入到信息网络中，互联网和“物”之间进行信息传递，以此来达到信息的相互传送、利用和变换。被接入到互联网中的“物”种类繁多且数量庞大，其中最有代表性的有：PDA、飞机、车辆以及手机等。不同种类的“物”不断融入网络之中，致使互联网涵盖范围越来越广，越来越复杂，出现的问题也越来越多，这时候就需要一个新的理论和技术支持， “物联网”概念由此逐渐出现在人们的视野中。

1物联网定义及支撑技术

目前，物联网的探究和研发还处在起步阶段，相关研究主要集中在物联网系统中的模型、关键技术以及整体体系的框架方面，取得了一定的成果。本文重点就物联网和嵌入式之间的关联性进行深入探讨，以此提升对物联网感知层次，促进物联网研究技术的发展。

1.1物联网概念

物联网的英文全拼为“The Internet of Things”，简称为lot。目前，针对物联网的概念还没有一个统一的结论。相关文献指出：物联网就是物和物之间相联系的网络[1]，这其中包含了双重含义：①互联网依然是作为物联网的核心内容，物联网就是互联网的延伸；②物联网的客户端已经扩展到任何物体之间，实施信息的传递以及变换。或者说：物联网可以被看成是一种无线传感器网络，或称物联网就是RFID网络等。上述物联网概念是从互联网的角度进行理解和定义的，以此得知：互联网中涵盖了物联网，物联网的技术重点一方面是互联网，另一方面是信息通信。

目前，对物联网的定义主要有：

（1）国际上对物联网的通用定义：通过射频、激光扫描、红外光感以及GPS全球定位等信息交换设备，依据有关规定，将任何形式的物与互联网之间实施联通，以此进行信息的相互流通和相互交换，从而实现互联网对不同“物”的辨别、管理、定位以及跟踪等。

（2）物联网是互联网的一个重要组成部分，它是基于可交换的信息传递标准，具备自行配置能力的全球化动态网络，在这个网络范围内，接入网络的物体都具有相应的标识，而且能够利用智能接口使其无缝接入到信息网络中。

（3）通信标准化会议上将物联网概念定义成：通过特定的划分和一定的感知、信息传递、计算以及实施等技术体系设备，进而得到有关物理方面的可用信息，通过互联网来达到信息传送的目的，通过互联网来处理和传达信息，实现物和物、人和物之间信息交换的特定网络。

（4）物联网是通过不同种类的先进技术，例如有线网络和无线网络等同时构建起来的，这个过程的主要技术就是RFID技术，人们称它为电子标签。它是基于RFID系统之上的系统，和当前已经存在的网络技术、中间件技术以及数据库技术等结合，构建出一个由很多联网阅读设施和很多移动标签组成、相对因特网更加庞大的信息网络。RFID技术扩展逐渐成为物联网的重点内容。在这样的网络环境下，系统可以自发、准时地对有关 “物”进行认知、掌控、跟踪以及定位，进行有关信息传输。

以上对物联网的定义，前3点体现了物联网是在互联网基础之上的拓展，其联网对象不局限于数字设备，可以是具体的物体，比如动物、植物、建筑物等生活常见品；阐述了物联网所具备的能力，比如人的感知、计算、任务的执行和相关通讯等。在第四个定义中，具体阐述了物联网技术不是一项全新的科技，是当前很多先进技术的集合。从相关技术角度去分析物联网系统可知，物联网并不是一种单独出现的新科技产物，要想真正实现物联网的对应功能，前提是必须以很多相关技术作为支撑，所以说，物联网技术其实是多种高科技相融合的产物。

1.2嵌入式系统概念及相关支撑技术

嵌入式系统是伴随微处理器的有效使用而出现的[2]。经历近30多年的发展，嵌入式系统逐渐由单一系统变化为复杂系统。人们将因特尔处理芯片用于输出和输入过程的相关控制设施中，这就是很具代表性的嵌入式系统应用。伴随着芯片技术以及网络接口技术的发展，诞生了许多不同种类的嵌入式系统，系统功能也变得复杂化和越来越强大，日常生活中较为常见的嵌入式系统产品有：手机、车辆以及MP3、MP4播放器等等。虽然嵌入式产品已经深入到我们的日常生活中，但是人们对什么是嵌入式系统进行了很长时间的探讨，至今未得出一致的定义。这其中能让大部分人接受的定义为：嵌入式系统是用于“辅助、控制以及监视的装置和运行的设备”，从中可以得出嵌入式是硬件与软件相结合的综合体的定义，它还可以包括机械等附加装备。

1.3物联网和互联网之间的联系及区别

物联网中的基本设施具有通信、认知、运算、统一以及执行等功能，并且还可以提供相应的服务；嵌入式系统主要是针对嵌入对象的特定计算机系统，所具有的功能是整个物联网体系的一个子集，但两者的差别在不断缩小。随着嵌入式技术的不断更新和发展，产生了一些比较复杂的嵌入式系统，比如智能电话，已达到了物联网中设备或者物的基本要求。

2物联网中的“物”和嵌入式系统中的设备

有关“物”，亚里士多德从哲学角度理解了物的“分类法”以及“物都具备灵魂的特性”。因此，可以从哲学方面去对“物”进行一个准确的定义，那就是物不仅仅局限于自然界中真实存在的物体，它也包含了很多虚拟世界中的物品以及和物相关联的事情。物联网中的物可以被定义成日常生活中可被识别和认知的物体、实际存在的物体或者是虚拟物体。物联网中，很多日常生活常见物品都被嵌入了相应的微处理器，而且一直保持着系统更新，在原有的系统基础上又增添了很多新的功能以及通信接口等等。所以说，只要增添更多的物品网络接口，人和计算机之间就可以通过互联网实施远程控制和监测相关的物品。另外，如果将传感器嵌入到特定的物体中，则这些物体本身就可以进行信息交换，人和相应的服务器也可以对它们进行远程操控和监视。另外，可通过对软件系统的更新和改进，使其变得更加智能化。

总而言之，互联网已经从连接计算机网络逐步发展到了物联网络，在嵌入式微处理器、相关传感器、执行体、对应的网络接口和结合对象之间达成无缝接入，同时通过物联网技术实现物和物之间、人和物之间的信息通讯操作。

3物联网应用范围

社会经济每一领域都有物联网的应用[36]，如航天航空、通信、医药、汽车生产、交通运输、农业产业、多媒体娱乐、节能环保、零售物流行业以及环境检测等等。经过近20年的发展，嵌入式系统从最基本的控制设备逐步渗透到了日常生活的各个领域。嵌入式系统在社会中的运用覆盖了办公设备、医疗设备、监控设备、交通运输、信息通信、卫生设备等等，从中可以看出嵌入式系统的应用领域和物联网基本相同，这也说明了嵌入式系统就是物联网进步和发展的基本内容，物联网就是嵌入式发展到一定程度的产物。它们之间的关系是相互依存、不可分割的，嵌入式发展了，物联网就会在嵌入式的基础上发展和壮大。因此，物联网要发展，首先要重视嵌入式技术的发展。

4结语

本文对物联网和嵌入式系统技术进行了研究，探讨了二者之间的联系和对应的关系。随着社会信息网络的发展，各种各样的“物”通过多种不同的途径融入到信息网络中，互联网和“物”之间进行信息传递，以此达到信息的相互传送、利用和变换。本文对物联网和嵌入式之间的相互关系进行了详细的探讨，以此提升对物联网的认知程度，推动物联网领域技术发展。

参考文献参考文献：

＼[1＼]孙其博，刘杰，黎羴，等.物联网概念、架构与关键技术研究综述＼[J＼].北京邮电大学学报，2012（ 3）： 19.

＼[2＼]何立民.从嵌入式系统视角看物联网＼[J＼].单片机与嵌入式系统应用，2013（ 10） ：58.

＼[3＼]石军.“感知中国”促进中国物联网加速发展＼[J＼].通信管理与技术，2012（ 5）： 13.

＼[4＼]杨青.多媒体 CAI 课件制作技术与应用＼[M＼].北京： 人民邮电出版社，2012.

＼[5＼]王娇萍.论流媒体技术在数字图书馆建设过程中的应用＼[J＼].现代情报，2012（ 11）： 7071.

＼[6＼]李运林，许福荫.教学媒体的理论与实践＼[M＼].北京： 北京师范大学出版社，2013.

责任编辑（责任编辑：杜能钢）