嵌入式终端在物联网体系中的应用策略

摘 要

自我国进入21世纪以来，信息技术得到了日新月异的发展与进步，以互联网作为应用核心的物联网技术在各行各业中的应用使其成为信息化社会的产物，物联网技术融合了众多的现代化信息技术，它通过RFID技术及传感器等信息化手段实现了物与物之间的紧密联系，使人们能够通过物联网来获取到任何物体的任何信息。在物联网体系中，将嵌入式系统中的嵌入式终端融入到物联网中，能够极大丰富物联网的功能，使物联网能够在各个领域中得到更为深入的应用。为此，本文通过对物联网体系的结构进行分析，深入研究了嵌入式终端在物联网中的重要作用，并对嵌入式终端在物联网体系中的相关应用策略进行了探讨。

【关键词】嵌入式终端 物联网体系 感知层 应用策略

近些年来，信息技术的不断发展，使物联网应运而生，物联网技术是将互联网作为应用核心来实现物与物之间的紧密联系的。嵌入式终端是通过将终端设备以嵌入式技术融入到计算机系统当中的，它是物联网体系嵌入式系统中的重要组成部分。嵌入式终端相比于物联网来说，在专用性更强，类型也多种多样，这也使物联网的功能更加丰富，从而极大推动了物联网在各行各业中的应用与发展，为各个领域营造了一个良好的信息环境。因此，嵌入式终端在物联网体系中具有着非常重要的作用。

1 物联网体系结构分析

物联网体系的结构共分为三个层次，主要包括网络层、应用层与感知层，感知层作为物联网体系中的最低层次，其功能也是最为重要的，通过感知层，物联网能够实现对物体信息的采集，例如通过感知层中的传感器技术、RFID技术等手段能够将物体的信息进行采集，并将这些采集到的信息输送到网关设备进行相应的处理。网络层在物联网体系中担负着对信息的接收、传输与处理功能，在网络层中，主要是通过互联网技术、无线网络及移动通信网等来完成上述功能的。物联网体系的应用层能够实现物联网各个功能的发挥，在应用层中，其能够为手机、PC等终端感知设备提供相应的信息服务。

1.1 嵌入式系统和RFID技术

在物联网体系中，感知层是由众多感知节点构成的，感知层中充分融合了众多现代化信息技术，如嵌入式技术、RFID射频识别技术、传感技术等，通过将这些信息技术充分融合集成到一起，从而实现了物联网对物体的感知功能。RFID射频识别技术在应用过程中主要由两个部分组成，即阅读器与标签，标签中的标识码具备唯一性，通过将标识码贴在物体表面，由阅读器来对标签进行扫描，就能够完成对标签识别码的读取。RFID射频识别技术在物联网体系中的应用，能够使物联网通过标签的识别码来对物体进行实时跟踪和监测，这也使其在医疗、物流等各个领域中得到了非常广泛的应用。嵌入式系统能够将RFID射频识别技术进行嵌入，它只需要将RFID射频识别技术嵌入到终端设备当中，就能使终端设备具备RFID技术的功能，其主要是通过嵌入式Linux平台来完成RFID技术的嵌入的，这也使这些终端设备成为嵌入式终端，并能够实现对物体中的电子标签进行扫描来获取识别码，从而使嵌入式终端能够与物联网更加紧密的联系起来。

1.2 EPC电子编码

EPC系统也是物联网体系结构中的典型系统，EPC系统主要由五個部分组成，分别是对象名解析服务、EPC标签及读写器、EPC产品电子代码、实体标记语言及EPC中间件。EPC属于一种融合技术，它充分融合了RFID技术、单品识别编码技术及计算机技术等，通过EPC系统能够实现对特定物品的识别、跟踪与管理。而通过将EPC电子编码系统利用嵌入式技术将其嵌入到终端设备中，能够使嵌入式终端设备对EPC代码进行采集、解析、跟踪、查询与管理，从而进一步加强了EPC电子系统在物联网中的应用。

2 嵌入式终端研究

在物联网体系中，互联网是其运作核心，可以说，物联网是互联网的另一种延伸。嵌入式终端是将各种信息传感设备与互联网进行连接，并通过约定的协议利用互联网对信息进行查询、采集、处理等功能，从而实现了物联网中物与物之间的联系。嵌入式处理器是嵌入式终端的核心元件，当前我国市场中已经出现了各种各样的嵌入式处理器，这些嵌入式处理器的底层协议多种多样，这也使嵌入式终端的类型及功能多种多样，但其本质都是利用互联网来实现物与物之间的联系的，这也使其在实现物与物之间联系的过程中需要满足一个前提，即将嵌入式处理器中的底层协议进行转换，使其成为能够被嵌入式终端履行的约定协议，而约定协议的转换则是由物联网网关来完成的。为了更加深入的探讨嵌入式终端在物联网体系中的应用及其作用，以下便对嵌入式终端与物联网体系之间的关系及工作原理进行探讨。

2.1 嵌入式终端与物联网体系的关系

在物联网体系中，物联网终端的作用是将物联网中的传感网络层和传输网络层进行连接，从而使物联网能够通过物联网终端的应用来对物质世界的信息进行获取，并对这些获取到的信息进行预处理。物联网终端主要由四个部分构成，分别是网络接入层、情景感知层、业务层及网络控制层。其具体硬件包括中央处理器模块、外围传感接口与外围电路。其主要任务是利用外围传感器来对客观物质世界的信息进行获取，并由传感器接口来对这些获取到的信息进行读取，然后传输到中央处理器中来对数据进行相应的预处理，并通过约定协议将其传输至互联网中。从涵盖范围上来说，物联网终端涵盖了嵌入式终端，嵌入式终端能够满足物联网终端的所有功能及特征，但因其在功能上更具针对性、体积更小、可靠性更高、处理能力更强，这也使其成为物联网终端的不二选择。嵌入式终端中，物联网网关的功能是其所属功能的一部分，它能够通过不同传感器所收集到的数据来按照底层协议进行解析，从而完成对有效数据的提取，并将其按照约定的协议来对数据进行重新组帧，然后将其以发送到互联网当中。嵌入式终端可以是有线式的，也可以是无线式的，它既能够通过有线的方式接入互联网，也可以通过GPRS网络、3G网络、4G网络、Wi-Fi等无线网络接入到互联网中。除此之外，嵌入式终端还具备身份验证功能及其他一些扩展功能、例如防火墙、界面显示等。endprint

嵌入式终端按照其智能化程度来进行分类可以分为智能型嵌入式终端与非智能型嵌入式终端，智能型嵌入式终端的特征主要有三个，即可管理性、互联性与安全性。可管理性是指其可根据人的意图来进行终端的操作、控制与管理，互联性是指嵌入式终端能够根据需要来实现互联网与其他终端设备的连接与交流。安全性则是嵌入式终端所具备的安全机制。嵌入式终端的智能化程度主要取决于终端自身构造及是否与实际应用能够紧密相连，这也使人们在对智能型嵌入式终端与非智能型嵌入式终端的区分并没有一个较为清晰的界限。在物联网体系中，嵌入式终端可以说是物联网体系中的重要组成部分，其也属于嵌入式系统的一部分，对于某些嵌入式系统来说，其内部包含了小型的数据库以及计算机中的某些通用功能，这使其在某些要求不是特别严格的场合来说，其既能够作为嵌入式终端来进行使用，也能够作为中央控制器来进行使用。在嵌入式终端中，嵌入式处理器是其重要核心元件，嵌入式处理器按照类型可以分为五类，分别是MPU（嵌入式微处理器）、EDSP（嵌入式数字信处理器）、MCU（嵌入式微控制器）、混合嵌入式处理器及SoC（嵌入式片上系统），这五种类型的嵌入式处理器的特点、适用场合、运算能力及成本等都有所不同，在对嵌入式终端的处理器进行选择时，应根据嵌入式终端的实际使用情况来进行针对性的选择。

2.2 嵌入式终端在物联网体系中的工作原理

嵌入式终端在物联网体系中的工作原理包括以下几个步骤，首先，嵌入式终端通过各种信息传感设备来对客观物质世界的信息进行采集，由终端中的嵌入式处理器按照其底层通信协议来对采集到的信息数据进行读取与解析，并接收上层网络给嵌入式终端的底层传感器下达的指令，在对采集到的信息数据进行读取与解析完毕后，提取出有效的信息数据，并通过传感网络层和传输网络层之间的协议转换，将这些提取的有效信息数据利用约定的协议，通过以太网或无线网络将其接入到互联网。嵌入式终端在接入互联网时，有时为了安全的需要，还要进行身份认证。身份认证是由嵌入式终端的物联网网关来进行完成的，它对嵌入式终端身份的认证主要包括上层网络服务器身份的认证及终端采集节点身份的认证两个方面。除此之外，嵌入式终端还可以通过处理器中的小型数据库及计算机中的某些通用功能来对采集到的信息进行初步的处理及界面显示等扩展功能。

3 嵌入式终端在物联网体系中的应用策略

从技术层面上来看，物联网体系离不开嵌入式技术，而嵌入式终端便是依据嵌入式技术将众多的信息传感设备融入到物联网体系当中，从而使物联网具备了良好的信息交换能力。由此可见，嵌入式终端在物联网体系中有着十分重要的作用。以下便对嵌入式终端在物联网体系中的应用策略进行探讨。

3.1 嵌入式终端在物联网体系感知方面的应用

嵌入式终端在物联网体系的信息感知方面发挥着极为重要的作用，嵌入式终端能够通过嵌入式技术将各种类型的传感器进行集成，从而使嵌入式终端具备了对信息的感知功能，利用嵌入式终端中的传感器来对物体信息进行感知，并通过嵌入式处理器来对这些信息进行读取与解析，依靠其自带的通信功能来实现信息的传输工作，从而完成将这些采集到的信息传输到网络当中，实现了信息的交换。由此可以看出，嵌入式终端中的传感器是实现物联网体系感知功能的基础，在物联网体系中，能够通过嵌入式终端中的传感器来对需要的数据信息进行采集和分析，并且能够通过嵌入式终端将这些数据信息进行显示与预处理，从而极大方便了物联网工作人员对物体信息的获取与交换。

3.2 嵌入式终端在物联网体系信息服务方面的应用

嵌入式终端在物联网体系信息服务方面中有着十分重要的应用，其主要是通过各种信息传感技术来实现物联网的信息服务功能的。在嵌入式终端中有着大量的感知节点，这些感知节点中充分融合了传感器技术、RFID技术及互联网技术，其中RFID技术在嵌入式终端中发挥重要的作用。人们通过嵌入式终端的使用，能够获取到任何物体的任何信息，并能够根据这些信息来完成对物体的监测、跟踪与管理。例如，在物流领域中，工作人员通过在物体中安装具有物体详细信息的标签，标签中含有标识码，这时再利用嵌入式终端来对标签进行扫描，工作人员就能够非常方便的通过标识码来获取该物体的详细信息，此外，工作人员还能够通过标签中的电路来对物体进行跟踪、监测与管理，从而极大提高了物流领域的信息服务质量。

3.3 嵌入式终端在物联网体系智能化方面的应用

嵌入式终端在物联网体系的智能化建设方面起到非常重要的作用，在嵌入式终端中可以通过嵌入式技术来融入人工智能技术，从而使嵌入式终端能够根据外部环境的变化来做出不同的反映。以智能家居安防系统为例，在智能安防系统中，人们能够通过嵌入式终端来对居室中的环境进行智能化监测，当嵌入式终端感知到居室中发生火灾或煤气泄露时，嵌入式终端就会将这些信息传输到智能主机当中，由智能主机对这些感知到的信息进行判断和分析，并根据预先设定的程序来进行相应的处理，如拨打报警电话、通知小区管理中心等。

4 结语

总而言之，嵌入式终端是物联网体系中的重要组成部分，它通过嵌入式技术实现了将各种信息传感设备与信息技术的融合，从而进一步增强了物与物之间的紧密联系，使物联网能够通过嵌入式终端的使用来对信息进行感知、获取与分析，极大推动了物联网的深入发展。近些年来，嵌入式终端设备的类型越来越多，功能也越来越丰富，这也使其在物联网体系中的重要地位越来越凸显出来。

参考文献

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作者简介

杨连国（1979-），男，山东省嘉祥县人。硕士学位。中级工程师。研究方向为电路与系统。

作者单位

南京厚华通信设备有限责任公司 江苏省南京市 211100endprint