嵌入式计算PPT第一章.pdf

嵌入式系统简介 重庆大学 计算机学院 汪成亮 wangcl@cqu.edu.cn 嵌入式系统从一个通俗含义上讲，把计算机技术植入在 各种应用设备中，使得这些设备具有智能化能力。 将计算机技术植入在应用设备中的过程称为嵌入过程。 嵌入式计算推动的一个发展是移动计算，这是因无线网 络技术的进步，将便携式计算嵌入在各类设备中，通过 异地连接网络能力，使移动计算成为计算机应用技术的 一种发展趋势。 移动计算：用户在移动中执行计算任务或访问他们所处 环境以外位置的能力。 移动时使用邻近资源的方式称为位置清楚的计算。 嵌入式推动的另一个发展趋势，就是无处不在的计算。 无处不在的计算：指对多种在用户物理环境中存在对小 型、便宜计算设备控制。 无处不在：指小型计算设备最终将普及到现在的日常物 品中而不被人们所注意，就是说，它们的计算行为将紧 密地、透明地捆绑到它们的物理功能上。 例如用户可通过家庭网关控制洗衣机和音响系统，洗衣 机在洗完衣服后通过智能标记卡或手表呼叫用户。 嵌入式系统的应用： 嵌入式系统的应用前景非常广阔，它能够广泛应用 于军事、环境监测和预报、老人和病人健康护理、智能 家居、建筑物状态监控、复杂机械监控、城市交通、空 间探索、大型车间和仓库管理、机场、大型工业园区的 安检与监测等领域。 1.军事应用 嵌入式系统可以用网络形式实现战区快速部署、当 它与无线传感器相结合成一体后，就具有自组织、隐蔽 性强和高容错性特点，所以它能够实现对敌军兵力和装 备监控、战场实时监视、目标定位、战场评估、核攻击 和生化武器攻击监测和搜索等功能。 如交战双方在公共隔离带进行部署这类无线传感器 嵌入式网络系统，就能够非常隐蔽且近距离收集战场情 报，即战区防御系统，就算网络中部分节点遭到对方破 坏、剩下节点通过自组织也能快速形成微网。这种无线 传感器嵌入式网络系统已经成为命令、控制、通信、计 算、智能监视、侦察与制导系统，简称C4ISRT （ Command，Control，Communication，Computing， Intelligence，Surveillance，Reconnaissance ，Targeting ） 必不可少一部分。美国DARPA （Defense Advanced Research Projects Agency ）很早就启动了SensIT （Sensor Information Technology ）计划，就是通过建立一种廉价 且无处不在的嵌入式网络系统，用来监测光学、声学、 震动、磁场、湿度、污染、毒物、压力、温度、加速度 等物理量。 2.环境监测和预报系统 这种嵌入式系统主要用于监视农作物灌溉情况、土 壤空气状况、牲畜和家禽环境状况和大面积地表移动、 自然灾害等监测。如ALERT系统就是用来监控降雨量、 河水水位和土壤水分容量，并以此来预测山洪爆发的可 能性。 3.医疗护理 这种嵌入式系统用来监测人体各种生理数据，并跟 踪和监控医院内医生和病人的行动、医院药物管理。比 如在住院病人身上安装无线传感器嵌入式监控器，医生 可以随时了解被监护的病人情况，一旦发现异常就可以 立即展开抢救。如果将这类嵌入式系统置于药品种类分 检处，计算系统就可帮助辨认所开药品，从而减少病人 用药出错的可能。 如SSIM （Smart Sensor and Integrated Microsystems） 计划就是人工视网膜生物医学项目，它将100个具有微 型传感器的嵌入式芯片来替代视网膜，并植入人眼中， 其目的是希望盲人与视力极差者能够恢复到一个可以接 受的视力水平。 4.智能家居 这类嵌入式系统是在家电和家具中嵌入监控机制， 并通过Internet为人们提供更加舒适、方便和更具有人性 化的居住环境。利用远程遥控操纵电饭锅、微波炉、电 冰箱、电视机和各种机器老鼠，人们将按照自己意愿完 成相应的煮饭、烧菜、查收电话留言、选择录制电视和 电台节目，并通过嵌入式图像传感设备随时监控家