嵌入式互聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)特性分析

在嵌入式領(lǐng)域，我們或多或少地聽說過“嵌入互聯(lián)網(wǎng)(embedding the Internet)”這個新概念。有人預(yù)言，5年內(nèi)PC將不再成為主要的互聯(lián)網(wǎng)接入設(shè)備，互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備正在引領(lǐng)家用電器和工業(yè)設(shè)備的下一波沖擊，從PDA到水泵，從冰箱到電源控板，從汽車到自動售貨機(jī)，從儀表到醫(yī)療器械，這所有的一切都需要某種形式的在線互聯(lián)，否則將很快被淘汰。對此，您以前肯定已有所耳聞，本文將從嵌入式互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用、安全、特性、協(xié)議和軟件等幾個方面給予概要性的介紹。

嵌入互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

冰箱在重新排列牛奶(而非卷筒衛(wèi)生紙)的同時還能播放MP3的功能已不再是推動嵌入互聯(lián)網(wǎng)的唯一動力！因?yàn)閷ヂ?lián)網(wǎng)的偏見和成見已完全被其實(shí)用性取代，因此，不妨想像一下3年之后您的母親或父親，甚至祖父母們完全被互聯(lián)的設(shè)備所包圍的情形。

這完全有可能發(fā)生！在整個歐洲，幾乎每個市場和應(yīng)用領(lǐng)域都利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)。不在明天，不在3年以內(nèi)，而是在今天！那么他們在何處進(jìn)行呢？如果互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)特性無法使廚房成為校園中新的娛樂中心，那么我們又當(dāng)何去何從？實(shí)際上，廚房仍然是考察互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)特性是否已經(jīng)為生產(chǎn)商和消費(fèi)者帶來實(shí)際效益的理想場所。

首先是洗衣機(jī)，甚至在洗衣機(jī)使用之前，就能真真切切感受到互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)特性的優(yōu)越性！首次使用洗衣機(jī)時，可以根據(jù)出廠時的設(shè)置遠(yuǎn)程配置語音特性及其他一些局部特性(如水質(zhì)分布)，以獲得最佳性能。頃刻之間工廠再也不必為物流犯愁了！接著，還可以進(jìn)行租賃設(shè)置，這是生產(chǎn)商完全為開拓新市場而提供給用戶的每洗一次便付費(fèi)(pay-per-wash)的洗衣方式。

以前，消費(fèi)者必須每周去一趟自動洗衣店，便能享受到與在家中洗衣相同的服務(wù)，而自己無須購買洗衣機(jī)。如果價格發(fā)生變動，這也沒有問題，因?yàn)樯a(chǎn)商只需在遠(yuǎn)程控制中心發(fā)送一封電子郵件即可同時更新每一臺洗衣機(jī)的價格信息。如果洗衣機(jī)出現(xiàn)故障，那么又將如何處理呢？洗衣機(jī)自己可以通知遠(yuǎn)程控制中心，而且不僅僅是通知，還能詳細(xì)說明故障出在何處以及哪部分需要修復(fù)。這樣工程人員無須往返多次，只需一次即可修復(fù)故障，甚至還不需要工程人員。

顯然，用戶可能希望預(yù)先知道與哪個工程人員進(jìn)行聯(lián)系，這樣洗衣機(jī)只需發(fā)送一封電子郵件就能使工程人員在家中進(jìn)行處理！那些或許還需要不時提供維修服務(wù)的生產(chǎn)商會認(rèn)為這大大降低了維護(hù)成本。在我們不再談?wù)撓匆聶C(jī)之前，考慮一下設(shè)計人員在市場競爭中需要面對的最后一項(xiàng)挑戰(zhàn)：他們不僅需要提供不起皺的衣服和自動手洗功能，而且每年還要從大氣中清除數(shù)百萬噸二氧化碳。

提高所有家用電器的能源利用效率是互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)特性的另一核心優(yōu)勢，帶有集成調(diào)制解調(diào)器的電表已經(jīng)推出好幾年了，該電表支持遠(yuǎn)程讀數(shù)，但自從采用了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)(如電子郵件)，現(xiàn)在該業(yè)務(wù)得到了顯著增強(qiáng)。在最新的產(chǎn)品中，固件可以自動升級，新的費(fèi)率可通過電子郵件在電網(wǎng)中發(fā)送至每個電表。作為應(yīng)答，每個電表可提供實(shí)時的用電量和賬單數(shù)據(jù)，從而得到最佳的負(fù)載分布。如果網(wǎng)絡(luò)的電力需求達(dá)到峰值，嵌入到冰箱或洗碗機(jī)的智能便可利用電表提供的信息關(guān)閉電器30分鐘左右。設(shè)想一下如果該技術(shù)推廣到千家萬戶，那么不僅可以極大地改善環(huán)境，而且還能極大地節(jié)省用戶的電費(fèi)開支！

嵌入式互聯(lián)網(wǎng)的安全

在離開家庭生活這個話題之前，再考慮通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)的安全系統(tǒng)。如果控制中心突然中斷，那么將能通過一封電子郵件給出事故的詳盡描述并采取適當(dāng)?shù)拇胧?。以前?dāng)您度假時，肯定多次求助于鄰居照看自己的房子，現(xiàn)在不管身處何地，為何不通過標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器檢查家里的情況，或是在線控制電燈和窗簾，以使得別人感覺好像家里有人呢？

需要再次指出的是，在上述所有示例中，關(guān)鍵不在于可以利用互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)特性實(shí)現(xiàn)什么，舉出這些示例只是因?yàn)槲覀兌己苁煜?。在工業(yè)自動化、醫(yī)療器械、建筑控制、測試與測量、計算機(jī)外設(shè)、EPOS以及其他任何您能想到的應(yīng)用中，互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)特性也都大有用武之地。

即便每個人都堅(jiān)信這一點(diǎn)，這里仍然還存在一個小問題，您所在公司生產(chǎn)的或是自動售貨機(jī)，或是煙塵探測器，或是示波器，您理所當(dāng)然地是這方面的行家里手，因?yàn)楣旧a(chǎn)的就是這些，但您不是互聯(lián)網(wǎng)、輸電線TCP/IP或SMTP方面的專家，那么又當(dāng)如何處理呢？

互聯(lián)特性的基本知識

下面我們將介紹互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)特性的一些基本知識。當(dāng)我們談?wù)摶ヂ?lián)網(wǎng)的互聯(lián)特性時，我們究竟想要說些什么呢？最基本的一點(diǎn)，只需為電子設(shè)備提供可被普遍接受的“語言”，即可使任何設(shè)備相互通信。這種語言稱為互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。一旦使用了正確的語言，即可為電子設(shè)備提供網(wǎng)絡(luò)地址和網(wǎng)頁，這樣我們就能通過互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)與該設(shè)備進(jìn)行通信。所有這些均可嵌入到一個微控制器中。

微控制器的選擇完全取決于您。如前所述，您是本行業(yè)的專家，您所需的功能決定了所需的處理能力。我們可提供采用基于CISC、RISC、ARM或MIPS內(nèi)核的8位至64位標(biāo)準(zhǔn)微處理器實(shí)現(xiàn)的互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)解決方案，這些內(nèi)核既可集成應(yīng)用程序，也可集成互聯(lián)特性。

下一步需要決定如何連接應(yīng)用系統(tǒng)，這也完全取決于您。如前所述，由于很多測量設(shè)備都帶有內(nèi)置的調(diào)制解調(diào)器，因此可以采用PSTN連接。工業(yè)系統(tǒng)中，以太網(wǎng)最常用，那么就堅(jiān)持使用以太網(wǎng)吧?；蛘吣€可以采用ISDN或輸電線，甚至還可串聯(lián)起來。實(shí)際情況是，連接類型本身并不重要，因?yàn)樗械脑O(shè)備均使用相同的“語言”。只要連接類型適用于應(yīng)用系統(tǒng)，那就不存在任何問題，因?yàn)槲覀兛商峁┻m用于所有連接類型的解決方案。

互聯(lián)協(xié)議和軟件

現(xiàn)在需要考慮一下軟件。通過互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議進(jìn)行通信，至少需要TCP/IP協(xié)議棧提供基本的互聯(lián)，提供電子郵件服務(wù)的SMTP以及提供網(wǎng)頁瀏覽服務(wù)的HTTP等也是必需的。這些功能完全取決于應(yīng)用系統(tǒng)的要求，我們的解決方案不僅具有很強(qiáng)的靈活性，而且還頗具成本效益，因?yàn)橹煌ㄟ^客戶所需的連接方式。對于TCP/IP協(xié)議，8位微處理器在運(yùn)行計算機(jī)提供的連接類型時存在一些困難，而32位應(yīng)用則成本昂貴，我們提供了一個簡化的協(xié)議棧，該協(xié)議棧的內(nèi)存容量雖然較小，但具有很強(qiáng)的功能，并采用實(shí)時操作系統(tǒng)(RTOS)管理那些服務(wù)于應(yīng)用程序的互聯(lián)任務(wù)。

本文小結(jié)

這就是您所要了解的互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)特性，而且這種描述方式確實(shí)通俗易懂。雖然只是簡單的介紹，但我們?nèi)匀挥懻摿撕芏嗖煌奶匦?、硬件類型和軟件選擇。同時我們還了解到，歐洲的每一家設(shè)備生產(chǎn)商已經(jīng)意識到互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)特性的優(yōu)勢。那么，如果在選擇適用于應(yīng)用系統(tǒng)的最佳解決方案時需要尋求幫助，或者需要全新的解決方案時，又該怎么辦呢？

從優(yōu)化硬件選擇到選擇RTOS或開發(fā)定制的驅(qū)動程序，我們已經(jīng)成立了由資深應(yīng)用工程師組成的團(tuán)隊(duì)專注于互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)特性，以幫助客戶熟悉整個開發(fā)流程。這意味著可以保障客戶直接從銷售商那里了解整個互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境對其產(chǎn)品的支持程度，而不是盡可能快地使產(chǎn)品分配到第三方那里。