第一章 绪论—嵌入式技术在工程领域的应用

嵌入式系统在工业控制、军事国防、消费电子、网络技术等诸多领域有广泛的应用如图1-3所示。一、工业控制领域工业控制领域包括工控设备、智能仪表和汽车电子。工业控制网络由传感器、执行机构、显示器和存储设备等组成用于监视和控制电气设备系统。在工业应用中控制网络用于监视设备的状态、调节转速和流量等、采集模拟输入量、顺序开关/起停设备、与主控制机通信并显示设备上显示各个参量的大小和状态。由于工业控制系统特别强调可靠性和实时性“量身定做”的嵌入式控制系统恰能满足工业控制需求。智能仪表的出现推动着工业控制网络的发展为适应数字化与自动化的需求面向工业控制的嵌入式智能仪表得到快速发展。另外在汽车电子领域汽车音响、汽车导航系统的性能不断提升这些都归功于嵌入式技术的发展。由于微控制器MCU的完善与性能更新基于嵌入式芯片的工业自动化设备得到迅速发展市场上应用最多的嵌入式微控制器有8位、16位、32位。在工程应用中自动化生产线是提高生产效率和产品质量、减少人力资源的主要途径如工业过程控制、数字控制机床、电网设备检测、电力自动控制系统、石油化工监控系统。就传统的工业控制产品来说低端产品可采用8位或16位单片机。随着技术和需求的发展人们满足控制功能的同时还要求可视化、图形界面、更精确的控制和最多的可扩展功能。在未来的发展中32位、64位的处理器会成为工业控制设备的核心是未来嵌入式发展的主流。二、消费电子领域消费电子领域包括信息家电、智能玩具、通信设备和移动存储设备。智能家电将成为嵌入式系统最大的应用领域冰箱、空调、家庭影院等家用电器的网络化、智能化将引领人们的生活步入一个崭新的空间。即使人不在家里通过电话线、网络可以远程控制。在这些设备中嵌入式系统将大有用武之地。现在人们提出了家庭智能管理系统例如水、电、煤气表的远程自动抄表安全防火、防盗系统其中嵌入的专用控制芯片将替代传统的人工检查并实现更高、更准确和更安全的性能。目前在服务领域如远程终端控制系统、远程点菜器等嵌入式产品已成功应用体现了嵌入式系统给人们的生活带来的变化。三、网络及电子商务现在的网络设备如路由器、交换机、智能节点、无线传感器网络等都集成了不同数量的嵌入式微处理器。当前网络化已走进人们的日常生活如餐厅无接触智能卡发行系统公共电话卡发行系统自动售货机各种智能ATM终端。未来将会出现“一卡通”也就是智能卡。智能卡可在公共交通、公共收费系统如水、电、煤气等、公共电话、自动售货机、银行系统、商场酒店等场所使用不受地域的限制。在电子商务领域嵌入式产品也有广泛的应用如掌上电脑、智能办公系统、智能终端在一定程度上突破了地域的限制为商业活动提供了快速通道。四、军事国防领域一个国家军事国防能力代表这个国家的综合技术水平这一领域包括军事电子和航空、航天、航海技术。嵌入式系统代表先进的控制技术在军事国防领域有着广泛的应用。20世纪70年代单片机出现后引入军事国防领域。现在各种武器控制如坦克控制、导弹精确控制、自动扫雷及引爆装置、隐形轰炸机等陆海空各种军用电子装备、精确定位系统、反雷达装置在各种军用电子设备中到处看到嵌入式系统的应用。VxWorks操作系统是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统是嵌入式操作系统的典型代表之一。它具有良好的性能和很高的可靠性优化的内核和方便的用户开发环境在嵌入式开发领域有着广泛的应用。嵌入式产品在市场上随处可见如数字示波器、网络可视电话等。从军事资料可看到基于嵌入式技术的军工产品如航天器、飞机、坦克、精确制导设备等已用于国防装备图1-4列出几种应用嵌入式技术的典型产品。