时间：2023-11-27 10:11:42
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前言：所谓的物联网就是将所有信息通过信息传感器等设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理的一种概念。通过物联网的结合，各学校中的嵌入式系统教学有了更广阔的发展空间，同时各界也对此提出了更高的要求。
一、物联网概念及与嵌入式系统教学的关系
（一）物联网概念
物联网是基于互联网与传统电信网之上的信息承载体。我国在上世纪末开始了物联网的研究与开发，属于世界前列的研究国家。物联网的开发，为传统思维开辟了一条新道路，传统的思维是将物理基础设施和IT基础设施分开，而在物联网中，会将物理基础设施与计算机设备技术整合连接。物联网也是一种网络概念，是与互联网相互依存的一种网络事物，没有互联网的依托，物联网无从谈起。
（二）物联网与嵌入式系统教学的关系
学校开设的物联网课程，是为满足社会对物联网专业人才的需要。计算机专业的嵌入式系统是一门重要的专业课程，随着物联网技术的发展，嵌入式系统融入了物联网中，并且成为了物联网用中可实现感知和控制所不可缺少的平台。
二、物联网对嵌入式系统课程教学的影响
现在高校中的嵌入式系统教学并不是一个基础教学，而是需要建立在数字电子技术、计算机程序设计、计算机组成原理、微机接口等其他课程基础之上的一门学科。目前我国大部分院校中嵌入式系统教学大体分为两大类：硬件类与软件类。随着嵌入式系统的应用范围逐渐扩大，软硬件程序也相对复杂化。由于高校中设计的课程是根据学生的专业方向来考虑，因此，计算机专业中的嵌入式系统课程受到了课时的限制，然而嵌入式系统的设计知识更新迅速，与各种高科技都有相同性，需要紧跟产业的发展，不断的更新教学内容，提升学生的技术。但由于受到了课时的限制，嵌入式系统教学并没有及时根据应用发展来改变教学内容及教学思路。嵌入式系统是计算机技术、控制技术和单片机技术等技术相结合的一个综合系统，特点是其体积小、集成功能强、外接口多，在工业、通信、电子、便携设备等领域都得到了广泛的应用。高校中的嵌入式系统课程主要是培养学生嵌入式系统软件开发的初级能力，随着物联网的发展，物联网进入到了嵌入式系统学习中，让学生从“单机”转变成“互联”，从“个体智能”转变到“群体智能”。因此，嵌入式系统专业的学生或设计人员，基础知识非常重要，但同样重要的是，必须通过基础知识不断的学习新技术、新挑战、新要求，这便需要物联网应用系统，对于高校来说，面向物联网的嵌入式系统教学是种发展趋势，需要对嵌入式系统教学的教学内容和方式及时做出适当调整，提高课堂效率，提升学生技术水平，使课程应用性更强。
三、嵌入式系统课程实验教学方法的改革
随着嵌入式计算技术的发展，硬件成本逐渐降低，软件成本逐渐提高，而软件的应用作用与地位也非常重要。
（一）理论性教学意义
高校中的嵌入式系统理论教学的目标是对嵌入式微处理器、嵌入式操作系统和嵌入式系统的应用、方法，加入到嵌入式系统的基础开发技术。一般课程布置在15课时左右。嵌入式教学的主要课程内容有：嵌入式系统理论概述、ARM内核嵌入微处理器、嵌入式操作系统、嵌入式系统应用。
（二）面向物联网的嵌入式系统实验教学
1.层次化实验
嵌入式教学明确了教学方向，通过理论学习的基础，进一步提升动手实践能力。一般的嵌入式实验开发平台都包括以太网接口、GPS算逑定位系统接口、CAN总线接口等。通过这几个接口和物联网的应用背景，可以设计出三种不同层次的设计。这三种实验层次由浅入深，分别应对不同的实验项目，其组织形式也不同。如表1所示。
2.项目实践环节
项目实践环节能够提高学生的动手操作能力，通过课堂分组教学，将物联网网关设置成不同题目，分别交给各个小组进行模拟实践开发。比如“GPS数据采集与处理”的实践，需要通过将nC/OS操作系统移植，将多重任务从GPS接口中读取数据，并制成UDP数据包，通过网络进行传送。这期间，学生分别负责各部分，不仅在实践中学习技术，还能够提升学生的合作性。物联网网关硬件如图2所示。
学生通过物联网项目的实践模拟活动，开阔了学习的视野、扩展了学习内容，在学习与实践中，能够更好的运用，并且提升了学生的兴趣爱好及团队合作精神。在学生毕业设计或结课设计中也布置相关实践内容，让学生能够自主学习、自主探索，为日后的就业打好基础。
结论：物联网的发展与嵌入式教学的相结合，将嵌入式教学的内容更加完善、实验更加具体，扩展了学生的知识面，教师在理论授课中加入物联网技术知识，让学生充分了解物联网的嵌入式系统知识，并通过实验课程进行层次化设计实验，实验课程需要循序渐进，由浅入深，先扩充基础，在激发兴趣，最后实现高层次的实践技术，为学生的学习与就业作出相应贡献。
科学技术的迅速发展，信息技术也随之崛起。物联网技术是本世纪最有发展前途的信息技术之一。网络通过各种方式将越来越多的“物”接入其中，加大了信息之间的交流、互换、利用以及传输功能。随着各种“物”加入，网络逐渐壮大，在壮大的同时，越来越多的复杂问题也随之产生。网络的壮大对我们的新信息技术构架以及信息理论提出了更高的要求。
物联网是信息技术的产物，刚崛起不久，所以国内和国外对物联网技术的研究与开发都还在起步阶段。近几年来，我国研究人员不断对物联网各方面的信息技术进行研究和探索，取得了很大的成就。
1.嵌入式系统
近年来，信息技术发展迅速，人们对信息技术的要求越来越高，对信息技术的产品也越来越关注，通常消费者都把产品应用的系统当做选择产品的指标，在我们的生活，随处都是嵌入式系统产品，比如微波炉、电脑、手机等产品。随着嵌入式系统技术的发展，嵌入式系统逐渐广泛应用到各个领域当中。可是人们对嵌入式系统的了解甚少，嵌入式系统的构成，离不开计算机和嵌入性以及专用性这三大基本要素。
嵌入式系统是硬件和软件的结合，用来控制、监视，帮助装置、设备以及机器运行的一种装置，也可以说是包含了所有机械的附属装置。
嵌入式系统是一种在对象体系里嵌入，对技术、功耗以及体积和可靠性都有很严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统是一种在应用系统里进行嵌入的技术。嵌入式系统把计算机当做处理信息的部件，将实际工程中的应用内容作为中心，传统计算机技术作为基础技术，然后根据应用对象的特点，对软硬件进行裁剪，从而使软硬件满足应用系统对软硬件功能的要求。嵌入式系统技术可以对物体的信息进行感知和处理以及传输，使得物体智能化，拥有一些感知、计算、执行能力，使物体与网络进行连接，从而实现物物和人物对话。物联网急需嵌入式技术系统的支持。
2.物联网
随着互联网的广泛应用，我国信息产业不断迅速发展，物联网获得了广大的发展空间。在我们日常生活中，很多行为活动的实现都离不开物联网。
物联网是利用专门的技术在互联网上实现物物连接、信息通信。物联网是对物品进行智能化管理和操作的网络。
物联网技术通过融合多种已有技术而成，最主要的融合技术有EPC以及RFID技术。物联网的结构一共包含了三层，分别是感知层和网络层以及应用层。最底层属于感知层，感知层主要用到的技术是二维码和RFID以及传感器等技术，主要任务是将与物有关的信息采集起来，这些信息主要指的是用与传感器和摄像头等有关设备所采集的相关信息，然后将采集到的信息用无线或者有线传输技术传到网关设备当中。中间层属于网络层，网络层需要用到的技术主要有无线传感器和移动通信以及互联网技术，网络层主要是将和物有关系的信息进行可靠、安全的传输和处理，一般由一些专用网络或互联网、通信网充当。最高层属于应用层，应用层主要作用是提供感知信息服务给手机和电脑还有某些终端设备。
3.嵌入式系统与物联网的联系与区别
嵌入式系统与物联网之间既有区别，又有联系，从功能的角度来看，物联网有传输、处理和交互的功能，将通用系统和多种专用系统集于一体。嵌入式系统指的是嵌入对象体系的专用计算机系统。二者相比较而言，嵌入式系统的的功能更具有针对性，主要是实现具有单一特性的功能。嵌入式系统的功能包含于物联网的功能中，随着嵌入式系统技术的发展，嵌入式系统的功能越来越复杂，已发展成可以直接将物联网技术融入其中。
在技术上，嵌入式系统和物联网所融合的技术很相像，而且嵌入式系统包含于物联网技术中，很多方面的技术都必须有物联网技术，但不一定含有嵌入式系统。
所有可以加入智能处理信息技术以及提升系统通信能力的设备的嵌入式系统都可以应用到物联网当中，嵌入式系统和物联网的相似度非常的大，只有标签识别模块是嵌入式系统所不具备的。
4.嵌入式系统应用于物联网
从技术的角度看，嵌入式系统技术推动了物联网的发展，嵌入式系统技术对物联网技术的发展发挥了很大的推动作用。两个互相连接的事物，必须存在智能这一特点，才能达到物物连接的目的，嵌入式系统技术有效的将计算机与物进行连接、融合，使得物拥有了将信息进行交换的能力。从专业的角度来看，物与物的连接实际上是嵌入式系统的终端将效果发挥出来的结果，实际上，物联网是由智能终端形成的网络化形式。
主要有传感器技术、RFID技术、智能技术和标准化技术四种技术将嵌入式系统应用于物联网中体现出来。
4.1 嵌入式智能传感器技术的应用
物联网需要利用传感器技术才能将物物连接的功能实现，智能化传感器技术轻松的将物物连接功能实现。智能传感器技术是近几年发展起来的新型技术，由于嵌入式技术的支持，智能传感器技术发展迅速，逐渐被广泛应用。智能传感器有计算、通信和判断等功能，它的通信功能不仅可以与互联网相连，还可以与2G或者3G网络通信，对实现物联网的通信功能起着非常重要的作用。
4.2 嵌入式RFID技术的应用
感知节点是物联网的一个关键位置，这一关键位置融合了传感器和嵌入式等技术，尤其是对RFID技术的融合。
可将RFID系统分成两大部分，分别是阅读器和标签，每个标签都有一个唯一标识码，然后把标签安装于物体上，阅读器的作用是发射专门的无线信号将电路上的标签触发出来，然后读取标签上的标识码。电子标签不需要额外电量，大大降低了制造成本的同时还减小了标签体积，大大方便了物体运输。RFID系统可以很好对物体进行跟踪和检测，所以物流、医疗还有交通等行业都会广泛应用这一系统。
借助嵌入式系统实现的RFID系统，有低耗能化、物联网经济和微型化的特点，对物联网的功能实现起着非常重要的作用。
4.3 嵌入式智能技术的应用
嵌入式智能技术可以随着外界环境因素的变化而使物体产生相应的变化，嵌入式智能技术的这一特点在智能家居安防系统中广泛应用。
家居安防系统由四个主要部分组成，分别是通信、智能主机和探测器、控制器。探测器可分人体探测和手动遥控、图像采集等。主要用于对室内的异常情况进行探测，然后将探测出的信息输入智能主机，智能主机按照原定的处理规则对信息进行判断和处理，将处理出来的信息发送给相关人员，让相关人员及时对异常情况进行处理。
5.结束语
随着物联网技术的迅速发展，对嵌入式系统的依赖越来越大，为了能推进物联网的进一步发展，离不开嵌入式系统的支撑，嵌入式系统融合入物联网中，为我们的生活和工作带来了更多新产品和更优质服务。
参考文献
[1]何立民.从嵌入式系统视角看物联网[J].业界论坛， 2012.
答：回顾计算与应用的三次发展浪潮，第一次浪潮始于大型机时代，产生于上世纪80年代。第二阶段以PC机为主，始于上世纪90年代初，由于PC互联，诞生了互联网。第三个阶段是无处不在的泛在计算，产生了物联网。
但物联网的成熟还要有个过程，估计需要一二十年才会有相应的应用模式。首先，90年代末，我们谈论嵌入式系统（后PC），2009年提出了智慧地球、物联网。预计应该再过七八年才会出现今天互联网一样的成功商业模式。
我们可以回顾第二次浪潮是怎么走过来的：PC机出现十年后才有了互联网；Yahoo开创了互联网运营的成功商业模式，后来Google和阿里巴巴等成功运行了这种商业模式，前后历时十左右。因此要诞生一种成功的商业模式需要时间。在物联网发展中，首先要发现物联网的雅虎，找到成功的商业模式。
问：物联网为嵌入式系统带来哪些机会？
答：物联网包括感知层、网络层和应用层。实际上，最下面的感知层在物联网产业链里只占8%，感知层包括RFID、传感器等物理设备。网络层，即系统集成的费用、价值只占20%～30%。因此，物联网里硬设备/看得到的东西在产业链里只占30%～40%，真正的产业效应是在应用和服务，即软件产业上。可见，物联网产业不是生产型的产业，而是信息服务的产业，这是物联网的本质。例如，提出智慧地球的公司不是芯片公司，而是做信息服务的IBM公司。
问：物联网有哪些关键技术？
答：物联网是信息和物理的融合。美国把CPS（信息融合物理系统， Cyber-Physical Systems）作为计算机的一个颠覆性的革命而提出来。因为现在有了计算机，它的处理对象是数字的。而物联网/CPS要处理的对象是连续的，跟时间有关，原有的计算体系实际上已不适合物联网/ CPS。
问：CPS有何特征？
答：CPS融合了3C：计算、通信和控制。尤其控制很重要，因为所有的设备都要控制，因此需要嵌入式系统。
但是难点有几个：⒈对象现在不是静态的，而是动态的。⒉嵌入式设备要连起来，这不是一件简单的事情。很多人一定还记得，比尔盖茨在90年代末曾提出了维纳斯计划，要实现智能家庭/智能冰箱/智能洗衣机等联网，最后以失败告终。这其中有两个原因，第一是不合时机；第二，一些设备本身不具备联网、浏览器等功能。这怎么办？人们在总结了这些功能之后，就提出了信息平台的中间件OSGi（Open Service Gateway Initiative）架构，由众多公司和机构组成了开源组织——OSGi联盟，针对汽车电子、家庭网络、移动设备和工业环境等特定领域的与互联网连接的中间件。
问：成功的物联网应该是什么样？
答：必定有一朵“云计算”；否则将会是一堆废铜烂铁。同时，云计算要有地上具体应用的对象；否则将是一朵浮云。
目前云计算已在日本落地。汽车已成信息终端：通过云计算平台GAE（Google App Engine） 实现汽车远程信息服务；还有新型急救医疗系统、电力银行和电影院的实况转播等。如果物联网没有后面的云计算，也就没有后面的60%、70%的真正的应用，同样道理，如果云计算不落地，永远只是一个流云。日本自认为有三朵云落地—车联网、智能电网、混合云。所以物联网和云是分不开的。
嵌入式系统新理念——Smart System
问：有的公司的战略叫Smart System，有的叫Intelligent System，它们有区别吗？
答：都是一样的。2011年4月，Intel、微软、通用汽车、高通、飞思卡尔、ARM、TI和三星等公司在旧金山联合成立了“Smart技术世界”。Smart system（智能系统或智慧系统）的特点是：⒈处理器不是我们以前用的最简单的8位处理器了，而是32位处理器或SoC。⒉内含高层次的嵌入式操作系统。⒊有联网功能，彻底解决原先嵌入式系统的孤岛现象。
新理念带来新技术
问：这会对嵌入式系统带来哪些新的技术革命？
答：嵌入式设计要从面相对象到面相角色转变，物联网的计算是跟时间有关的。第二，需要软硬件协同设计技术。第三，需要嵌入式软件建模、自动分析和验证技术。
问：难点是哪些？
答：嵌入式系统是面向特定应用的专用系统。因此，可用软硬件协同设计把该特定应用的多余的软硬件裁减掉，其中也包括OS。
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）24-0101-02
随着现代电子制造水平和网络技术的飞速发展，嵌入式系统已经成为汽车电子、家电控制和消费类电子等产品的重要组成部分，由于其硬件部分体积小、价格便宜、集成度高，并且软硬件都可以进行“按需定制”可裁剪，嵌入式系统有着十分广阔的发展前景。
同时嵌入式系统中的无线通信技术、传感器技术和自动化系统控制技术的日益成熟，把传感器得到的各种数据，通过互联网的手段传输出去，使得世界的联系从人与人的联系，逐步转变成物与人的联系，物与物的联系；使得现实世界与信息网络更加的紧密结合。通过物联网项目的开发，更好的促进嵌入式系统作为物联网项目的载体的教学和改革工作。
1嵌入式系统教学的现状
关于嵌入式系统教学过程中的课程定位、相关先导课程与基础知识的准备、教学内容（包括硬件平台和软件平台）的选择、实践教学与实践环节组织等问题，在目前，仍然存在争论和探索。本环节就以下几个方面进行分析：
1）嵌入式系统的课程定位
由于各个院校对于嵌入式系统的课程定位的不同，不同的院校对于本课程的应用方向也不同。有的院校更加侧重于底层硬件和系统文件的裁剪，偏向于基于单片机的应用；有的院校更加侧重于嵌入式系统的应用，偏向于软件开发与调试。
2）嵌入式系统教学的先导课程
基于上述不同院校之间课程定位的不同，嵌入式系统课程的先导课程也有所不同，针对偏硬件设计方向的，硬件电路设计作为重点。针对偏软件设计方向的，则是把程序设计语言作为重点。
3）嵌入式系统教学的学时分配
不同院校的不同专业对于嵌入式系统课程的要求不同，有的专业是作为专业核心类课程，有的专业是作为专业通识类课程，有的专业是作为专业选修类课程。因此，对于嵌入式系统教学的学时，有着很大的不同。
4）嵌入式系统教学内容的选择
嵌入式系统课程由于对前期课程的要求较高，同时现有教学内容中，理论偏多，各种概念和模型较难理解，学生动手去实践相对较少，学生学习起来非常抽象和枯燥，无法形成自己的知识体系结构，缺乏直观性，因此学生学习积极性会随着课程的深入，逐步降低。
同时嵌入式系统教学需结合教学平台设备来进行开展。在现有市场上，嵌入式系统教学平台种类繁多，并且配套的软件操作系统也有所不同，不同院校都根据自身的实际情况进行相应选择。
2嵌入式系统教学组织
根据本学院“5-3-3”课程体系构建的思想，再结合江苏省苏州市吴江区地方经济具体特点的基础上，以近年来国际工程教育改革CDIO工程教育模式为思路，将构思、设计、实现和运作贯穿在整个课程体系之中，以产品研发到产品运行的生命周期为载体，结合物联网的发展，在不同的行业、企业及应用背景下，将物联网的项目案例，和嵌入式系统的课程体系融会贯通，强调职业教育教学行动的过程属性，将典型物联网产品设计案例引入到教学中并进行重构，编排模块化课程教学内容，组织教学过程。使得学生通过本课程的学习，不仅能了解嵌入式系统的基本原理和设计方法，同时能对嵌入式系统中的ARM体系结构、ARM指令系统进行应用，选择嵌入式Linux操作系统根据不同的需求进行相应的裁剪、交叉编译开发和移植应用，同时根据学生的实际情况进行应用程序和驱动程序开发，服务地方经济。
3传统教学中存在的问题
传统教学过程中通常以教师讲授为主，以教材对应章节和知识点作为讲授单元，理论基础和实践环节分离，无法做到“理实一体化”。在有限的课程授课时间内，设置与教学内容配套的实践环节，通过课后实践来强化教学内容，激发学生创造性的能力比较有限。
嵌入式操作系统选择非常多，在嵌入式系统应用中常用的软件中间件，比如网络协议栈、嵌入式平台下的根文件系统和数据库管理系统、媒体压缩与解压缩库、各种加密算法与协议等，更是令人眼花缭乱。
同时，作为授课对象的学生，由于来自不同的专业方向，前导课程的基础知识参差不齐。具体表现为：电子类专业方向的学生，软件基础较为薄弱，计算机类专业方向的学生，电路与硬件基础弱。
4基于物联网项目驱动的嵌入式系统教学
以职业岗位能力为主线的高职教育体系需要构建项目化教学课程体系，同时在物联网技术快速发展的大背景下，嵌入式系统的课程体系确实应当有所调整，以适应时代的发展和社会的需求。
项目驱动教学的理念认为：学生知识的积累和构建，是在一定的条件下自主构建而成的；学习是知识、技能与行为、态度与价值观等方面的长进。
同时，以企业中真实的生产、研发和具有实际应用价值的案例作为教学内容的选择，要求学生能够通过自身的特点，获取相关的资讯，指定真实的计划，通过自身的决策和实施，并且进行检查和互查来对项目进行评价。
1）项目的具体构建
将嵌入式系统教学课程知识点进行碎片化和重组，以本院的校企合作单位物联网智能家居企业真实案例为基础，将整个教学过程以项目的形式开展教学，再将物联网智能家居项目中分成相应子项目，对相应子项目再进行具体的任务分解。在整个过程中，要求学生能够以教学主体的身份参与进来，对真实案例从总体上进行把握，明确学习和构建的内容。
2）项目驱动教学组织形式
本院该课程在采用小班化教学的基础上，对学生进行项目分组，将4～5名学生分配到一个项目团队。在不同的项目中扮演企业开发过程中的不同角色，同时在不同的子项目中，学生的角色进行轮转或互换，使得学生在完成本课程的学习之后，能对项目开发的整个过程相对熟悉。
学生在不同的子项目中，可以对项目团队的不同角色进行体验，根据自身的实际情况，为更好的走上工作岗位，融入企业项目团队做准备。
3）具体项目教学的实施
在每一个具体项目教学的实施过程中，以本院的2014级计算机应用技术专业为例，该专业有40人，将学生以5个学生为项目小组进行分组，共8个小组，根据学生的学情和实际情况进行项目任务书下发，将CDIO中的构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）融入进来。
以物联网智能家居企业真实案例中的智能窗帘子项目为例，通过任务分解，如下图所示，可以分为嵌入式Linux系统裁剪、直流电机控制、交叉编译、驱动文件加载和嵌入式平台下移植应用等五个子任务，同时针对模块化教学，进行相应学习情境设计和教学方案设计，整合现有教学内容，使得老师的教和学生的学都体现项目驱动模式下理实一体化的紧密结合。
首先要求每个项目小组的学生进行项目分析，将构思（Conceive）采用行动导向中资讯的形式展现出来，给出工作任务，提出任务要求，要求学生应当把前导课程以及已做过的项目中已掌握的知识点和即将开展的项目中需要的知识点进行融合，使得学生温故知新，同时也学会综合运用新旧知识的技能；其次要通过实践的方式，项目和任务必须能够通过实践来完成及验证。
对于设计（Design）则要求学生在项目小组中指定相应计划，安排时间进度。
而实现（Implement），要求各小组通过决策和实施的方式，分别提出完成该项目的设计方案说明书，每个小组推选1名同学上台进行本组实施方案的具体表述，授课教师与项目小组成员共同讨论，进行分析和优化，最终确定相对合理、科学的最佳方案，并进行下一步的实施。
运作（Operate），则是在之前所做工作的基础上，结合项目方案说明书，对于项目内容对照完成。在项目完成之后，对照最初提出的工作任务要求，逐项检查项目完成情况。如存在不符的情况，进行分析和修改，直至满足相应要求。同时要求项目小组内的同学和不同小组的同学进行自评和互评，进行相应总结和考核。
5总结
基于物联网飞速发展的技术和应用背景，如何精简嵌入式系统课程的理论教学内容，并扩宽学生的知识面，让学生掌握设计与思考的方法，重点把与真实项目案例密切相关的内容进行重构与设计，同时进行层次化的实践设计，在实践环节中，让学生真正参与到前沿发展的企业课题和项目中去，这是在嵌入式系统课程教学改革中要研究和具体实践的方向。
基于物联网项目驱动的嵌入式系统教学改革实践教学过程中，学生对于企业项目开发的整个过程更加熟悉，学生参与项目团队开发的积极性和主动性得到提高，同时，通过项目驱动的学习方法，学生也认识到团队合作的重要性。项目驱动教学改革的实施，使学生学习的方式发生了很大的变化，学生能够主动地去学习，更加善于发现问题和思考问题，解决问题的能力也得到了很大提高，学生的专业技能能力得到系统的锻炼。项目驱动教学改革，为学生自主学习意识的养成和从学校到毕业顶岗实习、就业更好的“无缝”对接提供了保障。
参考文献：
[1] 陈承欢.软件工程项目驱动式教程[M].清华大学出版社，2015.
[2] 丁金昌.高职教育人才培养理论研究与实践[M].国防工业出版社，2011.
中图分类号：G434文献标识码：A文章编号文章编号：1672-7800（2013）012-0176-03
作者简介：张莉莉（1967-） 女，硕士，三峡大学计算机学院讲师，研究方向为操作系统、系统结构。
0引言
物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中，物品能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展。物联网被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。在国家大力推动工业化与信息化两化融合的大背景下，物联网会是工业乃至更多行业信息化过程中一个比较现实的突破口，是一个未来新兴产业。应这种社会需求，2010年初教育部下达了高校设置物联网专业申报通知，众多高校争相申报。三峡大学计算机科学与技术专业开设了物联网工程方向，以培养能够系统地掌握物联网相关理论、方法和技能，具备通信技术、网络技术、传感技术等信息领域专业知识的高级工程技术人才。但是作为一个新兴的课程体系，教学内容选择、实践环节组织等问题依然处于探索阶段。三峡大学将《嵌入式操作系统》[1]作为一门专业基础课程被列入该专业方向必修课程，和传统操作系统课程相比，嵌入式操作系统有自己的特点，尤其是实践环节，本文就《嵌入式操作系统》课程实践教学部分进行研究。
1《嵌入式操作系统》教学存在的问题
首先，《嵌入式操作系统》是近年才出现的课程，可参考和借鉴的资料不多，各个学校都在探索一种适合该课程的教学模式。
其次，嵌入式系统是个综合性很强的系统，它涵盖计算机、通信、网络、RFID等各方面的技术，那么，作为嵌入式系统开发和执行平台的操作系统也要体现这方面的特征，而如何体现尚有待进一步探索。
再次，需要更多的经费投入，实验的开设往往不是一台PC机器就可以解决的。
2《嵌入式操作系统》实践教学内容的选定
《嵌入式操作系统》同一般操作系统课程相比有很多独特之处。一般操作系统都以PC机操作系统为平台，内容包括进程管理、存储管理、设备管理以及文件系统等内容。嵌入式操作系统作为嵌入式软件开发平台，最终要和应用软件一起固化在某种设备里，因此，嵌入式操作系统应该是易于裁剪和配置[2]的。如果这种设备要联网使用，还需具备网络功能，有的还需要特殊的文件系统，而且在进程和内存管理方面也不能过于复杂，在开设实验课程时要考虑这些因素。鉴于以上分析，实践教学内容可从4个方面考虑：
（1）模拟类实验。主要是通过编写程序模拟嵌入式操作系统的一些算法。嵌入式操作系统和PC操作系统相比有很多不同之处：嵌入式操作系统要适应多种处理器、可裁剪、轻量型、实时可靠、可固化。因此，嵌入式操作系统在进程管理、内存管理、文件系统、设备管理等方面有独特算法，可以开设实验编写程序模拟这类算法。此类实验通常作为课内实验与理论课同步进行，用于验证理论，属于验证型实验。
（2）分析裁剪类实验。主要利用免费操作系统，如linux、minix、ucos/Ⅱ等。先分析这些系统内核，再做适当裁剪或增加或替换。由于这类实验需要编译内核，所需时间比较长，可以作为课外选修的实验。
（3）应用型实验。通过系统调用来完成一些应用，这类实验可以是验证性的，也可以是设计类的。可以根据具体的应用，设计一个实验题目，让学生在理论和验证性实验的基础上进一步扩展。
（4）设计型实验。主要是设计一个小型的操作系统，这类实验难度较高，可以作为课程设计类实验。
三峡大学物联网方向的课内实验[1]主要是配合理论课内容而开设，总共8个实验，一个验证性实验，7个设计性实验，实验内容如表1所示。
在课内实验的基础上，再配以课外实验[1]，可以提高学生的综合开发能力，课外实验可以采用项目方式进行。课内实验在虚拟机上完成，课外实验可以在基于ARM芯片的实时系统上开发；课内实验要求独立完成，课外实验可以以小组为单位完成。课外实验内容如表2所示。
3教学环境与教学方式
3.1教学环境
首先，操作系统的选择。嵌入式操作系统种类比较多，要根据先行课程和学生的层次选择不同的操作系统。对于有操作系统背景知识的学生，可以采用较为复杂的系统，如linux；
而对于没有操作系统背景的学生，可以选择简单的操作系统，例如UCOS/Ⅱ。
其次，开发工具的选择。嵌入式软件开发需要交叉编译和交叉链接。交叉编译器的主要功能是将主机上编写的源程序编译成可以在目标机上运行的代码。教学环境可以是仿真环境[2]或者是真实环境。仿真环境有嵌入式软件集成开发环境，例如lambdaTOOL，这个集成开发工具可以支持多种嵌入式操作系统，如linux或者ucos等操作系统，也支持32位的嵌入式处理器。该工具有面向教学的免费版本，利用这种工具进行实践教学的好处就是有一台PC机器即可，在实践教学经费缺乏的情况下是一种比较好的选择，对于初学者来说也是一款很方便的工具。
真实环境除了PC机器之外还需要开发板，在PC机器上编译、开发板上执行，这种环境可以锻炼学生的动手能力。真实环境开发工具和开发板有关联，这类开发工具一般有与相关开发板芯片配套的开发环境，可以针对这种开发环境设计实验内容。
3.2教学方法
过去常用的教学方式是配合理论教学开设课内实验，这类实验课时有限，每个实验偏重某个知识点，实验内容事先设定好，学生在开发板上一个一个地验证。这类实验缺乏系统性，做完后，学生缺乏完整概念，而且，这种按照指导书按部就班完成实验的方式，也缺乏创造性。对于《嵌入式操作系统》这门课程，单一地采用这种方式并不合适。
《嵌入式操作系统》实践教学可以采用多种方式，如课内课外实验相结合、验证性实验和设计性实验相结合等。课内实验开设应用型且学生在短时间内容易接受的实验，这类实验用于训练学生的基本技能。课外实验通过课程设计、大型作业等方式，要求学生开发一个小型的系统或对已有系统进行裁剪或修改。课外实验在时间上没有课内实验的限制，可以开设综合性的实验。
此外，还可以采用项目驱动式教学，如果有这个条件，可以让学生参与一些项目的开发，将科研与教学结合起来。
教学手段可以采用多媒体教学与网络辅助教学相结合的方式，多媒体教学用于面授，网络用于课外自学。《嵌入式操作系统》课程需要较强的理论知识，更需要在实践环节加强训练。多媒体教学可以作为实践教学环节的准备，形象、生动地将一些抽象的概念具体化，让学生有一个感性的认识，模拟一些在使用操作系统时看不见的过程，加深学生对知识的理解。
网络教学手段能够弥补课程教学的不足。可以充分利用现有的校园网资源开发一个网上答疑系统，学生与学生、学生与教师之间可以随时“交谈”，改变以教师为主的教学方式，转向以学生为主的教学方式。也可以尝试大规模网络开放课程（Massive Open Online Courses），这是一种依托互联网的教学模式，与传统的教学模式有很大差别，它在线提供课程教学的全过程，包括微证书的管理，是一种新型的适合高校教育的模式。在这种模式下，教室成为学习会所，教师在“云”端授课，可以不拘泥于场所、时间等因素，甚至可以让学生自行选取学习的内容。这个正好与《嵌入式操作系统》课程内容相吻合，因为嵌入式系统所涉及的领域十分广泛，在做教学计划时，将方向定在什么领域也十分困难，可以让学生自行根据爱好和市场需求制定学习模块，利用开放课堂进行学习。目前，全球比较成规模的MOOCs三大平台是Coursera、Udacity、edX，可以依托这些平台，建设《嵌入式操作系统》课程资源。
4教材
目前，《嵌入式操作系统》实践系列的教材还不多见，笔者推荐《嵌入式实时操作系统及应用开发》配套的实验方案[2]。该方案有两套，一套是利用仿真系统开发实验，工具是利用免费的开发环境Lambdatool，另一套是利用某种嵌入式微处理器开发的嵌入式软件交叉开发实验系统，也可以自行编写。
5考核方式
《嵌入式操作系统》课程教学考核方式应该多样化。传统的考核方式一般是学生按照事先设定的内容完成实验，然后提交实验报告，教师依据报告的内容给予成绩评定。《嵌入式操作系统》是一门综合性和实践性比较强的课程，用通常的机考、笔试等方式，要求在限定的短时间内完成考核存在一定的难度，因此考核方式应该多样化。将考核与教学方法相结合，对于课内实验，要求在固定时间内完成命题，这类命题一般为设计验证性的实验和难度偏低的内容；对于课外实验，考核命题可以由教师指定范围，学生自己拟定题目的方式。对于参与项目的学生，可以由项目负责人给予成绩评定。考核过程采用答辩和文字描述相结合的方式，学生提交实验报告或者设计报告，教师通过提问的方式来考核学生完成报告的程度。考核的最终成绩可以由以上3个方面来进行综合评定。
6结语
高校教育必须面向市场，不断地进行教学改革，提高教学质量。计算机专业更是一个较前沿的专业，新的概念和技术不断出现，《嵌入式操作系统》就是在物联网的新形式下开设的一门课程。鉴于嵌入式设计将操作系统和应用软件一体化的特点，《嵌入式操作系统》实践教学更要加快研究步伐，不断探索，实验内容通常每学年做一些修订，三年左右做一次较大修订。只有不断地改革《嵌入式操作系统》课程的实践教学环节，才能更好地培养动手能力强的学生，以适应物联网市场的人才需求。
参考文献参考文献：
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[2]罗蕾.嵌入式实时操作系统及应用开发[M].第3版.北京：北京航空航天大学出版社，2011.
lP授权，已经成为国内嵌入式系统设计领域追赶国际先进水平的捷径，因此，如何充分利用lP授权对嵌入式系统企业显得尤为重要，本次论坛的主题也围绕此展开。首先，ARM高级战略业务经理冯成先生带来的演讲以“未来在你手中－ARM，数字世界架构提供商”为主题，详细介绍了ARM处理器核的最新发展趋势。另一家处理器lP和架构授权厂商MIPS公司中国区市场总监费浙平先生则从“走进MIPS”谈起。深入分析了MlPS这个优雅的处理器架构能够给客户带来的优势。那么如何将这些lP核应用到实际嵌入式产品中并加以应用呢?飞思卡尔半导体产品经理刘素艳女士通过介绍最新基于ARM Cortex－M4 Kinetis微控制器的特点，深度分析了如何将lP授权和自身开发与服务有机结合，创造出基于通用IP的具有个性化功能的差异性产品。
进入21世纪以来，嵌入式系统是半导体应用中扩展最快的一个，Embedded iseverywhere正在成为可能。物联网是国家正在大力倡导的“十二五”战略性新兴产业之一，嵌入式系统在物联网应用中有着极为光明的发展前景。本次论坛特别邀请陈章龙教授就“嵌入式系统与物联网”与现场观众进行深入交流，分析了物联网这个目前最热门技术的现状和未来，以及赋予嵌入式系统的机遇。特别是在信息融合物理系统(CPS)以及物联网和云计算的融合等方面，嵌入式系统将发挥极为重要的作用。
会议的另一个部分是《电子产品世界》“2010年度嵌入式系统编辑推荐奖”颁奖典礼。作为本次评奖的指导单位，中国计算机学会嵌入式系统专业委员会主任、北京大学信息科学技术学院张兴院长在致辞中谈到，嵌入式系统作为一个重要的学科，在我国电子产业发展中有着极为重要的战略意义，《电子产品世界》的“嵌入式系统编辑推荐奖”多年来一直致力于推广嵌入式系统技术在国内的普及，这也正是中国计算机学会嵌入式系统专业委员会所希望媒体做到的。张兴院长、陈章龙教授以及《电子产品世界》陈秋娜社长和王莹主编作为颁奖嘉宾，现场颁发了“2010年度嵌入式系统编辑推荐奖”奖牌，并与20家获奖企业代表合影留念。
每年一度的IDF大会被看作是英特尔和行业的风向标。此次IDF的一个关键主题词是“嵌入式”,在持续两天的会上,英特尔的高管们雄心勃勃地向人们描述了嵌入式市场的美好前景。
英特尔在嵌入式领域已经深耕细作了30多年,此次高调重提这个在IT行业中早已没有新鲜感的词汇,无法不引起人们的好奇和关注:英特尔准备向这个经过深思熟虑后选择的“旧瓶子”里装什么“新酒”?
大势所趋
“互联网正在经历其发展的第四个阶段――嵌入式智能互联,这实际上正是物联网概念所真正追求的,是把物物之间、人机之间赋予智能化的计算和互通能力,而并非只是简单传感芯片上承载的有限信息。”英特尔架构事业部副总裁、嵌入式与通讯事业部总经理道格拉斯・戴维斯在峰会上表示。
这位英特尔的高层管理人员在接受采访时指出,未来IT技术的发展方向必然是与其他行业进行融合,软硬件与服务结合的嵌入式解决方案,将帮助汽车、冰箱、洗衣机、电视机甚至鞋帽衣物获得智能互通的能力。
此前,英特尔曾经预测,到2015年全球将有150亿个嵌入式计算设备与互联网连接。全球嵌入式市场超过3000亿美元,其中手持设备有1600多亿美元,新兴的3D电视、汽车电子、智能家电、物联网和智能交通基础设施都会出现快速增长。
在这个进程中,中国尤其突出。据了解,全球嵌入式市场的年平均增长速度是31%,中国则达到49%。中国政府正在大力发展高科技,是全球首个推出物联网和三网合一国家政策的政府。
这对英特尔来说是绝佳的机遇。戴维斯透露,2010年英特尔在中国市场将布局四大领域:一是持续关注地方基础设施建设以及产业优化改造;二是内需市场中的汽车消费、零售业等重点领域;三是更加积极地参与3G移动通讯市场;四是抓住上海世博会和广州亚运会的高科技商机。
高歌猛进
从英特尔历史上第一款处理器诞生以来,它与嵌入式已经结缘了30多年,在30多个细分市场拥有3500家客户。可以说,目前几乎所有PC形态的嵌入式产品,都被它主导的X86处理器架构统治着。
然而,在移动互联网迅猛发展的形势下,PC已不再是应用的主角。“搭载嵌入式解决方案的众多随身设备才是未来个性化互联网时代的主流载体。”戴维斯说。显然,英特尔未来的嵌入式战略也不再单纯基于PC。
巧合的是,就在2010IDF召开的同时,英特尔公布了其2010财年第一季度财报。财报显示,英特尔第一季度净利润为24亿美元,比去年同期增长288%。
这是一份超乎分析师预期的报表。英特尔在其财报中分析称,此次业绩提升的原因在于手机芯片业务的营收表现强劲。
把这份报表和“到2015年互联网计算用户的数量将会再增加10亿”的预测放在一起考虑,不难理解英特尔重视移动互联网的原因。
被视为英特尔目前三号人物、公司执行副总裁兼全球架构事业部总经理浦大地描绘了英特尔在嵌入式市场的未来:在“酷睿”、“凌动”架构下,覆盖所有应用领域,其中,“至强”系列处理器将集中于服务器领域,而“凌动”则将全面渗透上网本、智能本、智能手机、车载信息系统、医疗系统等领域。
作为“嵌入式”系统的硬件平台。“凌动”在上网本市场已取得巨大成功,出货已达4500万片。不过,在英特尔的战略中,“凌动”平台的战略意义远非开启上网本市场那么简单。
英特尔全球副总裁、软件与服务事业部总经理詹睿妮透露,“凌动”将进入更多设备,除上网本、智能手机外,也正在进入互联网电视市场。据悉,基于“凌动”的全新消费电子产品将在今年第四季度正式推出。
这意味着,英特尔正在“全面嵌入化”。
为了展现英特尔嵌入式战略的与众不同,戴维斯在其主题演讲中,干脆将一辆华泰元田B11轿车开上了舞台。这是中国第一辆在汽车生产制造流程中采用基于英特尔“凌动”处理器的车载信息系统的轿车。
戴维斯强调:“尽管芯片依然是个性化互联网的重要技术驱动,但英特尔要做的不仅仅是把芯片放到上网本或手机里,而是要像苹果那样贩卖服务,互联网世界里英特尔的新定位是横向整合产业链的平台服务商。”
同时,戴维斯还透露,英特尔正在携手诺基亚推动基于Linux的MeeGo操作系统,该系统专为上网本和智能手机等便携设备设计,还可用于车辆和电视上网等非桌面平台。“我们为此还推出了嵌入式设计中心网站和IOH合作伙伴计划,着力打造一个开放的产业链交流与合作平台。”
苦涩与甘甜
事实上,在移动互联网市场,除了现有的笔记本和上网本,英特尔在手机、消费电子、机顶盒、车载娱乐系统甚至MID等领域,都不是目前的领导者。2006年,英特尔还无奈地将亏损多年的手机应用处理器xscale卖掉。
英特尔的难题在于:第一,PC处理器架构的功耗、成本较高,用在上网本及手机上,两三个小时就没电;其二,市场上操作系统过多,在转向移动互联网的过程中需要重新选择合作阵营。
对于一直被诟病的功耗问题,目前英特尔“凌动”架构已经改善很多,过去ARM有一定优势,但现在英特尔与ARM旗鼓相当。
在合作伙伴的选择上,过去英特尔与微软称兄道弟,被认为是“Wintel”联盟。不过近几年,英特尔一直布局开源Linux,正在弱化对微软的依赖。詹睿妮表示,拓展嵌入式市场,必须走开源之路,适应多种开发环境。
这正是英特尔2月份牵手诺基亚推出所谓Meego战略的理由。两大巨头都在暗中开发开源操作系统,同时都在朝更多类型的移动互联网终端领域拓展,于是走到一起,成立了Meego联盟。如今,该联盟已拉进众多独立软件开发商、消费电子企业,其中包括东软、中标等中国软件企业。
目前，全球都十分关注物联网技术以及其所带来的价值，掌握物联网技术无疑占据了主动的地位，因此不能忽视其广泛的市场前景。
1 物联网网关概述
目前，物联网的结构有三种分类：感知层、网络层以及应用层。
1.1 感知层
同人体的感知一样，物联网也有感知层。该结构主要是借助传感器去感知，同人们一样去识别相关信息，这赋予了物联网以智能感知的功能。
1.2 网络层
网络层的功能就像是人体神经系统对信息进行处理一样，与感知层相比，其功能更加强大，也更加复杂。
1.3 应用层
应用层是第三层结构，也是物联网结构的顶层，能够实现物联网技术和其他技术的结合，实现物联网的多领域、多行业应用。并且，这三种结构缺一不可。
感知层能够起到感知信息的作用，其主要是借助传感器来实现的，如果没有太多的传感器，还可以借助网络与设备的连接实现传感器的功能，但这样会造成资源浪费。为了节省资源，顺利实现数据传送，最好能够将所有的设备与网络层相连，实现数据的统一传送。为了避免传感器设备不足造成的资源浪费问题，最好能够在感知层和网络层之间设置一个汇聚层，通过该汇聚层衔接这两个结构，就不会出现资源浪费的问题，并且能够实现数据的传送。
1.1 物联网系统的分析
物联网网关需要高度重视，其功能先进，全面，不仅可以感知，还能够实现远程监控，并且可以接入不同的网络。物联网网关的感知功能主要是以网络形式来体现的，并且配合多功能传感器获取不同的信息进行感知。这些传感器的接入形式不同，从目前来看，主要可分为有线和无线两种接入模式。有线接入的速度较慢，不具备无线接入的某些功能，因此，无线网络的应用越来越频繁。目前，常见的移动设备都具备无线网络的接入功能，并能够实现快速传送，这样就可以大大提高无线网络的使用范围。随着无线网络的不断发展，其必定会成为主要的接入方式。
不同结构进行网络互通所采用的传感器不同，对信息的感知也会不同，为了实现不同结构的网络互通，需要设置一个协议网络。因为，协议网络可以实现不同结构的网络互通，如果]有协议网络的支持，数据的交流就会变得十分困难。目前常见的协议网络主为Mod bus，在许多领域都有其身影。
在物联网系统中，检测控制管理是一个重要的功能，其主要目的是对数据进行监控，实现科学的管理。首先，在网关中有许多不同的功能，对这些功能进行合理控制，就能够实现物联网技术的突破，为人们的生产和生活带来方便。其次，对网络连接进行集中管理，也是检测控制管理的常见功能。检测控制管理主要是对系统和外界的网络进行内外监控与管理，其功能更加全面。
1.2 物联网系统的整体设计策略
物联网网关之所以很重要，主要是由于人们对于物联网系统的要求越来越高，因此，物联网网关的形式设计就受到了人们的高度重视。目前，物联网的运行平台主要有PC机和嵌入式。由于嵌入式系统内核小、专用性强，在许多领域占据主导地位。因此，嵌入式系统的优势更大，其应用范围也越来越广泛。物联网网关的设计有许多方式，借助嵌入式系统进行设计是可行的，并且大大推动了物联网网关的发展。
2 物联网网关硬件的设计
进行物联网网关硬件设计的时候，必须要考虑到网关所运行的环境，以及网关自身对硬件的要求。总体来看，网关硬件设计需要遵循成本低、降低能源消耗、实现高效率处理的原则，因此，常见的硬件设计就是采用AT9LSAM9260。该平台具有极好的兼容性，存储空间大，能够高效处理信息，在苛刻的环境下也不影响网关的正常运行。
对于接入方式的选择，主要以无线接入为主。物联网的硬件是物联网网关中非常重要的一部分，以其内部的主控制器电路为例，其关系到系统的数据转换和网关功能的实现，因此要注意其严谨性。目前，网络接口电路主要有MII和RMII两种模式，这两种模式可以通过对应硬件引脚配置来达到所需目的。
对于物联网中串行接口电路设计，一般会选择RS232和RS485。在进行串口设计的时候，应用这两种方式，一方面可以起到节能降耗的效果，另一方面能够优化物联网系统，实现不同结构网络的互通。进行串口设计之后，还要增加一些模块，这样才能真正实现物联网网关硬件的功能。
3 物联网网关软件的设计
在进行物联网网关软件的设计的时候，需要对通信接口的数据进行采集和处理，因此要对整个框架进行分层。分层之后，对不同的层要进行处理，底层要搜集数据，中间层要处理数据，实现数据的传送，并设置相应的监控模块进行监控。为了确保物联网系统的灵活性，一方面要保证不同模块之间的有机联系，另一方面要实现系统整体功能和谐统一。
在本次研究中，物联网网关的设计与实现的平台主要是嵌入式系统，而不是传统的PC平台。但是，由于要优化物联网网关软件设计，还需要借助PC平台进行代码的开发与调试。
4 结束语
综上所述，物联网网关的开发与设计主要采取嵌入式系统，能够满足人们生产和生活的需要。随着社会的进步和科学水平的不断提升，相信在不久的将来，物联网系统会更加完善。
参考文献
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作者简介
0 引言
目前，物联网的发展在许多国家已经上升为国家战略，故在各行各业、社会管理和民生方面都将发挥重要作用。物流是物联网较早落地的行业之一，现代物流的发展需要数据的采集和传播具备高效性、准确性以及安全性，而物联网技术恰恰具备这些功能，因此，将物联网应用在物流领域具有很高的现实意义。物联网的应用从根本上提高了对物品生产、配送、仓储、销售等环节的监控水平，改变了供应链流程和管理手段，对于物流成本的降低和物流效率的提高具有重要意义。在应用智能终端的新型物流业务中，结合实际需要，配备无线网络环境和条形码技术，可以随时掌握物流链的任意节点上货物的情况，大大减少错误的发生，提高了工作效率，规范了企业的管理，在物流领域中得到了越来越广泛的应用。
1 物联网简介
物联网（Internet of Things）是一个基于网络、广域网或局域网等信息承载体，让一些相对零散的普通物理对象能够通过某种连接来实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化3个重要特征。
简而言之，物联网就是把所有物品通过信息传感设备与互联网连接起来，进行信息交换，即物物相息，以实现智能化识别和管理。物联网将与媒体互联网、服务互联网和企业互联网一道，构成未来互联网。
物联网有许多广泛的用途，用途涵盖：政府工作、公共的安全、智能家居、消防安全、工业监测、交通运输、环保领域、健康管理、花卉栽培、水质管理、食品安全、老人护理、国防安全和防控管理等多个领域，本文主要探讨其在现代物流领域中的应用及其使用到的关键技术。
2 物联网在现代物流领域的应用
物联网在现代物流领域有着广泛的应用。
2.1 运输过程的智能管理
目前，物联网的GPS/GIS卫星定位技术、RFID技术、传感器网络技术在智能物流中已展开应用，以便实时了解关注对象的位置与状态，建立可视化的智能系统。在物流活动过程中实时实现对车辆定位、运输物品监控、在线调度与配送的可视化管理。目前，有些技术比较先进的物流公司或企业大都建立与配备了GPS智能物流管理网络系统，可以实现对车辆定位与温度实时监控等，初步实现物流作业的透明化、可视化管理。通过在运输路线上布置一些网络节点，当装有相应标签或传感器等设备的货车经过时，便可获知其运输的路线、时间、货物等相关信息，使后台管理者实现可视化管理。也可以通过定位技术定时取得位置信息，监管货物动态。
2.2 产品的可追溯性管理
应用物联网建立可追溯的智能系统，主要是为了实现在物流过程中的质量管理和责任追究的功能。基于RFID等技术建立的产品可追溯网络系统的技术与政策等条件都已经成熟，应当加快全面推进。目前，这些智能产品的可追溯系统在医药、农产品、食品、烟草等行业和领域已有很多成功应用，比如，将物联网中的视频技术镶嵌在生产系统中，不仅能够实时监控产品的制造过程，而且可以事后进行查询。物联网在货物追踪、识别、查询、信息采集与管理等方面发挥了巨大作用，为保障食品安全、药品安全提供了坚实的物流保障。
2.3 智能自动的物流配送管理
运用基于传感、RFID、声、光、电、机、移动计算等各项先进技术，在物流配送中心实现全自动化管理，建立配送中心智能控制、自动化操作网络，从而实现物流、商流、信息流、资金流的全面管理。配送中心可以利用物联网中的RFID等技术，根据需要将电子标签贴在货物、托盘或者周转箱上面，通过物品信息的实时记录、处理，再结合物联网的智能处理系统，实现货物出入库、盘点、配送的一体化管理。目前，很多的配送中心在货物装载和卸车上采用智能机器人、激光或磁性无人搬运车来进行作业和物品的搬运，采用自动化的分拣来作业，包括出入库也是自动化的机械来操作，使得物流配送作业系统能够实现自动化智能化。
2.4 企业的智慧供应链
全球化背景下的企业竞争将是供应链与供应链之间的竞争，对企业的物流系统、生产系统、采购系统与销售系统提出较高要求。面对大量的个性化需求与订单，准确预测客户需求等问题是企业经常遇到的，这就需要智慧物流和智慧供应链的后勤保障网络系统支持。物联网在物流业中的应用将产生智慧生产与智慧供应链的融合，各个物流供应链的参与者可以按照预定的权限和流程各行其事，企业物流完全智慧地融入企业经营之中，信息流无缝链接，既可分工协作，又相对独立。
3 物联网应用的关键技术
物联网关键技术主要涉及传感器技术、RFID技术和嵌入式技术。
3.1 传感器技术
这是计算机的一种关键技术。绝大部分的计算机现在能够处理的都是数字信号。计算机都是需要用传感器来把模拟信号
换成数字信号的，这样计算机才能处理。传感器作为信息获取的重要手段，与通信技术和计算机技术共同构成信息技术的三大支柱。
3.2 RFID技术
RFID（Radio Frequency Identification）技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。也是一种传感器技术该技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术，目前RFID技术应用很广，如：图书馆，门禁系统，食品安全溯源等。RFID在自动识别、物品物流管理中同样有着广阔的应用前景。
3.3 嵌入式技术
嵌入式技术执行专用功能并被内部计算机控制的设备或者系统。嵌入式系统不能使用通用型计算机，而且运行的是固化的软件，用术语表示就是固件（firmware），终端用户很难或者不可能改变固件。这是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。嵌入式是一种专用的计算机系统，作为装置或设备的一部分。通常，嵌入式系统是一个嵌入式处理器控制板，有控制程序存储在ROM中。事实上，带有数字接口的设备有很多都是这样的，比如录像机、汽车、手表、微波炉等，都使用嵌入式系统。嵌入式系统有一些还包含操作系统，不过大多数嵌入式系统都是是由单个程序实现整个控制逻辑。近年来嵌入式技术得到了快速的发展，嵌入式产业涉及的领域也越来越广泛，彼此之间的特点也是很明显的。如很多行业：军工产业、手机厂家、平板及车载导航、数字电视、多媒体终端、网关等。嵌入式系统正在逐渐的改变人们的生活，推动着生产以及国防的发展。传感器、嵌入式系统在物联网中有着非常关键的地位与作用。
4 结论
物联网发展的步伐越来越快，很快就会进入规模发展阶段，物联网的发展将对提升很多产业的经济附加值，促进经济的发展方式进行转变，对产业结构的调整也具有非常重要的意义。物联网在物流领域的发展也将越来越广泛，它正推动着物流行业的变革，在不远的将来，随着物联网理念的引入，随着我国物联网标准体系的完善，越来越多的研发基地的建立，更多的行业应用等多项工作的推进，物联网将对物流业产生更强大的影响，这势必会带来智能化的物流配送链条、更敏捷的供应链、物流链条中商品的透明化与实时化管理，实现物流的可追踪管理。我们相信，在物联网的发展带动下，一个更加智慧、便捷、高效的美好物流前景将很快实现。
【参考文献】
1012的大市场
在1999年物联网概念就开始提出，实际上就是互联网向物联网的转移，要上物联网的设备是1012数量级，非常巨大。但我们现在的Internet网的利用率该产品还很低，只有2％-5％。目前嵌入式设备需要联成网络，但嵌入式设备一般无浏览器，需要建立信息平台，实现低端和高端的连接。
与物联网相关的热调
感知中国、物联网、智慧地球、CPS(Cyber-Physical System，信息融合物理系统)等与传感网络相关的词汇最近很热……
物联网的概念最早是从RFID(射频识别)技术这个领域来的，1999年专门做RFID的EPC global前身――麻省理工Auto-ID中心提出。它当时指每一个物品上都贴一个电子标签，这样通过后台信息系统构成一个借助于Internet、所有物品都能互相联系起来的一个物联网。但是这个概念当年并没有太多人关注，真正受到关注是从2005年ITU(国际电信联盟)重新定义了物联网的概念。它主要是从信息和通信的角度去考虑，集中在三个“Any”(anytime、anyplace、anyone)去获取信息。从此概念能看出，RFID技术、传感器技术以及嵌入式智能技术是物联网的基础部分，即底层技术。
物联网的发展主要是2008年IBM从商业角度提出所谓的“智慧地球”。物联网有三大层，底层是感知层，中间是网络层，上层是应用层。基于此，智慧地球的核心技术有三个i：instrument，传感技术(物联化)；interconnected(互联化)；intelligent(智能化)。
目前，学术界流行一个词CPS。我们人类社会生活在两个世界上，一个是信息世界，一个是物理世界。信息世界跟物理世界的融合，就称为CPS。中国计算机学会微机专业委员会嵌入式学组组长、复旦大学的陈章龙教授一年前开始研究CPS，但是他和IBM和Intel等公司去探讨时，这些商用公司说他们知道CPS，但现在不会去做CPS、因为做CPS风险很大。CPS实际上就是信息和物理系统的融合，即三个c：1，把物理设备Computer化；2，通过通讯(communication)和后台连起来；3，Control。这不是把CPS单独拆离开来一个一个的系统，从控制层面来看，是整个的一个大系统。这样一来，我们的计算机就要有一个变更性的革命，因为我们计算机处理的是数字的、离散的、跟时间无关的对象，而现在如果是CPS，处理的对象则是模拟的、连续的、跟时间相关的，那么所有的理论、语言都要配套重来。所以美国也是首先在自然资金里面展开这个方面的探索工作。
总理2009年8月到无锡考察时，提出重视发展“感知中国”。目前要做的工作是三个方面：把传感系统和3G中的TD技术结合起来：在国家重大科技专项中，加快推进传感网的发展：尽快建立中国的传感信息中心。
不仅感，还要知、行
陈章龙教授认为，“感知中国”的感知耐人寻味，“感”是传感器通过RFID对信息的采集和传输：关键是“知”，就是要通过处理计算，并返回去，才会产生真正的价值。
无线传感器网络在国内已经炒了十年，现在重新拿出来，我们一定要认真考虑以前的十年炒无线传感器网络为什么没有“量变成质变”?因为我们只发展了“感”，还没有去“知”。
中国科学院自动化所的关强博士提出要重视“知”和“行”。物联网的架构包括几层：基础层、传输层，还有执行，即所谓感知的“知”和行动的“行”，控制、中间件、公共信息服务，最后结合到具体的应用去。
嵌入式的机遇
无论是物联网三要素(感知行)，还是智慧地球3i，CPS的3C，实际上都是在讲一件事：人、机、物的和谐发展。这对嵌入式系统的要求是什么?陈童龙教授认为第一要多功能化、低功耗、微型化，这些已经都在做了，比如无线传感器的结点的智能汇集，传感器的设计趋向一体化。由于嵌入式系统无处不在，有的可做得很小，例如智能灰尘，它里面的一些软件，即嵌入式软件也需要很小。
第二，嵌入式系统要网络化。假如现在就把互联网复制到物联网，这在技术上是行不通的，因为我们面向对象是数据，是连续的、动态的、是非结构化的。所以浏览就不能简单地设为嵌入式浏览器，因此需要在低端和高端之间建立信息中间件，OSGi(Open Service Gateway initiative)应运而生(图2)，是开放性的机构，专门针对汽车电子、家庭网络、移动设备和工业环境等特定领域的互联网中间件的应用。例如，OSGi联盟专门成立了一个名为汽车专家组(Vehicle Expert Group)的特别机构，为OSGi在汽车电子领域的应用制定规范。
关强博士从RFID应用角度介绍了嵌入式的发展机会。他说，很多案例是通过一定的技术手段来实现从终端到终端，一般来说是闭环应用。闭环只在一个特定的范围或是应用领域之内，还达不到开环，譬如公共领域的信息服务。因为实际上物联网的发展受制于应用模式，如果要做到开环，会面临复杂的问题：要找怎样的一种商业模式、基础设施由谁掏钱。
欧洲一家专门研究物联网、智能系统集成的协会对物联网的预测是四个阶段：
・2010年之前从RFID技术角度去讨论；
・2010到2015年电子标签、传感器网络实现更深层次的信息交互；
・2015到2020年实现互联物品智能化；
・2020年实现全面的智能化。
技术层包括以下几类(图3)：RFID标签、读写器等基础设备。还有传感器、传感器网络、传感设备。传输层(这也是ITU重新定义物联网的原因)主要是在网络层考虑，从网络技术、通信技术去考虑。我国提出利用3G去传输物联网，但这里还是涉及许多问题，比如信息终端，还有现在的操作系统，像中国移动推出的OMS操作系统，如果真正涉及到基础设施，还有工业以太网、交通、离散控制领域等特殊的网络，当然基础设施上还有一些软件的工作，比如中间件、中间件的功能、实时信息处理、海量的数据怎么处理。如果实现物联网应用，一定要正开环，因为开环要为公 共服务，涉及到更多的问题。
目前，物联网相关标准还很多，但总体上。与理想的物联网标准还差得很远。
那么RFID与嵌入式系统之间的关系如何?关强认为，首先是射频前端的特殊设计；再一个就是嵌入式系统设计方面，主要是把RFID作为一个组成部分。RFID产品的嵌入式系统设计看起来难度不大，因为只要RFID读写设备是固定式设备，基本上基于嵌入式Linux平台，主流产品目前是国外厂商实力较强，本土产品的操作系统还待完善。
应形成本土战略
到此看来本文就该结束，但本国家863计划信息技术领域专家组组长、北京航空航天大学校长怀进鹏院士提出不要成为国外理念的实验场，应该探索自己特色之路。他指出，物联网和智慧地球是美国人提出的，是否这次我们再为美国做注解。注解其发展的合理性，和中国成为其一个巨大的应用示范、产业化开动前期的一个试点?
通常来说，如果你自己提出了一个新概念。想坚持下来也许比较难，但是他们有了我们说我们也曾经想过了，这样再拿来更容易得到支持，尤其在特定的应用服务范围内。所以当时863小组在规划时认为，要借鉴国外的发展模式，再结合我们自己的重大的问题、重大的任务来进行谋划。我们需要思考三件事：第一，一种发展的畅想，能否在重大技术、产生重大突破的机会没有到来之前，我国有可能引领并坚持一些方向，也许最后还能形成国际社会的趋势；第二，在信息技术未来发展当中，建立以纯技术驱动为主的，结合以应用为创新模式的这种互动方式，也许在最近五年甚至十年当中，重大应用的突破对孕育和推进技术的发展带来机会，具体体现就是在网络和通讯技术上。最后，需要走从参与到主导的模式。
五年十年后面临互联网应用大突破
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（来源：文章屋网 ）
