“嵌入式系统在企业中的应用”调查报告
工学院范裕婷
内容提要：现今，全过程自动化产品制造、大范围电子商务活动、高度协同科学实验以及现代化家庭起居，是嵌入式系统在企业中应用的大好时机。2012年7月3-6日及7月13-14日，丽水学院工学院“嵌入式系统在企业中应用”调查团一行7人赴丽水市相关地区进行实地走访调查，走访不同类型的相关企业，通过召开座谈会、与公司负责人及技术人员面对面交流、察看应用嵌入式系统设备等多种途径，在此基础上，随队指导老师还给我们讲解嵌入式系统的几大应用及其发展趋势。整体上把握、从细处入手，本文较为系统地分析目前丽水市相关企业对于嵌入式系统应用的情况及存在的问题，并针对丽水的地理等特点，实事求是地提出了推进丽水市相关企业嵌入式系统应用的水平，需要进一步提高对嵌入式系统应用领域及趋势的认识，增强技术设备等对策和建议。
关键词：企业 嵌入式系统
一、调查背景
嵌入式系统在工业领域中，一直有着控制的需求。最早的年代是用机械的方式来达到这样的需求；随着时代的进步，进化到使用电子式的控制。在最近几十年中计算机的出现，更使得控制进化到使用计算机，也使得控制可以自动化，而不需要人工操纵。然而计算机最早的设计并不是为了工业自动控制而设计的，但计算机可以做一些类似人类思考的行为或运算，因而工业自动控制不得已只好使用商用计算机。
丽水地处浙西南，浙西南是欠发达地区，和省内先进城市相比，整体水平还比较落后，企业工业化建设与经济社会发展要求还存在一定差距。一方面，丽水围绕“生态立市、工业强市、绿色兴市”三市并举战略以实现跨越式发展，其中，要保证工业化的飞跃发展，就必须大力发展像嵌入式系统等技术型的企业，要打出旅游“金名片”，就要在发展的同时加强对企业技术化发展，以其作为坚强的后盾力量；另一方面，努力发展企业技术化发展，引入技术性设备等发展更高层次的工业化，可以促进丽水在发展“绿谷”文化的同时，还可以拥有坚固的后翼，
加快城乡一体化发展，缩小贫富差距。
“嵌入式系统在企业中应用”调查团是丽水学院暑期实践项目。丽水学院是一所市属本科院校，作为智囊团和点子库，为丽水市的发展提供重要参考。为了组织好此次暑期社会实践，在上级团组织和分院党总支的领导下，调研团统筹规划、周密部署、精心实施，由丽水学院工学院嵌入式系统专业课老师任指导老师，电信专业、数控专业、计算机专业等7名同学为队员，大家各司其职，分工明确，认真落实实践前后各项工作。
二、嵌入式系统在企业中应用总体情况
过去：嵌入式系统通常是深嵌于最终产品之中，以系统控制为基础，一般不与外界连接。其微控制器在一个相当封闭的系统中工作，定时查询外设、收集数据、完成简单的处理工作，以及控制开关和LED指示灯。此外，微控制器也进行少量的数据操作或数据传输。由于它们不会与局域网 (LAN)或互联网(Internet)连接，所以不存在保安的问题。比如：此次调研位于南山工业园的永通科技公司，此公司以生产LED等各种灯具为主，其中，就用到嵌入式系统编程控制进行一系列生产线作业。
现在：现今的嵌入式系统一般都要连接到局域网，这样就有数
十、甚至上百个控制器连接在一起。举例说，汽车制造和工业控制领域中的CAN有上百个微控制器在相互作用；ZigBee 无线控制网络也有若多数量的微控制器互连在一起。而且，随着嵌入式网络越来越复杂(因此需要更大的网络带宽和更远的传输距离)，嵌入式以太网也开始涉足于工业控制、建筑物自动化、医疗和保安产品市场。目前市场的发展趋势是将这些局域网需要通过企业内联网或外联网特别是互联网与外界连接。嵌入式系统联网要求的不断增加，导致微控制器必须具备更多性能，更强的互连性，增加程序和数据内存空间来支持相应的通信协议，提高性能和处理带宽以进行系统传输数据、执行通信协议和提供严密的保安能力。在需要通过内联网或互联网监控CAN或ZigBee 网络的应用环境中，嵌入式微控制器必须能支持10/100M以太网、CAN、ZigBee 网络以及其他网络协议，更必须具有先进的安全加密算法。
另一个影响嵌入式系统的因素是通用串行总线 (USB) 的快速普及，尤其是在 PC 及其外设领域。与提供基本通信链路的传统通用异步收发器 (UART) 接口
不同，USB是一种内置丰富驱动程序的即插即用式总线接口，能缩短开发周期和设备安装时间。不但设计人员喜欢这种接口，终端用户也因为不必为新购的外设安装加载新的设备驱动程序而乐于使用。再考虑到采用笔记本电脑对复印机、自助售货机、ATM机，工厂自动化设备、家用安全系统等完成系统设置和现场服务，可以预计USB在嵌入式系统将占一重要席位。新款的笔记本电脑都只配备了USB接口，所以由它们服务的系统也必须有USB接口，否则这些系统便得采用旧款PC或USB适配器。
“信息家电——数字机顶盒”、“嵌入式应用——汽车电子”、“智能玩具与机器人”、“工业控制——机床、电子、交通、航空航天等”等都是嵌入式系统现在的应用。
将来：2012年8月30日，微软在广州召开嵌入式研讨会，与来自金融、电子、教育、医疗等行业客户一同探讨嵌入式技术的发展趋势，体验微软全新的嵌入式平台。随着Windows 8即将发布，对应的嵌入式的Windows平台也一定会带来全新的用户体验。威创、广电运通、天河弱电、海格通信、金鹏集团、广有通信等业内150多位客户代表共同分享了微软领先的嵌入式创新平台及成功的行业解决方案。
2012年8月21日 至23日，深圳国际工业计算机及嵌入式系统展览会由深圳市创意时代会展有限公司在深圳会展中心举办。此展会是中国唯一专著于IPC与嵌入式系统的技术型展会。汇集最新IPC与嵌入式系统产品与技术，推动IPC行业向开放、融合、标准化方向发展，展现物联网、智能电力、智能交通、智能安防、汽车电子等行业应用方案，立足深圳，影响中国。还同期举办更多高端论坛，汇聚行业智慧。这次的主打产品是目前最具有发展潜力的固态硬盘。
因为现代加工技术发展,过去那种设定程序后就让其固定地按程序运行的方式已经不能满足人们对现代产品加工的要求了，人们迫切的希望嵌入式系统具有人机交互的功能。例如我们传统的电视、电冰箱其中也嵌有处理器，但是这些处理器过去只是在控制方面应用。而现在只有按钮、开关的电器显然已经不能满足人们的日常需求，具有用户界面，能远程控制，智能管理的电器是未来的发展趋势。这也是嵌入式系统外设发展的一个原因。
三、目前存在的主要问题
企业真正的需求是什么？
第一，IPC 并未完全符合工业真正的需求。首先在工业领域中，使用的设备通常会是一天24 小时，一年365 天永不停机的运作，而在这运作期间不能有设备损坏的情形发生，所以它所需要的是高稳定性，不是像商业所使用的一般稳定就可以了，例如我们在看电视时，如果电视突然无法看了，于是拍两下就可以看了，这是我们可以接受的；又计算机在开机或使用到一半时发生当机，重新开机之后就可以使用了，这也是可以被接受的，但是以上情形在工业的领域中是无法接受的。
那么要如何达到高稳定性呢？最基本的需求是不要有风扇，而且是在整个设备中都不要有风扇，因为风扇会将环境的灰尘吸入，造成设备损坏，所以没有风扇的设备将会增加其稳定性；另外设备也必须要是密闭式的，也是在防止灰尘以及其它脏乱所侵害；再来工业所需要的设备最好是愈省电愈好，因为用电量高相对的会增加成本；另一个工业需求是体积越小越好，因为体积小相对的在同一个空间中所能摆放的设备比较多，代表可以增加产能。
第二，技术人才队伍数量上有所提升，但基础仍非常薄弱，特别是复合型人才非常缺乏，不少人存在着从小城市跳槽到大城市的想法，导致人才流失。目前我市虽有3所大专院校设置了相关专业，每年为丽水培养信息技术类本专科毕业生1000多人。
第三，资金投入力量不足，应用程度不一致。一方面丽水工业还处于初步阶段，企业发展势头虽好，但规模尚未壮大；另一方面，多数管理者对技术化与企业发展的关系认识不足，因此对企业技术化的投入也很少。
四、对存在问题提出的对策建议
信息时代，数字时代使得嵌入式产品获得了巨大的发展契机，为嵌入式市场展现了美好的前景，同时也对嵌入式生产厂商提出了新的挑战，从中我们可以看出未来嵌入式系统的几大发展趋势：1，网络互联成为必然趋势；2，精简系统内核、算法，降低功耗和软硬件成本；3提供友好的多媒体人机界面；相信将来市场会出现更多，功能强大嵌入式系统产品。现提出以下建议：
一、政府引导与政策支持相结合。在要组织各种类型的研讨会和培训班，使管理者进一步了解企业技术化工作的重要性和紧迫性，特别是丽水位于浙西南欠
发达低于，信息相比较为闭塞。要通过国内外的典型案例分析，使企业真正受到教育和启发。同时各级政府在政策上也要对企业进行引导和支持，把技术化建设列为技术改造的一个重要部分，从政策调控上促进企业的技术化建设。
二、加强优化人才建设。企业技术型建设光靠设备更新是远远不够的，企业中，需要有一批既精通技术、又懂得企业经营管理的优秀专业人才来长期培训和帮助企业的所有其他相关人员，指导他们的各项工作，同时还要保证各个系统的正常运行和对系统的完善与维护工作。因此，培养多层次的人才是企业取得成功的必要条件，也是企业长远发展的客观要求。丽水虽是欠发达地区，但要有吸引人才的源动力。
三、走校企联合之路。
（1）充分利用现有资源促进信息化建设。高校在企业信息化建设中扮演了一个极其重要的角色，高校的优势体现在：人才优势(科技人员众多，各种专业人才聚集)；知识与科技优势；创新优势。高校的技术和人才可以较好地弥补中小企业技术人才不足的劣势。实践中,一方面,高校通过对企业人才需求信息及创新需求信息的捕捉，及时调整专业、课程及高校研究方向与内容,主动为企业创新活动服务。另一方面,企业可以通过设立奖学金、基金或订单培养等方式与高校共同培养适应于本企业自身需求特征的人才,同时开展创新合作。
（2）走以竞促教、竞教结合的道路。参加各类竞赛不仅可以真正提高学生的动手能力，培养学生创新意识，也能培养学生很多非智力能力,例如展示能力、写作能力、团队合作等。对学校和教师而言,竞赛也可以反馈教学中的诸多不足，进而促进教学体制的改革。丽水学院可以参加嵌入式比赛，条件成熟后可组织参加全国大学生嵌入式物联网设计大赛。
