嵌入式開發(fā)是一個低調(diào)的領(lǐng)域。相比Web開發(fā)和企業(yè)級開發(fā)，嵌入式開發(fā)這一領(lǐng)域似乎很少在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)出聲音。隨著智能設(shè)備的興起，智能手環(huán)、手表、眼鏡、燈泡等產(chǎn)品成為互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的下一個目標，而物聯(lián)網(wǎng)這一概念再次復蘇，嵌入式開發(fā)開始引起很多互聯(lián)網(wǎng)工程師的關(guān)注。
那么，現(xiàn)在的嵌入式開發(fā)是怎樣的？相比十年前、二十年前有什么發(fā)展？“物聯(lián)網(wǎng)”這一大概念下，應用開發(fā)者應從何切入？本次訪談，我們邀請到一位不那么低調(diào)的嵌入式開發(fā)者，來跟我們分享他對這些問題的看法。
一種基于物聯(lián)網(wǎng)嵌入式平臺的水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括底層數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸與處理模塊、終端數(shù)據(jù)接收顯示和存儲模塊，所述底層數(shù)據(jù)采集模塊連接數(shù)據(jù)傳輸與處理模塊，所述數(shù)據(jù)傳輸與處理模塊通過無線傳輸發(fā)送給終端數(shù)據(jù)接收顯示和存儲模塊；所述底層數(shù)據(jù)采集模塊包括傳感器組、調(diào)理電路、單片機的A/D采樣口，所述傳感器組包括溶氧傳感器、溫度傳感器、水位傳感器、PH傳感器，所述溶氧傳感器、溫度傳感器、水位傳感器、PH傳感器均連接調(diào)理電路，所述調(diào)理電路連接單片機的A/D采樣口；所述底層數(shù)據(jù)采集模塊通過調(diào)理電路把傳感器信號轉(zhuǎn)化為電壓并傳輸單片機A/D采樣口；所述數(shù)據(jù)傳輸與處理模塊包括單片機、GPRS/GSM通信模塊，所述單片機連接GPRS/GSM通信模塊用于對數(shù)據(jù)的處理和傳輸，并通過GPRS信道經(jīng)TCP/IP協(xié)議將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒掌鳎凰鼋K端數(shù)據(jù)接收顯示和存儲模塊包括服務器、終端控制模塊；所述服務器無線連接終端控制模塊用于獲得水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)控歷史數(shù)據(jù)，并在終端請求下發(fā)送至終端控制模塊。
新型公開了農(nóng)業(yè)大棚嵌入式工業(yè)平板自動灌溉系統(tǒng)，包括HMI觸摸屏、輸入輸出板、繼電器、電磁閥、接觸器、水泵、溫度傳感器模塊、濕度傳感器模塊，其中HMI觸摸屏內(nèi)置嵌入式操作系統(tǒng)，預裝控制軟件，輸入控制程序后，連接輸入輸出板，輸入輸出板上繼電器輸出端連接到電磁閥和水泵，輸入輸出板上的模擬量接口連接溫度傳感器模塊和濕度傳感器模塊，可以實現(xiàn)給定時間參數(shù)的定時自動灌溉、設(shè)定溫度值自動灌溉、設(shè)定濕度值自動灌溉。本實用新型集成度高，設(shè)計簡單，成本低，有利于農(nóng)業(yè)大棚自動灌溉生產(chǎn)方式的推廣應用。
嵌入式智能農(nóng)業(yè)噴灌智能控制系統(tǒng)方案設(shè)計 托普物聯(lián)網(wǎng)認為所謂智能農(nóng)業(yè)噴灌智能控制系統(tǒng)就是不需要人的控制， 系統(tǒng)能自動感測到什么 時候需要灌溉，灌溉多長時間；系統(tǒng)可以自動開啟灌溉，也可以自動關(guān)閉灌溉；可以實現(xiàn)土壤太干 時增大噴灌量，太濕時減少噴灌量。要實現(xiàn)此功能就要充分利用可編程控制器的控制作用。系統(tǒng)要 實現(xiàn)自動感測土壤濕度的功能必須要有土壤濕度傳感器。 要實現(xiàn)灌溉水量的多與少的調(diào)節(jié)， 必須要有變頻器。
隨著互聯(lián)網(wǎng)科技的不斷進步,尤其是以Zibgee無線技術(shù)和移動互聯(lián)技術(shù)的快速發(fā)展，使得養(yǎng)殖業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系取得了革命性的突破，朗銳科技集團基于多年積累的嵌入式技術(shù)，在養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)率先建成了成熟的智能養(yǎng)殖示范區(qū)。
工程院院士，國家物聯(lián)網(wǎng)標準化專家委員會組長鄔賀銓說，希望通過該項目作為試點，帶動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，帶動廣東物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，將物聯(lián)網(wǎng)應用到更多的行業(yè)中去，為全國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展起一個示范性的作用。
我國是一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)是國民生產(chǎn)的重要組成部分，其中養(yǎng)殖業(yè)在農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)中有著較大比重，養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展狀況直接關(guān)系到千家萬戶的食品健康及安全。
養(yǎng)殖業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在基礎(chǔ)層面上監(jiān)控畜禽所處環(huán)境狀況和位置信息，收集溫度、風力、濕度、二氧化碳濃度等影響畜禽生長的關(guān)鍵環(huán)境指標，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行科學分析和處理，實現(xiàn)養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)在一定程度上的自動化控制和管理，幫助生產(chǎn)者減災、抗災和科學飼養(yǎng)，同時能進行災害預警，進而提高養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)效率和綜合效益。
得麗瓏公司通過組織研發(fā)工程師及科研專家開展技術(shù)攻關(guān)，在以下關(guān)鍵技術(shù)問題上獲得了重大突破，保證了養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性和安全性。
一、嵌入式工業(yè)平板傳感器設(shè)備的穩(wěn)定性和準確性：
在養(yǎng)殖業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方面，數(shù)據(jù)的準確性十分重要，對傳感器的穩(wěn)定性和準確性方面提出了更高的要求。
一方面，在環(huán)境惡劣或者出現(xiàn)自然災害的情況下，傳感器如果未能及時采集到數(shù)據(jù)或者數(shù)據(jù)出錯，系統(tǒng)在自動化管理時便不能做出正確的處理，可能導致重大的經(jīng)濟損失；或者相反會出現(xiàn)錯誤的預警，從而擾亂正常的生產(chǎn)活動。
另一方面，如果采集到的數(shù)據(jù)誤差過大，用戶獲得的數(shù)據(jù)將與實際情況有較大出入，從而造成用戶錯誤操作，而影響到實際的養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)，使用戶蒙受經(jīng)濟損失。
二、系統(tǒng)的容錯性和檢錯、糾錯能力：
在保證傳感設(shè)備的穩(wěn)定性和準確性的前提下，系統(tǒng)同時需具有較強的容錯性和檢錯、糾錯能力。
由于傳感設(shè)備異常導致采集數(shù)據(jù)出錯或者傳輸網(wǎng)絡問題，數(shù)據(jù)處理中心獲得的數(shù)據(jù)難免會出現(xiàn)差錯，這就要求系統(tǒng)有較強的健壯性，能夠在數(shù)據(jù)出錯的情況下能夠繼續(xù)正常運作；同時傳感器傳遞數(shù)據(jù)的格式需要有良好的設(shè)計，加入校驗位，使接收端能夠檢測錯誤并能夠加以糾正。
我們知道，校驗位越長，檢錯、糾錯的能力則越強，但是隨著校驗位的增加，數(shù)據(jù)的傳輸效率則越低，因此如何設(shè)計傳輸數(shù)據(jù)格式以及針對實際系統(tǒng)確定檢錯、糾錯能力和數(shù)據(jù)傳輸效率的平衡點是系統(tǒng)的一個難點。
三、海量數(shù)據(jù)的處理、挖掘和分析：
在養(yǎng)殖業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中，有海量的畜牧產(chǎn)品數(shù)據(jù)。傳感器會以一定的周期不斷的發(fā)送數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)堆積起來會形成海量的數(shù)據(jù)。一方面需要解決數(shù)據(jù)的存儲問題，另一方面如何有效的組織這些海量數(shù)據(jù)，采用何種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來高效的分析、處理數(shù)據(jù)也是面臨的挑戰(zhàn)。
總之，當前中國物聯(lián)網(wǎng)進入了高速發(fā)展時期，依托于物聯(lián)網(wǎng)的養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)是當下一種新的發(fā)展趨勢。深藍宇公司利用物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)的自動化控制、預警、減災、抗災，極大的提高了養(yǎng)殖業(yè)的生產(chǎn)效率，為養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展發(fā)揮了自己的一份力量。
由于ARM的強大的處理能力與其性能，目前ARM已經(jīng)被廣泛應用于各種嵌入式系統(tǒng)中。
嵌入式系統(tǒng)被定義為:以應用為中心,以計算機技術(shù)為基礎(chǔ),軟件硬件可裁剪,適應應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效率地設(shè)計,量體裁衣、去除冗余,力爭在同樣的硅片面積上實現(xiàn)更高的性能。32位ARM嵌入式處理器具有高性能、低功耗的特性,并且提供了可編程性和可操作性,軟件的設(shè)計可以獨立于硬件,已被廣泛應用于消費電子。
典型的基于ARM嵌入式Linux系統(tǒng)硬件平臺一般包括一個以ARM為內(nèi)核的處理器、存儲器和必要的外部接口與設(shè)備;其設(shè)計要點主要包括:ARM選型、bootloader開發(fā)、系統(tǒng)初始化、下載系統(tǒng)映像(操作系統(tǒng)固化)、存儲器管理等部分。
嵌入式工業(yè)平板ARM應用軟件的開發(fā)工具根據(jù)功能的不同，分別有編譯軟件、匯編軟件、鏈接軟件、調(diào)試軟件、嵌入式實時操作系統(tǒng)、函數(shù)庫、評估板、JTAG仿真器、在線仿真器等，目前世界上約有四十多家公司提供以上不同類別的產(chǎn)品。
用戶選用ARM處理器開發(fā)嵌入式系統(tǒng)時，選擇合適的開發(fā)工具可以加快開發(fā)進度，節(jié)省開發(fā)成本。因此一套含有編輯軟件、編譯軟件、匯編軟件、鏈接軟件、調(diào)試軟件、工程管理及函數(shù)庫的集成開發(fā)環(huán)境（IDE）一般來說是必不可少的，至于嵌入式實時操作系統(tǒng)、評估板等其他開發(fā)工具則可以根據(jù)應用軟件規(guī)模和開發(fā)計劃選用。
使用集成開發(fā)環(huán)境開發(fā)基于ARM的應用軟件，包括編輯、編譯、匯編、鏈接等工作全部在PC機上即可完成，調(diào)試工作則需要配合其他的模塊或產(chǎn)品方可完成。
