嵌入式開發是一個低調的領域。相比Web開發和企業級開發,嵌入式開發這一領域似乎很少在互聯網上發出聲音。隨著智能設備的興起,智能手環、手表、眼鏡、燈泡等產品成為互聯網企業的下一個目標,而物聯網這一概念再次復蘇,嵌入式開發開始引起很多互聯網工程師的關注。
那么,現在的嵌入式開發是怎樣的?相比十年前、二十年前有什么發展?“物聯網”這一大概念下,應用開發者應從何切入?本次訪談,我們邀請到一位不那么低調的嵌入式開發者,來跟我們分享他對這些問題的看法。
一種基于物聯網嵌入式平臺的水產養殖監控系統,其特征在于,包括底層數據采集模塊、數據傳輸與處理模塊、終端數據接收顯示和存儲模塊,所述底層數據采集模塊連接數據傳輸與處理模塊,所述數據傳輸與處理模塊通過無線傳輸發送給終端數據接收顯示和存儲模塊;所述底層數據采集模塊包括傳感器組、調理電路、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傳感器均連接調理電路,所述調理電路連接單片機的A/D采樣口;所述底層數據采集模塊通過調理電路把傳感器信號轉化為電壓并傳輸單片機A/D采樣口;所述數據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通信模塊用于對數據的處理和傳輸,并通過GPRS信道經TCP/IP協議將數據傳輸到服務器;所述終端數據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養殖監控歷史數據,并在終端請求下發送至終端控制模塊。
新型公開了農業大棚嵌入式工業平板自動灌溉系統,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觸摸屏內置嵌入式操作系統,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,可以實現給定時間參數的定時自動灌溉、設定溫度值自動灌溉、設定濕度值自動灌溉。本實用新型集成度高,設計簡單,成本低,有利于農業大棚自動灌溉生產方式的推廣應用。
嵌入式智能農業噴灌智能控制系統方案設計 托普物聯網認為所謂智能農業噴灌智能控制系統就是不需要人的控制, 系統能自動感測到什么 時候需要灌溉,灌溉多長時間;系統可以自動開啟灌溉,也可以自動關閉灌溉;可以實現土壤太干 時增大噴灌量,太濕時減少噴灌量。要實現此功能就要充分利用可編程控制器的控制作用。系統要 實現自動感測土壤濕度的功能必須要有土壤濕度傳感器。 要實現灌溉水量的多與少的調節, 必須要有變頻器。
隨著互聯網科技的不斷進步,尤其是以Zibgee無線技術和移動互聯技術的快速發展,使得養殖業的物聯網技術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,在養殖物聯網行業率先建成了成熟的智能養殖示范區。
工程院院士,國家物聯網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,帶動物聯網技術的發展,帶動廣東物聯網產業的發展,將物聯網應用到更多的行業中去,為全國物聯網發展起一個示范性的作用。
我國是一個農業大國,農牧業生產是國民生產的重要組成部分,其中養殖業在農牧業生產中有著較大比重,養殖業的發展狀況直接關系到千家萬戶的食品健康及安全。
養殖業物聯網在基礎層面上監控畜禽所處環境狀況和位置信息,收集溫度、風力、濕度、二氧化碳濃度等影響畜禽生長的關鍵環境指標,根據監測數據進行科學分析和處理,實現養殖業生產在一定程度上的自動化控制和管理,幫助生產者減災、抗災和科學飼養,同時能進行災害預警,進而提高養殖業生產效率和綜合效益。
得麗瓏公司通過組織研發工程師及科研專家開展技術攻關,在以下關鍵技術問題上獲得了重大突破,保證了養殖物聯網系統的可靠性、穩定性和安全性。
一、嵌入式工業平板傳感器設備的穩定性和準確性:
在養殖業物聯網方面,數據的準確性十分重要,對傳感器的穩定性和準確性方面提出了更高的要求。
一方面,在環境惡劣或者出現自然災害的情況下,傳感器如果未能及時采集到數據或者數據出錯,系統在自動化管理時便不能做出正確的處理,可能導致重大的經濟損失;或者相反會出現錯誤的預警,從而擾亂正常的生產活動。
另一方面,如果采集到的數據誤差過大,用戶獲得的數據將與實際情況有較大出入,從而造成用戶錯誤操作,而影響到實際的養殖業生產,使用戶蒙受經濟損失。
二、系統的容錯性和檢錯、糾錯能力:
在保證傳感設備的穩定性和準確性的前提下,系統同時需具有較強的容錯性和檢錯、糾錯能力。
由于傳感設備異常導致采集數據出錯或者傳輸網絡問題,數據處理中心獲得的數據難免會出現差錯,這就要求系統有較強的健壯性,能夠在數據出錯的情況下能夠繼續正常運作;同時傳感器傳遞數據的格式需要有良好的設計,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,數據的傳輸效率則越低,因此如何設計傳輸數據格式以及針對實際系統確定檢錯、糾錯能力和數據傳輸效率的平衡點是系統的一個難點。
三、海量數據的處理、挖掘和分析:
在養殖業物聯網中,有海量的畜牧產品數據。傳感器會以一定的周期不斷的發送數據,這些數據堆積起來會形成海量的數據。一方面需要解決數據的存儲問題,另一方面如何有效的組織這些海量數據,采用何種數據結構來高效的分析、處理數據也是面臨的挑戰。
總之,當前中國物聯網進入了高速發展時期,依托于物聯網的養殖業生產是當下一種新的發展趨勢。深藍宇公司利用物聯網實現養殖業生產的自動化控制、預警、減災、抗災,極大的提高了養殖業的生產效率,為養殖業的發展發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已經被廣泛應用于各種嵌入式系統中。
嵌入式系統被定義為:以應用為中心,以計算機技術為基礎,軟件硬件可裁剪,適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統。嵌入式系統的硬件和軟件都必須高效率地設計,量體裁衣、去除冗余,力爭在同樣的硅片面積上實現更高的性能。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系統硬件平臺一般包括一個以ARM為內核的處理器、存儲器和必要的外部接口與設備;其設計要點主要包括:ARM選型、bootloader開發、系統初始化、下載系統映像(操作系統固化)、存儲器管理等部分。
嵌入式工業平板ARM應用軟件的開發工具根據功能的不同,分別有編譯軟件、匯編軟件、鏈接軟件、調試軟件、嵌入式實時操作系統、函數庫、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品。
用戶選用ARM處理器開發嵌入式系統時,選擇合適的開發工具可以加快開發進度,節省開發成本。因此一套含有編輯軟件、編譯軟件、匯編軟件、鏈接軟件、調試軟件、工程管理及函數庫的集成開發環境(IDE)一般來說是必不可少的,至于嵌入式實時操作系統、評估板等其他開發工具則可以根據應用軟件規模和開發計劃選用。
使用集成開發環境開發基于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,調試工作則需要配合其他的模塊或產品方可完成。