嵌入式互联网的互联特性分析

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在嵌入式领域，我们或多或少地听说过“嵌入互联网(embedding the Internet)”这个新概念。有人预言，5年内PC将不再成为主要的互联网接入设备，互联网设备正在引领家用电器和工业设备的下一波冲击，从PDA到水泵，从冰箱到电源控板，从汽车到自动售货机，从仪表到医疗器械，这所有的一切都需要某种形式的在线互联，否则将很快被淘汰。对此，您以前肯定已有所耳闻，本文将从嵌入式互联网的应用、安全、特性、协议和软件等几个方面给予概要性的介绍。
       
        嵌入互联网的应用
       
        冰箱在重新排列牛奶(而非卷筒卫生纸)的同时还能播放MP3的功能已不再是推动嵌入互联网的唯一动力！因为对互联网的偏见和成见已完全被其实用性取代，因此，不妨想像一下3年之后您的母亲或父亲，甚至祖父母们完全被互联的设备所包围的情形。
       
        这完全有可能发生！在整个欧洲，几乎每个市场和应用领域都利用互联网进行互联。不在明天，不在3年以内，而是在今天！那么他们在何处进行呢？如果互联网互联特性无法使厨房成为校园中新的娱乐中心，那么我们又当何去何从？实际上，厨房仍然是考察互联网互联特性是否已经为生产商和消费者带来实际效益的理想场所。
       
        首先是洗衣机，甚至在洗衣机使用之前，就能真真切切感受到互联网互联特性的优越性！首次使用洗衣机时，可以根据出厂时的设置远程配置语音特性及其他一些局部特性(如水质分布)，以获得最佳性能。顷刻之间工厂再也不必为物流犯愁了！接着，还可以进行租赁设置，这是生产商完全为开拓新市场而提供给用户的每洗一次便付费(pay-per-wash)的洗衣方式。
       
        以前，消费者必须每周去一趟自动洗衣店，便能享受到与在家中洗衣相同的服务，而自己无须购买洗衣机。如果价格发生变动，这也没有问题，因为生产商只需在远程控制中心发送一封电子邮件即可同时更新每一台洗衣机的价格信息。如果洗衣机出现故障，那么又将如何处理呢？洗衣机自己可以通知远程控制中心，而且不仅仅是通知，还能详细说明故障出在何处以及哪部分需要修复。这样工程人员无须往返多次，只需一次即可修复故障，甚至还不需要工程人员。
       
        显然，用户可能希望预先知道与哪个工程人员进行联系，这样洗衣机只需发送一封电子邮件就能使工程人员在家中进行处理！那些或许还需要不时提供维修服务的生产商会认为这大大降低了维护成本。在我们不再谈论洗衣机之前，考虑一下设计人员在市场竞争中需要面对的最后一项挑战：他们不仅需要提供不起皱的衣服和自动手洗功能，而且每年还要从大气中清除数百万吨二氧化碳。
       
        提高所有家用电器的能源利用效率是互联网互联特性的另一核心优势，带有集成调制解调器的电表已经推出好几年了，该电表支持远程读数，但自从采用了互联网技术(如电子邮件)，现在该业务得到了显著增强。在最新的产品中，固件可以自动升级，新的费率可通过电子邮件在电网中发送至每个电表。作为应答，每个电表可提供实时的用电量和账单数据，从而得到最佳的负载分布。如果网络的电力需求达到峰值，嵌入到冰箱或洗碗机的智能便可利用电表提供的信息关闭电器30分钟左右。设想一下如果该技术推广到千家万户，那么不仅可以极大地改善环境，而且还能极大地节省用户的电费开支！
         
        嵌入式互联网的安全
       
        在离开家庭生活这个话题之前，再考虑通过互联网实现互联的安全系统。如果控制中心突然中断，那么将能通过一封电子邮件给出事故的详尽描述并采取适当的措施。以前当您度假时，肯定多次求助于邻居照看自己的房子，现在不管身处何地，为何不通过标准的网络浏览器检查家里的情况，或是在线控制电灯和窗帘，以使得别人感觉好像家里有人呢？
       
        需要再次指出的是，在上述所有示例中，关键不在于可以利用互联网互联特性实现什么，举出这些示例只是因为我们都很熟悉。在工业自动化、医疗器械、建筑控制、测试与测量、计算机外设、EPOS以及其他任何您能想到的应用中，互联网互联特性也都大有用武之地。
       
        即便每个人都坚信这一点，这里仍然还存在一个小问题，您所在公司生产的或是自动售货机，或是烟尘探测器，或是示波器，您理所当然地是这方面的行家里手，因为公司生产的就是这些，但您不是互联网、输电线TCP/IP或SMTP方面的专家，那么又当如何处理呢？
       
        互联特性的基本知识
       
        下面我们将介绍互联网互联特性的一些基本知识。当我们谈论互联网的互联特性时，我们究竟想要说些什么呢？最基本的一点，只需为电子设备提供可被普遍接受的“语言”，即可使任何设备相互通信。这种语言称为互联网协议。一旦使用了正确的语言，即可为电子设备提供网络地址和网页，这样我们就能通过互联网或局域网与该设备进行通信。所有这些均可嵌入到一个微控制器中。
       
        微控制器的选择完全取决于您。如前所述，您是本行业的专家，您所需的功能决定了所需的处理能力。我们可提供采用基于CISC、RISC、ARM或MIPS内核的8位至64位标准微处理器实现的互联网互联解决方案，这些内核既可集成应用程序，也可集成互联特性。
       
        下一步需要决定如何连接应用系统，这也完全取决于您。如前所述，由于很多测量设备都带有内置的调制解调器，因此可以采用PSTN连接。工业系统中，以太网最常用，那么就坚持使用以太网吧。或者您还可以采用ISDN或输电线，甚至还可串联起来。实际情况是，连接类型本身并不重要，因为所有的设备均使用相同的“语言”。只要连接类型适用于应用系统，那就不存在任何问题，因为我们可提供适用于所有连接类型的解决方案。
       
        互联协议和软件
       
        现在需要考虑一下软件。通过互联网协议进行通信，至少需要TCP/IP协议栈提供基本的互联，提供电子邮件服务的SMTP以及提供网页浏览服务的HTTP等也是必需的。这些功能完全取决于应用系统的要求，我们的解决方案不仅具有很强的灵活性，而且还颇具成本效益，因为只通过客户所需的连接方式。对于TCP/IP协议，8位微处理器在运行计算机提供的连接类型时存在一些困难，而32位应用则成本昂贵，我们提供了一个简化的协议栈，该协议栈的内存容量虽然较小，但具有很强的功能，并采用实时操作系统(RTOS)管理那些服务于应用程序的互联任务。
       
        本文小结
       
        这就是您所要了解的互联网互联特性，而且这种描述方式确实通俗易懂。虽然只是简单的介绍，但我们仍然讨论了很多不同的特性、硬件类型和软件选择。同时我们还了解到，欧洲的每一家设备生产商已经意识到互联网互联特性的优势。那么，如果在选择适用于应用系统的最佳解决方案时需要寻求帮助，或者需要全新的解决方案时，又该怎么办呢？
       
        从优化硬件选择到选择RTOS或开发定制的驱动程序，我们已经成立了由资深应用工程师组成的团队专注于互联网互联特性，以帮助客户熟悉整个开发流程。这意味着可以保障客户直接从销售商那里了解整个互联网环境对其产品的支持程度，而不是尽可能快地使产品分配到第三方那里。