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1、物联网时代的嵌入式系统人才培养物联网时代的嵌入式系统人才培养V0.55（2011.7.23）北京航空航天大学北京航空航天大学 单片机与嵌入式系统应用杂志社单片机与嵌入式系统应用杂志社 嵌入式系统联谊会嵌入式系统联谊会 何立民何立民物联网时代的嵌入式系统人才培养前言前言 物联网、云计算不是炒作，是物联网、云计算不是炒作，是现代计算机现代计算机革命的最新成果。革命的最新成果。 物联网技术物联网技术发展有发展有30多年历史多年历史，经历，经历三个阶段三个阶段：萌芽阶段、两大分支：萌芽阶段、两大分支 独立发展阶段与两大分支在高级阶段的交叉融合阶段。独立发展阶段与两大分支在高级阶段的交叉融合阶段。物联网
2、有物联网有三个源头三个源头，即，即智慧源头智慧源头、网络源头网络源头与与物联源头物联源头。嵌入式系统。嵌入式系统 既是物联源头也是局域物联网的网络源头，在物联网中起着半边天的既是物联源头也是局域物联网的网络源头，在物联网中起着半边天的 作用。作用。嵌入式系统有嵌入式系统有单片单片、嵌入嵌入、物联物联三大特征，三大特征，30多年来，经历了多年来，经历了单片机单片机 时代、时代、嵌入式系统嵌入式系统时代与如今的时代与如今的物联网系统物联网系统时代。当前，嵌入式系统时代。当前，嵌入式系统面临着面临着物联网系统的物联网系统的华丽转身华丽转身。物联网时代的嵌入式系统人才培养1. 物联网时代嵌入式系统的物
3、联网时代嵌入式系统的华丽转身华丽转身2. 物联网时代的物联网时代的嵌入式系统人才培养嵌入式系统人才培养1.嵌入式系统的华丽转身1.1 嵌入式系统在物联网中的嵌入式系统在物联网中的地位地位嵌入式系统是物联网中嵌入式系统是物联网中唯一唯一的物联的物联基因基因物联网唯一的物联基因在嵌入式系统中。物联网唯一的物联基因在嵌入式系统中。互联网无法自然延伸到物联网，必须依靠嵌入式系统互联网无法自然延伸到物联网，必须依靠嵌入式系统 才能与物理对象相连。才能与物理对象相连。嵌入式系统有嵌入式系统有全方位全方位物联物联特性：物感、物控、人特性：物感、物控、人- 物物 交互、物交互、物- 物交互。物交互。物联网底层
4、是物联网底层是“感知层”“感知层”提法不妥。提法不妥。1.嵌入式系统的华丽转身嵌入式系统从局域网到广义网嵌入式系统从局域网到广义网嵌入式系统有嵌入式系统有20多年的局多年的局域域物联网物联网的发展史：的发展史：80年代的年代的BIT BUS开始了局域物联网的发展进程。如开始了局域物联网的发展进程。如 现场总线局域网、现场总线局域网、CAN总线局域网、无线传感器局域总线局域网、无线传感器局域 网网。物联网系统是物联网系统是嵌入式系统的嵌入式系统的广义广义网网。智能家居接入互。智能家居接入互 联网后便可称为物联网家居。联网后便可称为物联网家居。广义网除了广义网除了电信电信网网、广播广播网网、互互联
5、网联网，还有，还有智智能电能电网网。1.嵌入式系统的华丽转身“嵌入式系统广义网”概念的提出“嵌入式系统广义网”概念的提出2005年年6月月4日在武汉，题为“日在武汉，题为“嵌入式系统的发展历程与技嵌入式系统的发展历程与技术前沿术前沿”的演讲中明确指出了”的演讲中明确指出了嵌入式系统局嵌入式系统局域域网网向向广义广义网网 发展发展是嵌入式系统的一个重要技术发展趋势。这一趋势推是嵌入式系统的一个重要技术发展趋势。这一趋势推 动了物联网的发展进程。动了物联网的发展进程。嵌入式系统的广义网就是物联网系统。广义网的概念嵌入式系统的广义网就是物联网系统。广义网的概念 大于互联网。与其说“物联网是互联网的延
6、伸”，不如说大于互联网。与其说“物联网是互联网的延伸”，不如说 “物联网是嵌入式局物联网是嵌入式局域域物联网物联网向向广义广义网的网的延伸延伸”。因为后”。因为后 者会使物联网的物联概念更加清晰、全面。者会使物联网的物联概念更加清晰、全面。1.嵌入式系统的华丽转身1.2 嵌入式系统的三个特征与三个时代嵌入式系统的三个特征与三个时代嵌入式系统嵌入式系统概念概念诞生于诞生于30多年前多年前：30多年前，嵌入式计算机系统与通用计算机（多年前，嵌入式计算机系统与通用计算机（PC机）机） 系统概念同时诞生在计算机学科领域。嵌入式计算机系统系统概念同时诞生在计算机学科领域。嵌入式计算机系统 简称嵌入式系统
7、，走上了单片微控制器的发展道路。简称嵌入式系统，走上了单片微控制器的发展道路。嵌入式系统有三个本质特征：物联、单片、嵌入嵌入式系统有三个本质特征：物联、单片、嵌入 物联物联使使命命：有全面的物联接口：感知、控制、交互；：有全面的物联接口：感知、控制、交互； 嵌入嵌入方方式式：在对象体系中的嵌入式应用方式；：在对象体系中的嵌入式应用方式； 单片单片形态形态：能实现最广泛地嵌入式应用要求。：能实现最广泛地嵌入式应用要求。1.嵌入式系统的华丽转身嵌入式系统经历了三个时代：嵌入式系统经历了三个时代： 单片机、嵌入式系统、物联网系统单片机、嵌入式系统、物联网系统单片机时代单片机时代：突出单片形态：突出单
8、片形态智智能能化化电电子子时代，电子技术领域单打独斗的时代。时代，电子技术领域单打独斗的时代。嵌入式系统时代嵌入式系统时代：突出嵌入式应用：突出嵌入式应用计算机学计算机学科回归科回归，使嵌入式系统应用水平急剧提升。，使嵌入式系统应用水平急剧提升。物联网系统时代物联网系统时代：突出物联使命：突出物联使命嵌入式系统物联、嵌入式系统物联、局局域域物联网物联网与通用计算机互联网在与通用计算机互联网在 高级阶段的融合。高级阶段的融合。1.嵌入式系统的华丽转身1.3 嵌入式系统的嵌入式系统的华丽转身华丽转身第第一一次次华丽转身：华丽转身：从从单片机单片机到到嵌入式系统嵌入式系统计算机学科介入，从计算机工程
9、方法角度提升了嵌入计算机学科介入，从计算机工程方法角度提升了嵌入 式系统应用水平式系统应用水平第二次第二次华丽转身：华丽转身：从从嵌入式系统嵌入式系统到到物联网系统物联网系统单机、局域物联网向广义网延伸，形成了无限时空领域单机、局域物联网向广义网延伸，形成了无限时空领域 中的物联网系统。中的物联网系统。2.嵌入式系统人才培养探讨物联网的人才需求、人才结构与人才培养道路探讨物联网的人才需求、人才结构与人才培养道路 2.1 嵌入式系统的嵌入式系统的独独特地位特地位嵌入式系统是物联网嵌入式系统是物联网唯一唯一的物联的物联手段；手段；物联网应用是以物联网应用是以嵌入式系统嵌入式系统为基为基础础的物联的
10、物联应用；应用；嵌入式系统的学嵌入式系统的学科建设科建设迫在眉睫。迫在眉睫。嵌入式系统有嵌入式系统有30多年多年独立的技术发展史独立的技术发展史；有无限大的应用领域与应用前景；有无限大的应用领域与应用前景；有多学科技术支持下有多学科技术支持下鲜鲜明明的技术发展的技术发展道略道略。2.嵌入式系统人才培养2.2 重视物联网的基础教育重视物联网的基础教育技术发展史技术发展史的教育的教育嵌入式系统发展史：嵌入式系统发展史：物联网发展史：物联网发展史：技术知识的技术知识的普及教育普及教育嵌入式系统概论、物联网概论的嵌入式系统概论、物联网概论的入入门教育门教育。方法方法学的学的教育教育知知识平台模识平台模
11、式式下产业、科技的方法学教育。下产业、科技的方法学教育。2.嵌入式系统人才培养2.3 平台模式下的人才培养平台模式下的人才培养人才需求的重大变革：普遍的人才需求的重大变革：普遍的平台化产业变平台化产业变革革从一体化封闭型企业到从一体化封闭型企业到平台化平台化的扇形产业生态体系。的扇形产业生态体系。一体化封闭型企业：上世纪一体化封闭型企业：上世纪50年代的收音机行业。年代的收音机行业。 扇形产业生态体系：上世纪扇形产业生态体系：上世纪90年代的年代的VCD行业。行业。IT工工程程师岗师岗位位数量数量需求需求的的急剧下急剧下降降。工科院校“工程师摇篮”的人才教育模式必须转型，工科院校“工程师摇篮”
12、的人才教育模式必须转型，如何转型？如何转型？向平台化向平台化的的模模式式转转型型。2.嵌入式系统人才培养平台扇出下的人才需求结构平台扇出下的人才需求结构 金字塔金字塔式式的三种的三种人才人才需求需求，全全球球化化的的平台岗位平台岗位分分工工。平台平台原创原创人才人才 知识创新到知识平台的转化，原创企业。知识创新到知识平台的转化，原创企业。平台平台集集合合人才人才 原创平台的行业应用集合。为嵌入式系统应用提供良原创平台的行业应用集合。为嵌入式系统应用提供良 好的应用环境。使平台到最终应用只有一步之遥。好的应用环境。使平台到最终应用只有一步之遥。平台平台应用应用人才人才 各领域中的最终应用，无限大
13、的应用领域。从单片机的各领域中的最终应用，无限大的应用领域。从单片机的 智能化工具、嵌入式系统局域网到物联网系统应用。智能化工具、嵌入式系统局域网到物联网系统应用。2.嵌入式系统人才培养软件软件人才人才的广泛需求的广泛需求以以软件软件为中为中心心的智慧地球的智慧地球 智慧地球的智慧形式是指令系统基础上的软件技术。智慧地球的智慧形式是指令系统基础上的软件技术。可能出现的可能出现的后后硬件硬件时代时代硬件的硬件的SoC化、平台化、模块化的后硬件时代。后硬化、平台化、模块化的后硬件时代。后硬 件时代，硬件人才需求下降，软件人才的需求急剧上升。件时代，硬件人才需求下降，软件人才的需求急剧上升。专专家家
14、系统的系统的软件软件人才人才需求大增需求大增深蓝深蓝计算机的“国际象棋大师”、计算机的“国际象棋大师”、沃森沃森计算机的“人计算机的“人 工智力竞赛”表明专家系统软件技术成熟。物联网系统中工智力竞赛”表明专家系统软件技术成熟。物联网系统中 专家系统的智慧大脑软件有迅速增长的需求。专家系统的智慧大脑软件有迅速增长的需求。2. 嵌入式系统人才培养2.4 全全球球化化平台平台分分工工格格局局不易改变不易改变平台平台原创原创的的舞舞台台太小太小，已呈垄断之势。，已呈垄断之势。IT产业的扇形生态体系已成全球化不可逆转的趋势：产业的扇形生态体系已成全球化不可逆转的趋势： 扇形生态体系一旦形成，很难撼动扇端
15、产业的垄断与驾扇形生态体系一旦形成，很难撼动扇端产业的垄断与驾 驭地位。扇形生态体系中谁也离不开谁。驭地位。扇形生态体系中谁也离不开谁。保护保护与发与发扬我国扬我国平台平台应用应用的优势的优势近近30年的摸爬滚打，培养了大批嵌入式系统人才。年的摸爬滚打，培养了大批嵌入式系统人才。 在在平台平台集集合合与与平台平台应用应用领领域域大作大作为为，有较高水平。，有较高水平。2. 嵌入式系统人才培养2.5 以嵌入式系统为中心物联网人才培养以嵌入式系统为中心物联网人才培养多学多学科科的的物联网物联网专专业建设业建设微电子学科、计算机学科、信息学科微电子学科、计算机学科、信息学科，从不同角度奠，从不同角度
16、奠 定物联网的应用技术基础。定物联网的应用技术基础。以以嵌入式系统嵌入式系统为中为中心心的的专专业建设业建设嵌入式系统专业与物联网专业嵌入式系统专业与物联网专业并行并行不不悖悖； 嵌入式系统专业承担嵌入式系统的学科建设；嵌入式系统专业承担嵌入式系统的学科建设； 物联网专业承担物联网应用中嵌入式人才培养。物联网专业承担物联网应用中嵌入式人才培养。物联网时代的嵌入式系统人才培养结束语结束语 1. 物联网的唯一物联基因在嵌入式系统中，物联网的唯一物联基因在嵌入式系统中，物联网不是物联网不是互互联联 网的网的自然延伸自然延伸； 2. 物联网的物联网的底层底层不是不是感知层感知层，是物联层，包括物感、物控、，是物联层，包括物感、物控、 物互（人物互（人- 物交互、物物交互、物- 物交互）；物交互）； 3. 要认真要认真研究研
