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1、物联网时代的嵌入式系统服务创新物联网时代的嵌入式系统服务创新V0.5V0.52014(2014(第四届第四届) )嵌入式系统暨物联网教育发展嵌入式系统暨物联网教育发展高峰论坛高峰论坛（北京）（北京）140719北京航空航天大学北京航空航天大学嵌入式系统联谊会嵌入式系统联谊会单片机与嵌入式系统应用单片机与嵌入式系统应用杂志社杂志社何立民何立民2024/9/191物联网时代的嵌入式系统服务创新物联网时代的嵌入式系统服务创新 嵌入式系统将互联网变革到物联网的同时，嵌嵌入式系统将互联网变革到物联网的同时，嵌入式系统也走出入式系统也走出了了独立的产品科技创新时代，向独立的产品科技创新时代，向物联网的嵌入
2、式系统服务时代物联网的嵌入式系统服务时代进军。进军。 简单地回顾简单地回顾我国我国3030年来嵌入式系统科技创新的年来嵌入式系统科技创新的发展历程发展历程，以便以便把握未来的正确方向，更好地为把握未来的正确方向，更好地为嵌入式系统服务嵌入式系统服务 2024/9/192物联网时代的嵌入式系统服务创新物联网时代的嵌入式系统服务创新2024/9/1931. 301. 30年来嵌入式系统的年来嵌入式系统的科技创新科技创新2.2.智慧城市的嵌入式系统智慧城市的嵌入式系统服务热点服务热点3.3.从智能家居到智慧家居的从智能家居到智慧家居的服务变革服务变革4.4.物联网向个体延伸的物联网向个体延伸的可穿戴
3、式服务可穿戴式服务1.301.30年来嵌入式系统的科技创新年来嵌入式系统的科技创新 我国我国3030年来微控制器的年来微控制器的4 4个创新阶段个创新阶段1.1 1.1 集成电路集成电路的的科技创新科技创新1.2 1.2 微控制器的微控制器的产业创新产业创新1.3 1.3 平台时代的平台时代的整合创新整合创新1.4 1.4 物联网时代的物联网时代的服务创新服务创新案41.301.30年来嵌入式系统的科技创新年来嵌入式系统的科技创新1.1 1.1 集成电路集成电路的的科技创新科技创新 器件平台器件平台的的科技创新与创新科技应用分离科技创新与创新科技应用分离 以模数转换为例：上世纪以模数转换为例：
4、上世纪6060年代年代1616位为国家级科研课位为国家级科研课题题。早期：早期：电子工程师既要研究电子工程师既要研究模数转换技术模数转换技术，还要在系统，还要在系统中实现模数转换中实现模数转换电路。电路。创新与应用的统一创新与应用的统一。后来后来：科技创新成果专利化，出现了：科技创新成果专利化，出现了专利化专利化基础上的基础上的科技科技创新与创新科技应用分离创新与创新科技应用分离。电子工程师。电子工程师可以购买可以购买模数转换模数转换技术技术专利，在专利，在技术技术专利基础上专利基础上实现模数转换实现模数转换电路。电路。2024/9/1951.301.30年来嵌入式系统的科技创新年来嵌入式系统
5、的科技创新微控制器诞生后微控制器诞生后： 电子技术电子技术专利技术的器件专利技术的器件转化转化，电子工程师购买模数转，电子工程师购买模数转换芯片，换芯片，实现实现傻瓜化应用傻瓜化应用。器件平台上，器件平台上，科技创新与创新科技创新与创新科技应用彻底分离科技应用彻底分离。 科技创新的器件转化，器件基础上的傻瓜化应用，是当科技创新的器件转化，器件基础上的傻瓜化应用，是当今流行今流行的，的，平台平台基础基础上，上，科技创新与创新科技应用的彻底科技创新与创新科技应用的彻底分离分离。2024/9/1961.301.30年来嵌入式系统的科技创新年来嵌入式系统的科技创新1.2 1.2 微控制器的微控制器的产
6、业创新产业创新 从从一体化产业一体化产业模式模式到到扇形产业扇形产业模式模式的产业的产业创新创新早期早期：上世纪：上世纪5050年代年代，电子企业普遍电子企业普遍实现从研发到产品生实现从研发到产品生产的产的的的一体化一体化产业产业模式模式。后来后来：专利基础上的科技应用产业：专利基础上的科技应用产业，先进的电子企业引进先进的电子企业引进国外先进专利技术，实现产品更新国外先进专利技术，实现产品更新。微控制器诞生后微控制器诞生后：半导体器件基础上的：半导体器件基础上的上下游扇形产业上下游扇形产业。 半导体厂半导体厂推出推出产品平台产品平台及产品的及产品的技术解决方案技术解决方案；制造厂家；制造厂家
7、在产品平台基础上完成在产品平台基础上完成最终产品生产最终产品生产。 典型事例：典型事例：半导体厂家与乡镇企业的半导体厂家与乡镇企业的VCD/DVDVCD/DVD产业产业如今如今：ITIT产业产业基本上都是以基本上都是以平台为基础的、形形色色扇形平台为基础的、形形色色扇形产业链产业链。2024/9/1971.301.30年来嵌入式系统的科技创新年来嵌入式系统的科技创新1.3 1.3 平台时代的平台时代的整合创新整合创新 科技创新平台化科技创新平台化，平台基础上的整合创新平台基础上的整合创新早期：平台化器件创造了扇形产业模式早期：平台化器件创造了扇形产业模式的整合创新的整合创新 VCD/DVD V
8、CD/DVD产业中，半导体厂家为乡镇企业提供平台化器产业中，半导体厂家为乡镇企业提供平台化器件解决方案件解决方案，甚至帮助，甚至帮助乡镇企业乡镇企业开发最终产品。开发最终产品。 只有器件的产品整合，没有技术转移。只有器件的产品整合，没有技术转移。后来：后来：平台化的全面扩展平台化的全面扩展。 知识平台、产品平台、开发平台知识平台、产品平台、开发平台（集成开发环境）（集成开发环境）、服务、服务平台平台（有偿或无偿的平台服务，着眼于市场占有有偿或无偿的平台服务，着眼于市场占有）2024/9/1981.301.30年来嵌入式系统的科技创新年来嵌入式系统的科技创新产品平台整合创新典型事例：产品平台整合
9、创新典型事例： IntelIntel公司公司从来不介入从来不介入PCPC机制造机制造产业产业 联发科联发科手机产品平台与山寨手机产业手机产品平台与山寨手机产业 乔布斯乔布斯的的iPadiPad艺术与市场的艺术与市场的整合创新整合创新 ARMARM公司公司知识平台知识平台的的MCUMCU市场整合市场整合创新创新。 在在平台平台整合创新中整合创新中，不再有专利困拢，不再有专利困拢2024/9/1991.301.30年来嵌入式系统的科技创新年来嵌入式系统的科技创新1.4 1.4 物联网时代的物联网时代的服务创新服务创新嵌入式系统的角色转换嵌入式系统的角色转换 从以我为主到从以我为主到物联网系统的物联
10、网系统的配套配套服务服务， 在物联网、云计算、大数据领域的服务创新在物联网、云计算、大数据领域的服务创新服务拉动服务拉动的产品开发的产品开发 物联网系统底层的产品物联网系统底层的产品开发开发与技术服务与技术服务。 如如：融入医联网体系中的感和与控制服务，大数据的数融入医联网体系中的感和与控制服务，大数据的数据拓展服务（物理参数、人体生理参数）据拓展服务（物理参数、人体生理参数）完善的完善的平台整合服务平台整合服务 如如：智能家居向智慧城市需求转型，智能家居向智慧城市需求转型， 以智慧城市为切入点以智慧城市为切入点2024/9/19102.2.智慧城市的嵌入式系统服务热点智慧城市的嵌入式系统服务
11、热点2.1 2.1 智慧智慧城市建设的城市建设的红利红利2.2 2.2 智慧城市的智慧城市的中国国情中国国情2.3 2.3 国外智慧城市国外智慧城市经典案例经典案例2024/9/19112.2.智慧城市的嵌入式系统服务热点智慧城市的嵌入式系统服务热点2.12.1 智慧智慧城市建设的城市建设的红利红利城市化建设的重要意义城市化建设的重要意义：日本和日本和美国美国前前5 5大城市的大城市的GDPGDP占全国占全国GDPGDP的份额高达的份额高达70%70%80%80%；英国、英国、法国法国、韩国等最、韩国等最大城市的大城市的GDPGDP占全国占全国GDPGDP的份额也达的份额也达20%20%30%
12、30%。智慧城市的红利智慧城市的红利：世界很行世界很行测算，一个百万人口以上的测算，一个百万人口以上的智慧城市的建成，在投入不变的条件下，实施全方位的信智慧城市的建成，在投入不变的条件下，实施全方位的信息管理将能增加城市的发展红利息管理将能增加城市的发展红利2.52.5到到3 3倍，这意味着倍，这意味着智慧智慧城市可促进实现城市可促进实现4 4倍左右的可持续发展目标倍左右的可持续发展目标。因此，智慧。因此，智慧城市引领未来世界城市发展的方向。城市引领未来世界城市发展的方向。2024/9/19122.2.智慧城市的嵌入式系统服务热点智慧城市的嵌入式系统服务热点目前目前，中国已经达到城镇化中期的发
13、展水平，进入快速城，中国已经达到城镇化中期的发展水平，进入快速城镇化的阶段。镇化的阶段。20072007年中国年中国3535个主要城市个主要城市GDPGDP占全国总产值占全国总产值的的41%41%。20202020年前，这一比例将提高到年前，这一比例将提高到60%60%。城市化已经成。城市化已经成为社会发展的必要趋势。为社会发展的必要趋势。物联网时代物联网时代，使智慧城市建设进入实质性发展阶段，使智慧城市建设进入实质性发展阶段2024/9/19132.2.智慧城市的嵌入式系统服务热点智慧城市的嵌入式系统服务热点2.2 2.2 智慧城市的中国国情智慧城市的中国国情 不可避免不可避免的的国情国情因
14、素：因素：众多众多的的非技术因素非技术因素与政策因素。与政策因素。政府主导政府主导也也会出现诸多会出现诸多主观因素主观因素。逐渐兴起的智慧城市逐渐兴起的智慧城市社会需求社会需求，例例如，如， 智慧智慧社区社区（智慧家居的（智慧家居的公共信息、公共信息、医疗、养老服务）医疗、养老服务） 智慧智慧交通交通（车联网、城市交通管理，新能源车（车联网、城市交通管理，新能源车管理管理） 信息电网信息电网（用电管理、电源监测、智能电表（用电管理、电源监测、智能电表信息信息平台）平台）近年来的投入与走向近年来的投入与走向： 截止到截止到20122012年年2 2月底，我国提出智慧城市建设的城市总月底，我国提出
15、智慧城市建设的城市总数达到了数达到了154154个个，投资规模预计超过，投资规模预计超过1.11.1万亿元万亿元。2024/9/19142.2.智慧城市的嵌入式系统服务热点智慧城市的嵌入式系统服务热点智慧城市建设智慧城市建设列入列入的的部分项目部分项目有：有： 智慧公共服务、智慧社会管理、公共服务平台建设。智慧公共服务、智慧社会管理、公共服务平台建设。智慧安居服务、智慧教育文化服务、智慧服务应用、智慧智慧安居服务、智慧教育文化服务、智慧服务应用、智慧健康保障体系建设，智慧交通、公共服务信息平台、智慧健康保障体系建设，智慧交通、公共服务信息平台、智慧安全防控系统、信息综合管理平台建设。安全防控系
16、统、信息综合管理平台建设。与与IBMIBM合作的示范工程合作的示范工程：智慧城市的智慧城市的顶层设计顶层设计 2009 2009年年1010月，昆山市政府、昆山中创软件月，昆山市政府、昆山中创软件、IBMIBM携手启携手启动动“智慧城市智慧城市”战略合作项目。战略合作项目。 IBMIBM推出推出“智慧城市智慧城市”三三大软件解决方案大软件解决方案“城市控管指挥中心城市控管指挥中心”、“政府并联政府并联审批审批”和和“城市节能减碳城市节能减碳”，为政府量身定制，为政府量身定制“智慧城市智慧城市”信息架构，信息架构，解决智慧城市解决智慧城市的顶层设计的顶层设计。2024/9/19152.2.智慧城
17、市的嵌入式系统服务热点智慧城市的嵌入式系统服务热点2.3 2.3 看看国外智慧城市看看国外智慧城市经典案例经典案例： 有有明确目标明确目标、能、能立竿见影立竿见影、服务民生服务民生、可持续发展可持续发展，务务实实的智慧城市建设的智慧城市建设。内容广泛，效益巨大，从这里可以看内容广泛，效益巨大，从这里可以看到人类未来的希望。到人类未来的希望。美国美国：20092009年，迪比克市与年，迪比克市与IBMIBM合作，建立合作，建立了了美国第一个美国第一个智慧城市。智慧城市。利用物联网技术利用物联网技术，将各种城市公用资源将各种城市公用资源（水、（水、电、油、气、交通、公共服务等等）电、油、气、交通、
18、公共服务等等）连接起来，监测、分连接起来，监测、分析和整合各种数据以做出智能化的响应析和整合各种数据以做出智能化的响应。同时搭建综合监。同时搭建综合监测平台，及时对数据进行分析、整合，使市民对整个城市测平台，及时对数据进行分析、整合，使市民对整个城市对资源的使用情况一目了然，对自己的耗能有更清晰认识，对资源的使用情况一目了然，对自己的耗能有更清晰认识，对可持续发展有更多的责任感。对可持续发展有更多的责任感。智慧城市建设与观念普及智慧城市建设与观念普及并举并举。2024/9/19162.2.智慧城市的嵌入式系统服务热点智慧城市的嵌入式系统服务热点欧盟欧盟：20072007年，欧盟就提出并开始实施
19、一系列智慧城市建年，欧盟就提出并开始实施一系列智慧城市建设目标。欧盟对于设目标。欧盟对于智慧城市的评价标准智慧城市的评价标准包括包括智慧经济智慧经济、智智慧环境慧环境、智慧治理智慧治理、智慧机动性智慧机动性、智慧居住智慧居住以及以及智慧人智慧人等等6 6个方面个方面。瑞典首都斯德哥尔摩在治理交通拥堵方面取得。瑞典首都斯德哥尔摩在治理交通拥堵方面取得了卓越的成绩。该市在通往市中心的道路上设置了卓越的成绩。该市在通往市中心的道路上设置1818个路边个路边监视器，利用射频识别、激光扫描和自动拍照等技术，实监视器，利用射频识别、激光扫描和自动拍照等技术，实现了对一切车辆的自动识别。借助这些设备，该市在
20、周一现了对一切车辆的自动识别。借助这些设备，该市在周一至周五至周五6 6时时3030分至分至1818时时3030分之间对进出市中心的车辆收取分之间对进出市中心的车辆收取拥堵税，从而使拥堵税，从而使交通拥堵水平降低了交通拥堵水平降低了25%25%，同时温室气体同时温室气体排放量减少了排放量减少了40%40%。2024/9/19172.2.智慧城市的嵌入式系统服务热点智慧城市的嵌入式系统服务热点日本日本; ;20092009年推出年推出“I-JapanI-Japan智慧日本战略智慧日本战略20152015”，旨在将，旨在将数字信息技术融入生产生活的每个角落，目前聚焦在电子数字信息技术融入生产生活的
21、每个角落，目前聚焦在电子政务治理、医疗健康服务、教育与人才培养三大领域。政务治理、医疗健康服务、教育与人才培养三大领域。韩国韩国：以网络为基础，打造绿色、数以网络为基础，打造绿色、数字字化、无缝移动连接化、无缝移动连接的生态、智慧型城市。通过整合公共通讯平台的网络接入，的生态、智慧型城市。通过整合公共通讯平台的网络接入，消费者可以方便的开展远程教育、医疗、办理税务，还能消费者可以方便的开展远程教育、医疗、办理税务，还能实现家庭建筑能耗的智能化监控等。实现家庭建筑能耗的智能化监控等。丹麦丹麦：哥本哈根在哥本哈根在20252025年前成为第一个实现碳中和的城市。年前成为第一个实现碳中和的城市。依靠
22、市政的气候行动计划，实现其依靠市政的气候行动计划，实现其20152015年减碳年减碳20%20%的中期的中期目标。许多城市的挑战在于维持环保与经济之间的平衡。目标。许多城市的挑战在于维持环保与经济之间的平衡。采用可持续发展城市解决方案哥本哈根的研究显示，其首采用可持续发展城市解决方案哥本哈根的研究显示，其首都地区绿色产业都地区绿色产业5 5年内的营收增长了年内的营收增长了55%55%。2024/9/19183.3.从智能家居到智慧家居的服务变革从智能家居到智慧家居的服务变革3.1 3.1 智能家居的智能家居的新起点新起点3.2 3.2 智能电网智能电网强力介入强力介入3.3 3.3 智慧城市智
23、慧城市需求拉动需求拉动2024/9/19193.3.从智能家居到智慧家居的服务变革从智能家居到智慧家居的服务变革3.1 3.1 智能家居的新起点智能家居的新起点长不大的智能家居长不大的智能家居 没有没有自上而下的自上而下的城市城市、社区、社区需求，局限在家居需求，局限在家居中的中的家用家用电器智能化，网络化、远端感控电器智能化，网络化、远端感控。从智能家居到从智能家居到智慧家居智慧家居 智能家居的出路在外，智能家居的出路在外，与智慧城市、智慧社区的广泛交与智慧城市、智慧社区的广泛交互与无缝又相接互与无缝又相接。实现实现智能家居智能家居的的双向双向智慧智慧服务服务。与与智慧城市的智慧城市的公共服
24、务公共服务相相融合融合 与与智慧社会管理、公共服务平台的连接，享受智慧安居智慧社会管理、公共服务平台的连接，享受智慧安居服务、智慧教育文化服务服务、智慧教育文化服务。参。参与智慧健康保障体系建设、与智慧健康保障体系建设、智慧交通智慧交通、智慧安全防控系统建设、智慧安全防控系统建设，与，与信息综合管理平台信息综合管理平台建设同步建设同步。2024/9/19203.3.从智能家居到智从智能家居到智九九家居的服务变革家居的服务变革3.2 3.2 智能电网强力介入智能电网强力介入智能电网的智能电网的信息化信息化与与互动化互动化 国家坚强电网建设国家坚强电网建设、互动信息平台建设。国家电网进入互动信息平
25、台建设。国家电网进入到到2.02.0的的信息电网信息电网、互动电网互动电网时代。时代。智慧家居的电网智慧家居的电网信息信息平台建设平台建设 智能插座智能插座的的WIFIWIFI设备互联方式，将复杂的智能家居归一设备互联方式，将复杂的智能家居归一化成化成统一的标准化的解决方案统一的标准化的解决方案。实现统一的用电管理、家。实现统一的用电管理、家庭电网建设、信息电网、用电设备智能化管理。远程、近庭电网建设、信息电网、用电设备智能化管理。远程、近程，手机、桌面、穿戴设备的标准化管理体系。程，手机、桌面、穿戴设备的标准化管理体系。智能电表智能电表的信息平台建设的信息平台建设 智能电表智能电表的的互动平
26、台互动平台建设建设，家庭中的，家庭中的“手机手机”。2024/9/19213.3.从智能家居到智慧家居的服务变革从智能家居到智慧家居的服务变革3.3 3.3 智慧城市需求拉动智慧城市需求拉动 我国特色的智慧城市的三级结构我国特色的智慧城市的三级结构智慧城市智慧城市 政府主导的政府主导的主体主体建设建设，市，市级级物联网物联网大系统大系统建设建设智慧社区智慧社区 社区化的分片智慧管理社区化的分片智慧管理智慧家居智慧家居 社区的基本智慧单元建设社区的基本智慧单元建设2024/9/19224.4.物联网向个体延伸的可穿戴式服务物联网向个体延伸的可穿戴式服务4.1 4.1 从物联网看从物联网看可穿戴设
27、备可穿戴设备4.2 4.2 可穿戴设备的可穿戴设备的制约因素制约因素4.3 4.3 可穿戴设备的可穿戴设备的技术方向技术方向2024/9/19234.4.物联网向个体延伸的可穿戴式服务物联网向个体延伸的可穿戴式服务 全系列全系列的的ITIT设备设备：桌面设备、移动设备、可穿戴设备桌面设备、移动设备、可穿戴设备 可穿戴设备的可穿戴设备的儿点思考儿点思考4.1 4.1 从从物联网看可穿戴设备物联网看可穿戴设备 物联网物联网的物联进一步的物联进一步延伸到人体延伸到人体人类个体是物联网人类个体是物联网的的特殊物理对象特殊物理对象个体生理参数个体生理参数丰富了丰富了物联网物联网大数据大数据可穿戴设备可穿
28、戴设备实现实现物联网物联网与与人类个体人类个体的的贴身交互贴身交互2024/9/19244.4.物联网向个体延伸物联网向个体延伸的的可穿戴式服务可穿戴式服务4.2 4.2 可穿戴设备的可穿戴设备的制约因素制约因素 时尚穿戴文化的碰撞时尚穿戴文化的碰撞：永远的时尚文化：永远的时尚文化 智能手机的主宰地位智能手机的主宰地位：手机功能黑洞效应手机功能黑洞效应 人体信息技术的滞后人体信息技术的滞后：人体传感器：人体传感器有待开发有待开发，一美军，一美军开发开发“皮肤生物传感器皮肤生物传感器”监测军人健康状况监测军人健康状况3.3 3.3 可穿戴设备的可穿戴设备的技术方向技术方向 智能智能手机附件手机附
29、件：可常穿戴，弥补手机缺陷可常穿戴，弥补手机缺陷 人体人体信息信息双向交互双向交互：人体：人体信息感知信息感知与与生理介入生理介入（医疗）（医疗） 专业设备专业设备应用应用：专业功能、专业人士、专业岗位专业功能、专业人士、专业岗位佩带。佩带。 谷歌眼镜、世界杯裁判手表、智能球鞋谷歌眼镜、世界杯裁判手表、智能球鞋等等2024/9/1925 参考文献参考文献1 1何立民，何立民，“物联网概述物联网概述”（六篇（六篇连载连载），）， 单片机与嵌入式系统应用单片机与嵌入式系统应用2011.102011.102012.32012.32 2何立民，何立民，“从整合时代到服务时代的嵌入式系统从整合时代到服务时代的嵌入式系统”， 单片机与嵌入式系统应用单片机与嵌入式系统应用2014.62014.63 3何立民，何立民，“可穿戴设备的几点思考可穿戴设备的几点思考”， 单片机与嵌入式系统应用单片机与嵌入式系统应用2014.72014.74 4何立民，何立民，“嵌入式系统的产业模式嵌入式系统的产业模式”， 单片机与嵌入式系统应用单片机与嵌入式系统应用2006.1 2006.1 2024/9/1926物联网时代的嵌入式系统服务创新物联网时代的嵌入式系统服务创新物联网时代的嵌入式系统服务创新物联网时代的嵌入式系统服务创新谢谢大家谢谢大家2024/9/1927
