具有網(wǎng)絡(luò)連接的小型嵌入式系統(tǒng)的廣泛部署引入了物聯(lián)網(wǎng)(InternetofThings，簡(jiǎn)稱IoT)這一術(shù)語(yǔ)。那么物聯(lián)網(wǎng)與嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)有怎樣的聯(lián)系呢，是怎樣利用嵌入式開發(fā)技術(shù)的呢。
物聯(lián)網(wǎng)
從概念上講，物聯(lián)網(wǎng)代表了通過(guò)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)通信最大化利用大量不同嵌入式設(shè)備效用的努力。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與更普通的嵌入式系統(tǒng)的區(qū)別在于每個(gè)設(shè)備與一個(gè)或多個(gè)中心節(jié)點(diǎn)之間存在通信路徑。這些節(jié)點(diǎn)從設(shè)備海洋中收集數(shù)據(jù)，在許多情況下，允許授權(quán)用戶向單個(gè)設(shè)備和設(shè)備集合發(fā)出命令。
在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備開發(fā)過(guò)程中，特別是在開發(fā)能夠訪問(wèn)敏感個(gè)人信息的設(shè)備(如家庭安全攝像頭)時(shí)，負(fù)責(zé)任的嵌入式開發(fā)系統(tǒng)架構(gòu)師必須采取廣泛的措施，以確保終端設(shè)備的安全。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通常安裝在消費(fèi)者家中，必須盡最大可能防止出現(xiàn)安全故障，使惡意行為者能夠控制攝像頭、麥克風(fēng)或安全系統(tǒng)。盡管系統(tǒng)設(shè)計(jì)者無(wú)法防止最終用戶可能犯下的每一個(gè)安全錯(cuò)誤，但安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以通過(guò)采取步驟來(lái)幫助用戶，例如指導(dǎo)強(qiáng)密碼的選擇，以及抵抗常見類型的攻擊，例如暴力密碼猜測(cè)。
物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和系統(tǒng)的示例包括：
1.由門窗傳感器和運(yùn)動(dòng)傳感器組成的家庭報(bào)警系統(tǒng)：這種類型的系統(tǒng)通常包括一個(gè)智能手機(jī)應(yīng)用程序，提供報(bào)警事件的即時(shí)通知。該系統(tǒng)不僅通知報(bào)警公司啟動(dòng)對(duì)報(bào)警事件的響應(yīng)，還通知房主這些事件的發(fā)生。顯然，這種類型的報(bào)警系統(tǒng)必須能夠抵御可能導(dǎo)致報(bào)警系統(tǒng)失效的網(wǎng)絡(luò)攻擊。
2.電燈和電源插座：許多不同的照明設(shè)備都有基于互聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)控，包括燈泡、燈具和能夠開關(guān)電燈的電源板。與這些設(shè)備中的每一個(gè)相關(guān)聯(lián)的應(yīng)用程序都允許遠(yuǎn)程控制單個(gè)燈光，以及安排全天的燈光打開和關(guān)閉時(shí)間。與物聯(lián)網(wǎng)報(bào)警系統(tǒng)一樣，安全性是一項(xiàng)重要功能，必須完全集成到嵌入式開發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。
3.智能揚(yáng)聲器：亞馬遜回聲(Amazon Echo)和谷歌巢(Google
Nest)等物聯(lián)網(wǎng)揚(yáng)聲器提供語(yǔ)音接口，允許用戶以自然語(yǔ)言發(fā)出請(qǐng)求。用戶在命令前加上一個(gè)單詞或短語(yǔ)來(lái)“喚醒”說(shuō)話人，如“Alexa”或“Hey
Google”，然后加上命令或請(qǐng)求。這些設(shè)備能夠與各種其他物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行交互，包括報(bào)警系統(tǒng)和照明控制。語(yǔ)音命令的一個(gè)例子是“Alexa，打開燈。”
4.醫(yī)療監(jiān)控和治療：醫(yī)院和家庭環(huán)境中部署了多種嵌入式設(shè)備，用于監(jiān)控患者健康的各個(gè)方面，如溫度、血氧、心率、呼吸等。這些設(shè)備通常與集中式數(shù)據(jù)庫(kù)通信，以便醫(yī)療專業(yè)人員跟蹤當(dāng)前和歷史健康模式。其他數(shù)字系統(tǒng)執(zhí)行主動(dòng)治療功能，如注入藥物和協(xié)助呼吸。
5.工業(yè)應(yīng)用：嵌入式系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于工廠生產(chǎn)線、能源發(fā)電系統(tǒng)、能源傳輸系統(tǒng)以及石油和天然氣行業(yè)，用于監(jiān)控復(fù)雜系統(tǒng)和過(guò)程。例如，對(duì)可能長(zhǎng)達(dá)數(shù)千英里的輸油管道的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理需要大量的傳感器和執(zhí)行器。
“物聯(lián)網(wǎng)”讓所有的物品都具有計(jì)算機(jī)的智能但并不以通用計(jì)算機(jī)的形式出現(xiàn)，并把這些物品與網(wǎng)絡(luò)連接在一起，這就需要嵌入式開發(fā)技術(shù)的支持。
