物联网时代的嵌入式系统服务创新 V0.5

2014( 第四届 ) 嵌入式系统暨物联网教育发展高峰论坛

（北京） 140719

北京航空航天大学嵌入式系统联谊会

《单片机与嵌入式系统应用》杂志社何立民

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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，嵌入式系统也走出了独立的产品科技创新时代，向物联网的嵌入式系统服务时代进军。

简单地回顾我国 30 年来嵌入式系统科技创新的发展历程，以便把握未来的正确方向，更好地为嵌入式系统服务

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物联网时代的嵌入式系统服务创新

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1. 30 年来嵌入式系统的科技创新2. 智慧城市的嵌入式系统服务热点3. 从智能家居到智慧家居的服务变革4. 物联网向个体延伸的可穿戴式服务

1.30 年来嵌入式系统的科技创新

我国 30 年来微控制器的 4 个创新阶段1.1 集成电路的科技创新1.2 微控制器的产业创新1.3 平台时代的整合创新1.4 物联网时代的服务创新

案 4

1.30 年来嵌入式系统的科技创新

1.1 集成电路的科技创新 器件平台的科技创新与创新科技应用分离 以模数转

换为例：上世纪 60 年代 16 位为国家级科研课题。

◆ 早期：电子工程师既要研究模数转换技术，还要在系统中实现模数转换电路。创新与应用的统一。

◆ 后来：科技创新成果专利化，出现了专利化基础上的科技创新与创新科技应用分离。电子工程师可以购买模数转换技术专利，在技术专利基础上实现模数转换电路。

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1.30 年来嵌入式系统的科技创新

◆ 微控制器诞生后： 电子技术专利技术的器件转化，电子工程师购买模数转

换芯片，实现傻瓜化应用。器件平台上，科技创新与创新科技应用彻底分离。

科技创新的器件转化，器件基础上的傻瓜化应用，是当今流行的，平台基础上，科技创新与创新科技应用的彻底分离。

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1.30 年来嵌入式系统的科技创新

1.2 微控制器的产业创新 从一体化产业模式到扇形产业模式的产业创新◆ 早期：上世纪 50 年代，电子企业普遍实现从研发到产品

生产的的一体化产业模式。◆ 后来：专利基础上的科技应用产业，先进的电子企业引进

国外先进专利技术，实现产品更新。◆ 微控制器诞生后：半导体器件基础上的上下游扇形产业。

半导体厂推出产品平台及产品的技术解决方案；制造厂家在产品平台基础上完成最终产品生产。

典型事例：半导体厂家与乡镇企业的 VCD/DVD 产业◆ 如今： IT 产业基本上都是以平台为基础的、形形色色扇

形产业链。

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1.30 年来嵌入式系统的科技创新

1.3 平台时代的整合创新 科技创新平台化，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的整合创新 VCD/DVD 产业中，半导体厂家为乡镇企业提供平台化

器件解决方案，甚至帮助乡镇企业开发最终产品。 只有器件的产品整合，没有技术转移。◆ 后来：平台化的全面扩展。 知识平台、产品平台、开发平台（集成开发环境）、服务平

台（有偿或无偿的平台服务，着眼于市场占有）

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1.30 年来嵌入式系统的科技创新

◆ 产品平台整合创新典型事例： ◇ Intel 公司从来不介入 PC 机制造产业 ◇联发科手机产品平台与山寨手机产业 ◇乔布斯的 iPad 艺术与市场的整合创新 ◇ARM 公司知识平台的 MCU 市场整合创新。 在平台整合创新中，不再有专利困拢

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1.30 年来嵌入式系统的科技创新

1.4 物联网时代的服务创新◆ 嵌入式系统的角色转换 从以我为主到物联网系统的配套服务， 在

物联网、云计算、大数据领域的服务创新◆ 服务拉动的产品开发 物联网系统底层的产品开发与技术服务。 如：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）

◆ 完善的平台整合服务 如：智能家居向智慧城市需求转型， 以智慧城市为切入点

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2. 智慧城市的嵌入式系统服务热点

2.1 智慧城市建设的红利2.2 智慧城市的中国国情2.3 国外智慧城市经典案例

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2. 智慧城市的嵌入式系统服务热点

2.1 智慧城市建设的红利◆ 城市化建设的重要意义：日本和美国前 5 大城市的

GDP 占全国 GDP 的份额高达 70% ～ 80% ；英国、法国、韩国等最大城市的 GDP 占全国 GDP 的份额也达20% ～ 30% 。

◆ 智慧城市的红利：世界很行测算，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，实施全方位的信息管理将能增加城市的发展红利 2.5 到 3 倍，这意味着智慧城市可促进实现 4 倍左右的可持续发展目标。因此，智慧城市引领未来世界城市发展的方向。

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2. 智慧城市的嵌入式系统服务热点

◆目前，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。 2007 年中国 35 个主要城市 GDP 占全国总产值的 41% 。 2020 年前，这一比例将提高到 60% 。城市化已经成为社会发展的必要趋势。

◆ 物联网时代，使智慧城市建设进入实质性发展阶段

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2. 智慧城市的嵌入式系统服务热点

2.2 智慧城市的中国国情 不可避免的国情因素：众多的非技术因素与政策因素。政府主导也会出现诸多主观因素。

◆逐渐兴起的智慧城市社会需求，例如， 智慧社区（智慧家居的公共信息、医疗、养老服务） 智慧交通（车联网、城市交通管理，新能源车管理） 信息电网（用电管理、电源监测、智能电表信息平台）◆近年来的投入与走向： 截止到 2012 年 2 月底，我国提出智慧城市建设的城市总数达到了 154 个，投资规模预计超过 1.1万亿元。

 

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2. 智慧城市的嵌入式系统服务热点

◆ 智慧城市建设列入的部分项目有： 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。

◆ 与 IBM 合作的示范工程：智慧城市的顶层设计 2009 年 10月，昆山市政府、昆山中创软件、 IBM携

手启动“智慧城市”战略合作项目。 IBM 推出“智慧城市”三大软件解决方案——“城市控管指挥中心”、“政府并联审批”和“城市节能减碳”，为政府量身定制“智慧城市”信息架构，解决智慧城市的顶层设计。

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2. 智慧城市的嵌入式系统服务热点

2.3 看看国外智慧城市经典案例： 有明确目标、能立竿见影、服务民生、可持续发展，务

实的智慧城市建设。内容广泛，效益巨大，从这里可以看到人类未来的希望。

◆美国： 2009 年，迪比克市与 IBM 合作，建立了美国第一个智慧城市。利用物联网技术，将各种城市公用资源（水、电、油、气、交通、公共服务等等）连接起来，监测、分析和整合各种数据以做出智能化的响应。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。智慧城市建设与观念普及并举。

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2. 智慧城市的嵌入式系统服务热点

◆欧盟： 2007 年，欧盟就提出并开始实施一系列智慧城市建设目标。欧盟对于智慧城市的评价标准包括智慧经济、智慧环境、智慧治理、智慧机动性、智慧居住以及智慧人等 6 个方面。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 18 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 6 时 30 分至 18 时 30 分之间对进出市中心的车辆收取拥堵税，从而使交通拥堵水平降低了 25% ，同时温室气体排放量减少了 40% 。

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2. 智慧城市的嵌入式系统服务热点

◆日本 ;2009 年推出“ I-Japan 智慧日本战略 2015” ，旨在将数字信息技术融入生产生活的每个角落，目前聚焦在电子政务治理、医疗健康服务、教育与人才培养三大领域。

◆韩国：以网络为基础，打造绿色、数字化、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，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。

◆丹麦：哥本哈根在 2025 年前成为第一个实现碳中和的城市。依靠市政的气候行动计划，实现其 2015 年减碳 20%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。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 5 年内的营收增长了 55% 。

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3. 从智能家居到智慧家居的服务变革

3.1 智能家居的新起点3.2 智能电网强力介入3.3 智慧城市需求拉动

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3. 从智能家居到智慧家居的服务变革

3.1 智能家居的新起点◆长不大的智能家居 没有自上而下的城市、社区需求，局限在家居中的家用

电器智能化，网络化、远端感控。◆ 从智能家居到智慧家居 智能家居的出路在外，与智慧城市、智慧社区的广泛交

互与无缝又相接。实现智能家居的双向智慧服务。◆ 与智慧城市的公共服务相融合 与智慧社会管理、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。参与智慧健康保障体系建设、智慧交通、智慧安全防控系统建设，与信息综合管理平台建设同步。

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3. 从智能家居到智九家居的服务变革

3.2 智能电网强力介入◆ 智能电网的信息化与互动化 国家坚强电网建设、互动信息平台建设。国家电网进入

到 2.0 的信息电网、互动电网时代。◆ 智慧家居的电网信息平台建设 智能插座的 WIFI设备互联方式，将复杂的智能家居归

一化成统一的标准化的解决方案。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、近程，手机、桌面、穿戴设备的标准化管理体系。

◆ 智能电表的信息平台建设 智能电表的互动平台建设，家庭中的“手机”。

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3. 从智能家居到智慧家居的服务变革

3.3 智慧城市需求拉动 我国特色的智慧城市的三级结构◆ 智慧城市 政府主导的主体建设，市级物联网大系统建设◆ 智慧社区 社区化的分片智慧管理◆ 智慧家居 社区的基本智慧单元建设

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4. 物联网向个体延伸的可穿戴式服务

4.1 从物联网看可穿戴设备4.2 可穿戴设备的制约因素4.3 可穿戴设备的技术方向

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4. 物联网向个体延伸的可穿戴式服务

全系列的 IT设备：桌面设备、移动设备、可穿戴设备 可穿戴设备的儿点思考4.1 从物联网看可穿戴设备 物联网的物联进一步延伸到人体◆人类个体是物联网的特殊物理对象◆ 个体生理参数丰富了物联网大数据 ◆ 可穿戴设备实现物联网与人类个体的贴身交互

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4. 物联网向个体延伸的可穿戴式服务

4.2 可穿戴设备的制约因素 ◆ 时尚穿戴文化的碰撞：永远的时尚文化 ◆ 智能手机的主宰地位：手机功能黑洞效应 ◆人体信息技术的滞后：人体传感器有待开发，一美军

开发“皮肤生物传感器”监测军人健康状况3.3 可穿戴设备的技术方向 ◆ 智能手机附件：可常穿戴，弥补手机缺陷 ◆人体信息双向交互：人体信息感知与生理介入（医疗）

◆ 专业设备应用：专业功能、专业人士、专业岗位佩带。 谷歌眼镜、世界杯裁判手表、智能球鞋等

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参考文献［ 1 ］何立民，“物联网概述”（六篇连载）， 《单片机与嵌入式系统应用》 2011.10 ～

2012.3［ 2 ］何立民，“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》 2014.6［ 3 ］何立民，“可穿戴设备的几点思考”， 《单片机与嵌入式系统应用》 2014.7［ 4 ］何立民，“嵌入式系统的产业模式”， 《单片机与嵌入式系统应用》 2006.1

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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

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