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1、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,2023/5/24,1,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,2023/5/24,2,物联网时代的嵌入式系统服务创新,2023/5/24,3,1.30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
2、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
3、技术专利基础上实现模数转换电路。,2023/5/24,5,1.30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。,2023/5/24,6,1.30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
4、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。,2023/5/24,7,1.30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、
5、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）,2023/5/24,8,1.30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,2023/5/24,9,1.30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
6、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,2023/5/24,10,2.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,2023/5/24,11,2.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
7、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。,2023/5/24,12,2.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,2023/5/24,13,2.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
8、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。,2023/5/24,14,2.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
9、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。,2023/5/24,15,2.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
10、、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。,2023/5/24,16,2.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
11、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%。,2023/5/24,17,2.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
12、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%。,2023/5/24,18,3.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,2023/5/24,19,3.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
13、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。,2023/5/24,20,3.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、
14、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”。,2023/5/24,21,3.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,2023/5/24,22,4.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,2023/5/24,23,4.物联网向个体延伸的可穿戴式服务
15、,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,2023/5/24,24,4.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,2023/5/24,25,参考文献1何立民，“物联网概述”（六篇连载），单片机与嵌入式系统应用2011.102012.32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2014.63何立民，“可穿戴设备的几点思考”，单片机与嵌入式系统应用2014.74何立民，“嵌入式系统的产业模式”，单片机与嵌入式系统应用2006.1,2023/5/24,26,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,2023/5/24,27,
