編者語：qianrushijishuzhengfeisufazhan
，xunsuxianggezhongxingyedeshenrushentou，youzhejudadeshichangkongjian，ruguoqianrushijishuhewuxianhulian
，wuxianchuanganqiwangluodengxinxingjishuronghe

，jiangshiqianrushijishuheqianrushixitongshejiruhutianyi，kaituogengweiguangkuodeshichangshangji。

　　一、嵌入式係統應用市場廣闊

　　嵌入式係統已經廣泛滲入到我們日常生活和工業控製領域
，商業應用領域的的方方麵麵。在日常生活中，數碼相機
、手機、mp3、pda、電視機
，甚至電飯鍋
、手表，玩具等裏都有嵌入式係統的身影；在工業自動化領域，各種工業自動化儀器儀表、航空航天，通訊、交通等領域也有越來越多的嵌入式係統。 一些新興的領域，如汽車電子、醫療設備領域中也不斷湧現新的嵌入式應用，如汽車導航、核磁共振儀
、病人監護係統，車載娛樂平台、，健康照顧係統
，無線傳感器係統等。

　　據估計
，每年全球嵌入式係統帶來的相關工業產值已超過數萬億美元。而且，嵌入式係統應用的市場正在以每年30%以上的的速度遞增(根據idc預測)，雖然目前麵臨金融風暴的衝擊，但是，新一輪汽車
、信息電器、通訊、醫療


、軍事等行業的巨大的智能化和信息化裝備需求將推動嵌入式應用市場以更快發展；嵌入式工業設備則將集成進更多的通信與聯網等智能化功能，並將在汽車電子市場、機床電子市場、醫療電子市場
、室內/外視頻監控市場和電子標簽（rfid）市場、倉儲物流信息化市場
，節能環保市場等方麵得到更廣泛的應用。

　　在zai嵌qian入ru式shi係xi統tong應ying用yong市shi場chang高gao速su成cheng長chang的de中zhong
，嵌qian入ru式shi應ying用yong係xi統tong對dui無wu線xian互hu聯lian技ji術shu有you了le越yue來lai越yue多duo的de需xu求qiu，各ge種zhong無wu線xian通tong訊xun技ji術shu也ye在zai以yi越yue來lai越yue快kuai的de速su度du

，融rong入ru嵌qian入ru式shi係xi統tong設she計ji中zhong。

　　舉例而言
，在消費電子產品中，數碼相機，數碼相框，mp3,pda
，打印機，高清晰電視等等嵌入式產品，已經開始廣泛采用各種無線通訊技術，實現無線互聯
；在工業控製中，大量的嵌入式控製設備，也開始實現無線互聯，實現m2m通訊

；在新一代汽車電子娛樂係統的嵌入式應用中，也采用無線技術來實現各種音頻視頻數據流的無線高速傳輸。

　　雖(sui)然(ran)，大(da)量(liang)新(xin)一(yi)代(dai)的(de)無(wu)線(xian)通(tong)訊(xun)技(ji)術(shu)和(he)無(wu)線(xian)通(tong)訊(xun)標(biao)準(zhun)，為(wei)嵌(qian)入(ru)式(shi)設(she)備(bei)實(shi)現(xian)無(wu)線(xian)互(hu)聯(lian)，提(ti)供(gong)了(le)方(fang)便(bian)的(de)途(tu)徑(jing)，但(dan)是(shi)，如(ru)何(he)選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)的(de)無(wu)線(xian)通(tong)訊(xun)技(ji)術(shu)，如(ru)何(he)在(zai)嵌(qian)入(ru)式(shi)係(xi)統(tong)設(she)計(ji)中(zhong)，高(gao)效(xiao)率(lv)的(de)掌(zhang)握(wo)和(he)使(shi)用(yong)這(zhe)些(xie)新(xin)的(de)技(ji)術(shu)和(he)設(she)計(ji)方(fang)法(fa)，也(ye)就(jiu)成(cheng)了(le)嵌(qian)入(ru)式(shi)係(xi)統(tong)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)所(suo)關(guan)注(zhu)的(de)一(yi)個(ge)熱(re)點(dian)。

　　二、如何將無線通訊技術融入嵌入式係統設計？

　　圖一是目前在嵌入式應用係統設計中，主流的的幾種無線通訊技術：wi-fi ，藍牙，zigbee

， gprs、gsm, 3g 等，通訊速率，通訊距離和功耗之間的關係。

　　圖一    無線通訊技術速率和功耗

　　從圖一我們可以看出，rfid技術（iso15693,iso14443, iso-18000 等標準），適合極近距離通訊，具有非常低的功耗
；zigbee無線網絡技術（ieee802.15.4）適合數0.25mbit/s的通訊速度
，也具有很低的功耗；藍牙(bluetooth)技術（ieee802.15.1）,目前2.1版本的規範

，可以達到2mbit/s的通訊速率。屬於低功耗通訊，wi－fi技術
，從ieee802.11b (11mbit/s)到ieee802.11g（54mbit/s）到目前ieee802.11n,可以實現大於100m bit/s通訊速率
；gsm和gprs數據通訊速率不高，但是網絡廣泛，通訊距離遠，隨著3g網絡的發展
，也有發非常廣闊的應用空間。

　　將無線技術使用到嵌入式係統設計的關鍵有：

　　2.1根據係統應用特點，考慮好功耗要求

　　舉例而言
，對於消費電子產品，如果采用普通堿性電池供電或者紐扣電池供電，需要非常低的功耗，選擇zigbeeheqitafeibiaozhuntongxunjishu，kenengbijiaoheshi
，ruyaokongqideng

，ruguoxuyaojinxingyuyinyingyong，erqiecaiyongkechongdiandianchi，lanyajishuyekenengshihenhaoxuanze，shumaxiangkuangdeng，wi－fi技術，可能是很好的選擇。

　　2.2根據係統工作環境和網絡覆蓋，選擇相關技術

　　目前gprs和gms已經有非常廣泛的網絡覆蓋
，對於很多m2m的應用，如無線抄表，遠程遙控，采用gprs是不錯的選擇
，許多城市目前在廣泛安裝wi-fi和3g網絡
，采用低成本的無線模塊，可以加快嵌入式應用無線係統的開發。
　
[page_break]

　　2.3係統成本和開發時間的考慮

　　對於嵌入式係統而言，可靠性和係統成本是非常重要的考慮
，而如何快 速完成係統軟件硬件開發設計
，也是非常重要的；無線和無線網絡技術，涉及到高頻設計（工作頻率在400m-5ghz）,而且具有比較複雜的網絡通訊協議和一係列網絡通訊算法
，如何能克服這些設計障礙。快速切入核心設計，也是非常重要的問題。

　　目前在嵌入係統設計中，增加無線互聯技術，比較常用的辦法有兩種，一是在使用比較高級的的操作係統，例如win ce或者嵌入式linux下，添加無線網絡模塊，這個方法的好處是在於這些操作係統已經包括了比較豐富的底層驅動，使無線係統設計比較簡單；但是
，運行這些係統，需要比較高級的微處理器和大量內存，實現微功耗和低成本比較困難，也很難做成非常低成本的係統。

　　另外一種辦法是采用高性能低價格的無線模塊，配合低成本的廉價8－32位微控製器（單片機），這樣的係統，隻需要ucos-ii這(zhe)樣(yang)的(de)小(xiao)型(xing)化(hua)實(shi)時(shi)操(cao)作(zuo)係(xi)統(tong)，也(ye)甚(shen)至(zhi)可(ke)以(yi)不(bu)需(xu)要(yao)操(cao)作(zuo)係(xi)統(tong)，這(zhe)樣(yang)的(de)嵌(qian)入(ru)係(xi)統(tong)設(she)計(ji)靈(ling)活(huo)，開(kai)發(fa)簡(jian)單(dan)
，不(bu)需(xu)要(yao)大(da)量(liang)存(cun)儲(chu)器(qi)和(he)係(xi)統(tong)資(zi)源(yuan)，無(wu)需(xu)深(shen)入(ru)了(le)解(jie)無(wu)線(xian)技(ji)術(shu)，可(ke)以(yi)快(kuai)速(su)，容(rong)易(yi)設(she)計(ji)出(chu)微(wei)功(gong)耗(hao)，低(di)成(cheng)本(ben)的(de)嵌(qian)入(ru)式(shi)係(xi)統(tong)。

　　三、將無線技術融入嵌入式設計的“橋”和“船”

　　當我們具體的要將使用無線互聯技術使用到我們的嵌入式應用係統設計時，我們往往感到麵臨太多的具體技術困難，難於下手：

　　shouxianshiduigezhongwuxianjishuhexiangguandewuxianbiaozhun
，quefalejie
，suiranyougezhongjichenglewuxianjishuwuxianmokuai

，danshiruheshiyong

？ruheceshi？ruheyingyongruanjianbianchenglaijinxingkongzhi？

　　其qi次ci，對dui於yu係xi統tong設she計ji而er言yan
，需xu要yao將jiang這zhe些xie無wu線xian控kong製zhi，數shu據ju通tong訊xun，和he自zi己ji的de微wei控kong製zhi器qi軟ruan件jian和he硬ying件jian進jin行xing整zheng合he
，在zai自zi己ji的de嵌qian入ru式shi應ying用yong係xi統tong中zhong加jia入ru必bi要yao的de代dai碼ma等deng
，這zhe些xie工gong作zuo，如ru何he開kai始shi

？如ru何he快kuai速su完wan成cheng？

　　還有就是
，如果這些模塊內置的的控製命令和無線通訊協議棧，不適合自己的嵌入係統的要求，需要對模塊內部的無線通訊協議（也稱基帶軟件）進行修改時，嵌入式設計工程師們如何能夠自己進行
？

　　對於上述這些問題
，其實解決的辦法就是需要相應的硬件開發平台和軟件開發平台（sdk）,  也需要相應的看得見，摸得著的參考設計，軟件源代碼和編譯
，在線調試工具；

　　由(you)於(yu)無(wu)線(xian)通(tong)訊(xun)核(he)心(xin)軟(ruan)件(jian)
，包(bao)括(kuo)軟(ruan)件(jian)協(xie)議(yi)棧(zhan)等(deng)
，長(chang)期(qi)以(yi)來(lai)被(bei)視(shi)為(wei)無(wu)線(xian)通(tong)訊(xun)的(de)核(he)心(xin)技(ji)術(shu)

，相(xiang)關(guan)設(she)計(ji)原(yuan)理(li)和(he)軟(ruan)件(jian)源(yuan)代(dai)碼(ma)等(deng)很(hen)難(nan)獲(huo)得(de)
，而(er)且(qie)由(you)於(yu)技(ji)術(shu)較(jiao)新(xin)，長(chang)期(qi)以(yi)來(lai)
，也(ye)很(hen)少(shao)有(you)廠(chang)商(shang)願(yuan)意(yi)開(kai)發(fa)專(zhuan)門(men)為(wei)嵌(qian)入(ru)式(shi)設(she)計(ji)配(pei)套(tao)的(de)無(wu)線(xian)開(kai)發(fa)工(gong)具(ju)和(he)產(chan)品(pin)。

　　但dan是shi
，有you需xu求qiu就jiu必bi然ran會hui有you產chan品pin，最zui近jin，我wo們men看kan到dao了le一yi些xie這zhe方fang麵mian的de新xin產chan品pin上shang市shi，下xia麵mian，我wo們men通tong過guo一yi些xie已yi經jing上shang市shi的de典dian型xing的de產chan品pin，來lai看kan看kan這zhe類lei開kai發fa平ping台tai的de主zhu要yao技ji術shu特te點dian：

　　圖二是深圳無線龍科技公司的armrf-wsn-e1.0

　　雖sui然ran該gai平ping台tai是shi為wei無wu線xian傳chuan感gan器qi網wang絡luo設she計ji
，但dan是shi我wo們men認ren為wei已yi經jing具ju備bei了le無wu線xian互hu聯lian嵌qian入ru式shi產chan品pin開kai發fa平ping台tai的de很hen多duo特te徵zhi
，比bi較jiao適shi合he於yu在zai嵌qian入ru式shi產chan品pin開kai發fa設she計ji中zhong作zuo為wei開kai發fa平ping台tai來lai使shi用yong。

　　圖二   典型的無線互聯嵌入式開發平台

　　從圖二我們看到，armrf-wsn-e1.0平台台本身就是一個典型的具有無線互聯功能的嵌入式應用係統，目前四個標準配置的無線模塊，包括zigbee （cc2430/cc2431/cc2480可選擇）802.15.4 兼容模塊/ 微功耗wi-fi（gs1010  ）802.11/b/g兼容模塊/ 藍牙 （藍牙soc）       802.15.1 兼容模塊/gsm/gprs  (高集成低功耗) 模塊（由於模塊使用20腳插座，所以非常容易更換其它無線模塊）。

　　該平台采用st公司新的str912  arm9內核的低價格單片微控製器和彩色觸摸屏
，並配備了溫度，壓力，加速度等多種傳感器和步進，直流電機都多種控製單元
、以太網，高速串口等多種接口。

　　采用這套平台，嵌入式設計工程師可以方便快速的熟悉評估各種無線通訊標準和技術
，並將這個平台作為一個標準硬件參考設計使用。

　　同時
，可以參考全部軟件代碼設計，該平台全部軟件c語言源代碼均開放供用戶使用；

　　另外，該平台使用目前國內嵌入式設計流行的keil mdk 軟件開發環境和調試環境，參考代碼使用ucos-ii 和uc gui編程
，配備在線仿真器，方便嵌入式工程師進行無線互聯軟件代碼開發和將這些代碼集成移植到自己的嵌入式應用係統中。

　　同時
，深圳無線龍科技公司還為該平台配備了zigbee、wi-fi模塊軟件開發擴展係統，提供全部核心源代碼，方便用戶進行無線模塊內部核心無線協議棧軟件進一步開發設計
；

　　綜上所述， armrf-wsn-e1.0平台，已經明顯具備了嵌入式係統進行無線互聯產品開發需要的基本設計平台的特徵；相信類似的開發平台會不斷湧現，讓嵌入式設計使用無線互聯技術更加方便容易。