嵌入式系統(tǒng)實訓教學大綱_智能交通中的嵌入式系統(tǒng)

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嵌入式系統(tǒng)實訓教學大綱_智能交通中的嵌入式系統(tǒng),   


隨著世界經(jīng)濟和我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，交通運輸越來越成為國民經(jīng)濟生活中的一個極其重要、不可缺少的因素，現(xiàn)代化的交通需要現(xiàn)代化的交通管理，為解決城市及國道主要路段和路口的交通擁擠和阻塞狀況，減少事故、違章現(xiàn)象，建立現(xiàn)代化的交通指揮控制系統(tǒng)是非常必要的。從某種意義上來說，交通運輸業(yè)及其管理方式是一個城市、一個地區(qū)甚至于一個國家經(jīng)濟水平的一個縮影。

從表面上看，智能交通系統(tǒng)與嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品似乎沒有什么必然的聯(lián)系，但由于智能交通系統(tǒng)對產(chǎn)品的要求與嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品的各種優(yōu)勢可以非常好地吻合，對于嵌入式一體化的智能化產(chǎn)品在智能交通領(lǐng)域內(nèi)的應用已得到越來越多的人的認同。

嵌入式系統(tǒng)
嵌入式系統(tǒng)是指由微處理器芯片實現(xiàn)的小型專門化的數(shù)字信號處理系統(tǒng)，主要由嵌入式處理器、相關(guān)支撐硬件、嵌入式操作系統(tǒng)及應用軟件系統(tǒng)等組成，它是集軟硬件于一體的可獨立工作的“器件“，這個器件不同于普通的模擬信號系統(tǒng)，其以軟件運行的方式對數(shù)字信號進行靈活處理，具有智能化的特征，比較類似于微機，但又不依賴于微機軟件操作系統(tǒng)，可以獨立地完成一定的功能。

嵌入式系統(tǒng)可能對普通人來說還是一個比較陌生的名詞，但事實上，它已深入到普通民眾生活的各個角落，只不過人們沒有去注意它而已。目前最常見的嵌入式系統(tǒng)就是手機。手機是一種通信工具，它接收人的語音信號，將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并通過編碼打包的形式通過基站傳送到對方的手機上，對方的手機對此數(shù)字信息進行解包，還原為模擬信號由喇叭輸出，實現(xiàn)了語音的傳輸。在這一傳輸過程中，將數(shù)字信號根據(jù)一定格式進行打包傳送就是由數(shù)字信號處理芯片完成的，該芯片與手機主板上的外圍電路合起來就是一套嵌入式系統(tǒng)。常見的嵌入式系統(tǒng)或者說產(chǎn)品還包括PDA、掌上電腦、手機、信息家電（網(wǎng)絡冰箱、機頂盒）等。

對于目前發(fā)展迅速的手持信息產(chǎn)品來說，其最關(guān)鍵的核心技術(shù)就是嵌入式操作系統(tǒng)。嵌入式操作系統(tǒng)可以廣泛應用于嵌入式設備。目前，國外商品化的嵌入式實時操作系統(tǒng)，己進入我國市場的有WindRiver、Microsoft、QNX和Nuclear等產(chǎn)品。后PC時代的到來，使得人們開始越來越多地接觸到一個新的概念-嵌入式產(chǎn)品。像手機、PDA、掌上電腦均屬于手持的嵌入式產(chǎn)品，VCD機、機頂盒等也屬于嵌入式產(chǎn)品，而像車載GPS系統(tǒng)、數(shù)控機床、網(wǎng)絡冰箱等同樣都采用嵌入式系統(tǒng)。嵌入式軟件是數(shù)字化產(chǎn)品的核心，如果說PC的發(fā)展帶動了整個桌面軟件的發(fā)展，那么數(shù)字化產(chǎn)品的廣泛普及必將為嵌入式軟件產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展提供無窮的推動力。

工作穩(wěn)定性

由于嵌入式產(chǎn)品都是基于嵌入式操作系統(tǒng)的，而不依賴于我們所常見的微機操作系統(tǒng)（Windows和DOS等），一般均采用單任務的、穩(wěn)定性非常好的專用嵌入式操作系統(tǒng)或Linux操作系統(tǒng)，在追求其短小精悍的同時，非常重視其工作的穩(wěn)定性。同時，嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品一般都帶有防死機復位功能，在系統(tǒng)出現(xiàn)死機時可自動復位，重新啟動運行。因此，穩(wěn)定性是嵌入式產(chǎn)品的一大特點，這種特點非常適合于智能交通系統(tǒng)應用中。

在智能交通的各類管理系統(tǒng)中，一般都要求系統(tǒng)能夠在無人值守的狀態(tài)下24小時不間斷的運行，對產(chǎn)品工作的穩(wěn)定性要求很高，更不允許出現(xiàn)死機的現(xiàn)象，嵌入式產(chǎn)品的工作穩(wěn)定特性正好可以適應其在這方面的嚴格的要求。

環(huán)境適應能力

嵌入式系統(tǒng)一般都是一體化形式設計的，在結(jié)構(gòu)設計、功能模塊設計中都充分考慮了對環(huán)境的適應能力，結(jié)構(gòu)簡單、元器件數(shù)量少、封閉式設計都使其比微機甚至于高檔工控機的環(huán)境適應能力強得多。這一特性在智能交通管理系統(tǒng)中也可以得到充分的發(fā)揮。智能交通管理系統(tǒng)中使用的絕大部分設備都運行在室外，甚至于野外環(huán)境中，必須考慮到設備在冬季嚴寒、夏季酷熱、南方潮濕、西北塵沙等惡劣氣候和環(huán)境下能否保證正常穩(wěn)定地工作，環(huán)境適應能力強將是智能交通系統(tǒng)設備選型工作中首先必須考慮的重要因素之一。而這正是嵌入式一體化產(chǎn)品的特點之一。

設備獨立性

嵌入式產(chǎn)品處理的是數(shù)字信號，可以毫無困難地與微機控制系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，而且由于往往設計為一體化的形式，從外觀和功能上都相當于一個可獨立工作的“器件“，獨立地完成某個環(huán)節(jié)的功能，與外界的數(shù)據(jù)交換僅僅通過數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議進行，因此設備獨立性、可更換性、通用性都非常好，可靈活裝配、更換、升級。各地智能交通系統(tǒng)發(fā)展狀況不一，有些地區(qū)發(fā)展較快，或者在新的道路上建造新的交通管理系統(tǒng)，有些地區(qū)發(fā)展較慢，只能盡可能地利用已有設備或系統(tǒng)，爭取花費最小的代價對原有的系統(tǒng)進行功能升級或模塊添加，對嵌入式一體化產(chǎn)品來說，其設備的獨立性使其可以很靈活地嵌入到各類管理系統(tǒng)中，作為其中的一個功能模塊，對新系統(tǒng)來說大大減少了整個系統(tǒng)的藕合性，降低了其復雜性和故障發(fā)生概率，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和易維護性，對舊系統(tǒng)改造和升級中，可以盡可能地利用原有系統(tǒng)或設備，添加或升級其中某一個功能模塊，對整個系統(tǒng)也只需很小的改動（如接口部分等），從整體上大大節(jié)約了技資，增加了系統(tǒng)效益。

由于這種“默契“，已有越來越多的用戶和專業(yè)人士看好智能交通領(lǐng)域的嵌入式一體化產(chǎn)品的應用前景，也有了不少廠家進行了這方面產(chǎn)品的研究和開發(fā)，目前已經(jīng)有多種多樣的嵌入式結(jié)構(gòu)產(chǎn)品成功使用在智能交通管理系統(tǒng)中，例如航天金卡，測速雷達（返回數(shù)字式速度值），用于違章抓拍的數(shù)碼相機等等。

值得一提的是有不少高科技含量的尖端技術(shù)也以嵌入式一體化產(chǎn)品的形式進入了智能交通系統(tǒng)領(lǐng)域，北京漢王科技有限公司的“漢王眼“車牌辨識儀就是其中具有代表性的一款產(chǎn)品，從技術(shù)含量上來說，這一產(chǎn)品包含自動抓拍、智能光圈調(diào)節(jié)、自動溫控、光學字符識別等多項具有相當難度的技術(shù)難題，而其采用嵌入式一體化結(jié)構(gòu)設計方式更是在國內(nèi)車牌識別產(chǎn)品廠家中的第一個吃螃蟹者，建立在漢王公司具有領(lǐng)先水平的光學字符識別核心技術(shù)的基礎上，該產(chǎn)品具有比較好的性能，已在廣東某高速公路收費系統(tǒng)中得到了成功應用。