在本文中，我们将重点关注使嵌入式物联网生态系统能够提高业务效率的关键点。
在过去的十年中，物联网已经成为一种突破性的解决方案，可以提供更智能的业务战略、改善客户体验、管理资产、自动化流程和执行预测性维护。嵌入式解决方案在这里扮演着重要的角色——硬件和软件系统有助于整个物联网生态系统的高性能。然而，没有一种通用的方法来组织和部署嵌入式物联网系统，以确保其完全成功。嵌入式IIoT解决方案供应商、制造商、开发者和企业主必须根据具体情况，决定装备哪些“东西”，如何定制解决方案，如何保存而不造成伤害。但是，未来似乎属于嵌入式物联网。
据麦肯锡报告，到2030年，5G物联网的嵌入式模块总收入将增长50倍以上！这部分是因为深度学习处理器和神经处理器有助于嵌入式计算系统的性能和能效的指数级增长。然而，为了实现这一目标，现成解决方案的制造商必须深入研究现成模块的生产，以满足客户的特定需求。尽管当今市场上有大量现成的嵌入式系统，但它们并不总是严格遵循客户的业务目标。在某些情况下，可能会出现降低批量生产解决方案的成本和独特形状尺寸或最小化设备尺寸的问题。所有这些因素都加强了对定制嵌入式硬件和软件开发的需求。
IIoT解决方案的嵌入式系统:特点与实例
说到物联网开发，我们在技术上讲的是接入互联网的嵌入式系统。嵌入式解决方案的示例包括传感器、执行器、边缘设备、专用硬件、智能设备、嵌入式网络的路由器和交换机，以及其他一些可以从环境中收集数据或对目标对象做出智能反应的设备。理论上，任何物体，从汽车、货物到企业中的技术人员，都可以配备传感器。鉴于物联网生态系统，这里的主要目标是确保内部一切的“协作”，并提供不间断的数据流通。必须添加一层信息和通信技术，以将嵌入式系统连接到物联网生态系统。
与任何有利于企业的解决方案一样，物联网生态系统的创建是为了最大限度地提高其性能，这应该会增加公司的收入或降低其成本。这是开发者一开始就应该考虑的问题。总体而言，嵌入式系统的高效率极大地推动了物联网生态系统在企业规模的全球部署。
嵌入式系统可以通过以下功能满足业务需求:
计算实时低功耗、小尺寸和高可用性开发的可承受性
所以有可能在生产的同时达到最高的性能，开发成本最低。这允许构建大型多功能嵌入式系统，可以增强整个物联网生态系统。但是，如果一个特定的系统是根据某些模板构建的，而没有考虑特定的需求和趋势，那么即使是这样显著的好处也可能会减少。我们将在下面描述如何最大化这些好处。
如何在IIoT解决方案中构建嵌入式系统
如何从嵌入式系统中获得最大利益的问题通常归结为如何正确设计整个物联网生态系统，因为它的所有组件都是相互依赖的。因此，企业物联网中嵌入式系统的开发必须在顶层进行严格的协调，旨在找到解决具体业务问题的最佳设计方案，优化或自动化企业流程，提高安全性。
连接战略设计思维
仔细想想建筑。一个因素是在PoC阶段证明系统的可操作性。另一个是IIoT解决方案显示了特定系统的配置和选择是提高企业目标过程有效性的最佳方式。由于嵌入式系统是为了与环境交互而创建的，因此我们必须考虑所有可用的传感器、网络和处理器解决方案，以确定最有效和最具成本效益的交互模式。想想你做决定需要的信息，如何收集，使用哪些传感器和工具。比如监控仓可以配合无人机和传感器使用，可以提供温度测量。考虑要在边缘和云中做出的决策，以及设备在系统中如何交互。
考虑物联网生态系统的可能扩张
经常会出现嵌入式设备启动后，由于计算能力不足而开始变慢的情况。它迫使开发人员通过重新设计架构或用更强大的处理器替换处理器来改变工作系统。这需要额外的人力和时间资源。为了在连接、图形显示和云计算方面获得更高的性能和更多的选择，最好的解决方案是从一开始就实施更强大的控制器。计算你需要多少内存，需要什么计算，以及这些计算的速度。此外，连接的新嵌入式设备可能会破坏连接，从而导致实时数据分析中断。例如，为了防止这种情况，公司可以考虑网状网络，并通过添加新设备变得更加强大。
投资定制的嵌入式软件
虽然嵌入式系统设计的重点是软件开发，但由于嵌入式编程和测试的特殊性，即使是为航空空电子设备设计的复杂嵌入式解决方案，也往往存在软件缺口。嵌入式软件没有应用软件灵活，因为每一行代码都直接影响硬件。所以，如果嵌入式硬件开发的成本即使单个单元也能很低，我们建议不要保存定制软件，在开发阶段就要特别注意。虽然你可以在市场上找到现成的嵌入式系统，包括专用于特定微控制器的软件，但现成的嵌入式解决方案大大缩小了它们的应用范围。
考虑嵌入式IIoT解决方案的机器学习方法
通过在嵌入式系统中连接神经网络解决方案，该公司不仅可以加快操作速度，还可以节省其他系统组件。例如，它可以通过将机器学习算法应用于企业中的视觉QA流程来节省高分辨率相机。获得的数据越多，系统就会变得越智能，这样负责的一方就可以把设备投入到更负责任的任务中。此外，机器学习算法在嵌入式设备中的应用消除了向云端传输数据的需要，从而提高了安全级别。
顺应嵌入式物联网发展趋势
虽然该系统本身效率很高，但正在采取措施进一步降低功耗，并将电池容量增加几十倍。例如，n b-IoT-是一种低功耗的广域网，可以在嵌入式设备之间提供可靠的通信。对于提供视觉传感的嵌入式系统，也有一些前沿的解决方案，如Etacamera，这是目前最节能的图像采集系统。就连嵌入式电脑也变得更加高效和强大:新版树莓Pi大大超过了之前的版本。
让您的设备在没有互联网的情况下进行通信。
在多层物联网生态系统中，设备一般可以在本地交换数据，然后传输到云端。嵌入式设备可以支持各种协议，允许它们在没有中央单元命令的情况下进行通信。为了在边缘计算中提供智能响应，最好实现无互联网协议，如Zigbee或Thread。这使得系统更加自主，不受互联网关闭的影响。
IIoT解决方案的嵌入式系统趋势
尽管制造商正在寻找改进嵌入式系统组件的方法，但物联网生态系统的设计者和开发者被迫预测这一领域在不久的将来可能面临的问题。现在，未来看起来是这样的:
人工智能被广泛引入。如今，实现机器学习的系统越来越普遍。很快就会有足够的经验在物联网系统中使用人工智能对其进行全局分析，并勾勒出进一步的发展模式。从今天开始，它继续在各个领域证明自己的价值，从工厂到药品；虽然人工智能实现的解决方案越来越实惠，但我们可以期待每个物联网解决方案都有一个基于人工智能的嵌入式系统。无线连接的发展。由于我们预计未来互联网将无处不在，嵌入式系统中的无线连接将显著增加。因此，虽然有大量的有线连接，但嵌入式系统应该适应新的连接时代。添加嵌入式安全解决方案。随着物联网设备的指数级增长，黑客攻击似乎有了更多的点。因此，我们可以期待嵌入式设备中安全解决方案的相应增长。比如英飞凌、微芯片、意法半导体、美光、华邦等的嵌入式安全芯片。在嵌入式硬件设计中越来越常见。超高速计算。量子计算很可能需要更多的时间来普及。但是当它发生的时候，计算能力会得到显著的提升，从而导致处理器速度的大幅提升，整个系统也会如此。
物联网生态系统实施背后的思路属于对未来的投资，企业并不指望马上看到投资回报。大多数解决方案的主要目标是进行深入的数据分析，以做出准确的预测。因此，有必要考虑嵌入这些趋势，以便为不久的将来做准备。
结论
由于嵌入式系统的目标是与环境交互，因此它们需要被设计为执行特定的功能，同时考虑低功耗、安全架构、可靠的处理器等。为了提供高效的嵌入式物联网生态系统，企业应考虑以下几点:
市场上有很多物联网的嵌入式解决方案。但是，为了匹配业务需求，公司必须投资定制。虽然嵌入式系统一般功耗低，性价比高，但企业还是要在整个物联网生态系统中考虑，打造最佳架构解决方案。如果您认为您已经找到了最具成本效益、性能潜力最高的IIoT解决方案，请再次检查趋势。关注物联网市场。市场上不断出现新的组件、设备和连接解决方案。在任何时候，一个解决方案都可能出现，并被视为您的物联网生态系统中的理想匹配。
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