嵌入式系统满足物联网应用

在许多方面，嵌入式系统是物联网（IoT）的鼻祖 - 现在物联网正在改变我们设计和构建军事嵌入式系统的关键方面。事实上，物联网中嵌入式系统的新模型最好被描述为设计、构建、维护、更新、扩展和发展。

通常，军事嵌入式系统遵循指定硬件和软件环境的模型，然后在产品的使用寿命内冻结这些组件。选择操作系统、应用程序框架、工具链和其他组件，同时使用当前版本的快照来创建标准项目环境。最后，开始处理应用程序。除更新外，对软件环境所做的更改很少。

当下一个产品启动时，将进行“大爆炸”更新，拾取自上一个产品以来的所有更改。对所有组件的更改量通常使得将现有代码移动到新环境变得困难。

当您定义了硬件、软件、应用程序环境和产品生命周期时，此方法可以工作。它也适用于合理受限的系统，在这些系统中，您可以很好地控制整个环境。

当你不这样做时会发生什么？

这就是物联网的用武之地，它以四种不同的方式为嵌入式系统设计带来变化：

• 军事物联网通常需要三层环境——边缘设备、网关和后端系统。

• 所有设备之间的通信都是通过网络连接进行的，而不是直接的硬连线接口。所有设备（包括单个传感器和执行器）都是成熟的计算机。

•物联网是模块化和可互操作的。通常从多个源获取组件和子系统，然后通过网络连接它们。

• 物联网主要建立在开源的基础上。每个物联网层都可以作为开源提供，包括操作系统内核、通信库、编译器和开发工具。这符合政府对美国数字服务手册中概述的敏捷性和现代技术的承诺。

对于军队来说，这些变化使得升级、增强和定期维护变得至关重要。升级必须包罗万象，包括硬件、驱动程序、操作系统内核、框架和开发工具。在产品的生命周期内简单地冻结嵌入式环境也不再可行 - 必须制定计划以定期更新软件。

以下是需要考虑的其他一些事项：

• 保持强大的安全重点。确保设备完整性和身份验证、强大的用户和访问控制以及数据和通信的可靠加密。物联网可能是一个充满敌意的环境 - 确保您的解决方案值得信赖。

• 确保坚实的基础。物联网青睐的低成本、基于标准、可互操作的平台提供了强大的基础。确保基础坚实 - 否则，您可能会失去对嵌入式环境的控制。

• 向后移植硬件支持到旧版本的操作系统。这可能非常具有挑战性，但需要成为您整体战略的一部分。

• 规划互操作性，至少在网络级别。有了物联网，一切都在网络上。该值在于网络承载的内容，而不是基础网络连接。使您的网络接口尽可能在堆栈上实现标准和互操作。

• 专注于堆栈中的更高级别。在 IoT 中，关键价值从底层硬件和软件平台转移到在该平台上运行的应用程序、平台和应用程序生成的数据以及可以执行的物理操作。低级硬件平台、操作系统和网络现在是一个商品起点。

• 规划定期软件更新。好消息是，增量更新比每五年完全更换一次整个环境更容易使用。在许多情况下，您需要遵循成熟的更新流，在软件组件有一段时间稳定后（通常为 6 到 12 个月）更新到新版本的软件组件。当然，需要更密切地跟踪安全更新。

物联网正在将许多传统上属于嵌入式系统的东西带入主流，并通过与基于云的后端系统进行更大的互操作性和集成来扩展模型。熟悉嵌入式系统是一个很好的起点。当嵌入式系统遇到物联网时，挑战在于您能否适应这种移动速度更快、寿命更长、高度可扩展、可互操作、基于商品的环境。准备好骑行！

审核编辑：郭婷