網絡通訊技術在嵌入式系統中的應用
一、嵌入式系統的由來
1.1 嵌入式系統的概念：
嵌入式系統是以應用爲中心，以現代計算機技術爲基礎，能夠根據用戶需求(功能、可靠性、成本、體積、功耗、環境等)靈活裁剪軟硬件模塊的專用計算機系統。
1.2 嵌入式系統發展的三個階段：
第一階段：19世紀70年代，隨着8位、16位微處理器的誕生，以這些微處理器爲核心所構成的系統廣泛地應用於儀器儀表、醫療設備、機器人、家用電器等領域。
第二階段：隨着微電子工藝水平的提高，集成電路製造商開始把嵌入式計算機應用中所需要的微處理器、I/O接口、A/D轉換器、D/A轉換器、串行接口，以及RAM、ROM等部件全部集成到一個VLSI中，從而製造出面向I/O設計的微控制器，即俗稱的單片機。
第三階段：以芯片技術和網絡通信技術爲標誌。微電子技術發展迅速，SOC(片上系統)使嵌入式系統越來越小、但是功能越來越強。與網絡通信技術的結合形成了我們今天熟知的物聯網。
二、網絡通訊技術在嵌入式系統中的應用
2.1 終端處理能力強的情況 （以手機通訊應用場景爲例）：
總結：手機這類高性能終端設備具有處理能力強大的SOC、基帶芯片；因此，有更多的通訊方式可以選擇，可以運行更復雜的網絡通訊協議。
2.2 終端處理能力弱的情況 （以智能水卡應用場景爲例）：
總結：終端刷卡機由於功耗、成本、算力限制，不具備直接使用以太網的能力，因此需要通過網關進行通訊協議轉換，從而實現與雲端服務器進行數據交換。
三、嵌入式領域的通訊方式
四、網絡通訊協議棧
總結：任何一個通信協議都會分出若干層次結構，各自負責不同的功能，數據信息進行層層封裝之後通過物理介質發送出去。這裏面會涉及到具體的物理傳輸介質選取、信號的編碼、尋址等一系列問題。
五、LPWAN(Low-Power Wide-Area Network，低功率廣域網) 場景下的物聯網通訊
5.1 應用領域：
智慧表計: 電錶、水錶、煤氣表、熱量表等；
智能交通：共享單車、交通錐桶、路況監測、智能停車等；
物流行業：冷鏈物流、智能集裝箱鎖、貴重物品跟蹤、快遞物流等；
智慧城市：智能井蓋、智能充電樁、智能路燈、智能垃圾桶廣告牌監管、文物保護等；
智能家居、穿戴式應用、農業、電網 。。。。。
5.2 關鍵特性：
六、NB-IoT (Narrow Band Internet of Things,窄帶物聯網) 解決方案
6.1 NB-IoT 的概念：
NB-IoT是一種全新的基於蜂窩網絡的窄帶物聯網技術，是3GPP組織2017定義的國際標準，可在全球範圍內廣泛部署，聚焦於低功耗廣域網，基於授權頻段運營，可直接部署於LTE網絡(複用已有基站)具備較低的部署成本和平滑升級能力。
NB-IoT聚焦於低功耗廣覆蓋（LPWA）物聯網（IoT）市場，是一種可在全球範圍內廣泛應用的新興技術。具有覆蓋廣、連接多、速率快、成本低、功耗低、架構優等特點。NB-IoT使用License頻段，可採取帶內、保護帶或獨立載波等三種部署方式，與現有網絡共存。
6.2 系統架構圖：
七、總結
嵌入式領域的通訊傳輸問題一直都是關注的重點，也是在做相關項目中必須要考慮的問題，對於短距離通訊，在較早就有了很好的解決方案，如藍牙技術、NFC、ZigBee等。 但低功耗遠距離通訊一直是嵌入式通訊領域的一個痛點，好在這幾年，隨着通訊技術的發展，NB-IoT、lora等技術的提出，才逐漸解決這一問題。數據傳輸問題的解決，將會極大地促進嵌入式系統的發展，期待萬物互聯的智慧世界早日到來。
