摩尔定律的基本内容： • 集成电路的集成度每18个月就翻一番 • 特征尺寸每3年缩小1/2
计算机界对于摩尔定律的两点推论： • 微处理器的性能每隔18个月提高一倍，
而价格下降一倍 • 用一个美元所能买到的计算机性能，每
隔18个月翻两番
4.2.4 SoC研究与应用
• SoC芯片与集成电路的关系示意图
第4章物联网智能设备与嵌入式技术
智能手表产品 1 Apple iwatch
功能：最值得期待的智能手表！
第4章物联网智能设备与嵌入式技术
智能手表产品 2 索尼 SmartWatch
功能：支持阅读来电信息，短信， 日历等，支持邮件/微博/人人以及 更多扩展应用，支持音乐播放。这 款智能手表是智能手机的扩展，设 置需要通过应用与智能手机相连然 后进行设置 上市时间：2012年 价格：149美元
智能眼镜产品 1 Google眼镜
功能： 集眼镜、智能手机 、 摄像机于一身 价格：1500美元 语音：支持语音控制 如“OK Glass，Take a picture”
第4章物联网智能设备与嵌入式技术
智能眼镜产品 2 Thanko眼镜型摄像机
功能：拍照和摄像 价格：540元 语音：不支持
第4章物联网智能设备与嵌入式技术
第4章物联网智能设备与嵌入式技术
智能穿着产品 1 Google智能鞋
功能：收集运动状况 价格：￥169 语音：未知
第4章物联网智能设备与嵌入式技术
智能穿着产品 2 小米智能鞋
功能：收集运动状况 价格：未定价 语音：未知
第4章物联网智能设备与嵌入式技术
智能穿着产品 3 Le Chal智能盲人鞋
功能：带领盲人到其指 定的位置，同时避免可 能发生的碰撞以及障碍 物躲避等。 价格：暂无 语音：未知
4.5.3 无线传感器网络节点硬件设计
• 传感器节点硬件部件之间关系示意图
4.5.4 无线传感器网络嵌入式操作系统的研究
• 由于无线传感器节点具有数量大、拓扑 动态变化、携带非常有限的硬件资源等 特点，同时计算、存储和通信等操作需 要并发地调用系统资源，因此需要研究 适合传感器网络的新型操作系统
第4章物联网智能设发的便携式可穿戴设备， 可实现活动监测、睡眠监 测、活动提醒、智能闹钟 四大功能 上市时间：2013.6 价格：399人民币
第4章物联网智能设备与嵌入式技术
产品类别之 智能手表
智能手表： 是将手表内置智能化系统、搭载智能手机系统而连接于网络而实现多功能， 能同步手机中的电话、短信、邮件、照片、音乐等。2013年3月媒体报道， 苹果、三星、谷歌等科技巨头都将在2013年晚些时候发布智能手表。美国市 场研究公司Current Analysis分析师Avi Greengart认为2013年可能会成为智能手 表元年。
第4章物联网智能设备与嵌入式技术
4.6.2 可穿戴计算概念产生的背景
• 可穿戴计算技术体现出“以人为本，人机合一”和“ 无处不在的计算”的理念，有力地支持着“从人围着 计算机转，转向计算机围着人转” 这一计算机演变的 重要趋势
• 可穿戴计算系统与人类紧密结合成一个整体，能够拓 展人的视觉、听觉，增强人的大脑记忆和应对外界环 境变化的能力，延伸了人的大脑与四肢，代表着计算 机的一个重要的发展趋势
4.1.2 个人数字助理PDA
• 各种形式的PDA
4.1.3 GPS接收机
• 车载GPS导航仪、GPS手机与GPS手表
4.1.4 智能手机
• 智能手机将是物联网中一种重要的智能终端设 备，很多物联网应用系统的用户终端设备是基 于智能手机操作系统平台上开发的
• 智能手机与个人计算机一样，具有自己独立的 嵌入式操作系统，可以由用户自行安装软件、 游戏等第三方服务提供商的程序
• 数字标牌在智慧城市与智能交通中的应用示例
4.2 嵌入式技术发展的基础—集成电路 4.2.1 微电子技术和产业发展的重要性
• 电子工业产值的增长速率是国民经济总产值增 长速率的3倍，微电子产业的增长速率又是电 子工业增长速率的2倍
• 国民经济总产值每增加100~300元，就必须有 10元电子工业和1元集成电路产值的支持
• 集成电路对国民经济的贡献率远高于其他门类 的产品，以单位质量钢筋对GDP的贡献为1计 算，小汽车为5，彩电为30，计算机为1000， 而集成电路的贡献率则高达2000
4.2.2 微电子技术的发展 • 从电子管到晶体管的发展过程
4.2.3 集成电路的研究与发展 • 从使用分立元器件的电路单元到集成电路芯片
4.4.2 RFID读写器结构 与设计方法
典 型 手 持 式
RFID 读 写 器 结 构
4.4.3 RFID中间件的概念与结构
• 设计* 4.5.1 无线传感器节点的结构
• 无线传感器节点结构
4.5.2 无线传感器网络节点设计原则
• 微型化与低成本 • 低功耗 • 灵活性与可扩展性 • 鲁棒性 传感器节点各部分能量消耗情况
第4章物联网智能设备与嵌入式技术
智能手环产品 1 Jawbone UP
功能：跟踪睡眠运动和饮 食、空闲提醒、智能闹钟 等功能，并且对监控数据 进行分析 上市时间：2012年 价格：国行版1100人民币
第4章物联网智能设备与嵌入式技术
智能手环产品 2 Nike Fuelband
功能：专为好动人士设计 ，测量你每天的运动量， 只需佩戴或手持 上市时间：2012年 价格：1080人民币
智能眼镜产品 3 Recon Jet
功能：运动、视频流、 web和社交媒体 价格：未知 语音：不支持
第4章物联网智能设备与嵌入式技术
产品类别之 智能手环
智能手环： 用户可以通过手环记录日常生活中的锻炼、睡眠和饮食等 实数据，无屏幕显示，可将这些数据与Pad、手机等智能终 端同步，起到通过数据指导健康生活的作用。 目前，智能手环中还未有集成语音控制功能。
4.6 可穿戴计算研究及其在物联网中的应用
4.6.1 可穿戴计算机在物联网中的应用
• 可穿戴计算机可以应用于物联网远程支 援、抢险救灾、医疗救护、社会治安、 新闻采访、社会娱乐与军事方面
• 为了适应不同的用户需求，不同的可穿 戴计算机根据其功能、与人交互方式的 不同，而被设计成不同的内部结构和不 同的外形
产品分类介绍
对智能穿戴各类别中具有影响力的产品进行介绍
第4章物联网智能设备与嵌入式技术
产品类别之 智能眼镜
智能眼镜：
它最多可以将眼镜、智能手机、摄像机等多种功能集于 一身，通过电脑化的镜片将信息展现在用户眼前；
另外可以帮助随时进行拍照、录像、看视频，省去了拿 出相机、手机和PAD的麻烦。
第4章物联网智能设备与嵌入式技术
第4章物联网智能设备与 嵌入式技术
2020/11/26
第4章物联网智能设备与嵌入式技术
第
4 章 知 识 点 结 构
4.1 智能设备的研究与发展
• 嵌入式系统（Embedded System）也称作“嵌入式计算机 系统（Embedded Computer System）”
• 它是针对特定的应用，剪裁计算机的软件和硬件，以适应 应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求 的专用计算机系统
第4章物联网智能设备与嵌入式技术
智能手表产品 3 三星 Gear
功能：接听电话，看短信，邮件提 示，拍照等
上市时间：2013年 价格：2398人民币 语音功能：支持三星功 能调用
第4章物联网智能设备与嵌入式技术
智能手表产品 4 Sony SmartWatch
• 嵌入式系统已经用于工业、农业、军事、家电等各个领域 • 物联网环境中的各种智能设备都需要采用嵌入式技术来进
行设计与制造 • 嵌入式系统的设计理论、方法与工具是物联网研究的理论
基础，具有重要的借鉴与指导作用。
4.1 智能设备的研究与发展 4.1.1 个人计算机PC
• IBM PC、图形工作站、台式机、笔记本计算机、一体 机与iPad
• 很多种智能手机已经嵌入了RFID标签芯片与 传感器芯片，成为物联网中重要的移动通信、 移动计算与位置服务的设备
Today
第4章物联网智能设备与嵌入式技术
4.1.5 智能家电
• 未来的智能家电向智能化、自适应和网络化方 向发展，智能家电将成为物联网中智慧家居应 用中主要的组成单元
• 可以接入互联网或移动通信网的智能家电称为 “网络家电”
功能：定位智能手机配件（目前只 支持配对安卓手机），拨打电话、 看短信、看邮件、拍照、查天气等
上市时间：2013年 价格：1000左右人民币
第4章物联网智能设备与嵌入式技术
智能手表产品 5 硅谷创业 Pebble
功能：GPS定位、音乐播放、接打 电话、收发邮件、收发短信、日历 提示、接收Facebook 、天气以及推 文信息 上市时间：2013年 价格：149美元
• 智能家电可以实现互联组成一个家庭内部网络 ，可以与互联网连接
• 智能家电研究的对象主要是电视、冰箱、空调 、洗衣机与照明设备等
• 实现网络家电连接的技术主要是蓝牙、红外、 电力线、双绞线等
第4章物联网智能设备与嵌入式技术
第4章物联网智能设备与嵌入式技术
4.1.6 数字标牌
• 数字标牌（Digital Signage）是一种新的专业多媒体视 听系统，体现出一种全新的媒体概念，同时也是物联网 应用系统与人通过视觉交互的工具
4.3.2 嵌入式系统的基本概念
• 微型机应用和微处理器芯片技术的发展为嵌 入式系统研究奠定了基础
• 嵌入式系统的发展适应了智能控制的需求 • 嵌入式系统的发展促进了芯片、操作系统、
软件编程语言与体系结构研究的发展
• 嵌入式系统的研究体现出多学科交叉融合的 特点
4.3.3 嵌入式系统发展的过程