嵌入式系统：未来十年发展趋势深度解读

嵌入式系统是未来？从业10年的解读

单片机的设计理念，就是在性能与价格当中取一个最优值。

随着手机大力发展，通用并且性能高的芯片在市场上的占有率大大提升，之前的51单片机、旧的MSP430都已经在被市场淘汰，这种性能低且功能单一的运算模块是否还有未来呢？

其实，在做一款电子产品的时候，我们不会去考虑这个产品会使用什么硬件，但是我们需要考虑这个产品有什么功能。

很多的电子产品并不像大家现在使用的手机这样集成度很高，普适性很强。在做过了单片机的工程之后，才知道其实要把性能做到手机这么强，成本这么低，不是一家小企业就可以完成的事情。

在很多物联网的产品当中，它往往是适应于某个特定的应用场景，比如说我们的智能家居，车联网，大多都是由底层设备+服务器构成的。

底层的设备所需要干的事情其实很少，只需要把自己所获得数据传输到服务器当中，服务器根据获得的信息做出反馈即可，单片机就可以很好地完成这个任务。

场景一：智能农业

一个智能农业项目往往需要能自动的进行各种场景数据的反馈，比如虫害的程度、土壤的湿度、光照的程度和二氧化碳浓度进行一个测量。

这些传感器得到的数据通过4G模块或者是wifi模块直接传到服务器上，或者是直接从收集单片机传输到反馈单片机（局部通信），一个简单的大棚智能农业系统就完成了。

这样的场景下，我们要做的就是一些简单的io信号收集，以及一些模拟信号量的传输（比如说电阻变化来获得湿度或者是光照变化），关于摄像头的信息传输，低频率少量的传输通过wifi是可以实现的。

该场景的特点是：工作时间长、通讯要求低、信号量单一，适合性能低、功耗低的单片机产品。

tips：

在这里有一个问题，一是单片机的供电问题，如果要把这些智能设备都放在一个很广阔的场地内，要把电线拉到每个角落不太现实，所以如何实现一个长久的供电是一个很重要的课题。

另一个问题是，图片要进行处理，性能低的单片机是无法完成的，而且低功耗的单片机对于超过M这个量级的数据是很难处理的，特定高性能的（比如说树莓派或者STM32M3+系列的单片机也许可以处理，但是功耗会很高。）

因此在物联网不带电源终端的使用情况下，是十分不建议使用摄像头的。也许会有一些解决方案，比如说FPGA，把识别某一个类型物体的算法烧到板子上，这样可以在本地端完成这种视觉识别的功能，然后把拍摄的频率降低，同样可以实现低功耗。

场景二：智能工厂

智能工厂其实比智能农业讲起来要复杂一些（智能农业也很复杂，但是我认为应该是农业方面的复杂要多余计算机方面的复杂）。

高端智能工厂要包括很多个系统的交互，人机之间交互，对实时性、安全性的要求更加严格。在对智能的工厂终端进行设计的时候，用到的都是工业级的产品，工业级的产品有一个显著的特点，就是贵。

这种现象也反映在了在供应链上，工业产品的选择面要比商业产品的选择面小得多。比如说一个很简单的点，工业的AGV或者是移动设备，用到的导航激光基本上都是倍加福r2000或者是sick。国产的基本上同价位没有一个能作为替代品，实现不了产品的需求。总的算下来，一个工业产品的其他部分成本加起来还不如一个激光传感器的贵。

这样导致了一个结果，在车辆智能系统（车联网）当中，嵌入式机器的成本几乎可以忽略不计。所以在这样的情况下，低成本的芯片跟高成本的芯片很多时候会因为成本不敏感而不产生差距。

我们也可以有一个循序渐进的过程，比如说先替换一些工厂内的交互系统（按钮），或者是提高一下工厂的自动化程度（使用半自动化的生产线）。替代人工，降低成本的时候，大家就会变成成本敏感用户，这个时候嵌入式系统的优势就体现出来了。

tips：

关于工厂的智能化设计的时候，往往会遇到以下几个问题，在这里分享一下：

1.工人配合程度差。由于这个配合产品工作属于工人的额外工作，而且危言耸听的替代工人论会让他们产生心里抗拒。所以智能化的产品往往会遇到一些意想不到的情况，就是因为工人没有好好使用这个产品。

2.通讯成本高。工厂内现通用的通讯方案是布置AP，一个2000平方米的工厂大概需要4~5个AP，加上布线服务器的成本有可能要6-7W。这样对于一个小工厂来说是比较难接受的，更不用说加上了智能设备的成本。

3.场景不统一，重新设计方案成本高。这个就涉及到国内工厂的情况了，由于企业大小不一，工厂的情况也千奇百怪，而且往往国内的工厂管理制度都有一些问题，很多时候会因为管理上的问题导致场景上的问题。

总结

首先要肯定的是，嵌入式系统是未来。但是我认为现在大家使用嵌入式系统的方式好像，还是有一些问题，现在生产的这些芯片都是通用型的，性能都不是很适配。

或许未来做IC的可能会变成像现在软件工程师一样普遍，做场景设计方案的工程师跟现在做app的工程师一样简单。

嵌入式系统只是一个平台，具体要在上面实现什么设想，还要靠我们自己。

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说了这么多，大家记得留意下方评论第一条（或者私信我）有干货~