工业互联网：嵌入式系统的机遇和挑战

从2020年第2期开始，《单片机与嵌入式系统应用》开始推出“ 卷首语 ”栏目，每期邀请一位业内专家围绕嵌入式技术针对时下热点分享自己的观点，以飨广大嵌入式技术从业者/爱好者。今天发表的这篇文章是2020年第8期的卷首语！

卷首语

工业互联网：嵌入式系统的机遇和挑战

牛建伟 教授

北京航空航天大学

从20世纪60年代的“模拟仪表控制系统”，到20世纪80年代的“集散控制系统”，到21世纪初的“现场总线系统”，再到目前初露端倪的“工业互联网”时代，人类工业技术经历了60年天翻地覆的变革。另一维度，互联网技术也逐渐从消费经济和虚拟经济（如电子商务）拓展到生产领域和实体经济（即工业互联网）。嵌入式技术在工业信息化时代发挥了不可替代的作用，那么在工业互联网时代嵌入式技术会不会退出历史舞台？答案是否定的，事实上，工业互联网时代为嵌入式技术带来了新的历史机遇和挑战。

一、机  遇

（1）工业互联网依赖于嵌入式系统采集业务数据。无论是机床、机器人等智能装备，夹爪、喷枪等工艺设备，还是激光雷达、红外感应等传感芯片，都是工业互联网的数据来源，都是以嵌入式技术为基础的。

（2）工业互联网依赖于嵌入式系统实现网络传输。无论是终端通信模块、工厂内部网关，还是路由交换节点，都需要依赖专用的嵌入式系统保证可靠、稳定和高速的数据传输。

（3）工业互联网依赖于嵌入式系统执行闭环控制。工业互联网的目标不仅是工业制造数据的单向采集、传输、汇聚和分析应用，更智能化的方向是根据社会发展和经济运行设定的目标，实现网上订单、自主生产和制造、自动物流、运维等全要素一体化的协同优化和柔性制造，这些任务都离不开终端设备嵌入式系统的控制执行。

二、挑  战

（1）嵌入式系统需要更加开放的体系架构来支撑“人-人”互联网向“人-物”、“物-物”工业互联网的拓展，从而实现“万物互联万物生”。工业互联网是工业数字化转型浪潮下工业体系和互联网体系深度融合的产物，万物互联、系统互通，需要嵌入式系统以更加开放的体系架构支撑各类终端设备或通信节点在工业互联网总体架构下的有效运行。

（2）嵌入式系统需要可靠的运行环境支撑工业互联网。运行在工业互联网环境中的各类嵌入式系统，不再是独立的个体，而是协同运作、有机融合的一个整体，其稳定可靠的运行是整个工业互联网平台的基础。

（3）嵌入式系统需要更加安全的运行机制守卫工业互联网。不同于普通的计算机互联网应用，工业互联网分析和控制的对象是各类高端装备和智能产线，安全是工业互联网的生命线，嵌入式系统必须提供更加可靠的安全机制来确保整个工业互联网的安全。

机遇与挑战并存，让我们共同努力，实现人类工业技术迈向工业互联网时代，创造嵌入式技术更加美好的未来！

牛建伟：北京航空航天大学教授，博士生导师，全国优秀科技教师，科技部重点研发计划项目负责人。入选教育部2009年“新世纪优秀人才支持计划”，获得2013年教育部技术发明一等奖，2016年国家863科技创新之星荣誉称号，2017年宝钢优秀教师奖，2018年北京市教学成果一等奖。主要研究方向有：嵌入式与移动计算，跨媒体分析与处理以及机器人操作系统。