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医疗电子为您解答:嵌入式系统概念和应用范围
- 2020-07-31-

    嵌入式系统(EmbeddedSystem),是一种嵌入机械或电气系统内部、具有专一功能和实时计算性能的计算机系统。[1][2]嵌入式系统常被用于高效控制许多常见设备,被嵌入的系统通常是包含数字硬件和机械部件的完整设备,例如汽车的防锁死刹车系统。相反,通用计算机如个人电脑则设计灵活,可以智能处理各式各样的运算情况,以满足广大终端用户不同的需要。

    现代嵌入式系统通常是基于微控制器(如含集成内存和/或外设接口的中央处理单元)的,但在较复杂的系统中普通微处理器(使用外部存储芯片和外设接口电路)也很常见。通用型处理器、专门进行某类计算的处理器、为手持应用订制设计的处理器等,都可能应用到嵌入式系统。常见的专用处理器有数字信号处理器。

    嵌入式系统的关键特性是处理特定的任务,因此工程师能对其进行优化,以降低产品的体积和成本,提升可靠性和性能。

    嵌入式系统的物理形态包括便携设备如计步器、电子手表和MP3播放器,大型固定装置如交通灯、工厂控制器,大型复杂系统如混合动力汽车、磁共振成像设备、航空电子设备等。它们的复杂度低至单片机,高至大型底盘或外壳内安装有多个部件、外设和网络。

    嵌入式系统通常应用于消费类、烹饪、工业、自动化、医疗、商业及军事领域。

    电信系统

    从网络级的电话交换机到手机终端都部署了大量嵌入式系统。

    消费类电子

    包括PDA、MP3播放器、移动电话、游戏机、数字摄像机、DVD播放器、全球卫星定位系统接收器和打印机。

    家居应用

    微波炉、洗衣机和洗碗机中采用了嵌入式系统,带来灵活性、效率和功能;高级暖通空调系统采用联网的恒温器更精确、高效的按天或季度控制温度;智能家居使用嵌入式设备进行感知、控制,通过有线和无线网络控制灯光、温湿度、安全、音视频、监控等。

    交通系统

    安全要求相当高的飞机中采用了先进的航空电子设备,如惯性导航系统、全球卫星定位接收器;各种电机——直流无刷电机、异步电机和直流电机中使用了电气/电子电机控制器;汽车、电动车、混合动力汽车越来越多地采用嵌入式系统来节能减排;其他汽车安全系统,包括防抱死制动系统、电子稳定控制系统、牵引力控制系统、自动四驱系统。

    医疗设备

    使用嵌入式设备进行生命体征监测,医疗电子听诊器放大声音,各种医疗成像系统(正电子发射计算机断层扫描、单光子发射计算机化断层显像、计算机断层扫描、核磁共振成像)进行非入侵式内部检查;医疗设备内的嵌入式系统通常采用工业计算机。

    嵌入式系统应用在交通、消防、安防、医疗和生命攸关系统中,由于这些系统能够与黑客等隔离,因而更可靠。在消防安全中,经过设计,系统能在高温环境下持续工作。出于安全需要,嵌入式系统可以自给自足,能够处理切断了电气和通信系统的情况。

    WSN领域的发展,促使一种新型的微型无线设备智能微尘迅速普及。人们可以通过信息监测和控制系统感知并作用于物理世界的无数事物。微尘采用微制造技术,通过先进的IC设计技术,将无线子系统与尖端的传感器结合;从而让人们可以通过信息监测和控制系统感知并作用于物理世界的无数事物。这些微尘是完全自给自足的,在需要更换电池或充电前通常可以工作数年。

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