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[Revisão final dos pontos de conhecimento completos para introdução à engenharia da Internet das coisas] Capítulo 4 Internet das coisas, hardware inteligente e integrado

2024-07-11

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Capítulo 4 IoT Inteligente Hardware e Integrado

Conceitos básicos de tecnologia embarcada

Processo de desenvolvimento de sistema embarcado
  • A primeira fase: a fase de pesquisa com sistema de controlador programável como núcleo
  • O segundo estágio: o estágio baseado na CPU da unidade central de processamento incorporada e em um sistema operacional simples como núcleo
  • A terceira fase: a fase marcada pelo sistema operacional embarcado
  • A quarta etapa: a fase de desenvolvimento de sistemas embarcados baseados na operação em rede
Arquitetura de sistema embarcado

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Características dos sistemas embarcados

Sistemas computacionais especializados para aplicações específicas

Adapte o hardware e o software do computador às necessidades específicas da aplicação

Adapte-se aos requisitos de função, confiabilidade, custo, volume e consumo de energia do computador

Hardware inteligente IoT

Conceitos básicos de Hardware Inteligente

Ele incorpora a integração de múltiplas tecnologias, como "computação de sensores de Internet, comunicação, controle inteligente, computação em nuvem de big data", e seu núcleo éTecnologia Inteligente

Ele marca a tendência de a tecnologia de hardware se tornar métodos de interação mais inteligentes e mais fáceis de usar e de integração na "nuvem". Indica que o hardware inteligente se tornará um novo ponto quente no desenvolvimento da indústria da Internet das Coisas.

A "Ação Especial para Inovação e Desenvolvimento da Indústria de Hardware Inteligente (2016-2018)" esclarece cinco categorias de produtos de hardware inteligentes com foco no desenvolvimento: dispositivos vestíveis inteligentes, equipamentos inteligentes montados em veículos, equipamentos médicos e de saúde inteligentes, serviços inteligentes robôs e equipamentos de hardware inteligentes de nível industrial.

IA

A inteligência artificial é uma ciência que estuda e desenvolve teorias, métodos e sistemas de aplicação técnica para simular, ampliar e expandir a inteligência humana.

O objetivo da pesquisa em inteligência artificial é dar às máquinas a capacidade de pensar, identificar e processar coisas como os humanos.

Conteúdos básicos da pesquisa em inteligência artificial:

  1. Detecção inteligente
  2. Raciocínio inteligente
  3. Raciocínio inteligente
  4. Ação inteligente
interação humano-computador

As seis tecnologias que suportam hardware inteligente são:Interação homem-computador, estrutura de hardware, aplicação de software, colaboração de equipamentos, segurança da informação e controle de energia

A "inovação de aplicativos" é o núcleo do desenvolvimento da Internet das Coisas, e a "experiência do usuário" é a alma do design de aplicativos da Internet das Coisas. A diversidade de métodos de acesso do usuário e as diferenças nos ambientes de aplicativos da Internet das Coisas determinam o. modo de interação humano-computador da particularidade do hardware inteligente da Internet das Coisas.

Um projeto de hardware inteligente de IoT bem-sucedido deve resolver conscientemente os problemas de interação humano-computador do hardware inteligente de IoT com base em diferentes requisitos do sistema de aplicativos de IoT e métodos de acesso do usuário, podendo até se tornar o aplicativo da Internet das Coisas; determinado campo

Métodos básicos de interação humano-computador

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Características da interação humano-computador com hardware inteligente IoT

Os métodos tradicionais de entrada de teclado e mouse, bem como os métodos de interação gráfica e de texto na tela, não são mais adequados para as necessidades de aplicação de ambientes móveis e dispositivos terminais IoT portáteis. Os métodos tradicionais de interação humano-computador devem ser abandonados e novos métodos de interação humano-computador devem ser abandonados. Ser desenvolvido.

Dispositivos de computação vestíveis são usados ​​em pesquisas sobre interação humano-computadorInteração virtual, reconhecimento facial, realidade virtual e realidade aumentada, controle EEG, display flexível e bateria flexível, etc.A nova tecnologia pode se adaptar às necessidades especiais do hardware inteligente da Internet das Coisas e tem um importante papel de referência e demonstração na pesquisa da tecnologia de interação humano-computador do hardware inteligente da Internet das Coisas.

  1. tecnologia de interação virtual
  2. Tecnologia de reconhecimento facial
  3. Realidade virtual e tecnologia de realidade aumentada
    1. Características da realidade virtual: imersão, interatividade e imaginação
    2. Sistema de realidade virtual para desktop, sistema de realidade virtual imersiva, sistema de realidade virtual distribuída e sistema de realidade aumentada
  4. Tecnologia de exibição flexível
  5. Tecnologia de bateria flexível

Pesquisa em computação vestível e sua aplicação na Internet das Coisas

Conceitos básicos de computação vestível (computação vestível)

Com o desenvolvimento das aplicações da Internet das Coisas, as aplicações de computação vestíveis estão atualmente se estendendo e se desenvolvendo nas áreas de cuidados médicos inteligentes, casas inteligentes, transporte inteligente, indústria inteligente e redes inteligentes.

A computação vestível incorpora as características de "orientação para as pessoas" e "integração de homem e máquina", além de fornecer serviços "exclusivos" e "personalizados" ao usuário

Os dispositivos de computação vestíveis operam no modo "cloud-end", e a integração da computação vestível e da tecnologia de big data terá um enorme impacto na pesquisa e desenvolvimento de dispositivos de computação vestíveis e na aplicação da Internet das Coisas.

Classificação
  1. fones de ouvido
  2. Estilo de usar
  3. usado à mão
  4. Desgaste dos pés

Pesquisa sobre robôs inteligentes e suas aplicações na Internet das Coisas

As principais características da primeira geração de robôs são: dispositivos eletromecânicos de posição fixa, não programados e sem sensor, que só podem operar em uma determinada sequência de trabalho.

As principais características dos robôs de segunda geração são: a aplicação de sensores melhora a operabilidade dos robôs.Os pesquisadores instalam vários sensores em robôs, como sensores táteis, sensores de pressão e sistemas de detecção visual, para desenvolver na direção da inteligência artificial

As principais características do robô de terceira geração são: equipado com uma variedade de sensores, capazes de raciocínio lógico complexo, julgamento e tomada de decisão, com percepção rudimentar e capacidade de geração automática de programas, e capacidade de evitar obstáculos automaticamente

As principais características dos robôs de quarta geração são: inteligência artificial avançada, autorreplicação e montagem automática, e a evolução de redes de robôs para "robôs em nuvem"

Perspectivas de aplicação

Robôs inteligentes controlados através da rede estão nos mostrando sua percepção superior e capacidade de processamento inteligente do mundo.Os robôs inteligentes podem desempenhar um papel importante na aplicação da Internet das Coisas na proteção ambiental, prevenção e socorro a desastres, segurança, aeroespacial, militar, indústria, agricultura, medicina e cuidados de saúde e outros campos, e certamente se tornarão um membro importante da a Internet das Coisas

O objectivo final do desenvolvimento da Internet das Coisas não é simplesmente interligar coisas com outras coisas, mas gerar muitos dispositivos inteligentes com capacidades de computação, comunicação, controlo, colaboração e autonomia para alcançar percepção em tempo real, controlo dinâmico e serviços de informação; objetivo da pesquisa de robôs inteligentes O que também se busca é o comportamento, o aprendizado e as capacidades de percepção do conhecimento do robô. Neste ponto, os robôs inteligentes têm muitas semelhanças com os objetivos de pesquisa da Internet das Coisas;

A integração da computação em nuvem, big data e tecnologia de robótica inteligente levou ao surgimento de "robôs em nuvem" devido aos poderosos recursos de computação e armazenamento da computação em nuvem, um grande número de tarefas de computação e armazenamento de robôs inteligentes podem ser concentrados; a nuvem, ao mesmo tempo que permite que um único robô acesse recursos de computação e armazenamento em nuvem, o que requer menos computação e armazenamento integrados para robôs, reduz os custos de fabricação de robôs e aumenta a altura e a profundidade das aplicações de robôs inteligentes na Internet das Coisas.

Classificação
  1. Robô industrial
  2. robô agrícola
  3. robô de serviço
  4. robô médico
  5. microrobô
  6. robô de micromanipulação
  7. robô humanóide
  8. robô de brinquedo
  9. Robô especial
  10. robô espacial
  11. robô militar