物联网技术及应用 课件 第6章 智能嵌入技术

第6章智能嵌入技术智能嵌入技术

物联网时代特征物理世界嵌入感知与控制智能设备，感知环境并提供便捷服务。

物联网与嵌入式系统物联网需嵌入式系统和中间件技术，连接智能物品与网络。

嵌入式技术应用智能传感器、无线网络、信息显示处理等均应用嵌入式系统技术。

本章内容概述讨论嵌入式系统概念原理，介绍人机交互、增强现实等技术及应用。6.1嵌入式系统概述：6.1.1嵌入式系统的发展过程

嵌入式系统起源始于70年代，历经50余年发展，跨越四个阶段。

发展阶段概览经历初期、集成化、网络化及智能化四大阶段，持续进化。6.1嵌入式系统概述：6.1.1嵌入式系统的发展过程可编程控制器研究阶段嵌入式系统最初基于单片机，以可编程控制器形式出现，具监测等功能，用于工业控制和武器装备，无操作系统，用汇编语言控制，非严格意义系统。第二阶段CPU阶段系统结构和功能单一，处理效率低，存储容量小，无用户接口，曾广泛应用于工业控制领域，无法满足现今信息家电等场合需求。第三阶段标志嵌入式微控制器大量出现，简单嵌入式操作系统初步具有兼容性和扩展性，内核精巧效率高，模块化程度高，有图形窗口界面和API。6.1嵌入式系统概述：6.1.1嵌入式系统的发展过程第四阶段：基于网络操作的嵌入式系统发展阶段

嵌入式系统发展实时性提升，模块化与扩展性强，支持多任务、网络、GUI，简化应用软件开发。

嵌入式系统未来聚焦智能硬件设计与制造，适应物联网系统需求，成为研究开发重点。6.1嵌入式系统概述：6.1.2嵌入式系统的特点

嵌入式系统特点专用计算机系统，软硬件可裁剪，适应严格功能、可靠性、成本、体积、功耗要求。

嵌入式系统定义以应用为中心，基于计算机技术，针对特定需求剪裁硬件与软件，满足专业计算任务。6.1嵌入式系统概述：6.1.2嵌入式系统的特点

01系统内核小嵌入式系统因应用于小型电子装置，资源有限，内核较传统操作系统小得多，如ENEA的OSE内核仅5KB，远小于Windows内核。

02系统精简嵌入式系统不明显区分系统软件和应用软件，功能设计和实现不过于复杂，利于控制成本和实现系统安全。

03专用性强嵌入式系统个性化强，软硬件结合紧密，需针对硬件移植，同品牌同系列产品也需随硬件增减变化不断修改。

04高实时性高实时性是嵌入式软件基本要求，软件代码需高质量高可靠性，且要求固化存储以提高速度。

05多任务的操作系统嵌入式软件开发标准化需用多任务操作系统，以调度任务、利用资源和函数接口，保障实时性、可靠性，减少开发时间，保障软件质量。6.1嵌入式系统概述：6.1.2嵌入式系统的特点专门的开发工具和环境

嵌入式系统开发需专用工具环境，基于通用计算机，含逻辑分析仪、示波器，分主机目标机开发。

嵌入式系统应用涵盖无线传感器、RFID、智能家电、物联网终端、智能机器人、无人驾驶、可穿戴设备。

嵌入式系统教育物联网专业学生必学，掌握基本概念、设计实现方法。6.1嵌入式系统概述：嵌入式系统的组成（编辑改）

嵌入式系统组成微处理器、操作系统、应用软件、外围设备接口构成核心系统。

系统层次结构硬件层、中间层、系统软件层、应用软件层组成嵌入式计算机系统。6.1嵌入式系统概述：嵌入式系统的组成（编辑改）硬件层

嵌入式系统组成包括微处理器、存储器、接口，微处理器执行指令，存储器分Cache、主存、辅助存储，接口用于输入/输出功能。

微处理器特性确保快速执行指令，提高效率，选择依据应用，体系多样，如ARM、PowerPC，处理特殊功能效率可能低。

存储器类型含Cache、主存、辅助存储，Cache提升速度，主存直接访问，辅助存储容量大，如NORFlash、NANDFlash。

接口功能通用设备接口和I/O接口实现与外界交互，种类繁多，支持串行通信、以太网、USB等多种标准。6.1嵌入式系统概述：嵌入式系统的组成（编辑改）中间层

中间层概念中间层即硬件抽象层或板级支持包，隔离上层软件与底层硬件，提供开发接口。

中间层特性具硬件相关性，为OS提供操作硬件方法；具操作系统相关性，适配不同OS软件层次。

BSP工作完成硬件初始化与设备驱动，分片级、板级、系统级初始化，确保系统从默认至所需状态。

设备驱动设备驱动初始化自高至低，由BSP关联至OS通用驱动，实现实时硬件操作。6.1嵌入式系统概述：嵌入式系统的组成（编辑改）系统软件层

嵌入式系统软件层由RTOS、文件系统、GUI、网络系统及组件构成，支持多任务、文件管理、图形界面、网络功能。

嵌入式操作系统(EOS)负责软硬件资源分配，任务调度，体现系统特性，支持装卸模块，实现最佳效率，适应实时高效需求。

嵌入式文件系统提供存储、检索、更新功能，支持FAT32、YAFFS等，适应多种存储设备，不提供保护和加密机制。

嵌入式GUI轻型、资源占用少、高性能、高可靠性，支持移植和配置，可通过自行开发、购买软件包、开源系统或第三方产品实现。6.1嵌入式系统概述：嵌入式系统的组成（编辑改）

应用软件层应用软件层由应用程序组成，实现对被控对象的控制功能，面向被控对象和用户，提供友好人机界面。6.1嵌入式系统概述：嵌入式系统开发特点宿主机/目标机开发模式嵌入式软件以宿主机/目标机模式开发，需交叉开发环境，两机以统一通信协议交互控制。6.1嵌入式系统概述：嵌入式系统开发特点选用RTOS开发平台嵌入式系统开发简单系统用汇编语言编程，复杂系统需RTOS平台，确保实时性和可靠性，优化多任务调度与资源利用。开发工具应用采用ICE、ICD等工具调试底层软件，复杂系统开发需实时操作系统支持，以预测运行状态，保证软件质量。6.1嵌入式系统概述：嵌入式系统开发特点软件代码固态化存储嵌入式应用程序开发在PC完成，需生成固化版本，存储于非易失性存储器或烧写到目标环境Flash中运行。6.1嵌入式系统概述：嵌入式系统开发流程需求分析明确功能、性能需求，为架构设计奠定基础。体系结构设计规划系统结构，确定软硬件分配，指导后续设计。硬件/软件设计细化设计，实现具体功能，准备系统集成。系统集成整合软硬件，进行测试，确保系统协调运行。6.1嵌入式系统概述：嵌入式系统开发流程

需求分析阶段在需求分析阶段需要分析系统的需求，系统的需求一般分功能需求和非功能需求两方面根据系统的需求，确定设计任务和设计目标，并提炼出设计规格说明书，作为正式指导设计和验收的标准。

体系结构设计需求分析完成后，根据提炼出的设计规格说明书，进行体系结构的设计体系结构描述系统功能和非功能需求实现，包括软硬件功能划分及软硬件、操作系统选型。6.1嵌入式系统概述：嵌入式系统开发流程硬件/软件设计基于体系结构，对系统的软、硬件进行详细设计

程序设计程序质量关键，优化系统性能，弥补硬件不足，确保系统稳定运行。

系统集成整合软硬件，全面调试，修正单元设计错误，保障系统协调运作。

代码固化软件开发完毕，固化至Flash，保障每次重启后系统准确无误运行。6.1嵌入式系统概述：嵌入式系统的调试01调试重要性调试为项目开发必备，尤其在软硬结合的嵌入式系统，确保功能正确性与稳定性。02调试环境初期多在RAM中调试，待程序稳定运行后再转至ROM，涉及模拟器、在线仿真器等多种调试方法。6.1嵌入式系统概述：嵌入式系统的调试

模拟器方式调试工具和嵌入式软件在主机运行，软件模拟执行嵌入式处理器源程序，通过指令解释执行，分配虚拟存储空间和外设，进行语法和逻辑调试。6.1嵌入式系统概述：嵌入式系统的调试在线仿真器方式

在线仿真器ICE功能完全仿造CPU设计，透明可控，多接口连接，运行CPU动作，设硬件中断，实时数据查看，调试便利。

ICE调试流程调试过程无需目标板，完成后需重新下载程序至目标系统，价格高，每CPU需对应ICE，增加开发成本。6.1嵌入式系统概述：嵌入式系统的调试监控器方式

调试接口主机与目标板串口相连，提供调试界面，下载程序至目标板运行。

监控程序作用运行于目标机，监控程序运行，配合主机调试，简化操作，提升效率，降低成本。6.1嵌入式系统概述：嵌入式系统的调试在线调试器方式

调试方式利用在线调试器与目标板端口,通过JTAG或BDM接口发送命令,实现ARM芯片开发板的高效调试。JTAG调试优势JTAG口使ARM处理器通信,仿真贴近目标硬件,减少高频操作与电线长度限制,为最常用调试方法。6.1嵌入式系统概述：中间件技术

中间件一般定义独立系统程序，连接两个独立系统，管理通信，使接口不同系统互通，处理感知设备数据以减冗余提可靠性。6.1嵌入式系统概述：中间件技术物联网中间件作用

物联网中间件功能屏蔽底层硬件差异，支持应用开发，数据共享，促进开放式互联，保障系统部署管理。

物联网中间件挑战需克服复杂环境应用、远距离无线通信、大数据处理、复杂事件处理及综合运行管理等技术难题。6.1嵌入式系统概述：中间件技术物联网中间件特点

01中间件类型分四类：远程过程调用、面向消息、对象请求代理、事务处理监控，各有特色功能。

02中间件通用特点满足大量应用需求，跨平台运行，支持分布计算与标准协议接口，确保透明交互。

03远程过程调用中间件特性同步通信，屏蔽操作系统与网络差异，局限在于服务器需在线接收请求，否则丢包。6.1嵌入式系统概述：中间件技术

面向消息中间件特性利用高效消息传递，支持非同时运行程序间通信，网络复杂度不影响。

对象请求代理中间件特性提供异构环境通信框架，角色动态转换，客户机与服务器界定模糊。

事务处理监控中间件特性原为大型机设计，现扩展至事务管理、负载平衡与系统修复，保障高性能处理。6.1嵌入式系统概述：中间件技术物联网中间件发展

物联网中间件发展类型多样，满足不同功能需求，EPC、OPC、WSN、OSGi、CEP各有特色，适应大规模数据实时处理。

EPC中间件作用提供通用接口，简化RFID读写器数据获取，解决多对多连接维护问题，适应数据库软件变更或读写器种类增加。

OPC中间件特性基于OLE、COM、DCOM技术，连接服务器与应用程序，支持远程操作，统一架构提升灵活性与安全性，涵盖实时、历史数据访问及报警处理。6.1嵌入式系统概述：中间件技术

WSN中间件功能支持无线传感器网络应用，处理通信、协调、任务分配，适应能量有限、动态拓扑、异构节点，研究阶段成果初显。

OSGi中间件应用基于Java技术，提供服务规范与软件平台，组件动态加载，广泛应用于手机、智能终端，被誉为“万能中间件”。

CEP中间件优势处理事件流，分析时间、因果关系，适用于金融、监控领域，利用规则引擎和查询语言处理海量信息。6.1嵌入式系统概述：嵌入式系统与智能手机对比分析（建议删除此部分）

01嵌入式系统特点面向特定应用，裁剪硬件与软件，构成专用计算机系统。02智能手机对比从硬件结构、操作系统、应用软件与外设等方面，体现嵌入式特性。6.1嵌入式系统概述：嵌入式系统与智能手机对比分析（建议删除此部分）硬件的比较

智能手机硬件逻辑结构智能手机硬件含CPU、存储器、显示器、外设，特有通信处理器，支持语音与无线通信，区别于传统PC。

CPU比较智能手机CPU由应用与通信处理器组成，适应手机应用，如高通、MTK平台，支持多核处理，满足通信与计算需求。

存储器比较手机存储器分ROM与RAM，常用FlashROM与SDRAM，ROM安装系统与存储文件，RAM影响性能，关机清空，需高效管理。6.1嵌入式系统概述：嵌入式系统与智能手机对比分析（建议删除此部分）

01显示器比较手机采用TFTLCD，分辨率影响显示效果，小尺寸高分辨率屏幕更清晰，适应移动视觉需求。

02外设比较智能手机侧重耳机、话筒、摄像头、传感器，强调通信与环境感知，不同于PC的硬盘、键盘、鼠标配置。

03通信功能比较智能手机必配4G/5G通信，Wi-Fi与蓝牙，无需Ethernet网卡，适应移动性，PC则侧重有线与Wi-Fi连接。6.1嵌入式系统概述：嵌入式系统与智能手机对比分析（建议删除此部分）

软件的比较操作系统比较智能手机需专用OS，如WindowsMobile、Symbian、iOS、Android；Android基于Linux，开源，易开发应用，支持TCP/IP、蓝牙、Wi-Fi，提供丰富API。应用程序比较iPhone引领APP商业模式，涵盖游戏、位置服务、即时通讯至购物、支付、社交；APP数量爆炸性增长，成盈利点；嵌入式技术推动智能手机功能扩展，如电池、充电、显示、安全技术。6.2物联网智能硬件：智能硬件的基本概念谷歌智能眼镜引发热潮2012年6月谷歌智能眼镜问世，引发可穿戴计算设备热潮，产品融合多项技术，核心是智能技术。6.2物联网智能硬件：智能硬件的基本概念智能硬件成为新热点

智能硬件发展趋势标志硬件技术智能化、人性化，融合“云+端”，区分传统与新一代智能硬件，预示智能硬件成物联网新热点。

智能硬件政策支持2016年政府行动方案，明确发展智能穿戴、车载、医疗、服务机器人、工业设备，研究低功耗、VR/AR、感知、控制、物联、云+端技术。6.2物联网智能硬件：智能硬件的基本概念

智能硬件延伸至物联网领域智能硬件技术水平取决于智能技术应用深度，已从民用可穿戴设备延伸至物联网多领域，二者相互促进发展。6.2物联网智能硬件：6.2.2人工智能在物联网智能硬件中的应用人工智能的基本概念

01AI起源与发展AI源于1956年，经数十年发展，深度影响生活、生产与管理，广泛融入社会各领域。

02AI里程碑事件2016年AlphaGo战胜李世石，展示计算机系统在围棋人工智能算法与数据处理能力上的突破。

03AI定义与目标AI旨在模拟、延伸人类智能，目标使机器具备思考与识别处理事物能力，体现为“人工”与“智能”结合。6.2物联网智能硬件：6.2.2人工智能在物联网智能硬件中的应用

AI学科特性AI为交叉学科，涉及计算机、数学、心理学等，学科诞生标志为1956年Dartmouth会议。

AI智能等级智能分为五个等级，从基础智能控制到能自主学习、创新的高级智能，展现不同层次的智能化水平。

AI在物联网应用物联网智能硬件利用AI实现自主判断与操作，如智能家电的智能控制模块，体现不同智能等级的应用。6.2物联网智能硬件：6.2.2人工智能在物联网智能硬件中的应用人工智能研究的内容

01智能感知研究计算机处理视觉与听觉信息,如人脸与语音识别,应用于智能手机、机器翻译、人脸识别及机器人。

02智能推理涵盖机器博弈、证明、专家系统与搜索技术,如“深蓝”、“AlphaGo”及专家系统在特定领域的应用。

03智能学习模拟人类学习,获取新知识与技能,深度学习在图像、语音识别及智能设备中广泛应用。

04智能行动研究最优调度与控制,涉及物流、机器人路径规划,及智能交通等领域,推动智能技术发展。6.2物联网智能硬件：人机交互

人机交互技术嵌入式技术成熟，重视用户体验，多样接入，差异应用，创新交互成就领域应用。

智能硬件设计根据应用需求和用户接入，解决人机交互，确保设计成功，提升使用体验。6.2物联网智能硬件：人机交互人机交互研究的重要性

人机交互定义研究计算机与用户间的关系，被视为信息技术六大关键之一，涵盖软件、计算机，涉及复杂交叉学科。

交互方式主要为文字、语音及视觉交互，需解决位置判断、身份认证、视线跟踪、姿势识别、行为识别、表情识别等问题。

个人设备交互个人电脑与智能手机的普及得益于其友善的人机交互，操作系统的人机交互功能影响系统“友善性”，传统交互依赖键盘、鼠标、屏幕。6.2物联网智能硬件：人机交互

交互技术研究科学家致力于语音、文字、图像、行为模式识别研究，以提升交互的简洁性、有效性和友善性。

生活中的交互人机交互广泛存在于日常用品如收音机、电视机及专业设备如飞机仪表、电力调度室，体现其普遍性和复杂性。

交互与市场接受度人机交互的友善性直接影响智能硬件的市场接受度，是决定电子产品能否成功的关键，尤其在物联网应用中尤为重要。6.2物联网智能硬件：人机交互物联网智能硬件人机交互的特点

物联网人机交互传统方法不再适用，需研发新交互方式，考虑移动与便携需求。

可穿戴设备交互采用虚拟交互、VR/AR、眼动跟踪等技术，适应物联网智能硬件需求。6.2物联网智能硬件：物联网智能硬件的人机交互技术虚拟人机交互技术

虚拟人机交互前景虚拟键盘体现虚拟交互设计理念，MIT研究“第六感”问题，目标融合计算机与环境，实现信息便捷获取。虚拟键盘技术应用系统由颜色标志物、相机、投影仪组成，实现实物表面交互式显示，如阅读RFID标签、显示航班信息、拍照、显示时间等功能，增强感知与工作效率。6.2物联网智能硬件：物联网智能硬件的人机交互技术人脸识别技术

生物特征认证涵盖密码、证件与生物特征，如指纹、人脸、虹膜，生物特征识别为物联网提供安全认证。

人脸识别技术应用于身份认证，需解决检测、识别与检索问题，广泛用于公共安全、支付、登录及广告分析。

面部表情识别智能眼镜解锁新方式，通过眨眼、微笑等表情操作设备，实现情感化人机交互。

眼动跟踪技术记录用户视线，优化网页布局，智能眼镜中用于节能、翻页控制，提升人机交互体验。

生物统计学认证利用个人独特生理特征，如容貌、指纹、步态等，提供简单安全的网络环境身份认证方法。6.2物联网智能硬件：物联网智能硬件的人机交互技术虚拟现实与增强现实技术

Facebook收购Oculus2014年Facebook以20亿收购Oculus，后Oculus再购NimbleVR与13thLab，引大量投资入VR/AR产业。

虚拟现实定义虚拟现实，即“灵境技术”，含“虚拟”与“现实”两层含义，由计算机生成特殊环境，用户可多感官互动。

虚拟现实特征虚拟现实具沉浸感、交互性与想象力，让用户身临其境，实时互动，激发创新。

虚拟现实分类分为桌面、沉浸式、增强现实与分布式四类，满足不同沉浸度与交互需求。

增强现实技术AR实时叠加虚拟信息于真实世界，创造虚实结合空间，提升感官体验，广泛应用各行业。6.2物联网智能硬件：柔性显示与柔性电池技术在物联网智能硬件中的应用

柔性显示技术柔性显示意义柔性显示适配可穿戴设备，创新形态，增强耐用性，降低功耗，提升设备续航，展现3D视觉，广泛应用物联网智能硬件。柔性衬底材料塑料、金属箔片、超薄玻璃为柔性衬底，塑料前景广阔，金属适低透光小屏，超薄玻璃具热稳、光透，柔韧稍逊。6.2物联网智能硬件：柔性显示与柔性电池技术在物联网智能硬件中的应用柔性电池技术

电池续航电池续航成购买关键，物联网硬件需低功耗设计，提升续航，柔性电池成解决方案。

柔性电池研究研究聚焦柔性太阳能、纸介质、锂电池与线性电池，图6-14示柔性应用。

无线充电技术MIT展示远距供电，无线充电联盟推标准，苹果专利NFMR与双频天线技术，目标无线替代电池。

斯坦福研究斯坦福利用体内近场效应，实现植入设备无线充电，拓展医疗应用。

物联网推动技术物联网应用驱动柔性显示、柔性电池及无线充电发展，技术成熟拓宽智能硬件领域。6.3可穿戴计算及其在物联网中的应用：可穿戴计算的基本概念可穿戴计算概述

可穿戴计算定义实现人机自然交互，作为移动互联网入口，影响物联网硬件设计。可穿戴计算应用场景适用于战场、装配、高空作业、驾驶、运动、老人与小孩，强调“人机合一”。6.3可穿戴计算及其在物联网中的应用：可穿戴计算的基本概念可穿戴计算历史与发展

可穿戴计算起源始于60年代，早期用于预测轮盘赌，助盲人感知环境，军事应用研究。

Nike+发展历程2006年首推跑步产品，2012年扩展至篮球与训练鞋，内置Nike+芯片。6.3可穿戴计算及其在物联网中的应用：可穿戴计算的基本概念

中国可穿戴计算市场2015-2019年中国可穿戴计算设备市场规模逐年增长，从125.8亿元增至487.1亿元。6.3可穿戴计算及其在物联网中的应用：可穿戴计算的基本概念可穿戴计算与物联网的关系

可穿戴计算发展历程自2008年起快速发展，2013至2015年集中爆发，产品聚焦运动、户外、娱乐，后扩展至医疗、家居、交通、工业、电网领域。

可穿戴计算技术融合结合计算、通信、电子、智能技术，设备如智能手表、手环、温度计等，实现人、物信息交互，体现“以人为本”、“人机合一”的个性化服务。

可穿戴计算与大数据采用“云端”模式，与大数据技术融合，对设备研发及物联网应用产生重大影响。6.3可穿戴计算及其在物联网中的应用：6.3.2可穿戴计算设备的分类与应用根据穿戴的部位不同，可穿戴计算设备可以分为：头戴式、身着式、手戴式、脚穿式（如图6-15所示）6.3可穿戴计算及其在物联网中的应用：6.3.2可穿戴计算设备的分类与应用

头戴式设备头戴式设备分类分为眼镜类与头盔类，涵盖智能信息服务、导航、多媒体、3D与游戏功能。智能眼镜应用智能眼镜支持语音、触控操作，实现摄像、导航、互联网接入，适用于运动、工程、医疗、执法、新闻、娱乐领域。智能头盔功能智能头盔具备语音、图像、视频传输及定位功能，应用于科研、教育、健康、心理、训练、驾驶、游戏等领域，内置传感器支持虚拟现实与增强现实。6.3可穿戴计算及其在物联网中的应用：6.3.2可穿戴计算设备的分类与应用

身着式智能医疗可穿戴背心、衬衫嵌传感器，监测心律、血压等，适用于医疗、监护、健身，如Athos智能运动服集成多传感器，监控运动状态。智能婴儿监护智能婴儿服与尿布含传感器，通过蓝牙传送数据至手机，监测健康，如检测尿路感染、脱水，提供“尿样分解报告信息”。智能衣服平台Intel智能T恤内置传感器，经导电纤维传送数据至Edison微型计算机，蓝牙或Wi-Fi同步至移动设备，精准测量生理参数。6.3可穿戴计算及其在物联网中的应用：6.3.2可穿戴计算设备的分类与应用

表皮电子产品类似皮肤的电子设备贴于孕妇腹部，监测胎心音等参数，扩展至老年人健康监护。

智能恒温外套针对极端环境设计，依据传感器检测的人体温度，自动调节内部气流温度，维持舒适。

电子鼓T恤集按键与发声装置于一体，允许用户随时随地演奏，模拟携带架子鼓体验。

智能防弹衣与姿态矫正衣智能防弹衣结合相变材料，遇险硬化并报告位置；传感器网衣纠正不良姿态，通过震动反馈与手机显示指导调整。6.3可穿戴计算及其在物联网中的应用：6.3.2可穿戴计算设备的分类与应用

手戴式智能手表功能蓝牙Wi-Fi通信，提醒短信、邮件、电话，定位、控制拍照、音乐，查询天气，日程提示，电子钱包，记录运动健康数据。智能手环特性运动、信息、健康管理，实时跟踪运动，监测心跳、温度、血氧，显示时间、位置，提示信息，记录生活数据，同步手机，指导健康。智能手套应用通话、自拍、产品代码读取，手势控制乐器、游戏、视频，提升高尔夫技能，智能指套模拟真实触感，辅助外科手术，智能拐杖支持老人安全。6.3可穿戴计算及其在物联网中的应用：6.3.2可穿戴计算设备的分类与应用

脚穿式可穿戴计算设备发展智能鞋连接手机，记录运动数据，卫星导航鞋内置GPS，指示方向，智能袜子自动配对，提升穿戴体验。可穿戴计算模式催生“蓝领计算”，支持自然、有效与多人协作，适合物联网现场作业和信息处理。技术突破芯片巨头推出微型低能耗芯片，柔性显示与电池商用，VR/AR交互技术进步，云端与大数据提升性能。应用领域广泛用于智能工业、医疗、家居、安防、航天、体育、娱乐、教育与军事，推动互联网与物联网发展。6.4智能机器人及其在物联网中的应用：6.4.1机器人的基本概念机器人的发展历史

机器人学定义机器人学为跨学科领域，融合计算机科学、人工智能、控制理论等，推进AI技术进步。机器人词汇起源“Robot”源自1920年捷克剧作“罗索姆的万能机器人”，意指“苦力”，后成机器人通用术语。机器人发展历程20世纪60年代起，随工业自动化发展，机器人步入生产与应用，高智能需求促其研究深化。机器人学影响机器人学研究促进AI规划方法及世界状态建模，涵盖视觉、触觉等传感技术，推动综合性智能控制进展。6.4智能机器人及其在物联网中的应用：6.4.1机器人的基本概念智能机器人在物联网中的应用前景

01智能机器人物联网应用前景展示超强感知与智能处理能力，环保、救灾、安保、航天、军事及工业、农业、医疗领域显身手，成物联网重要成员。

02智能机器人与物联网目标相通物联网追求智能设备计算、通信、控制、协同、自治，智能机器人研究聚焦行为、学习、感知，目标契合。

03云机器人技术融合云计算、大数据融合催生云机器人，利用云端强大计算存储能力，减少机器人机载需求，降低成本，实现即时知识共享与软件升级，提升物联网应用高度深度。6.4智能机器人及其在物联网中的应用：6.4.2机器人的分类与应用

机器人分类按应用领域分，民用与军用为主，民用细分为工业、农业、服务等，军用含侦察、监视、排爆等，适应多环境。

机器人应用智能机器人涵盖11大类，关键工具于危险作业，如水下探索、火灾扑救，及军事目的，体现物联网中重要角色。6.4智能机器人及其在物联网中的应用：6.4.2机器人的分类与应用工业机器人

工业机器人应用实现工业4.0与制造2025关键，广泛用于汽车、摩托、舰船、家电行业，完成焊接、喷漆、装配、物流等任务。

工业机器人优势通过程序更改灵活调整工作内容与方式，适应高柔性化生产需求，提高效率，保证质量，适用于危险、恶劣环境作业。6.4智能机器人及其在物联网中的应用：6.4.2机器人的分类与应用

农业机器人21世纪新型多功能农业机械应用广泛，智能化机器人在田野代替手工完成农业工作，各国研制出施肥、喷灌等多种农业机器人。6.4智能机器人及其在物联网中的应用：6.4.2机器人的分类与应用服务机器人

家务机器人种类从吸尘到全能，机器人多样化，模仿人类动作，表达情绪，如Roomba自动避障、充电