在交通行業(yè)機電設備系統的門(mén)檻前,嵌入式系統始終徘徊不前。由于早期的嵌入式系統在存儲空間、CPU運算速度、RAM性能以及大型數據庫設計等種種軟硬件性能都無(wú)法達到高速公路收費系統地指標要求,除少數視頻監控錄像機陸續更換成嵌入式之外,其余的大多數設備,尤其是收費系統還是沿用傳統的PC結構工控機。但隨著(zhù)嵌入式系統各項指標的**提高,嵌入式系統靈活的應用性、高度自動(dòng)化或得了巨大的發(fā)展契機,應用范圍日益廣闊,嵌入式系統替代傳統工控機值得探討。
嵌入式系統與傳統工控機比較分析
一、傳統工控PC機的優(yōu)缺點(diǎn)
工控機通俗的說(shuō)就是專(zhuān)門(mén)為工業(yè)現場(chǎng)而設計的一種加固增強型個(gè)人計算機。工控機與普通計算機相比,抗電磁干擾能力強,性能穩定。由于收費現場(chǎng)環(huán)境比較復雜,設計單位一般優(yōu)先PC型工控機作為現場(chǎng)收費計算機設備。
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技術(shù)難度低不需要接觸太多軟硬件底層技術(shù),開(kāi)發(fā)周期短。
缺點(diǎn):
◇故障多,效率低:高速公路收費現場(chǎng)環(huán)境復雜,油煙粉塵吸附在機箱內的印刷電路板上,影響電子元器件的熱量散發(fā)。在夏季高溫時(shí),自動(dòng)重啟、板卡損壞等多種故障較為突出。工作人員要花費大量的時(shí)間做維護保養,工作效率低。
◇功耗大,能耗高:工控機的功耗大,發(fā)熱量高,需要大功率的風(fēng)扇散熱,高能耗容易導致整機發(fā)生故障,系統營(yíng)運成本高。
二、嵌入式系統的優(yōu)勢分析
嵌入式系統是以應用為中心、以計算機技術(shù)為基礎、軟件硬件可裁剪,適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的**計算機系統。我們可以用一句話(huà)來(lái)總結嵌入式系統的特點(diǎn)“面向應用,軟硬件可裁”。
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◇嵌入式系統提供相當底層的軟硬件平臺,作為開(kāi)發(fā)人員,可以深入細致研究測試,及時(shí)有效***BUG,從源頭上解決應用中出現的問(wèn)題。
◇嵌入式系統精簡(jiǎn)、實(shí)時(shí)性高:嵌入式系統的內核較之傳統的操作系統小,個(gè)性化強,軟件系統和硬件結合緊密。一般要針對硬件進(jìn)行系統移植,對于控制來(lái)說(shuō),反應及時(shí),不會(huì )出現延誤、拖后等一系列實(shí)時(shí)性問(wèn)題。
◇功耗低,節能效果出色:據相關(guān)統計,嵌入式系統比傳統的工控機節能95%以上,一臺車(chē)道機一年可以節電1500度以上。
◇能力強:嵌入式系統采用的系統軟件平臺是有別于Windows的**軟件平臺,計算機**少,杜絕了大多數的計算機**潛在威脅。
◇成本低廉:嵌入式系統采用的是硬件集成設計,大多數的數據接口自帶,軟件上設計者也多采用源代碼公開(kāi)**的LINUX操作系統,成本比工控機降低60%到70%。
◇故障率低,高可靠性:嵌入式系統采用全集成線(xiàn)路、低功耗設計,有效避免了諸如:接觸不良、散熱不良、接觸面氧化等一系列問(wèn)題。減少大量維護工作,收費系統整體效率得到提升。
嵌入式系統替代傳統工控機的技術(shù)可行性
在收費系統中,主機必須要具有豐富的硬件接口以及可以擴展的能力,如通信接口、驅動(dòng)接口、視頻音頻接口等,同時(shí)軟件上要具有的數據庫檢索能力和運算能力。工控機的上述功能雖已成熟,但嵌入式技術(shù)的可擴展處理器結構其實(shí)早已超越了我們的想象。我們可以從目前消費電子市場(chǎng)各類(lèi)琳瑯滿(mǎn)目的智能手機、PDA等嵌入式電器看出一點(diǎn)端兒,嵌入式處理器的主板系統具備了大多數的硬件接口,目前嵌入式處理器的主頻已經(jīng)達到G級,完全能夠滿(mǎn)足系統工作的需要,在高速公路收費系統中應用嵌入式系統替代傳統工控機完全可行。
結束語(yǔ)
目前,嵌入式系統普遍應用于各個(gè)行業(yè),原因有兩個(gè)方面:一是芯片技術(shù)的發(fā)展,使得單個(gè)芯片具有更強的處理能力,集成多種接口已經(jīng)成為可能;另一方面是應用的需求,由于對產(chǎn)品可靠性、成本、更新?lián)Q代要求的提高,嵌入式系統逐漸從純硬件實(shí)現和使用通用計算機實(shí)現的應用中脫穎而出。低成本、低耗能、高穩定性、高時(shí)效性,嵌入式系統向傳統工控機提出挑戰。嵌入式系統在高速公路收費系統中替代傳統工控機,各方面條件已經(jīng)具備,嵌入式時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。