大數據嵌入式軟件在物聯網技術中應用

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了大數據嵌入式軟件在物聯網技術中應用范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要：針對物聯網技術發展情況，融入大數據嵌入式軟件，解決過往數據管理效果不理想、無法歸納有效信息的情況。首先，闡述大數據技術對物聯網發展的影響，掌握大數據技術對人們目前生活的影響及與物聯網技術融合的必要性；隨后，提出物聯網中的大數據嵌入式軟件技術，包括（射頻識別技術、傳感技術、智能化技術）；再次，自系統架構、需求分析探索大數據技術在物聯網中的應用。最后，給出大數據嵌入式軟件在物聯網產業的應用前景，為未來的研究提供方向。

關鍵詞：大數據；嵌入式軟件；物聯網技術

0引言

近幾年，我國物聯網技術取得突破性進展，信息傳遞速度加快，使嵌入式系統在互聯網中運行更為快捷。但傳統嵌入式設備具有局限性，對網絡支持不足，伴隨我國進入5G時代，嵌入式設備與互聯網連接，通過5G高速網絡技術，改變過往延遲問題，開發更多的網絡接口[1]。嵌入式設備獲得的數據與大數據平臺連接后，可以實時交換數據，形成物聯網結構。伴隨計算機CPU處理功能增強，計算機數據處理能力得以飛速發展，間接推動大數據技術產生與發展。物聯網體系中，每個嵌入式設備中接受各種數據，利用大數據技術建設平臺，有利于對數據進行智能劃分，及時對數據進行管理及控制，使物聯網技術將各類數據連接，為人們的生活提供便利。

1大數據對物聯網發展的影響

現階段，社會上每天都會產生大量的數據，智能化技術發展是數據形態朝向多樣化發展，數據處理工作較為困難。但并非所有的數據均具有存在意義，無用的數據只會占用網絡內存，對設備運行產生干擾，使人們的工作量增加。大數據技術出現將此問題解決，減輕數據處理負擔，讓數據處理人員在海量的數據中及時提取有用的信心。比如，在抖音軟件中，每天有數千萬人發表視頻，伴隨視頻發布與人們瀏覽，其中會產生大量的數據，甚至一天能達到PB級[2]。人們在瀏覽視頻時，軟件會推薦給用戶喜愛觀看的視頻，出現這種情況便是大數據技術的應用，大數據技術下，對人們喜愛瀏覽的信息進行匹配，從而掌握用戶喜好。根據用戶使用軟件的頻繁程度及時間。自眾多的信息中找到共性，逐漸完善數據信息，最終用戶每天都能觀看到自己喜愛的視頻，導致人們“刷視頻”無法停下來，這也是大數據技術實現物聯網商業化的一種形態，商業化已經是推動大數據物聯網發展的關鍵性因素。

2物聯網領域中的大數據嵌入式軟件技術

對嵌入式技術進行分析，通過嵌入式軟件技術可達到信息高速傳遞目標，為人們的工作及生活提供便利。大數據視角下，物聯網領域對嵌入式技術的應用主要是通過三大技術實現，包括傳感器技術及射頻識別技術及智能化技術。

2.1射頻識別技術

大數據環境下，物聯網嵌入式軟件應用常見射頻識別技術，該技術在應用后，物聯網具有感知能力，射頻識別技術與傳感器融合后，可快速識別信息及對數據進行處理。將射頻識別技術融入物聯網體系后，射頻識別中含有讀寫器及電子標簽，對特定的物體信息進行解讀，為每個物體張貼標簽，通過讀寫器掃描識別碼，可以對其中的數據快速解讀[3]。射頻識別技術具有較大的優勢，無需對電子標簽供電，有利于節約企業的生產成本。在物流上，貨物運輸也會變得更為快捷，通過射頻識別技術對貨物進行分揀，合理控制運輸流程。

2.2傳感技術

在大數據環境下，任何物品均能利用數據表示，物聯網環境中不同物體以數據體現關系[4]。傳感器技術的功能在于感知，人們通過傳感器獲得大量的感知信息，將信息傳遞后，建立起不同物體間的聯系，構建物物相連的網絡。將傳感器作為基礎，我國已經開發出智能化傳感設備，智能傳感器已經在較多的領域應用，成為世界上作為常見的信息傳輸設備。智能傳感器在各個領域廣泛應用原因是傳感器的處理功能較為強大，利用智能傳感器可高效、快速的傳遞信息，也能完善嵌入式軟件。在數據環境下，物聯網領域中使用傳感器技術具有重要意義。

2.3智能化技術

大數據環境下，嵌入式軟件的智能化技術在物聯網領域廣泛應用，該技術顯著的優勢是避免外界產生巨大的干擾。伴隨智能化技術發展，人們生活中已經廣泛應用智能化技術，比如，在居民小區中安裝監控錄像，該監控體系應用嵌入式軟件，可以監控小區情況，也能在小區發生違法盜竊事件時，物業人員通過回放視頻的方式找到嫌疑人[5]。小區中發生火災及煤氣泄漏問題時，嵌入式軟件技術及時報警，將信息發送到戶主手機上，使房主及時處理事件。嵌入式軟件在人們生活中應用，極大地方便了人們的生活。

3大數據嵌入式軟件在物聯網技術中的應用

在本研究中，將智慧消防平臺作為案例，通過該案例中的嵌入式軟件應用方法，為大數據嵌入式軟件在物聯網技術中的應用分析提供幫助。

3.1系統架構

智能消防平臺系統（見圖1），主要是對城市中發生火災概率較大的區域放置物聯網監控設備。選擇STM32單片機進行開發，將單片機連接到各個功能模塊中，制作集成電路，利用TCP協議完成網絡傳輸，在系統設計過程中，包括監控火災的燃氣體設備、電氣檢測設備及煙感器設備、消防設備等，將火災監測設備利用5G網絡進行傳輸，最終傳送到Strom平臺，平臺使用Kafka及flume技術對數據進行監測。

3.2需求分析

大數據平臺中，前端平臺可以提供準確的數據，在平臺建設中，在城市火災高發區域放置物聯網設備，包括故障電弧檢測設備及火災監控設備、可燃氣體檢測設備等。設備每天運行24h，將檢測到的數據傳輸到strom平臺，實時性處理數據[6]。物聯網設備在監測火災過程中，及時向監控人員反饋信息。大數據分析平臺對前端設備進行監控及管理，以免在設備發生故障時，平臺無法順利運行。在平臺運行過程中，嵌入式技術建設在物聯網檢測設備中，保證火災監測的及時性及準確性，持續性將數據傳輸。Strom大數據分析技術針對物聯網設備傳輸的數據進行監測，對火災進行分析，一旦發生異常，將信息發送到消防人員手中，完成報警。前端物聯網設置受損的情況下，及時將警報信息發送到管理人員手中，具有應急處理功能，此類功能均是智慧消防物聯網系統的基本需求。

3.3大數據嵌入式軟件在智慧消防系統的實現方法

3.3.1前端消防數據監控軟件設計。前端嵌入式設備在設計過程中（見圖2），可選擇ARM11核心處理器，使用RS485及CAN、RJ45等接口，通過RJ45網口將數據傳輸到平臺中，通過模塊化設計電源盤及直接控制盤、消防廣播系統、消防電話，將各個系統分離達到抗干擾能力，在火災發生初期，將煙霧、熱量、光輻射等反應，通過感溫及感光等探測器轉變電信號，將信號傳輸到報警器中，系統中含有晶振顯示屏及LED等及蜂鳴器、PID控制電壓，包括四個控制按鈕，檢測可燃氣體及直流電、電容設備，并利用3極管進行斷電保護，電源為3.3V。在平臺建設中，傳感器包括敏感設備、處理電路、轉換元件。敏感元件是監測物理量的結構，轉換元件則是分析被測量關系的物理量，將元件轉變為電量進行輸出，處理電路則是將元件轉變為便于監測的電量，完成傳輸處理。單片機驅動蜂鳴器包括兩種形式，通過PWM輸出口直接驅動，使用I/O定時翻車電平對蜂鳴器進行驅動。PWM輸出口直接驅動通過輸出方波進行驅動比較麻煩，通過定時器進行定時，通過翻轉電平產生波形，從而滿足蜂鳴器要求，一旦可燃氣體濃度過高，容易發生蜂鳴聲進行報警。直流電機具有四個輸出，包含四個電機，單片機體積小，也是直流電控制的重點，并利用PID算法合理控制，型號是TC1508S。前端設備對城市環境進行監測，在網絡技術發展下，數據傳輸速度更快，數據量較大。Flume單位對數據進行處理，為避免flume壓力較大，將Kafka框架為數據進行暫存處理，作為消息暫存處理系統，降低項目耦合度[7]。3.3.2智慧消防數據分析平臺。智慧消防數據分析過程中，通過Strom大數據計算群，系統前端對嵌入式設備進行監測，對監測的數據進行處理，Strom平臺將數據進行處理，設置AdultLogTopic步驟，利用AdultLog傳輸數據情況。消防檢測各項數據會進入Strom集群中的Nimbus節點，nimbus節點將消防監測數據中的各項數據根據火災防控標準分發到子節點，進行大數據拆分活，編輯大量的Topology，對前端設備傳輸的溫度及空氣濕度、圖片信息進行檢查，對目前的消防數據結果進行匯總，傳輸到智慧消防系統平臺中[8]。在智慧系統中，Zookeeper技術有利于保證嵌入式數據及時傳輸及處理，若前端嵌入設備發生故障，或者智慧平臺進入集群，部分SuperVisior前端嵌入式數據量較大，導致系統發生故障。Zookeeper有利于實時監測數據，對數據進行處理，針對特定的問題，Topology消防監測設備可以將數據處理。在智慧消防平臺數據化模塊呈現中，Strom集權將AdultLog主題中的Topology數據進行匯總，處理后放在Json對象中，為制作圖表提供依據。通過智能消防系統可以調查用戶行為，通過SetOption方法傳輸數據，后臺接收到數據請求后，通過視頻函數計算數據，并發送到前端，使用Echarts模板呈現數據。

4大數據嵌入式軟件在物聯網產業的應用前景

現階段，信息技術高速發展，物聯網產業市場前景較為可觀，但物聯網產業若想獲得長足發展，應當對大數據技術進行完善。若大數據技術無法支撐，物聯網產業無法更上一層樓。未來，大數據嵌入式軟件將在物聯網產業廣泛應用，形成全面的物聯網體系，伴隨市場發展而不斷成熟。物聯網也將不斷擴展應用范圍，迎接更多的機遇與挑戰。為將社會中各個產業鏈接，達到多方共贏目標，應當將大數據技術、嵌入式軟件、物聯網及人們的社會生活連接，形成全新的商業模式，推動物聯網產業長遠發展。大數據技術支撐的物聯網帶給人們最大的便利便是改善人們的生活方式。在社會經濟發展中，物聯網技術帶給社會的經濟效益是巨大的，日后，物聯網產業也將在人們的衣食住行各個領域體現，比如，在交通領域，汽車已經呈現智能化發展，通過物聯網技術與汽車連接，汽車自動駕駛、自動規避風險，選擇最佳的行走路線，為人們的出行提供方便。在物流行業中，代表產業是網購，人們通過網購實現娛樂及消遣，物流是網購中的重要環節，通過嵌入式軟件對貨物進行快速分揀，達到快速輸送目標。物聯網技術已經廣泛應用在物流體系中，包括運輸、配送、包裝及裝卸等各個環節，逐漸形成智能物流系統。在醫療領域，通過嵌入式軟件，實現醫療信息電子化及智能化，這也是醫療行業發展的大趨勢。未來，人們會通過二維碼看病，醫生掃碼觀看患者信息，具有完善的病歷資料，便于診斷及治療疾病，減輕醫生工作負擔，提升診療效率[9]。

5結束語

信息化時代背景下，高新技術進入人們的生活，物聯網產業與大數據技術發展具有相關性，大數據技術便于處理物聯網產生的信息，嵌入式軟件在使用后對信息進行分組，通過智能處理選擇最佳的信息。嵌入式軟件在物聯網中應用，有利于改善人們的生活水平，為人們生活提供便利，日后，物聯網產業發展前景更為廣闊，大數據嵌入式軟件也將在物聯網領域應用，搭建更為完善的物聯網架構。

作者:郭福洲 單位:黃岡職業技術學院電子信息工程學院