引言

　　隨著信息技術的發展，嵌入式系統教學仍需要進一步的探索和改進。近年來，物聯網技術的飛速發展，給嵌入式系統的應用和發展提供了更廣泛的空間，同時，也為嵌入式系統的教學和實踐內容注入了新鮮血液。然而，物聯網技術在給嵌入式系統帶來新機遇的同時，也帶來了新的挑戰。

　1 物聯網與嵌入式系統課程體系

　　物聯網（Internet of things, IOT）的概念是在1999年提出的，根據2005年國際電信聯盟（ITU）的定義，物聯網主要解決物到物（Thing to Thing, T2T）、人到物（Human to Thing, H2T）、人到人（Human to Human, H2H）之間的互聯。這一高度交叉的新興前沿領域在國際上備受關注，美國IBM公司基于物聯網提出“智慧的地球”概念；中國科學院早在物聯網概念誕生之初就啟動了傳感網研究，2009年，無錫物聯網產業研究院成立，***考察時提出“感知中國”的概念。

　　盡管目前從技術角度對物聯網還沒有確切的定義，但公認的說法是，它融合了四大關鍵技術：傳感器技術、嵌入式系統技術、現代網絡及無線通信技術、分布式信息處理技術。由此可見，嵌入式系統在物聯網技術中扮演著至關重要的角色。而且，嵌入式系統與物聯網這兩者具有相輔相成的關系：嵌入式系統技術為物聯網的發展提供必要的技術支撐，促進物聯網的工程應用，提升物聯網的產業規模；而物聯網的發展為嵌入式系統技術的發展提供了新的應用領域，為嵌入式系統的應用提供了更廣泛的空間，必然有助于嵌入式系統技術實現新的跨越式發展。

　　嵌入式系統課程本身作為一個新興的課程體系，得到了越來越多的學者的關注。然而，在物聯網技術快速發展的大背景下，嵌入式系統的課程體系應該有所調整，以適應時代的發展。如圖1所示，課程體系不僅包含傳感器、單片機等若干基礎課程，還包含了嵌入式系統的實踐開發環節，即面向物聯網的嵌入式系統開發與應用。

　　圖1 面向物聯網的嵌入式系統課程體系

　　2 理論教學

　　嵌入式系統理論教學內容主要圍繞ARM嵌入式微處理器、嵌入式操作系統和嵌入式系統的應用和前沿發展；教學目的是熟悉設計方法，掌握嵌入式系統開發技術。理論教學一般不少于12學時，不多于總學時的一半。筆者一般控制在16學時左右，授課內容主要包括：

　　a 嵌入式系統概述；

　　b ARM內核嵌入式微處理器；

　　c 嵌入式實時操作系統及其移植；

　　d 嵌入式系統交叉開發環境；

　　e 物聯網與嵌入式系統的應用；

　　3 面向物聯網的嵌入式系統實驗；

　　3.1 層次化實驗設計

　　理論教學為實驗實踐環節提供了必要的知識基礎，而實驗和實踐環節則在鞏固理論基礎的同時，進一步提高了動手能力，開發了創造潛能。筆者選用周立功公司的MagicARM2210S嵌入式實驗開發平臺，除包含主流的各種串行接口和GPIO口外，還包含以太網接口、GPS（全球定位系統）模塊接口、CAN總線接口等。針對這些接口和物聯網的應用背景，筆者設計了3個層次的實驗，以滿足不同階段的實驗和實踐需求，如表1所列。實驗層次由淺入深，不同的實驗層次對應不同的實驗項目，而且組織形式也不同。基礎性實驗主要目的在于熟悉方法。而綜合性實驗和創新性實驗則多是以物聯網的應用為基礎的，在于提高能力。3個層次的實驗循序漸進，逐步提高，為進一步的實踐開發和畢業設計打下了良好的基礎。

表1 面向物聯網的嵌入式實驗層次化設計