嵌入式系统替代传统工控机探讨

　　在交通行业机电设备系统的门槛前，嵌入式系统始终徘徊不前。由于早期的嵌入式系统在存储空间、CPU运算速度、RAM性能以及大型数据库设计等种种软硬件性能都无法达到高速公路收费系统地指标要求，除少数视频监控录像机陆续更换成嵌入式之外，其余的大多数设备，尤其是收费系统还是沿用传统的PC结构工控机。但随着嵌入式系统各项指标的**提高，嵌入式系统灵活的应用性、高度自动化或得了巨大的发展契机，应用范围日益广阔，嵌入式系统替代传统工控机值得探讨。

　　嵌入式系统与传统工控机比较分析

　　一、传统工控PC机的优缺点

　　工控机通俗的说就是专门为工业现场而设计的一种加固增强型个人计算机。工控机与普通计算机相比，抗电磁干扰能力强，性能稳定。由于收费现场环境比较复杂，设计单位一般优先PC型工控机作为现场收费计算机设备。

　　优点：

　　技术难度低不需要接触太多软硬件底层技术，开发周期短。

　　缺点：

　　◇故障多，效率低：高速公路收费现场环境复杂，油烟粉尘吸附在机箱内的印刷电路板上，影响电子元器件的热量散发。在夏季高温时，自动重启、板卡损坏等多种故障较为突出。工作人员要花费大量的时间做维护保养，工作效率低。

　　◇功耗大，能耗高：工控机的功耗大，发热量高，需要大功率的风扇散热，高能耗容易导致整机发生故障，系统营运成本高。

　　二、嵌入式系统的优势分析

　　嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的**计算机系统。我们可以用一句话来总结嵌入式系统的特点“面向专业应用，软硬件可裁”。

　　优点：

　　◇嵌入式系统提供相当底层的软硬件平台，作为开发人员，可以深入细致研究测试，及时有效***BUG，从源头上解决应用中出现的问题。

　　◇嵌入式系统精简、实时性高：嵌入式系统的内核较之传统的操作系统小，个性化强，软件系统和硬件结合紧密。一般要针对硬件进行系统移植，对于控制来说，反应及时，不会出现延误、拖后等一系列实时性问题。

　　◇功耗低，节能效果出色：据相关统计，嵌入式系统比传统的工控机节能95%以上，一台车道机一年可以节电1500度以上。

　　◇防病毒能力强：嵌入式系统采用的系统软件平台是有别于Windows的**软件平台，计算机病毒少，杜绝了大多数的计算机病毒潜在威胁。

　　◇成本低廉：嵌入式系统采用的是硬件集成设计，大多数的数据接口自带，软件上设计者也多采用源代码公开**的LINUX操作系统，成本比工控机降低60%到70%。

　　◇故障率低，高可靠性：嵌入式系统采用全集成线路、低功耗设计，有效避免了诸如：接触不良、散热不良、接触面氧化等一系列问题。减少大量维护工作，收费系统整体效率得到提升。

　　嵌入式系统替代传统工控机的技术可行性

　　在收费系统中，主机必须要具有丰富的硬件接口以及可以扩展的能力，如通信接口、驱动接口、视频音频接口等，同时软件上要具有的数据库检索能力和运算能力。工控机的上述功能虽已成熟，但嵌入式技术的可扩展处理器结构其实早已超越了我们的想象。我们可以从目前消费电子市场各类琳琅满目的智能手机、PDA等嵌入式电器看出一点端兒，嵌入式处理器的主板系统具备了大多数的硬件接口，目前嵌入式处理器的主频已经达到G级，完全能够满足系统工作的需要，在高速公路收费系统中应用嵌入式系统替代传统工控机完全可行。

　　结束语

　　目前，嵌入式系统普遍应用于各个行业，原因有两个方面：一是芯片技术的发展，使得单个芯片具有更强的处理能力，集成多种接口已经成为可能;另一方面是应用的需求，由于对产品可靠性、成本、更新换代要求的提高，嵌入式系统逐渐从纯硬件实现和使用通用计算机实现的应用中脱颖而出。低成本、低耗能、高稳定性、高时效性，嵌入式系统向传统工控机提出挑战。嵌入式系统在高速公路收费系统中替代传统工控机，各方面条件已经具备，嵌入式时代已经到来。