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与PC等通用计算机系统不同，嵌入式系统通常执行的是带有特定要求的预先定义的任务。由于嵌入式系统只针对某些特殊任务，设计人员能够对其进行优化，减小尺寸并降低成本，因此嵌入式系统通常适合进行大量生产，做到单个成本降低，进而使得利润得到大幅提升。随着装备制造产业的升级，航空航天、工业4.0、医疗电子、智能家居、物流管理和电力控制等得到快速发展和推进，嵌入式系统利用自身的技术特点，逐渐成为众多行业的标配产品。由于嵌入式系统具有高安全、可控制、可编程、成本低、体积小等显著特点，因此在工业制造和日常生活中有着非常广阔的应用前景。下面选取典型应用领域进行说明。
1.智慧城市领域
随着物联网技术的日益发展和普及，嵌入式系统已得到广泛运用，为智慧城市的智能之网注入了创新元素。智慧城市首先需要实现物联网的感知化，以及将海量信息转为智慧行动的云计算服务。以物联网技术为支撑的水、电、燃气表的远程自动抄表，安全防火、防盗系统，其中嵌有的专用控制芯片将代替传统的人工检查，并实现更高、更准确和更安全的性能。以智能家居控制系统为例，它对住宅内的家用电器、照明灯光进行智能控制，实现家庭安全防范，并结合其他系统为住户提供一个温馨舒适、安全节能的家居环境，让住户充分享受现代科技给生活带来的方便与精彩。
2.武器装备领域
嵌入式计算机系统已广泛用于军民两用的机电一体化产品和工业自动化控制系统中。嵌入式系统主要用于各种信号处理与控制，如：军用武器，坦克、舰艇、轰炸机等陆海空三军的军用电子装备，雷达、电子对抗等军事通信装备，野战指挥作战用的各种专用设备等。
典型的嵌入式系统在军事领域的应用包括：各类飞行器和武器系统的飞行控制系统、发动机控制系统，武器试验数据采集与实时处理系统，军用掌上型智能设备（军用PDA产品）等。上述嵌入式系统的广泛应用对提高武器装备的信息化水平、质量和可靠性具有重要的推动作用。
3.智能交通领域
智能交通系统（ITS）是智慧城市的重要组成部分，也符合世界的发展趋势。ITS主要由交通信息采集、交通状况监视、交通控制、信息发布和通信等子系统组成。各种信息都是ITS的运行基础，而以嵌入式为主的交通管理系统就像人体内的神经系统一样在ITS中起着至关重要的作用。嵌入式系统应用在测速雷达（返回数字式速度值）、运输车队遥控指挥系统、车辆导航系统等方面，在这些应用系统中能对交通数据进行获取、存储、管理、传输、分析和显示，以供交通管理者或决策者对交通状况进行决策和研究。
智能交通系统对产品的要求比较严格，而嵌入式系统产品的优势使其可以非常好地符合要求。嵌入式一体化的智能化产品在智能交通领域的应用已得到越来越多人的认同。在车辆导航、流量控制、信息监测与汽车服务方面，嵌入式系统技术已经获得了广泛的应用，内嵌GPS模块、GSM模块的移动定位终端已经在运输行业获得了成功的应用。
4.智慧医疗
嵌入式系统在医疗领域已得到广泛应用，利用嵌入式系统和物联网技术，可实现患者与医务人员、医疗机构、医疗设备之间的互动，逐步达到及时、准确沟通的目的。嵌入式技术将成为未来智慧医疗的核心，其实质是通过将传感器技术、RFID技术、无线通信技术、数据处理技术、网络技术、视频检测识别技术、GPS技术等综合应用于整个医疗管理体系中进行信息交换和通信，实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理，从而建立起实时、准确、高效的医疗控制和管理系统。
在不久的将来，医疗行业将融入更多人工智能、传感技术等，使医疗服务实现真正意义的智能化，推动医疗事业繁荣发展，并逐步走进寻常百姓的生活。
5.环境工程领域
随着人类生活对环境的影响越来越大，当前我们的环境已受到气候变暖、工业污染、农业污染等多种因素的干扰，而传统的人工检测无法实现对大规模环境的实时监测与管理。嵌入式系统在环境工程中的应用较多，如水文资料实时监测、防洪体系及水土质量监测、堤坝安全监测、地震监测、实时气象信息等。通过利用新技术实现水源和空气污染监测，在很多环境恶劣、地况复杂的地区，嵌入式系统将实现无人监测，从而大大提升环境监测的效率和有效性。
6.机器人领域
机器人技术的发展与嵌入式系统的发展一直是紧密联系在一起的。最早的机器人技术是20世纪50年代MIT提出的数控技术，当时还远未达到芯片水平，只是简单的与非门逻辑电路。之后由于处理器和智能控制理论的发展缓慢，从50年代到70年代初期，机器人技术一直未能得到充分的发展。
近来由于嵌入式处理器的高度发展，机器人从硬件到软件也呈现出新的发展态势。嵌入式芯片的发展将使机器人在微型化、智能化方面的优势更加明显，同时会大幅降低机器人的成本，使其在工业领域和服务领域获得更广泛的应用。
7.智能汽车领域
智能汽车是集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合智能化系统，它集中运用了计算机、传感、信息融合、通信、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。
近年来，交通事故的频频发生使智能汽车操作系统成为新的市场需求，它旨在通过先进的电子技术实现更安全的驾驶。嵌入式系统将应用在汽车的智能温度调控、MCU系统、车载娱乐系统、智能导航、智能驾驶和汽车雷达管理等方面，以有效提高汽车的智能化水平和安全性。
8.工业自动化领域
工业4.0作为国家战略已经在逐步推进，未来应用自动化技术实现工业生产和管理是一大趋势，而嵌入式系统就是其中的关键技术之一。工业自动化需要各种智能测量仪表、数控装置、可编程控制器、控制机、分布式控制系统、现场总线仪表及控制系统、工业机器人、机电一体化机械设备、汽车电子设备等，它们广泛采用微处理器/控制器芯片级、标准总线模板级以及嵌入式系统。