五則嵌入式 Linux 成功案例

你會想到家中的水塔裡，就可能有嵌入式 Linux 的蹤跡嗎？這僅是嵌入式 Linux 可能的應用之一。隨著計算環境的更替與世代演進，嵌入式、小型化、隨處可見的計算及連線裝置，將圍繞在人們四周。這類型裝置上講求小而美，強調快速而富彈 性的開發及部署能力，嵌入式的連線機能，特別是網際網路連線能力，為不可缺少的關鍵成份。開放源碼作業系統，如嵌入式 Linux，針對不同硬體的模組化適應性、低成本、低記憶體需求，再加上其原生的穩健網際網路實作架構，可說是嵌入式計算和網路連線裝置最佳的實作基石。 台灣過去在資訊產業，特別是硬體製造、生產上，累積了可觀的優勢能量，作為未來發展嵌入式設備的籌碼，再好不過，嵌入式 Linux 的開放性與適任性，正好補足台灣在軟體層面的不足之處。以下五則國外成功案例，描述如何將嵌入式 Linux 結合到自身產品上，運用在生活周遭各個層面，達成令人亮眼的表現。這些成功案例，足可作為台灣跨足嵌入式產業此一新興市場，一個可茲借鑒的參考。

◎ 嵌入式網際網路系統運用於即時現場生產管理

Mytron 公司將嵌入式 Linux 運用到現場生產（shop floor）上，讓現場生產能透過網際網路執行計畫排定、管理及報表功能。為其現有產品加入網際網路、企業網路（Intranet）等功能，公司員工藉由 Mytron 這項技術，能夠遠端存取最新產品資訊，並依賴即時資料執行有效管理決策。此外，客戶得以閱覽產品狀態資訊，也能進一步改善供應鏈規劃效率。

使用微處理器之控制、儀器設備的設計、製造、安裝，是 Mytron 的專精領域。該公司現有的產品線稱為動態程序分析（Dynamic Process Analysis）系統。Mytron 便是運用開放源碼技術來改善此一產品，提供具備完整的網際網路、企業網路功能的系統。

該公司決定在未來產品開發上採用開放源碼軟體，在多種可用技術中，最後決定採用 Linux，所使用的套件版本為 Red Hat 7.0。為了在目標平台上提供所需功能，需要部署一個 on-board Web 伺服器，儘管 Apache 是相當普及的 Web 伺服器，但該公司僅需符合產品規格和設計需求的 Java Servlets 及 Java Server Pages。來自 Apache Jakarta 專案的 Tomcat 成為 Mytron 的最終選擇。

Java Servlets 提供該公司所需，供擴充 Web 伺服器及存取現有企業系統的簡單、平台獨立機制。開發程序中採用的是 Sun Java 1.4.1 版，並使用了基於開放源碼 Java Comms 模組的 Java Serial Comms 模組。

採行網際網路通訊協定及 Linux 系統，新的 DPA 系統更容易為個別需求進行調整，並可作為公司、團體的管理決策支援工具。新 DPA 系統的技術優勢給了該公司一個重要的成長契機。新產品納入的遠端診斷及升級功能，大幅降低 Mytron 產品支援上的困難。這一點有效地消除該公司持續成長面臨的障礙。Mytron 預估此專案在二十個月內就可回收，未來三年的投資報酬率更可超過 250%。

◎ 都市環境監控系統

AMES 公司的 ADVA User Experiment，是一項在斯洛文尼亞（Slovenia）建置都市環境監控系統的計畫，其中運用了嵌入式 Linux 以及其他開放源碼技術。

AMES 專門開發及製造各式氣象感測器、儀器、以微電腦為基礎的自動量測站，以及包括放射線探測器在內的全電腦化測量系統。該公司的現有系統工業嵌入式系統 （industrial embedded systems，IES），架構在微軟 Windows 上，由於技術問題和授權策略，讓許多用戶推動該公司採用開放源碼軟體。

Linux 滿足了 AMES 健全、支援完善作業系統的需求。AMES 採用了 Red Hat Linux v8.0 及 Linux Suse v8.2。以 Linux 為基礎的 IES 系統要求將所有基本系統元件轉移到新環境上，這些元件的用途包括資料擷取、資料儲存、伺服器和展示程式，新的系統並要求使用開放源碼資料庫管理系統，如 MySQL，以及開放源碼 ODBC 驅動程式管理器 unixODBC。量測站及量測中心間的資料通訊，一律採用 TCP/IP。

採用了嵌入式開放源碼及 TCP/IP 技術，User Experiment 使得 AMES 得以發展新一代，具備改良客戶支援的環境監控系統。ADVA 專案的約可在十六個月後回收，並為 AMES 到 2005 年時帶來超過 450% 的投資報酬率。

◎ 應用嵌入式 Linux 及 TCP/IP 的都市廢棄物管理系統

Gb.com，位於北義大利，在各種領域提供流程自動化及自動化解決方案的私人公司，將開放源碼嵌入式 Linux 系統及 TCP/IP 技術，運用到網路功能及產品改良中。

除此之外，由於對生態、能源領域的高度關注，該公司也生產光電伏特（photovoltaic）能源生產自動化元件，過去該公司已開發十五套以 Windows 為基礎的廢棄物管理系統。為了因應新的廢棄物管理及稅務法，產品必須包含網路功能。

在嵌入式單板電腦中採納低記憶體需求的開放源碼嵌入式 Linux，能確實縮短上市時間、達成低風險設計、低成本，並可在短期內，在無風險的前提下實現 TCP/IP 連線功能，並可設計完善之使用界面。此外，該系統未來可輕易升級。TCP/IP 技術讓設備得以透過標準服務與伺服器連線，並可達成遠端除錯和軟體升級目的。

產品中採用的主要開放源碼軟體為升級至 2.4.20 的 Linux 核心、升級後的 SysLinux、PPP 伺服器和 Login shell 等。Gb.com 認為此一基於嵌入式 Linux 的嶄新系統，可作為達成生態島（ecological islands）之親和且具成本效益的解決方案。

◎ 自動化生物監視及控制系統

在引入嵌入式 Linux 及開放源碼軟體前，水冷卻塔的生物活動必須由技術人員親自走訪，執行測量，當生物活動過盛，在水中加入 biocide。Biotrace 公司藉由引入上述技術的連續流照度計（Continuous Flow Luminometer），成功地由遠端監視並控制水冷卻塔中的生物活動，消除了不必要的作業成本後。

Biotrace 專精於設計、製造及開發供食品預加工、健康產品、工業及軍事應用市場的化學及衛生監控應用儀器。引入基於開放源碼的嵌入式網際網路技術，降低了水塔監控的作業成本，藉此開啟的新市場，為該公司帶來重要的銷售成長契機。

開放源碼除了帶來以上利益，Biotrace 也藉由採用開放源碼軟體，達成減少開發成本的目標，開發時程僅耗時原先評估工程天的 80%。其他好處尚包括可重用的作業軟體程式碼、社群線上支援和高品質的程式碼等。

該公司過去 CFL 的設計，需要人工操作以提供使用者回覆及控制功能。在產品中納入嵌入式 x86 板後，該產品可單獨運作，加上以網際網路為基礎的報表及控制功能，便不再需要本地支援。改良後的監控系統包含許多 CFL 元件，並透過網際網路和公用伺服器相連。這些子系統全都架構在 Linux 和其他開放源碼軟體之上。此一改良系統開啟英國四萬五千個水冷卻塔的全新市場，預期報酬率將可達成 347%。

◎ 加油站遠端監控系統

Malte Products AB 從 1909 年起便投入燃油幫浦設備的開發及製造，掌握了此類產品及技術中，最先進的相關知識。Malte Products AB 為加油站提供電子化的儲油槽監控系統，目前約有 15-20% 的加油站已經建置此類系統，然而，至今這些系統仍採用有線的連線方式。其安裝成本相當可觀。

Malte Products AB 運用嵌入式 Linux、藍芽及蜂巢式服務，發展出可遠端監督及控制加油站燃料資訊的無線系統。此一系統可作為儲油槽存量及價格標示應用。新系統藉由藍芽通訊技術及站 內電腦和 PDA，提供相當高的使用彈性，在無站內電腦的情況下，該系統更可透過GSM 提供服務。嵌入式的 web 伺服器則提供網際網路、企業網路連線功能。

Linux 提供 Malte Products AB 低成本、簡易的 TCP/IP 實作及嵌入式網際網路功能，採用 Linux 確保了可靠且具完善支援，並且與微處理器選擇相獨立的作業系統。這套新的 RemVRS 系統，為該公司替加油站提供完整的遠端存取服務套件。預估該系統的回收期是二十四個月，投資報酬率約為 200%。

相關網址：
1.案例研究: 產業嵌入式系統中的 Linux
https://linuxdevices.com/articles/AT2352793488.html
2.Mytron 動態程序分析
https://www.mytron.co.uk/overview.htm
3.AMES D.O.O.
https://www.ames.si/
4.Biotrace
https://www.biotrace.co.uk/index.php