重要信息
官网：https://ais.cn/u/Vn2YBv
时间：2026年1月12-14日
地点：中国-香港-香港大学
征稿主题
一、领域概述：嵌入式 + 移动通信 + 计算的融合生态
嵌入式系统、移动通信与计算（EMC²）是物联网、工业互联网、智能终端等领域的核心支撑技术体系，三者的深度融合正推动设备从 "单机智能化" 向 "联网协同化" 转型，也是 EMC² 2026 重点聚焦的前沿研究方向。该领域覆盖嵌入式终端开发、无线通信协议优化、边缘计算部署、低功耗数据传输等核心场景，其技术架构可分为终端层、传输层、计算层三大维度，具体如下表所示：
| 技术层级 | 核心内容 | 关键技术 | 典型应用场景 |
|---|---|---|---|
| 终端层 | 嵌入式硬件设计、固件开发、低功耗控制 | 微控制器（MCU/MPU）、传感器驱动、电源管理、RTOS | 智能穿戴设备、工业采集终端、车载嵌入式模块 |
| 传输层 | 移动通信协议、无线数据传输、网络适配 | 5G/NB-IoT/LoRa、MQTT/CoAP、频谱优化、抗干扰通信 | 物联网终端数据上传、车联网通信、工业无线组网 |
| 计算层 | 边缘计算、轻量化算法、数据处理 | 边缘节点部署、模型轻量化、实时计算、数据压缩 | 嵌入式终端本地推理、边缘网关数据预处理、端云协同计算 |
1.1 核心发展趋势
- 低功耗化：嵌入式终端功耗降至微瓦级，适配电池供电的长续航场景；
- 高算力化：嵌入式芯片集成 NPU/AI 加速器，支持本地轻量化 AI 计算；
- 通信泛在化：5G-A/6G 技术融入嵌入式终端，实现空天地一体化通信；
- 计算边缘化：核心计算任务从云端下沉至嵌入式终端 / 边缘网关，降低传输延迟。
二、嵌入式系统核心技术与 Python 实现（基于树莓派 / ESP32）
嵌入式系统开发的核心在于硬件驱动、数据采集与低功耗控制，以下以 Python（适配树莓派 / ESP32 MicroPython）实现关键功能。
2.1 嵌入式传感器数据采集与低功耗控制
以温湿度传感器（DHT11）为例，实现嵌入式终端的数据采集与定时休眠（低功耗核心策略）：
python
运行
# 适用于树莓派的DHT11数据采集+低功耗控制代码 import RPi.GPIO as GPIO import Adafruit_DHT import time import os # 传感器配置 DHT_SENSOR = Adafruit_DHT.DHT11 DHT_PIN = 4 # GPIO4 SLEEP_TIME = 300 # 休眠5分钟（单位：秒） def collect_sensor_data(): """采集温湿度数据""" humidity, temperature = Adafruit_DHT.read(DHT_SENSOR, DHT_PIN) if humidity is not None and temperature is not None: data = { "timestamp": time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S"), "temperature": temperature, "humidity": humidity } print(f"采集数据：{data}") return data else: print("传感器读取失败") return None def enter_low_power_mode(): """树莓派进入低功耗模式（关闭外设+休眠）""" # 关闭非必要外设（示例：关闭HDMI） os.system("tvservice -o") # GPIO置为输入模式，降低功耗 GPIO.setmode(GPIO.BCM) GPIO.setup(DHT_PIN, GPIO.IN) # 系统休眠 time.sleep(SLEEP_TIME) # 唤醒后恢复HDMI（可选） os.system("tvservice -p") if __name__ == "__main__": try: while True: # 采集数据 data = collect_sensor_data() # （可选）数据暂存/上传至通信模块 # 进入低功耗模式 enter_low_power_mode() except KeyboardInterrupt: GPIO.cleanup() os.system("tvservice -p") print("程序终止，恢复硬件状态")2.2 嵌入式终端数据压缩（轻量化传输前置处理）
嵌入式终端上传数据前进行压缩，减少移动通信传输量，降低功耗与流量成本：
python
运行
# MicroPython（ESP32）适配的LZ77数据压缩算法（轻量化实现） def lz77_compress(data, window_size=16, lookahead_size=8): """ 轻量化LZ77压缩算法（适配嵌入式终端） 参数： data: 待压缩的字符串/字节数据（如传感器JSON字符串） window_size: 滑动窗口大小 lookahead_size: 前瞻缓冲区大小 返回： compressed: 压缩后的三元组列表 (偏移量, 长度, 下一个字符) """ compressed = [] i = 0 n = len(data) while i < n: # 初始化匹配参数 match_offset = 0 match_length = 0 # 滑动窗口范围：[i-window_size, i) window_start = max(0, i - window_size) # 前瞻缓冲区范围：[i, i+lookahead_size) lookahead_end = min(i + lookahead_size, n) # 查找最长匹配 for j in range(window_start, i): length = 0 # 对比前瞻缓冲区与窗口内数据 while (i + length < lookahead_end) and (data[j + length] == data[i + length]): length += 1 if length > match_length: match_length = length match_offset = i - j # 记录匹配结果 if match_length > 0: next_char = data[i + match_length] if (i + match_length) < n else '' compressed.append((match_offset, match_length, next_char)) i += match_length + 1 else: compressed.append((0, 0, data[i])) i += 1 return compressed def lz77_decompress(compressed): """LZ77解压缩""" decompressed = [] for offset, length, char in compressed: if length > 0: # 从已解压数据中复制匹配内容 start = len(decompressed) - offset for i in range(length): decompressed.append(decompressed[start + i]) decompressed.append(char) return ''.join(decompressed) # 测试（ESP32嵌入式场景） if __name__ == "__main__": # 模拟传感器采集的JSON数据 sensor_data = '{"timestamp":"2026-01-01 12:00:00","temp":25.5,"hum":60.2}' print(f"原始数据长度：{len(sensor_data)}") # 压缩 compressed = lz77_compress(sensor_data) print(f"压缩后元素数：{len(compressed)}") # 解压缩验证 decompressed = lz77_decompress(compressed) print(f"解压缩后数据：{decompressed}") print(f"压缩/解压缩一致性：{sensor_data == decompressed}")三、移动通信协议优化与边缘计算部署
3.1 MQTT 协议轻量化适配（嵌入式终端通信）
MQTT 是嵌入式终端与服务器通信的核心协议，以下实现轻量化 MQTT 客户端（适配嵌入式 Python 环境）：
python
运行
# 嵌入式终端MQTT客户端（MicroPython/树莓派通用） import time import umqtt.simple as mqtt # MicroPython适配；树莓派替换为 paho.mqtt.client # 配置信息 MQTT_BROKER = "mqtt.example.com" # 通信服务器地址 MQTT_PORT = 1883 MQTT_TOPIC = "emc2/embedded/sensor" CLIENT_ID = "esp32_terminal_001" USERNAME = "emc2_user" PASSWORD = "emc2_pass" def mqtt_connect(): """建立MQTT连接""" client = mqtt.MQTTClient(CLIENT_ID, MQTT_BROKER, port=MQTT_PORT, user=USERNAME, password=PASSWORD, keepalive=60) client.connect() print("MQTT连接成功") return client def mqtt_publish(client, data): """发布传感器数据""" try: client.publish(MQTT_TOPIC, str(data)) print(f"数据发布成功：{data}") except Exception as e: print(f"发布失败：{e}") # 重连机制 client.reconnect() def main(): client = None try: client = mqtt_connect() # 模拟传感器数据（实际场景替换为真实采集数据） while True: sensor_data = { "temp": 25.3, "hum": 59.8, "battery": 3.7 # 嵌入式终端电池电压 } mqtt_publish(client, sensor_data) time.sleep(60) # 每分钟发布一次 except KeyboardInterrupt: if client: client.disconnect() print("MQTT客户端断开连接") if __name__ == "__main__": main()3.2 边缘计算轻量化 AI 推理（嵌入式终端部署）
基于 TensorFlow Lite Micro 实现嵌入式终端的轻量化 AI 推理（以温度异常检测为例）：
python
运行
# 嵌入式边缘计算：TensorFlow Lite Micro温度异常检测 import numpy as np import tflite_micro_runtime.interpreter as tflite # 嵌入式TFLite Micro库 # 加载轻量化模型（提前训练并转换为tflite格式） MODEL_PATH = "temp_anomaly_detection.tflite" def load_tflite_model(model_path): """加载TFLite Micro模型""" interpreter = tflite.Interpreter(model_path=model_path) interpreter.allocate_tensors() # 获取输入/输出张量信息 input_details = interpreter.get_input_details() output_details = interpreter.get_output_details() return interpreter, input_details, output_details def temp_anomaly_detect(interpreter, input_details, output_details, temp_data): """ 温度异常检测 temp_data: 最近N个温度采样值（一维数组） 返回：0-正常，1-异常 """ # 数据预处理（归一化） temp_data = np.array(temp_data, dtype=np.float32).reshape(1, -1) temp_data = (temp_data - 20.0) / (40.0 - 20.0) # 归一化到[0,1] # 设置输入张量 interpreter.set_tensor(input_details[0]['index'], temp_data) # 推理 interpreter.invoke() # 获取输出 output = interpreter.get_tensor(output_details[0]['index']) return 1 if output[0][0] > 0.5 else 0 # 测试（嵌入式终端场景） if __name__ == "__main__": # 加载模型 interpreter, input_details, output_details = load_tflite_model(MODEL_PATH) # 模拟温度数据 normal_temp = [25.1, 25.2, 25.0, 24.9, 25.3] # 正常温度序列 anomaly_temp = [25.0, 25.1, 35.2, 34.9, 35.5] # 异常温度序列 # 检测 normal_result = temp_anomaly_detect(interpreter, input_details, output_details, normal_temp) anomaly_result = temp_anomaly_detect(interpreter, input_details, output_details, anomaly_temp) print(f"正常温度检测结果：{normal_result}（0=正常）") print(f"异常温度检测结果：{anomaly_result}（1=异常）")四、EMC² 领域核心挑战与突破方向
4.1 核心挑战梳理
| 挑战维度 | 具体问题 | 行业痛点 |
|---|---|---|
| 嵌入式终端 | 算力 / 存储受限、功耗与性能平衡难 | 复杂算法无法部署，长续航与高频采集矛盾 |
| 移动通信 | 弱网环境传输不稳定、频谱资源紧张 | 偏远地区数据丢包率高，海量终端通信拥塞 |
| 边缘计算 | 模型轻量化程度不足、端云协同效率低 | 推理延迟超标，端云数据同步成本高 |
| 系统集成 | 多协议兼容性差、跨平台开发难度大 | 不同厂商终端无法互通，开发周期长 |
4.2 关键突破方向
- 异构计算架构：嵌入式芯片集成 CPU+NPU+DSP 异构架构，针对性优化通信 / 计算任务；
- 通信协议轻量化：基于 MQTT-SN/CoAPs 设计超轻量通信协议，适配低带宽 / 弱网场景；
- 模型极致压缩：采用量化（INT4/INT8）、剪枝、知识蒸馏等技术，将 AI 模型压缩至 KB 级；
- 端边云协同：设计 "终端采集 - 边缘计算 - 云端决策" 分层架构，降低传输与计算成本；
- 低功耗通信调度：基于业务场景动态调整通信频率与发射功率，实现功耗自适应。
五、国际交流与合作机会
作为国际学术会议，将吸引全球范围内的专家学者参与。无论是发表研究成果、聆听特邀报告，还是在圆桌论坛中与行业大咖交流，都能拓宽国际视野，甚至找到潜在的合作伙伴。对于高校师生来说，这也是展示研究、积累学术人脉的好机会。
