设计一个嵌入式应用软件架构，首要关注点在于确保软件具备良好扩展性、移植性、复用性以及可读性。面对这类问题，遵循软件设计五大原则至关重要，这包括单一原则、开闭原则、里氏代换原则、接口隔离原则以及依赖倒置原则。同时，采用27种设计模式，如适配器模式、装饰模式、观察者模式、迭代器模式和拜访者模式，能够有效提升软件质量。
软件架构设计应涵盖分层架构、过滤器架构、插件架构和MVC架构等多种形式。设计过程中，应遵循模块化设计方法，确保每一层功能清晰、独立，并采用分层设计，将紧密相关功能集中于同一层内，实现“分而治之”。此外，接口隔离原则与中间者模式的采用，也能够显著提升软件的扩展性和可读性。
以智能家具系统网关软件设计为例，该系统作为家居控制中心，通过以太网控制器连接本地服务器和云端服务器，实现对触控模块、控制模块、检测模块的监测与控制。通过嵌入式单片机为核心，辅以485电路、RTC电路、LCD电路等硬件，实现与用户交互、环境监测及设备控制等功能。
软件架构采用FreeRTOS操作系统，实现模块化设计，将功能独立为模块，并进行分层设计，以提高软件的扩展性和移植性。遵循单一原则，通过接口隔离原则和中间者模式，实现代码解耦与任务间通信的优化。在消息推送任务中，采用订阅与发布机制，减少任务间的直接耦合，提升软件的扩展性。
网关软件设计过程中，逻辑控制任务扮演关键角色，通过发布消息控制子任务状态，实现软件整体运行状态的管理和协调。指令归一化、命令模式和过滤器架构的运用，确保了指令处理的高效和逻辑的清晰。
综上所述，嵌入式应用软件架构设计应以软件设计原则为基础，采用合适的设计模式与架构，以实现软件的高质量特性。通过实例分析，我们可以更直观地理解如何在实际项目中应用这些理论，以达到预期的软件设计目标。
