嵌入式系統(tǒng)傳感器的設計與應用研究

熊曉倩

摘? 要：嵌入式系統(tǒng)是基于對軟件與硬件的應用，能夠獨立進行運作的一種器件。而其在軟件內(nèi)容當中，通常會涉及到軟件運行環(huán)境的構建以及操作系統(tǒng)的應用，硬件系統(tǒng)則主要是由信號處理器、儲存器、通信模塊進行構成與應用。嵌入式系統(tǒng)傳感器在物聯(lián)網(wǎng)等領域中應用越來越普及，而想要對其進行優(yōu)化與調(diào)整，就要對其設計與應用進行明確。在本文中，將基于嵌入式系統(tǒng)的特點，來對嵌入式系統(tǒng)傳感器的設計與應用進行深入的分析與探討，從而采取針對性措施，保障其在實際應用中的穩(wěn)定性，使其效用能夠得到充分的發(fā)揮。

關鍵詞：嵌入式系統(tǒng)? 傳感器? 設計? 應用

中圖分類號：TP393? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）07（b）-0001-03

Abstract： Embedded system is based on the application of software and hardware， which can operate independently. In the software content， it usually involves the construction of software running environment and the application of operating system. The hardware system is mainly composed of signal processor， memory and communication module. Embedded system sensors are becoming more and more popular in the Internet of Things and other fields. If you want to optimize and adjust them， you must clarify their design and application. In this article， based on the characteristics of the embedded system， the design and application of embedded system sensors will be analyzed and discussed in depth， so as to take targeted measures to ensure its stability in practical applications， so that its effectiveness can be obtained Give full play.

Key Words： Embedded system; Sensor; Design; Application

隨著網(wǎng)絡通信技術的發(fā)展，基于嵌入式系統(tǒng)傳感器的應用，使得大部分設備的智能化發(fā)展與進步得到了加速與催化，為此，就要基于嵌入式系統(tǒng)傳感器的設計與應用展開討論和研究，對其在設計以及應用過程中的各項特點與內(nèi)容進行分析與把握，從而保障嵌入式系統(tǒng)傳感器的實際應用效果。

1? 嵌入式系統(tǒng)技術與創(chuàng)感器技術

能夠獨立進行運作的一種器件。而其在軟件內(nèi)容當中，通常會涉及到軟件運行環(huán)境的構建以及操作系統(tǒng)的應用，硬件系統(tǒng)則主要是由信號處理器、儲存器、通信模塊進行構成與應用。在實際應用的過程中可以發(fā)現(xiàn)，嵌入式系統(tǒng)與傳統(tǒng)的計算機處理系統(tǒng)之間有著十分明顯的差異，雖然與計算機相比，嵌入式系統(tǒng)在儲存容量上相對較大，而其主要原因在與嵌入式系統(tǒng)沒有配置相應的大量存儲介質(zhì)。但從特征上來看，嵌入式系統(tǒng)的整體系統(tǒng)更加簡便，能夠在大多數(shù)環(huán)境中進行應用，而目前在嵌入式系統(tǒng)中應用較為普通的存儲介質(zhì)主要有E-PROM、EEPROM DENG等[1]。而在對其進行開發(fā)的過程中，通常會采用API編程結構作為開發(fā)平臺的核心部分進行構建。

傳感器是一種同時具有采集、控制、電子信息處理等功能的檢查裝置，其自身在實際應用的過程中，可以完成對信號的精準轉換，并且自身能夠隨著計算機技術的發(fā)展，實現(xiàn)對信號的精準轉換。而其傳感器整體的技術性相對來說也更加復雜，涵蓋了多項技術，并涉及到了多個領域，在使用過程中的覆蓋面也更加廣闊。而且對于傳感器技術來說其能夠基于網(wǎng)絡技術的發(fā)展實現(xiàn)自身性能的進一步優(yōu)化。同時，傳感器的應用需要一個良好地計算機網(wǎng)絡支持，在電子信息時代的背景下，通過傳感器的應用，可以使計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)實現(xiàn)對外界信號的加速處理，以滿足人們在使用網(wǎng)絡時對信息的傳遞、資源的獲取與共享，使整體的網(wǎng)絡質(zhì)量得到提升，并使信息的獲取渠道能夠得到拓寬。而且在應用的過程中，傳感器能夠?qū)ν饨绲男盘栠M行轉化，從而使計算機能夠?qū)ζ溥M行識別，以搭建起計算機與外界進行溝通的橋梁，使信號處理的效用得到保障，并使遠程控制能夠得以實現(xiàn)。

2? 嵌入式系統(tǒng)傳感器的設計

在實際應用的過程中，可以發(fā)現(xiàn)嵌入式體系傳感器具有良好的串聯(lián)能力，并且基于自身所具備的靈活性、智能性與互聯(lián)性，使其能夠在工業(yè)、環(huán)境工程等領域活動良好地應用。為此，想要實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)傳感器效用的充分發(fā)揮就要了解傳感器的設計內(nèi)容以及形式，從而保障其在實際應用過程中的效果。而在進行硬件電路設計的過程中，反射型傳感器是其中應用頻率最高的一種形式。其基本原理是通過在傳感器內(nèi)部結構進行紅外發(fā)光管與紅外接受管的設置，使其在使用的過程中，當紅外反光管發(fā)光后，其能夠基于同被測物體之間的接觸，產(chǎn)生反射光線，此時其所產(chǎn)生的反射光纖便能夠被接收管接受，最終獲得最為準確的輸出結果。而且，在對接受管進行研究的過程中也可以發(fā)現(xiàn)，其所接受到的紅外信號強度能夠直接影響電阻的變化趨向。

例如，某嵌入式系統(tǒng)傳感器在進行設計的過程中，便采取了一體化設計結構，通過采取紅外線感應的方式，避免常見光對紅外光產(chǎn)生過多的干擾，使該嵌入式系統(tǒng)傳感器能夠在智能導航與機器人設計的領域中取得良好的應用效果。同時，在進傳感器設計的過程中，也可以將嵌入式控制系統(tǒng)硬件電路定義為傳感器的搭載平臺，從而基于對傳感器的應用，使搭載平臺的組成得到保障。為此，就要在進行研究的過程中，選用最為合適的嵌入式集成處理器結合嵌入式操作系統(tǒng)的搭載使嵌入傳感器的整體應用效果得到保障[2]。此外，在應用反射性廣電傳感器的過程中，可以基于對濾色片的應用，來改變紅外光管的光譜特性，基于對顏色傳感器的制作，讓傳感器能夠?qū)Σ煌伾穆窂竭M行使用，并使其電路構建的效果得到充分的發(fā)揮。在對嵌入式傳感器進行軟件設計的過程中，其要點內(nèi)容之一，就是完成對嵌入式控制系統(tǒng)軟件平臺的搭建。而想要保障整體控制軟件平臺在實際應用中的效果，就要實現(xiàn)對嵌入式交叉開發(fā)環(huán)境的科學建立。為此，就要根據(jù)當前系統(tǒng)環(huán)境在應用過程中的實際狀態(tài)，對其在實際應用過程中，存在的體系結構差異進行明確，從而針對不同的操作方法以及使用內(nèi)核，選用對應的交叉編譯器，實現(xiàn)對傳感器設計與應用質(zhì)量的準確分析與應用[3]。

3? 嵌入式系統(tǒng)傳感器的應用

在實際應用的過程中，當前較為常見的傳感器主要為可見光傳感器以及紅外線傳感器兩種模式。其中可見光傳感器主要是基于電阻值出現(xiàn)的變化，基于使用對可見光非常敏感的電子元件進行信息的傳遞，從而使自身的傳感器作用得到發(fā)揮。而現(xiàn)階段中，較為常見的可見光傳感器主要有光敏電阻、硅光電池等形式。例如，硅光電池在實際應用的過程中，能夠基于對光電效益的產(chǎn)生來形成電流[4]。并且自身在接觸到光的照射時，便會產(chǎn)生一定的電流，而這些電流會隨著硅光電池所接觸可見光的強度發(fā)生變化而變化。而紅外傳感器作為一種最為常見的嵌入式傳感器，自身在整體上的靈敏度往往更好，在各類裝置的控制領域中均有所應用。比如，紅外線測量儀、紅外線攝像頭、紅外線遙控器[5]。

而在應用嵌入式系統(tǒng)傳感器的過程中，其所需要面對的威脅主要表現(xiàn)在計算機病毒威脅以及物聯(lián)網(wǎng)安全等方面上。在實際應用的過程中，一些不法分子會應用相應的技術手段，入侵到系統(tǒng)當中，從而對其中的bug進行搜尋，并采取破譯、攔截、篡改的手段來達成自身的目的，使得用戶在應用嵌入式系統(tǒng)傳感器的過程中，遭受到損失[6]。而電腦病毒的載體通常是使用郵件與網(wǎng)絡進行傳播。如果用戶在使用嵌入式系統(tǒng)傳感器時缺乏警惕性，導致與嵌入式傳感器進行網(wǎng)絡連接的設備被感染，便會導致整系統(tǒng)遭受到破壞，嚴重的情況下，整個系統(tǒng)還進入到癱瘓的狀態(tài)當中[7]。同時，物聯(lián)網(wǎng)作為信息技術的重要組成部分，其運行的核心便是互聯(lián)網(wǎng)技術的應用，通過互聯(lián)網(wǎng)支撐自身的功能性，并完成對物品的交換。而在這一過程中，便需要應用傳感器來完成對相關數(shù)據(jù)信息的處理，實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)中物品的位置跟蹤識別與管理。這使得一旦網(wǎng)絡被人攻擊，就會導致物聯(lián)網(wǎng)的安全受到影響，嵌入式傳感器的應用效果也無法發(fā)揮。為此，就要基于網(wǎng)絡的動態(tài)化發(fā)展特點，從多個領域出發(fā)，對計算防護系統(tǒng)進行優(yōu)化，并提升自身的網(wǎng)絡防范意識，保障整體系統(tǒng)的網(wǎng)絡安全性。

4? 結語

綜上所述，嵌入式系統(tǒng)技術與傳感器技術在實際應用的過程中都取得了十分良好的效果。而在進行設計的過程中，需要對嵌入式系統(tǒng)傳感器的質(zhì)量特點與設計優(yōu)點進行明確，并做好軟件與硬件的設計。最后，在應用嵌入式傳感器的過程中，要對其實際應用范圍進行了解，并做好安全防范措施，以保障嵌入式系統(tǒng)傳感器的應用效果。

參考文獻

[1] 許國強.嵌入式系統(tǒng)傳感器的設計與應用[J].南方農(nóng)機，2019，50（23）：230.

[2] 何安迪.基于嵌入式系統(tǒng)的傳感器應用試驗設計[J].微型電腦應用，2019，35（2）：59-62.

[3] 王森.嵌入式系統(tǒng)的應用領域與發(fā)展研究[J].電腦編程技巧與維護，2020（5）：23-24，42.

[4] 葉欣，劉丹娟.淺談嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)“隔空取物”[J].信息技術與信息化，2020（2）：164-165.

[5] 白林. 具有可嵌入性的葡萄糖傳感器的微型化構筑及其性能評價[D].南京：東南大學，2019.

[6] 唐顯斌.嵌入式視覺傳感器輪廓匹配算法的研究與實現(xiàn)[D].西安：西安電子科技大學，2019.

[7] 馬潔. 嵌入式視覺傳感器軟件的設計與實現(xiàn)[D].西安：西安電子科技大學，2019.

[8] 宋耀華，王梅霞.基于嵌入式的智能手勢識別器的設計[J].科技資訊，2017，15（30）：2-3.

[9] 潘興民，姜凱文.嵌入式系統(tǒng)硬件抗干擾技術的研究[J].科技創(chuàng)新導報，2017，14（33）：135-136.