熊曉倩

摘? 要：嵌入式系統(tǒng)是基于對(duì)軟件與硬件的應(yīng)用，能夠獨(dú)立進(jìn)行運(yùn)作的一種器件。而其在軟件內(nèi)容當(dāng)中，通常會(huì)涉及到軟件運(yùn)行環(huán)境的構(gòu)建以及操作系統(tǒng)的應(yīng)用，硬件系統(tǒng)則主要是由信號(hào)處理器、儲(chǔ)存器、通信模塊進(jìn)行構(gòu)成與應(yīng)用。嵌入式系統(tǒng)傳感器在物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域中應(yīng)用越來越普及，而想要對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)整，就要對(duì)其設(shè)計(jì)與應(yīng)用進(jìn)行明確。在本文中，將基于嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)，來對(duì)嵌入式系統(tǒng)傳感器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用進(jìn)行深入的分析與探討，從而采取針對(duì)性措施，保障其在實(shí)際應(yīng)用中的穩(wěn)定性，使其效用能夠得到充分的發(fā)揮。

關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)? 傳感器? 設(shè)計(jì)? 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP393? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：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(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，基于嵌入式系統(tǒng)傳感器的應(yīng)用，使得大部分設(shè)備的智能化發(fā)展與進(jìn)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(shè)計(jì)與應(yīng)用展開討論和研究，對(duì)其在設(shè)計(jì)以及應(yīng)用過程中的各項(xiàng)特點(diǎn)與內(nèi)容進(jìn)行分析與把握，從而保障嵌入式系統(tǒng)傳感器的實(shí)際應(yīng)用效果。

1? 嵌入式系統(tǒng)技術(shù)與創(chuàng)感器技術(shù)

能夠獨(dú)立進(jìn)行運(yùn)作的一種器件。而其在軟件內(nèi)容當(dāng)中，通常會(huì)涉及到軟件運(yùn)行環(huán)境的構(gòu)建以及操作系統(tǒng)的應(yīng)用，硬件系統(tǒng)則主要是由信號(hào)處理器、儲(chǔ)存器、通信模塊進(jìn)行構(gòu)成與應(yīng)用。在實(shí)際應(yīng)用的過程中可以發(fā)現(xiàn)，嵌入式系統(tǒng)與傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)之間有著十分明顯的差異，雖然與計(jì)算機(jī)相比，嵌入式系統(tǒng)在儲(chǔ)存容量上相對(duì)較大，而其主要原因在與嵌入式系統(tǒng)沒有配置相應(yīng)的大量存儲(chǔ)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(jiǎn)便，能夠在大多數(shù)環(huán)境中進(jìn)行應(yīng)用，而目前在嵌入式系統(tǒng)中應(yīng)用較為普通的存儲(chǔ)介質(zhì)主要有E-PROM、EEPROM DENG等[1]。而在對(duì)其進(jìn)行開發(fā)的過程中，通常會(huì)采用API編程結(jié)構(gòu)作為開發(fā)平臺(tái)的核心部分進(jìn)行構(gòu)建。

傳感器是一種同時(shí)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(shí)際應(yīng)用的過程中，可以完成對(duì)信號(hào)的精準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，并且自身能夠隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的精準(zhǔn)轉(zhuǎn)換。而其傳感器整體的技術(shù)性相對(duì)來說也更加復(fù)雜，涵蓋了多項(xiàng)技術(shù)，并涉及到了多個(gè)領(lǐng)域，在使用過程中的覆蓋面也更加廣闊。而且對(duì)于傳感器技術(shù)來說其能夠基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展實(shí)現(xiàn)自身性能的進(jìn)一步優(yōu)化。同時(shí)，傳感器的應(yīng)用需要一個(gè)良好地計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)支持，在電子信息時(shí)代的背景下，通過傳感器的應(yīng)用，可以使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)外界信號(hào)的加速處理，以滿足人們?cè)谑褂镁W(wǎng)絡(luò)時(shí)對(duì)信息的傳遞、資源的獲取與共享，使整體的網(wǎng)絡(luò)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(yīng)用的過程中，傳感器能夠?qū)ν饨绲男盘?hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，從而使計(jì)算機(jī)能夠?qū)ζ溥M(jìn)行識(shí)別，以搭建起計(jì)算機(jī)與外界進(jìn)行溝通的橋梁，使信號(hào)處理的效用得到保障，并使遠(yuǎn)程控制能夠得以實(shí)現(xiàn)。

2? 嵌入式系統(tǒng)傳感器的設(shè)計(jì)

在實(shí)際應(yīng)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(lǐng)域活動(dòng)良好地應(yīng)用。為此，想要實(shí)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(shè)計(jì)內(nèi)容以及形式，從而保障其在實(shí)際應(yīng)用過程中的效果。而在進(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì)的過程中，反射型傳感器是其中應(yīng)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(jié)構(gòu)進(jìn)行紅外發(fā)光管與紅外接受管的設(shè)置，使其在使用的過程中，當(dāng)紅外反光管發(fā)光后，其能夠基于同被測(cè)物體之間的接觸，產(chǎn)生反射光線，此時(shí)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(zhǔn)確的輸出結(jié)果。而且，在對(duì)接受管進(jìn)行研究的過程中也可以發(fā)現(xiàn)，其所接受到的紅外信號(hào)強(qiáng)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(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，便采取了一體化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，通過采取紅外線感應(yīng)的方式，避免常見光對(duì)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(dǎo)航與機(jī)器人設(shè)計(jì)的領(lǐng)域中取得良好的應(yīng)用效果。同時(shí)，在進(jìn)傳感器設(shè)計(jì)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(tái)，從而基于對(duì)傳感器的應(yīng)用，使搭載平臺(tái)的組成得到保障。為此，就要在進(jìn)行研究的過程中，選用最為合適的嵌入式集成處理器結(jié)合嵌入式操作系統(tǒng)的搭載使嵌入傳感器的整體應(yīng)用效果得到保障[2]。此外，在應(yīng)用反射性廣電傳感器的過程中，可以基于對(duì)濾色片的應(yīng)用，來改變紅外光管的光譜特性，基于對(duì)顏色傳感器的制作，讓傳感器能夠?qū)Σ煌伾穆窂竭M(jìn)行使用，并使其電路構(gòu)建的效果得到充分的發(fā)揮。在對(duì)嵌入式傳感器進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)的過程中，其要點(diǎn)內(nèi)容之一，就是完成對(duì)嵌入式控制系統(tǒng)軟件平臺(tái)的搭建。而想要保障整體控制軟件平臺(tái)在實(shí)際應(yīng)用中的效果，就要實(shí)現(xiàn)對(duì)嵌入式交叉開發(fā)環(huán)境的科學(xué)建立。為此，就要根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)環(huán)境在應(yīng)用過程中的實(shí)際狀態(tài)，對(duì)其在實(shí)際應(yīng)用過程中，存在的體系結(jié)構(gòu)差異進(jìn)行明確，從而針對(duì)不同的操作方法以及使用內(nèi)核，選用對(duì)應(yīng)的交叉編譯器，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器設(shè)計(jì)與應(yīng)用質(zhì)量的準(zhǔn)確分析與應(yīng)用[3]。

3? 嵌入式系統(tǒng)傳感器的應(yīng)用

在實(shí)際應(yīng)用的過程中，當(dāng)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(duì)可見光非常敏感的電子元件進(jìn)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(shí)際應(yīng)用的過程中，能夠基于對(duì)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(shí)，便會(huì)產(chǎn)生一定的電流，而這些電流會(huì)隨著硅光電池所接觸可見光的強(qiáng)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(lǐng)域中均有所應(yīng)用。比如，紅外線測(cè)量?jī)x、紅外線攝像頭、紅外線遙控器[5]。

而在應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)傳感器的過程中，其所需要面對(duì)的威脅主要表現(xiàn)在計(jì)算機(jī)病毒威脅以及物聯(lián)網(wǎng)安全等方面上。在實(shí)際應(yīng)用的過程中，一些不法分子會(huì)應(yīng)用相應(yīng)的技術(shù)手段，入侵到系統(tǒng)當(dāng)中，從而對(duì)其中的bug進(jìn)行搜尋，并采取破譯、攔截、篡改的手段來達(dá)成自身的目的，使得用戶在應(yīng)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(luò)進(jìn)行傳播。如果用戶在使用嵌入式系統(tǒng)傳感器時(shí)缺乏警惕性，導(dǎo)致與嵌入式傳感器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備被感染，便會(huì)導(dǎo)致整系統(tǒng)遭受到破壞，嚴(yán)重的情況下，整個(gè)系統(tǒng)還進(jìn)入到癱瘓的狀態(tài)當(dāng)中[7]。同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)作為信息技術(shù)的重要組成部分，其運(yùn)行的核心便是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，通過互聯(lián)網(wǎng)支撐自身的功能性，并完成對(duì)物品的交換。而在這一過程中，便需要應(yīng)用傳感器來完成對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息的處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中物品的位置跟蹤識(shí)別與管理。這使得一旦網(wǎng)絡(luò)被人攻擊，就會(huì)導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)的安全受到影響，嵌入式傳感器的應(yīng)用效果也無法發(fā)揮。為此，就要基于網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)化發(fā)展特點(diǎn)，從多個(gè)領(lǐng)域出發(fā)，對(duì)計(jì)算防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，并提升自身的網(wǎng)絡(luò)防范意識(shí)，保障整體系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全性。

4? 結(jié)語

綜上所述，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)與傳感器技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用的過程中都取得了十分良好的效果。而在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，需要對(duì)嵌入式系統(tǒng)傳感器的質(zhì)量特點(diǎn)與設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行明確，并做好軟件與硬件的設(shè)計(jì)。最后，在應(yīng)用嵌入式傳感器的過程中，要對(duì)其實(shí)際應(yīng)用范圍進(jìn)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(yīng)用效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 許國(guó)強(qiáng).嵌入式系統(tǒng)傳感器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].南方農(nóng)機(jī)，2019，50（23）：230.

[2] 何安迪.基于嵌入式系統(tǒng)的傳感器應(yīng)用試驗(yàn)設(shè)計(jì)[J].微型電腦應(yīng)用，2019，35（2）：59-62.

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

[4] 葉欣，劉丹娟.淺談嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“隔空取物”[J].信息技術(shù)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(gòu)筑及其性能評(píng)價(jià)[D].南京：東南大學(xué)，2019.

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

[7] 馬潔. 嵌入式視覺傳感器軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].西安：西安電子科技大學(xué)，2019.

[8] 宋耀華，王梅霞.基于嵌入式的智能手勢(shì)識(shí)別器的設(shè)計(jì)[J].科技資訊，2017，15（30）：2-3.

[9] 潘興民，姜?jiǎng)P文.嵌入式系統(tǒng)硬件抗干擾技術(shù)的研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2017，14（33）：135-136.