嵌入式系統傳感器的設計與應用研究

熊曉倩

摘? 要：嵌入式系統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。而其在軟件內容當中，通常會涉及到軟件運行環境的構建以及操作系統的應用，硬件系統則主要是由信號處理器、儲存器、通信模塊進行構成與應用。嵌入式系統傳感器在物聯網等領域中應用越來越普及，而想要對其進行優化與調整，就要對其設計與應用進行明確。在本文中，將基于嵌入式系統的特點，來對嵌入式系統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定性，使其效用能夠得到充分的發揮。

關鍵詞：嵌入式系統? 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

隨著網絡通信技術的發展，基于嵌入式系統傳感器的應用，使得大部分設備的智能化發展與進步得到了加速與催化，為此，就要基于嵌入式系統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容進行分析與把握，從而保障嵌入式系統傳感器的實際應用效果。

1? 嵌入式系統技術與創感器技術

能夠獨立進行運作的一種器件。而其在軟件內容當中，通常會涉及到軟件運行環境的構建以及操作系統的應用，硬件系統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現，嵌入式系統與傳統的計算機處理系統之間有著十分明顯的差異，雖然與計算機相比，嵌入式系統在儲存容量上相對較大，而其主要原因在與嵌入式系統沒有配置相應的大量存儲介質。但從特征上來看，嵌入式系統的整體系統更加簡便，能夠在大多數環境中進行應用，而目前在嵌入式系統中應用較為普通的存儲介質主要有E-PROM、EEPROM DENG等[1]。而在對其進行開發的過程中，通常會采用API編程結構作為開發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展，實現對信號的精準轉換。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絡技術的發展實現自身性能的進一步優化。同時，傳感器的應用需要一個良好地計算機網絡支持，在電子信息時代的背景下，通過傳感器的應用，可以使計算機網絡系統實現對外界信號的加速處理，以滿足人們在使用網絡時對信息的傳遞、資源的獲取與共享，使整體的網絡質量得到提升，并使信息的獲取渠道能夠得到拓寬。而且在應用的過程中，傳感器能夠對外界的信號進行轉化，從而使計算機能夠對其進行識別，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。

2? 嵌入式系統傳感器的設計

在實際應用的過程中，可以發現嵌入式體系傳感器具有良好的串聯能力，并且基于自身所具備的靈活性、智能性與互聯性，使其能夠在工業、環境工程等領域活動良好地應用。為此，想要實現嵌入式系統傳感器效用的充分發揮就要了解傳感器的設計內容以及形式，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部結構進行紅外發光管與紅外接受管的設置，使其在使用的過程中，當紅外反光管發光后，其能夠基于同被測物體之間的接觸，產生反射光線，此時其所產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現，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生過多的干擾，使該嵌入式系統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，讓傳感器能夠對不同顏色的路徑進行使用，并使其電路構建的效果得到充分的發揮。在對嵌入式傳感器進行軟件設計的過程中，其要點內容之一，就是完成對嵌入式控制系統軟件平臺的搭建。而想要保障整體控制軟件平臺在實際應用中的效果，就要實現對嵌入式交叉開發環境的科學建立。為此，就要根據當前系統環境在應用過程中的實際狀態，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核，選用對應的交叉編譯器，實現對傳感器設計與應用質量的準確分析與應用[3]。

3? 嵌入式系統傳感器的應用

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揮。而現階段中，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生來形成電流[4]。并且自身在接觸到光的照射時，便會產生一定的電流，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傳感器的過程中，其所需要面對的威脅主要表現在計算機病毒威脅以及物聯網安全等方面上。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絡進行傳播。如果用戶在使用嵌入式系統傳感器時缺乏警惕性，導致與嵌入式傳感器進行網絡連接的設備被感染，便會導致整系統遭受到破壞，嚴重的情況下，整個系統還進入到癱瘓的狀態當中[7]。同時，物聯網作為信息技術的重要組成部分，其運行的核心便是互聯網技術的應用，通過互聯網支撐自身的功能性，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據信息的處理，實現對物聯網中物品的位置跟蹤識別與管理。這使得一旦網絡被人攻擊，就會導致物聯網的安全受到影響，嵌入式傳感器的應用效果也無法發揮。為此，就要基于網絡的動態化發展特點，從多個領域出發，對計算防護系統進行優化，并提升自身的網絡防范意識，保障整體系統的網絡安全性。

4? 結語

綜上所述，嵌入式系統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，需要對嵌入式系統傳感器的質量特點與設計優點進行明確，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，以保障嵌入式系統傳感器的應用效果。

參考文獻

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

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

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

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

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