嵌入式計算機技術對于煙草行業信息化的作用探討

陳玲

（福建省煙草公司南平市公司，福建 南平 353000）

前言：煙草行業具備較高的成本收益率，大部分煙草企業都具備充足的資金用于生產設備投資，所以煙草行業是我國引進自動化技術相對較早的行業。在物聯網技術及人工智能發展迅猛的當下，工業行業需要在自動化發展的基礎上，走信息化發展之路，通過先進技術的應用，提升煙草行業的信息化水平，實現智能制造，提高我國工業發展水平，有助于我國國民經濟及國際影響力的提升。

一、嵌入式計算機技術對于煙草行業信息化的作用

（一）煙草行業信息化發展分析

我國煙草行業于20世紀80年代引進先進生產設備，如PASSIM卷接機組、GD 包裝機組等設備，這些設備中應用了微計算機技術以及數字電路技術等先進技術，可以實現煙草行業生產的自動化。比如，在傳統MK9-5卷接機組中，由機架式電子線路板作為主控系統，系統中的核心是Intel8080 的8 位單片機和輸入輸出板等設備組成的8 位計算機系統。在該系統的實際應用中，每分鐘可以生產五千支香煙。

在90 年代后期，可編輯邏輯控制器在工業領域取得了廣泛的應用，可編輯邏輯控制器評價其價格低廉及體積小的優勢，取到了繼電器成為生產系統中應用最為廣泛的控制器。可編輯邏輯控制器可以支持邏輯圖、梯形圖以及語句表等多種形式的編程，在工業控制領域有廣泛應用，而嵌入式計算機技術及工控機技術則主要應用于人機界面的開發以及組態程序運行等方面。但是隨著嵌入式軟件技術以及芯片技術等技術的發展，嵌入式技術在工業控制方面的作用逐漸被重視。目前我國煙草行業的自動化水平相對較高，但是仍舊沒有實現全面信息化，需要加強嵌入式計算機系統的應用，實現煙草行業的信息化發展。

（二）嵌入式計算機技術的作用分析

嵌入式計算機技術具備較為強大的計算能力，可以高效地完成信息采集和數據的運算處理。嵌入式計算機支持復雜算法運算，可以有效促進煙草行業的信息化發展。與此同時，嵌入式計算機具備多種通信接口以及網絡接口，可以通過有線網絡或者無線網絡和其他設備進行通信，可以為煙草行業的智能化及信息化發展營造良好的環境。再加上嵌入式計算機技術可以支持DIY式控制系統的研發，具備顯著的可靠性高、適用性強以及建設成本低廉等優勢，所以嵌入式計算機技術在工業控制領域中將會有更為廣泛的應用，通過指令執行效率的提升，提升工業控制效果，促進煙草行業的信息化發展[1]。

二、嵌入式計算機技術在煙草行業的應用

（一）嵌入式計算機技術的應用方式

就目前的煙草行業發展狀況看來，煙草行業已經基本實現自動化，但是信息化還沒有全面普及。嵌入式計算機技術在煙草行業信息化中發揮重要作用，其作用的發揮主要通過以下幾種方式：

第一，嵌入式微處理器（EMPU），在嵌入式計算機技術中，EMPU 主要有32 為RISC 架構與MIPS64 位架構的微處理器組成，該處理器具備高性能、體積小及低功耗等優勢，在工業控制領域以及網絡通信領域中有較為廣泛的應用。在嵌入式微處理器應用過程中，可以支持Thumb（16位）以及ARM（32位）雙指令集，通過多個寄存器的應用，提升處理器指令響應及執行的速度，保障嵌入式微處理器的執行效率。其中，ARM 芯片的主頻最高可達1GHz，單核狀態下指令的執行速度為230 萬條/秒。與此同時，嵌入式微處理器具有工業總線接口、以太網接口等多種接口，非常適用于煙草行業的工業生產環境。

第二，微控制器（MCU），MCU 又被稱作單片機，可以將處理器系統集成到一個芯片中。通常情況下，微控制器可以將處理器系統中的CPU、ROM、RAM、定時器、總線及總線邏輯等功能設備及外置設備進行集成，可以適用于多種工業環境中。和嵌入式微處理器相比，微控制器具備更高的可靠性，也具備體積小及低功耗等優勢，是嵌入式計算技術中應用最為廣泛的。

第三，DSP 處理器，在嵌入式計算機系統中，DSP 處理器能夠優化系統的結構及指令，通過DSP 處理器中應用的DSP 算法，提升處理器的編譯執行效率。在實際的工業生產中，DSP 的應用涉及到數字濾波、頻譜分析以及FFT 等方面，其應用方式也從傳統的通用式轉變為專用式。

第四，片上系統（SoC），和其他嵌入式計算機技術類似，SoC 系統逐漸發展成為VLSI 設計中的標準器件。在片上系統應用過程中，用戶只需要對應用系統進行定義，就能夠在仿真通過后獲得完善的設計圖，從而將其交給工廠進行樣品的制作。片上系統中的大部分設備都可以集成于一個芯片中，具備體積小及可靠性高等優勢[2]。

（二）嵌入式計算機技術的應用實例

某煙草企業根據自身的發展狀況，應用嵌入式計算機技術進行了煙草信息終端的設計，終端采用的系統為ARM9 嵌入式系統，系統中的處理器為S3C2410 微處理器，具備集成化及低功耗等優勢。系統架構包括RISC 型處理器、Thumb 指令集等設備，還具備在線仿真調試功能，可以對系統內部總線進行監督管理，確保指令和數據控制的有效執行。與此同時，為了提高嵌入式系統的性價比，技術人員在嵌入式系統中應用了FLASH 以及SDRAM 等芯片電路，可以提高嵌入式系統的拓展性。

在技術人員將上述設計的嵌入式系統應用于煙草企業后，可以實現煙草信息終端的基本功能，具備較強的可靠性及穩定性。但是在驅動程序方面存在一定的不足，需要進行優化。與此同時，煙草信息終端僅是煙草信息化工程的一個環節，還需要與其他設備及服務器進行配合應用，共同促進煙草行業的信息化發展。

（三）嵌入式計算機技術的應用前景

在智能化及信息化發展背景下，嵌入式計算機技術將會代替PLC 系統，在煙草行業信息化發展中取得更為廣泛的應用。在傳統的PLC 系統中，煙草企業的重點在于機房設備、操作系統以及數據庫軟件等軟硬件設備的投資，還需要進行PLC 模塊的投資，使得PLC 系統的建設成本相對較高。再加上PLC 系統的軟硬件設備使用壽命相對較短，需要花費大量的資金用于系統的升級，這在一定程度上阻礙了煙草行業數字化車間及智能制造的實現。

因此，煙草行業需要提高對嵌入式計算機技術的重視，在控制系統的控制層引進嵌入式計算機技術，以此實現分布式智能控制，并通過現場總線進行組網，由系統底層負責控制系統的相關信息處理工作，可以有效降低控制系統傳輸過程中的網絡負荷，從而降低數據處理對系統軟硬件設備的依賴程度，有助于控制系統建設成本的降低，并將嵌入式系統應用于煙草信息化工程的多個方面，切實實現煙草行業信息化。總的來說，在未來的發展中，嵌入式計算機技術會與智能控制進行配合應用，通過分布式嵌入子系統以及智能[3]。傳感節點的應用，實現煙草工業生產的智能化控制，促進智能制造的發展

結論：綜上所述，嵌入式計算機技術可以有效促進煙草行業的信息化發展，值得推廣應用。通過本文的分析可知，煙草企業需要認識到傳統可編輯邏輯控制器的應用局限性，結合煙草企業的實際發展狀況，進行嵌入式計算機系統的開發，降低煙草行業信息化建設成本，保障煙草生產控制系統的可靠性及控制效率，有助于煙草行業的可持續發展。希望本文的分析可以為相關研究提供理論參考。