基于嵌入式的传感器网络智能控制端设计与实现

刘燚荣

（大连航运职业技术学院，大连 116011）

近些年来，随着网络通信进程的不断发展，用户信息存储量显著提高，且用户对于信息控制的相关需求显著加强。在此过程中，嵌入式操作平台凭借自身精简性高、专业化程度高等优势，逐渐演变成为智能控制端的重要组成部分。可以说，若想构建出能耗稳定且控制效率高的传感器网络智能控制端，就必须以嵌入式操作平台为基准，形成基于嵌入式的传感器网络智能控制端设计系统。目前，这项研究工作基本上成为国际科研组织的重点践行项目，必须予以重点贯彻与落实。

1 基于嵌入式传感器网络智能控制端的设计方法分析

1.1 系统总体设计方案

基于嵌入式传感器网络智能控制端在系统构建方面，主要以传感器网络与终端组成。其中，传感器网络以采集模块、微处理模块以及智能通信模块组成。基于嵌入式传感器网络智能控制系统利用传感器网络，实现对待测设备信息的采集工作。并于终端处，利用嵌入式操作方法，完成对整个系统的控制作用。介于嵌入式平台精度高、造价低的优势，基本上可以确保资源的有效配置效果，实现准确控制指令[1]。

1.2 采集模块设计方法

一般来说，采集模块主要利用传感器网络节点信号实现采集过程，将采集到的信号完全转换成为频率较为稳定的电流信号及电压信号。然而，在实际运行过程中，该采集模块涉及到的工作量众多，使得整体能耗偏高。在这里，本人建议在传感器网络的选取方面，最好采用一体化涡流变送器，实现对采集模块信号的处理作用。与此同时，传感器网络智能控制端嵌入式操作系统可以选用兼备温度值与湿度值功能的传感器，如PT100传感器。如果待测信号还包括其他类型，可根据实际情况添加特定功能的元件设施。需要注意的是，在采集电力信号的过程中，如传感器网络节点电压、电流等参数，需要针对传感器网络节点中的电压、电流等信号情况，进行合理采集。

1.3 微处理模块设计

传感器网络微处理模块在某些层面上，主要充当管理者的角色，属于传感器网络智能控制嵌入式操作系统的核心部分。主要根据采集模块提供的信号，进行统一化管理，防止模块采集过程中，出现电流信号或者电压信号能量丢失问题。如此一来，基本上可以有效降低传感器网络智能控制端嵌入式操作系统的不足问题，如能耗程度过重等[2]。

1.4 智能通信模块设计

智能通信模块设计主要通过CC2420射频收发器进行合理实现。一般来说，CC2420射频收发器在接收到微处理模块传输数据的时候，即电压信号、电流信号之后，往往会利用自身压控振荡器以及皮尔斯振荡器，针对电压信号与电力信号情况，进行放大处理，目的在于及时形成射频信号。并在此基础上，实现射频信号的变频、过滤等功能，确保信号处理效率。

2 软件设计方案

传感器网络智能控制端嵌入式操作系统在终端管理方面，最好严格按照既定工作流程进行设计与管理。一般来说，采集模块需要根据终端软件发出的指令，对传感器涉及到的网络节点信号进行合理采集。根据上述内容可知，传感器网络智能控制端嵌入式操作系统在传感器网络节点的选取方面，基本上是以PT100传感器节点、一体化涡流变送器节点以及CC2420射频收发器阶段为主，能够有效采集关于温度、湿度以及压力等方面的参数数据。在正式运行过程中，采各模块电路中的计时器会根据传感器节点信号采集要求，实现智能化控制效果。此时，计时器采集到的信号会经过系列处理作用，传送到终端当中，由终端完成信号数据的分析工作[3]。

3 实验结果与分析

3.1 能耗测试与分析

介于待测设备运行环境的不同，导致其所产生的信息也存在较大差异。针对于此，我们在确保其它因素条件不变的前提下，将待测设备分别置于10℃与25℃的环境当中。并利用单片机智能控制端嵌入式操作系统与本文设计的系统进行对比，主要根据信息采集过程产生的能耗值进行对比，并进行分别记录。根据实验表明，在25℃条件下，智能控制端嵌入式操作系统产生的能耗信息与采集时间能耗处在的变动效果不是特别明显，平均值明显基于单片机，可以证明本文系统具备能耗稳定的特点。

3.2 控制效率测试与分析

基于实验条件相同的情况下，改变待测系统的测量节点距离，并分别记录二者控制效率变化情况。根据实验结果显示，本文所设计的系统在控制效率表现方面，更具备高效特征。

4 结束语

本文在研究基于嵌入式的传感器网络智能控制端设计系统的过程中，主要以嵌入式ARM 处理器的小型恒压控制系统为主，在硬件选取方面主要以S3C2440芯片为控制要素。利用主控芯片外围接口手段，扩展硬件电路系统，目的在于对步进电机转速进行精准控制，以期实现系统高精度化控制特征，加强系统能耗稳定性与控制效率性。根据实践结果来看，本文设计的系统往往具备较高控制精度，具有较大的应用价值。