嵌入式系统传感器的设计与应用研究

熊晓倩

摘  要：嵌入式系统是基于对软件与硬件的应用，能够独立进行运作的一种器件。而其在软件内容当中，通常会涉及到软件运行环境的构建以及操作系统的应用，硬件系统则主要是由信号处理器、储存器、通信模块进行构成与应用。嵌入式系统传感器在物联网等领域中应用越来越普及，而想要对其进行优化与调整，就要对其设计与应用进行明确。在本文中，将基于嵌入式系统的特点，来对嵌入式系统传感器的设计与应用进行深入的分析与探讨，从而采取针对性措施，保障其在实际应用中的稳定性，使其效用能够得到充分的发挥。

关键词：嵌入式系统  传感器  设计  应用

中图分类号：TP393                             文献标识码：A                   文章编号：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

隨着网络通信技术的发展，基于嵌入式系统传感器的应用，使得大部分设备的智能化发展与进步得到了加速与催化，为此，就要基于嵌入式系统传感器的设计与应用展开讨论和研究，对其在设计以及应用过程中的各项特点与内容进行分析与把握，从而保障嵌入式系统传感器的实际应用效果。

1  嵌入式系统技术与创感器技术

能够独立进行运作的一种器件。而其在软件内容当中，通常会涉及到软件运行环境的构建以及操作系统的应用，硬件系统则主要是由信号处理器、储存器、通信模块进行构成与应用。在实际应用的过程中可以发现，嵌入式系统与传统的计算机处理系统之间有着十分明显的差异，虽然与计算机相比，嵌入式系统在储存容量上相对较大，而其主要原因在与嵌入式系统没有配置相应的大量存储介质。但从特征上来看，嵌入式系统的整体系统更加简便，能够在大多数环境中进行应用，而目前在嵌入式系统中应用较为普通的存储介质主要有E-PROM、EEPROM DENG等[1]。而在对其进行开发的过程中，通常会采用API编程结构作为开发平台的核心部分进行构建。

传感器是一种同时具有采集、控制、电子信息处理等功能的检查装置，其自身在实际应用的过程中，可以完成对信号的精准转换，并且自身能够随着计算机技术的发展，实现对信号的精准转换。而其传感器整体的技术性相对来说也更加复杂，涵盖了多项技术，并涉及到了多个领域，在使用过程中的覆盖面也更加广阔。而且对于传感器技术来说其能够基于网络技术的发展实现自身性能的进一步优化。同时，传感器的应用需要一个良好地计算机网络支持，在电子信息时代的背景下，通过传感器的应用，可以使计算机网络系统实现对外界信号的加速处理，以满足人们在使用网络时对信息的传递、资源的获取与共享，使整体的网络质量得到提升，并使信息的获取渠道能够得到拓宽。而且在应用的过程中，传感器能够对外界的信号进行转化，从而使计算机能够对其进行识别，以搭建起计算机与外界进行沟通的桥梁，使信号处理的效用得到保障，并使远程控制能够得以实现。

2  嵌入式系统传感器的设计

在实际应用的过程中，可以发现嵌入式体系传感器具有良好的串联能力，并且基于自身所具备的灵活性、智能性与互联性，使其能够在工业、环境工程等领域活动良好地应用。为此，想要实现嵌入式系统传感器效用的充分发挥就要了解传感器的设计内容以及形式，从而保障其在实际应用过程中的效果。而在进行硬件电路设计的过程中，反射型传感器是其中应用频率最高的一种形式。其基本原理是通过在传感器内部结构进行红外发光管与红外接受管的设置，使其在使用的过程中，当红外反光管发光后，其能够基于同被测物体之间的接触，产生反射光线，此时其所产生的反射光纤便能够被接收管接受，最终获得最为准确的输出结果。而且，在对接受管进行研究的过程中也可以发现，其所接受到的红外信号强度能够直接影响电阻的变化趋向。

例如，某嵌入式系统传感器在进行设计的过程中，便采取了一体化设计结构，通过采取红外线感应的方式，避免常见光对红外光产生过多的干扰，使该嵌入式系统传感器能够在智能导航与机器人设计的领域中取得良好的应用效果。同时，在进传感器设计的过程中，也可以将嵌入式控制系统硬件电路定义为传感器的搭载平台，从而基于对传感器的应用，使搭载平台的组成得到保障。为此，就要在进行研究的过程中，选用最为合适的嵌入式集成处理器结合嵌入式操作系统的搭载使嵌入传感器的整体应用效果得到保障[2]。此外，在应用反射性广电传感器的过程中，可以基于对滤色片的应用，来改变红外光管的光谱特性，基于对颜色传感器的制作，让传感器能够对不同颜色的路径进行使用，并使其电路构建的效果得到充分的发挥。在对嵌入式传感器进行软件设计的过程中，其要点内容之一，就是完成对嵌入式控制系统软件平台的搭建。而想要保障整体控制软件平台在实际应用中的效果，就要实现对嵌入式交叉开发环境的科学建立。为此，就要根据当前系统环境在应用过程中的实际状态，对其在实际应用过程中，存在的体系结构差异进行明确，从而针对不同的操作方法以及使用内核，选用对应的交叉编译器，实现对传感器设计与应用质量的准确分析与应用[3]。

3  嵌入式系统传感器的应用

在实际应用的过程中，当前较为常见的传感器主要为可见光传感器以及红外线传感器两种模式。其中可见光传感器主要是基于电阻值出现的变化，基于使用对可见光非常敏感的电子元件进行信息的传递，从而使自身的传感器作用得到发挥。而现阶段中，较为常见的可见光传感器主要有光敏电阻、硅光电池等形式。例如，硅光電池在实际应用的过程中，能够基于对光电效益的产生来形成电流[4]。并且自身在接触到光的照射时，便会产生一定的电流，而这些电流会随着硅光电池所接触可见光的强度发生变化而变化。而红外传感器作为一种最为常见的嵌入式传感器，自身在整体上的灵敏度往往更好，在各类装置的控制领域中均有所应用。比如，红外线测量仪、红外线摄像头、红外线遥控器[5]。

而在应用嵌入式系统传感器的过程中，其所需要面对的威胁主要表现在计算机病毒威胁以及物联网安全等方面上。在实际应用的过程中，一些不法分子会应用相应的技术手段，入侵到系统当中，从而对其中的bug进行搜寻，并采取破译、拦截、篡改的手段来达成自身的目的，使得用户在应用嵌入式系统传感器的过程中，遭受到损失[6]。而电脑病毒的载体通常是使用邮件与网络进行传播。如果用户在使用嵌入式系统传感器时缺乏警惕性，导致与嵌入式传感器进行网络连接的设备被感染，便会导致整系统遭受到破坏，严重的情况下，整个系统还进入到瘫痪的状态当中[7]。同时，物联网作为信息技术的重要组成部分，其运行的核心便是互联网技术的应用，通过互联网支撑自身的功能性，并完成对物品的交换。而在这一过程中，便需要应用传感器来完成对相关数据信息的处理，实现对物联网中物品的位置跟踪识别与管理。这使得一旦网络被人攻击，就会导致物联网的安全受到影响，嵌入式传感器的应用效果也无法发挥。为此，就要基于网络的动态化发展特点，从多个领域出发，对计算防护系统进行优化，并提升自身的网络防范意识，保障整体系统的网络安全性。

4  结语

综上所述，嵌入式系统技术与传感器技术在实际应用的过程中都取得了十分良好的效果。而在进行设计的过程中，需要对嵌入式系统传感器的质量特点与设计优点进行明确，并做好软件与硬件的设计。最后，在应用嵌入式传感器的过程中，要对其实际应用范围进行了解，并做好安全防范措施，以保障嵌入式系统传感器的应用效果。

参考文献

[1] 许国强.嵌入式系统传感器的设计与应用[J].南方农机，2019，50（23）：230.

[2] 何安迪.基于嵌入式系统的传感器应用试验设计[J].微型电脑应用，2019，35（2）：59-62.

[3] 王森.嵌入式系统的应用领域与发展研究[J].电脑编程技巧与维护，2020（5）：23-24，42.

[4] 叶欣，刘丹娟.浅谈嵌入式系统实现“隔空取物”[J].信息技术与信息化，2020（2）：164-165.

[5] 白林. 具有可嵌入性的葡萄糖传感器的微型化构筑及其性能评价[D].南京：东南大学，2019.

[6] 唐显斌.嵌入式视觉传感器轮廓匹配算法的研究与实现[D].西安：西安电子科技大学，2019.

[7] 马洁. 嵌入式视觉传感器软件的设计与实现[D].西安：西安电子科技大学，2019.

[8] 宋耀华，王梅霞.基于嵌入式的智能手势识别器的设计[J].科技资讯，2017，15（30）：2-3.

[9] 潘兴民，姜凯文.嵌入式系统硬件抗干扰技术的研究[J].科技创新导报，2017，14（33）：135-136.