探析單片機(jī)技術(shù)在傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

劉寶兵

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國的工業(yè)也取到了較大程度的發(fā)展。在我國的機(jī)電自動化技術(shù)中，傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在其中扮演著極其重要的角色，在我國工業(yè)發(fā)展中有著舉足輕重的作用。本文主要圍繞單片機(jī)技術(shù)，簡要的對其在傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中的具體運(yùn)用進(jìn)行簡要的分析。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)技術(shù)；傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)；應(yīng)用

我國的現(xiàn)代化裝備制造水平主要是由工業(yè)自動化的控制水平所影響決定的，而工業(yè)自動化的控制水平也受其他因素的影響，其主要受傳感器技術(shù)以下幾方面的影響，第一方面是受到傳感器技術(shù)的穩(wěn)定性影響，第二方面是受傳感器技術(shù)的可靠性的影響，第三方面是受傳感器技術(shù)的靜態(tài)精度影響，第四方面是受傳感器技術(shù)的儀表精密度影響。傳感器技術(shù)就好比是人體的五官，能夠?qū)ν饨邕M(jìn)行感知，然后將所感知到的信息反饋給大腦，這個(gè)大腦就是我們通常用的計(jì)算機(jī)，進(jìn)而對這些感覺做出相應(yīng)的反應(yīng)動作。

一、單片機(jī)技術(shù)的主要作用

（一）能夠提升傳感器的穩(wěn)定性

單片機(jī)主要是電路芯片的集成，采用集成電路技術(shù)（一般是大規(guī)模的集成電路），將具有數(shù)據(jù)處理能力的以下幾個(gè)部件進(jìn)行組合，例如中央處理器，中斷系統(tǒng)、定時(shí)器等部件，然后將組合后的部件集成在一塊硅片上，繼而組成一個(gè)覆蓋全面的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。除此之外，單片機(jī)集成電路中也可以包含以下幾方面的電路，第一是顯示驅(qū)動器，第二是脈寬調(diào)制電路，第三是模擬多路轉(zhuǎn)化器，第四是數(shù)字轉(zhuǎn)換器等[1]。在傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，單片機(jī)對其穩(wěn)定性的提升有著非常重要的影響。如果傳感器穩(wěn)定，那么它的測量精度也會更高。同時(shí)，傳感器的穩(wěn)定與否也是進(jìn)行測量的基礎(chǔ)，是對傳感器工作能力評價(jià)的主要標(biāo)志。

傳感器在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)往往容易出現(xiàn)一些誤差，而單片機(jī)能夠?qū)@些誤差進(jìn)行修改。此外，在測量時(shí)，被測物體的信號X會通過傳感器來接受，并且輸出y信號，然后y信號會通過接口電路，進(jìn)而輸出信號y。接下來通過數(shù)字轉(zhuǎn)化器對X信號進(jìn)行相應(yīng)的處理，同時(shí)，將其與信號y進(jìn)行對比，如果有誤差就應(yīng)該立即修正。通過上面的步驟，我們可以得出一個(gè)較為標(biāo)準(zhǔn)的輸出信號。上面所講述的步驟就是單片機(jī)對其穩(wěn)定性的積極影響。

（二）能夠提升其抗干擾作用

在傳感器的應(yīng)用過程中，往往會受到多方面因素的影響，從而使得傳感器的測量精度有著或多或少的影響，這些因素我們稱之為隨機(jī)性干擾。另外一部分因素主要是受到傳感器自身的影響，屬于確定性因素[2]。傳感器的各項(xiàng)能力中，其自身的抗干擾性在其中有著非常突出的表現(xiàn)，如何提高傳感器的抗干擾能力是研究人員需要解決的一大問題。將單片機(jī)技術(shù)運(yùn)用到傳感器的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)當(dāng)中，對傳感器的抗干擾性有著重要的幫助，這樣一來，傳感器即使在較為復(fù)雜的環(huán)境下也能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（三）在傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，單片機(jī)對其抗確定性干擾的運(yùn)用

在傳感器軸表面上，其涂層材料不一定會表現(xiàn)的十分均勻，故此，就算其轉(zhuǎn)動軸不轉(zhuǎn)動，那么它也會產(chǎn)生少量的電壓輸出。如果在其中植入單片機(jī)技術(shù)，那么傳感器每轉(zhuǎn)動一周，都會進(jìn)行緊密的修正工作，這樣一來就會避免傳感器出現(xiàn)誤差，從而使得測量的準(zhǔn)確性有了極大的保障。

（四）在傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，單片機(jī)對其抗隨機(jī)性干擾的運(yùn)用

傳感器的工作環(huán)境相對復(fù)雜，所以受到環(huán)境因素的影響而使得傳感器的測量出現(xiàn)誤差也時(shí)常可見。所以，在工作時(shí)就要盡可能的去避免受到外界的干擾，提高輸出信號的信噪比。在實(shí)際應(yīng)用中，如果在其中植入單片機(jī)技術(shù)，那么能夠大大的減少傳感器的隨機(jī)性干擾，下面是兩個(gè)單片機(jī)用軟件來抗隨機(jī)性干擾。

第一，指令冗余法

當(dāng)單片機(jī)遭受到干擾，那么就很容易使得指令碼在識別過程中出現(xiàn)識別錯(cuò)誤的現(xiàn)象，如果將操作數(shù)誤繼續(xù)去充當(dāng)指令碼，那么就會使得單片機(jī)的程序出現(xiàn)一種情況，我們稱之為程序彈飛。當(dāng)其彈飛到某一個(gè)單字節(jié)的指令上，那么就不會將操作數(shù)誤當(dāng)做要執(zhí)行的指令碼，進(jìn)而自動的去正確運(yùn)行。

第二、軟件陷阱法

在系統(tǒng)中，往往有一些還沒有使用的單元，我們可以利用“跳轉(zhuǎn)”來引導(dǎo)指令填滿，將這個(gè)當(dāng)做是一種“陷阱”，我們稱之為軟件“陷阱”，通過這種方法，對那些 “飛掉”的程序進(jìn)行捕捉，然后將這些程序歸納到我們所規(guī)定的地方，然后對這些問題進(jìn)行有效的研究與分析，然后進(jìn)行處理。

第三，軟件定位監(jiān)視器

在傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，定時(shí)監(jiān)視器在其中有著非常關(guān)鍵的影響。如果出現(xiàn)外來的電磁干擾，從而使得系統(tǒng)的程序被彈飛，或者是使得系統(tǒng)出現(xiàn)死機(jī)的情況，定時(shí)監(jiān)視器在這種情況就能夠發(fā)揮重要的作用，它能夠及時(shí)的識別問題，并且對問題進(jìn)行反饋以及處理，進(jìn)而使得系統(tǒng)能夠自動恢復(fù)運(yùn)行。

二、在傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，單片機(jī)技術(shù)在其發(fā)展上的運(yùn)用

隨著科技的進(jìn)步，傳感器的種類以及規(guī)格都日益增多。通常情況下，傳感器的輸入信號與輸出信號會不一致，那么他們所需要的功能也會不盡相同。所以，傳感器的工作較慢，對傳感器的研發(fā)慢都給用戶造成了極大的不便。故此，在傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，在其中植入單片機(jī)技術(shù)能夠?qū)@個(gè)問題有著較大的改善。此外，單片機(jī)的價(jià)格也有了大幅度的降低，單片機(jī)的運(yùn)算能力因?yàn)榭萍嫉牟粩噙M(jìn)步也有所提高，而且單片機(jī)的體積在慢慢變小，使其攜帶方便，所以它會給傳感器的發(fā)展有著非常重要的促進(jìn)作用。在傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，單片機(jī)技術(shù)有以下幾點(diǎn)功能。首先，能夠應(yīng)對其信號的標(biāo)準(zhǔn)化輸出；其次，能夠提升傳感器的準(zhǔn)確性；最后，對傳感器的互換性有著重要的提升。

三、結(jié)語

在我們的日常生活上以及工作中，傳感器都有著非常重要的影響，是使得我們逐漸走向智能化的關(guān)鍵，在機(jī)電自動化控制系統(tǒng)中有著非常重關(guān)鍵的影響，已經(jīng)越來越被人們所推崇。在傳感器中植入單片機(jī)技術(shù)，能夠使得傳感器的穩(wěn)定性有著重要的提升，并且能夠使得傳感器的抗干擾性有著較大的提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝斌.單片機(jī)技術(shù)在傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].消費(fèi)電子，2014（24）.

[2]李春林.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)溫濕度采集系統(tǒng)[D].西安電子科技大學(xué)，2014.