低功耗嵌入式電子信息采集系統(tǒng)的應(yīng)用研究

歐相柱

珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519000

隨著社會(huì)科技的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)以及嵌入式技術(shù)也得到了相應(yīng)的完善，同時(shí)對(duì)低功耗嵌入式電子信息采集系統(tǒng)的研究也已成為我國(guó)計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。不論是在環(huán)境監(jiān)測(cè)、電廠、水文等行業(yè)中，都對(duì)信息數(shù)據(jù)的采集有著一定的要求。本文圍繞低功耗嵌入式電子信息采集系統(tǒng)的應(yīng)用展開研究。

1 嵌入式計(jì)算機(jī)以及系統(tǒng)的介紹

嵌入式計(jì)算機(jī)不是人們?nèi)粘Ｉ钪兴褂玫挠?jì)算機(jī)，而是一種“專門的”“特殊的”計(jì)算機(jī)，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)、視頻、工業(yè)生產(chǎn)控制等具體的應(yīng)用。它產(chǎn)生的基礎(chǔ)是通用式的計(jì)算機(jī)，卻與其有著較大的差異，在硬件方面，它是將計(jì)算機(jī)CPU外圍的元器件全部整合到CPU的內(nèi)部，像比較典型的IXP系列[1]；在驅(qū)動(dòng)方面的話，則是簡(jiǎn)單的移植，獨(dú)自編寫而言容易出現(xiàn)問(wèn)題，且往往需要大量的資金和技術(shù)人才的支持，還有驅(qū)動(dòng)、應(yīng)用層面，不再一一介紹。

嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是集硬件與應(yīng)用軟件為一體的一種系統(tǒng)，不同于生活中常用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在體積、功能、功耗、質(zhì)量等有著相當(dāng)嚴(yán)格的要求，因而它也具有著自動(dòng)化程度高、反應(yīng)速度快等特點(diǎn)。在整個(gè)嵌入式系統(tǒng)中，嵌入式計(jì)算機(jī)軟件則是相當(dāng)重要的部分，它是安裝在嵌入式系統(tǒng)上專門的軟件，以實(shí)現(xiàn)通用計(jì)算機(jī)不能實(shí)現(xiàn)的特殊功能。嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)因其特殊性被廣泛地應(yīng)用于家電、工業(yè)和航空業(yè)，具有重要的意義。

2 研究意義及背景

隨著計(jì)算機(jī)等技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式信息采集系統(tǒng)在很多行業(yè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，比如在干旱環(huán)境下對(duì)降雨量的信息采集、對(duì)建筑物的節(jié)能監(jiān)測(cè)以及對(duì)空氣質(zhì)量的監(jiān)測(cè)等等。這些領(lǐng)域都需要信息采集系統(tǒng)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，由此可見(jiàn)人們的日常生活和工作都離不開信息采集系統(tǒng)的幫助。此外，對(duì)于不同領(lǐng)域所應(yīng)用的信息采集系統(tǒng)也不相同，有些領(lǐng)域需要應(yīng)用體積小、精度高的采集系統(tǒng)，有些需要對(duì)熱流進(jìn)行檢測(cè)等等。所以想要促進(jìn)信息采集應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展，就需要設(shè)計(jì)一種低功耗、體積小、通用性強(qiáng)且價(jià)格優(yōu)惠的信息采集系統(tǒng)。

3 低功耗嵌入式電子信息采集系統(tǒng)的應(yīng)用

目前，國(guó)家將很多精力都放在對(duì)建筑物節(jié)能設(shè)計(jì)和檢測(cè)上，為了能更好的開展此項(xiàng)工作，國(guó)家也根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)了建筑物能耗采集系統(tǒng)。對(duì)建筑物節(jié)能情況進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)際上便是通過(guò)對(duì)建筑物的熱流情況進(jìn)行檢測(cè)，并將采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)與實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)的熱流密度進(jìn)行對(duì)比，如果檢測(cè)到的真實(shí)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)密度相差不大，那么則說(shuō)明建筑物屬于節(jié)能。相反如果相差較大，那么建筑物屬于耗能，且偏差越大，耗能越多。

總體來(lái)看，針對(duì)建筑物節(jié)能設(shè)計(jì)的信息采集系統(tǒng)可以分為兩點(diǎn)對(duì)節(jié)能情況進(jìn)行檢測(cè)。其一室內(nèi)節(jié)點(diǎn)，其二室外節(jié)點(diǎn)。室內(nèi)節(jié)點(diǎn)是對(duì)室內(nèi)的熱流情況及溫度進(jìn)行檢測(cè)，另一種則是對(duì)室外的溫度進(jìn)行檢測(cè)。該建筑能耗采集系統(tǒng)的工作原理也十分簡(jiǎn)單，通過(guò)采集系統(tǒng)中的傳感器檢測(cè)到的室內(nèi)與室外的溫度不同，便會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的溫度差，從而得到相應(yīng)的微弱電壓信號(hào)。此外，采集系統(tǒng)也是對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行采集，進(jìn)而進(jìn)行相應(yīng)處理得到需要的熱流密度。同時(shí)該系統(tǒng)體系較小，便于攜帶，為了將更多的空間節(jié)省下來(lái)也做了相應(yīng)的處理，而且還提供了很多功能。其中包括對(duì)墻體熱流密度進(jìn)行采集的功能、通過(guò)接口對(duì)室內(nèi)及室外溫度進(jìn)行采集、可以進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸、擁有LCD顯示等功能。

4 嵌入式計(jì)算機(jī)軟件測(cè)試的關(guān)鍵技術(shù)

4.1 宿主機(jī)的測(cè)試

宿主機(jī)是指開發(fā)和研究嵌入式軟件的通用計(jì)算機(jī)，是嵌入式軟件開發(fā)的的初期，目前通用在宿主機(jī)上面的測(cè)試時(shí)采用代碼邏輯的方式，在此技術(shù)上有兩種技術(shù)分類，分別為靜態(tài)測(cè)試技術(shù)以及動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)。

4.2 仿真機(jī)的測(cè)試

仿真機(jī)是連接宿主機(jī)和目標(biāo)機(jī)的部分，處于整個(gè)測(cè)試的中間環(huán)節(jié)，仿真機(jī)的測(cè)試，主要目的還是測(cè)試嵌入式計(jì)算機(jī)軟件的功能和性能，與宿主機(jī)的測(cè)試相比較，仿真機(jī)的測(cè)試更加確切和可行。主要由仿真機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)獲取技術(shù)和仿真機(jī)仿真技術(shù)組成。前者是數(shù)據(jù)檢測(cè)時(shí)期，但受到技術(shù)的限制，因而常常需要設(shè)計(jì)人員提供源代碼，大量的信息數(shù)據(jù)也導(dǎo)致需要較高的技術(shù)要求。在進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取測(cè)試時(shí)，需要在緩存數(shù)據(jù)之后利用工具進(jìn)行修改，目的是為了保證數(shù)據(jù)輸入處于正常狀態(tài)，值得注意的是，在整個(gè)測(cè)試中，測(cè)試容量一定大于緩存量。

4.3 目標(biāo)機(jī)的測(cè)試

目標(biāo)機(jī)的測(cè)試是嵌入式計(jì)算機(jī)軟件測(cè)試中的重要環(huán)節(jié)，主要目的是檢測(cè)軟件的性能和工作狀態(tài)，現(xiàn)階段主要使用故障輸入技術(shù)、內(nèi)存分析技術(shù)以及程序性能分析技術(shù)三種。

5 結(jié)語(yǔ)

低功耗嵌入式信息采集系統(tǒng)不僅限于建筑節(jié)能檢測(cè)領(lǐng)域，在我國(guó)其他行業(yè)，它都具有相應(yīng)的特性。我國(guó)對(duì)低功耗嵌入式信息采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及對(duì)其進(jìn)行的應(yīng)用，不但對(duì)各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展起到了促進(jìn)作用，同時(shí)還會(huì)有效提高人們?nèi)粘５纳钏胶唾|(zhì)量，對(duì)于我國(guó)社會(huì)科技的發(fā)展也有著不可替代的作用。