探析單片機技術在傳感器網絡設計中的運用

劉寶兵

摘 要：隨著我國經濟的迅速發展，我國的工業也取到了較大程度的發展。在我國的機電自動化技術中，傳感器網絡技術在其中扮演著極其重要的角色，在我國工業發展中有著舉足輕重的作用。本文主要圍繞單片機技術，簡要的對其在傳感器網絡設計中的具體運用進行簡要的分析。

關鍵詞：單片機技術；傳感器網絡設計；應用

我國的現代化裝備制造水平主要是由工業自動化的控制水平所影響決定的，而工業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以下幾方面的影響，第一方面是受到傳感器技術的穩定性影響，第二方面是受傳感器技術的可靠性的影響，第三方面是受傳感器技術的靜態精度影響，第四方面是受傳感器技術的儀表精密度影響。傳感器技術就好比是人體的五官，能夠對外界進行感知，然后將所感知到的信息反饋給大腦，這個大腦就是我們通常用的計算機，進而對這些感覺做出相應的反應動作。

一、單片機技術的主要作用

（一）能夠提升傳感器的穩定性

單片機主要是電路芯片的集成，采用集成電路技術（一般是大規模的集成電路），將具有數據處理能力的以下幾個部件進行組合，例如中央處理器，中斷系統、定時器等部件，然后將組合后的部件集成在一塊硅片上，繼而組成一個覆蓋全面的計算機系統。除此之外，單片機集成電路中也可以包含以下幾方面的電路，第一是顯示驅動器，第二是脈寬調制電路，第三是模擬多路轉化器，第四是數字轉換器等[1]。在傳感器網絡設計中，單片機對其穩定性的提升有著非常重要的影響。如果傳感器穩定，那么它的測量精度也會更高。同時，傳感器的穩定與否也是進行測量的基礎，是對傳感器工作能力評價的主要標志。

傳感器在運轉時往往容易出現一些誤差，而單片機能夠對這些誤差進行修改。此外，在測量時，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，進而輸出信號y。接下來通過數字轉化器對X信號進行相應的處理，同時，將其與信號y進行對比，如果有誤差就應該立即修正。通過上面的步驟，我們可以得出一個較為標準的輸出信號。上面所講述的步驟就是單片機對其穩定性的積極影響。

（二）能夠提升其抗干擾作用

在傳感器的應用過程中，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]。傳感器的各項能力中，其自身的抗干擾性在其中有著非常突出的表現，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。將單片機技術運用到傳感器的網絡設計當中，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雜的環境下也能夠正常運轉。

（三）在傳感器網絡設計中，單片機對其抗確定性干擾的運用

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

（四）在傳感器網絡設計中，單片機對其抗隨機性干擾的運用

傳感器的工作環境相對復雜，所以受到環境因素的影響而使得傳感器的測量出現誤差也時?？梢?。所以，在工作時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。在實際應用中，如果在其中植入單片機技術，那么能夠大大的減少傳感器的隨機性干擾，下面是兩個單片機用軟件來抗隨機性干擾。

第一，指令冗余法

當單片機遭受到干擾，那么就很容易使得指令碼在識別過程中出現識別錯誤的現象，如果將操作數誤繼續去充當指令碼，那么就會使得單片機的程序出現一種情況，我們稱之為程序彈飛。當其彈飛到某一個單字節的指令上，那么就不會將操作數誤當做要執行的指令碼，進而自動的去正確運行。

第二、軟件陷阱法

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

第三，軟件定位監視器

在傳感器網絡設計中，定時監視器在其中有著非常關鍵的影響。如果出現外來的電磁干擾，從而使得系統的程序被彈飛，或者是使得系統出現死機的情況，定時監視器在這種情況就能夠發揮重要的作用，它能夠及時的識別問題，并且對問題進行反饋以及處理，進而使得系統能夠自動恢復運行。

二、在傳感器網絡設計中，單片機技術在其發展上的運用

隨著科技的進步，傳感器的種類以及規格都日益增多。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，對傳感器的研發慢都給用戶造成了極大的不便。故此，在傳感器網絡設計中，在其中植入單片機技術能夠對這個問題有著較大的改善。此外，單片機的價格也有了大幅度的降低，單片機的運算能力因為科技的不斷進步也有所提高，而且單片機的體積在慢慢變小，使其攜帶方便，所以它會給傳感器的發展有著非常重要的促進作用。在傳感器網絡設計中，單片機技術有以下幾點功能。首先，能夠應對其信號的標準化輸出；其次，能夠提升傳感器的準確性；最后，對傳感器的互換性有著重要的提升。

三、結語

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鍵，在機電自動化控制系統中有著非常重關鍵的影響，已經越來越被人們所推崇。在傳感器中植入單片機技術，能夠使得傳感器的穩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：

[1]謝斌.單片機技術在傳感器網絡設計中的應用[J].消費電子，2014（24）.

[2]李春林.無線傳感器網絡溫濕度采集系統[D].西安電子科技大學，2014.