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嵌入式系统在自动化仪表中的应用

发表时间：2021/9/3 来源：《教学与研究》2021年8月中作者：苏钊

[导读] 自动化仪表是当前计算机技术面向微型化、定制化、简便化方向发展的产物。

广西机电职业技术学院苏钊广西南宁 530007

摘要：自动化仪表是当前计算机技术面向微型化、定制化、简便化方向发展的产物。自动化仪表内部包含着微型的处理单元，能够实现对相关数据信息的有效储存、计算和判断，同时还能够结合对应的指令操作来对其进行相应的管控，并且自动化仪表盘的使用全面促进了各行各业的快速发展。本文简要对当前嵌入式系统在自动化仪表盘中的使用进行相应的探究。
关键词：嵌入式系统；自动化仪表；应用
        引言：随着当前基础科学技术的进步，在微电子领域以及网络化技术领域得到了快速的发展，新时期仪表仪器正迈向智能化、网络化、微型化方向进一步发展。结合对应的嵌入式系统，确保对应的自动化仪表仪盘具备相应的可操纵性，并且代替传统仪表仪器中电子线路，使得仪表仪盘智能化程度更高，促进相关仪表行业快速发展。
        一、工业自动化仪表的介绍
        在当代工业中，结合自动化仪表是实现对生产制造调节的重要方式。具体来说，结合相关自动化仪表的使用，在当前工业生产管理的过程中，可以确保落实针对生产制造工作实时的检测，对现有的控制程序以及控制流程进行优化和管理，确保各项生产参数均处于正常合理的数值，最终实现对产品的质量以及生产成本的有效管控。
        同时结合相应的自动化仪表仪器的使用，可以全面带动当前传统的制造业进行升级和换代，提高企业自身的竞争力。总体来说，我国现阶段自动化仪表仪器在长时间的发展过程中也更加趋于成熟稳定，并且在我国各行各业中也得到了广泛的使用，无论是机械、冶金、石化等相关重工业领域，还是通信、材料、工艺技术、计算机技术等前沿性的领域均得到了良好的使用。总体来说，自动化仪表仪器行业推动了我国基础通信、工业、金融等各领域的发展，实现各行业之间相互发展的促进作用。
        二、嵌入式系统在自动化仪表中的应用
       （一）嵌入式系统介绍
        所谓嵌入式系统是指具备软硬灵活排配组合而形成的集体，具体来说，嵌入式系统能够实现对特制设备专业化、定制化的管控和安装管理作业，而制定的全新的计算机系统。
        在结构层面嵌入式系统分为四个关键部分，即系统、应用、硬件、处理器，通过与常规计算机系统进行类比，现阶段嵌入式系统主要包含以下的特征。
        嵌入式系统内核相对较小，相关工作人员可以根据控制作业的需求来对系统功能进行裁剪，简化操作管理的流程，实现系统高效率的运转。其次，嵌入式系统具备较强的专用性，嵌入式系统所实现的功能往往是经过特殊定制，其具备相应的个性化管理工作需求。嵌入式系统通常是结合软硬件平台，能进行特定功能的打造和建设，以此来满足特定条件下的工作管理的需求。
        此外，嵌入式系统及运转环境差异相对较大，例如，针对突发的断电状况，系统也能够完成相应的工作，因此嵌入式系统能够满足不同环境状况下的运行需求。此外，嵌入式系统在运行管理的过程中往往不需要安排对应的值班人员来监控其运行状态，受益于嵌入式系统自动复位以及出错处理的功能，全面提高了控制管理工作的可靠性和稳定性。

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此外，嵌入式系统还需要结合特定的开发工具来对其进行编译和打造，确保其能够实现特定的功能。
        （二）嵌入式系统要求
        当前，随着工业自动化仪表面向网络化、智能化以及微型化方向的进一步发展，当前大部分自动化仪表内部也结合大量的嵌入式微型处理器的使用，而结合对应的微型处理器的改造使用，需要满足相应的系统应用要求，同时还需要对处理器接口连接的延展性进行相应的分析和探讨。
        应用要求：嵌入式系统在当前自动化仪表中的使用，其具体的系统应用要求有以下几个方面。第一方面，对应的嵌入式系统在自动化仪表中，要实现多任务的操纵管理，同时在进行操纵管理的过程中，还需要具备时效性、精确性，确保内部的操作管理系统能够在短时间内执行相应的指令，展示出仪表仪器的实际使用状态。此外，还需要具备基础的储存区管理功能以及保护功能。在当前嵌入式操作系统内部，往往是以模块化功能运转的模式来实现对整个系统的操控和管理。因此，为了确保在系统运转过程中，对某些非法的软件以及进程的访问限制，需要落实对系统储存区域分区的管理，保护系统应有的功能。其次，对应的嵌入式系统在自动化仪表仪器中还需要具备相应的可扩展性，因此在系统内部还需要具备相应的扩展架构，能够应对实际工艺生产以及工业使用的管理需求。此外，嵌入式系统还需要具备较低的能耗，确保仪表仪器在相关工作管理的过程中能够持续地运行。
        接口要求：在当前自动化工业仪表内部，其包含着对数据采集、控制以及信号显示、外部信息交互等重要功能，因此其具备的仪表接口延展部分相对较为全面。具体来说，在其对应的仪表处理器模块，其包含着高速的运行管理模块，能够实现对数据快速的读写操作，同时还能够对相关信号进行中断处理。其次，对应的处理器还可以实现对网络芯片的有效连接，实现多任务处理的管理模式，同时现有的接口资源相对较为丰富，可以结合多种接口的连接使用，例如通信接口、USB等。
        （三）软硬件协同设计
        对于当前自动化仪表结合嵌入式系统的使用，其包含着多种使用模式。具体来说，需要有效地结合软硬件协同设计的方式。相比较于传统仪表仪盘的设计顺序，结合嵌入式系统的设计理念，有效地规避了过往独立分离的设计方式，而软硬件协同设计的原则，还可以进一步提高相关系统软件设计工作的效率，降低设计成本。此外，在某种程度上，结合软硬件协同设计的理念，还可以确保嵌入式系统得到相应的功能上的验证，使得嵌入式系统在设计理念以及设计方式上与实际的使用需求相符合。并且，结合对应的软硬件协同设计的模式，需要结合系统特定的功能需求以及实现对软硬件的分解与设计，对相关软硬件设施进行集成设计等，实现对仪表盘设计成本的有效降低作用，并且全面增强仪表仪盘使用的实用性和可靠性。
        结束语
        总之，嵌入式系统在当前电子计算机领域实现对相关控制元件定向的管控，提高相关工作管理的质量和效率。并且嵌入式系统在仪表行业中的使用也推动了当前仪表工业的智能化、信息化的发展，随着基础科学技术的进步，以及微型处理器技术的进一步发展，工业仪表将面向更加智能化、高效化的方向得到相应的创新和创造。
参考文献：
[1]韩金潮. 基于嵌入式的智能化与网络化的自动化仪表应用的相关研究[J]. 山东工业技术, 2019, 284(06):143-143.
[2]王丹. 试论计算机系统在自动化仪器仪表中的应用[J]. 百科论坛电子杂志, 2019, 000(021):165.