探析单片机技术在传感器网络设计中的运用

刘宝兵

摘 要：随着我国经济的迅速发展，我国的工业也取到了较大程度的发展。在我国的机电自动化技术中，传感器网络技术在其中扮演着极其重要的角色，在我国工业发展中有着举足轻重的作用。本文主要围绕单片机技术，简要的对其在传感器网络设计中的具体运用进行简要的分析。

关键词：单片机技术；传感器网络设计；应用

我国的现代化装备制造水平主要是由工业自动化的控制水平所影响决定的，而工业自动化的控制水平也受其他因素的影响，其主要受传感器技术以下几方面的影响，第一方面是受到传感器技术的稳定性影响，第二方面是受传感器技术的可靠性的影响，第三方面是受传感器技术的静态精度影响，第四方面是受传感器技术的仪表精密度影响。传感器技术就好比是人体的五官，能够对外界进行感知，然后将所感知到的信息反馈给大脑，这个大脑就是我们通常用的计算机，进而对这些感觉做出相应的反应动作。

一、单片机技术的主要作用

（一）能够提升传感器的稳定性

单片机主要是电路芯片的集成，采用集成电路技术（一般是大规模的集成电路），将具有数据处理能力的以下几个部件进行组合，例如中央处理器，中断系统、定时器等部件，然后将组合后的部件集成在一块硅片上，继而组成一个覆盖全面的计算机系统。除此之外，单片机集成电路中也可以包含以下几方面的电路，第一是显示驱动器，第二是脉宽调制电路，第三是模拟多路转化器，第四是数字转换器等[1]。在传感器网络设计中，单片机对其稳定性的提升有着非常重要的影响。如果传感器稳定，那么它的测量精度也会更高。同时，传感器的稳定与否也是进行测量的基础，是对传感器工作能力评价的主要标志。

传感器在运转时往往容易出现一些误差，而单片机能够对这些误差进行修改。此外，在测量时，被测物体的信号X会通过传感器来接受，并且输出y信号，然后y信号会通过接口电路，进而输出信号y。接下来通过数字转化器对X信号进行相应的处理，同时，将其与信号y进行对比，如果有误差就应该立即修正。通过上面的步骤，我们可以得出一个较为标准的输出信号。上面所讲述的步骤就是单片机对其稳定性的积极影响。

（二）能够提升其抗干扰作用

在传感器的应用过程中，往往会受到多方面因素的影响，从而使得传感器的测量精度有着或多或少的影响，这些因素我们称之为随机性干扰。另外一部分因素主要是受到传感器自身的影响，属于确定性因素[2]。传感器的各项能力中，其自身的抗干扰性在其中有着非常突出的表现，如何提高传感器的抗干扰能力是研究人员需要解决的一大问题。将单片机技术运用到传感器的网络设计当中，对传感器的抗干扰性有着重要的帮助，这样一来，传感器即使在较为复杂的环境下也能够正常运转。

（三）在传感器网络设计中，单片机对其抗确定性干扰的运用

在传感器轴表面上，其涂层材料不一定会表现的十分均匀，故此，就算其转动轴不转动，那么它也会产生少量的电压输出。如果在其中植入单片机技术，那么传感器每转动一周，都会进行紧密的修正工作，这样一来就会避免传感器出现误差，从而使得测量的准确性有了极大的保障。

（四）在传感器网络设计中，单片机对其抗随机性干扰的运用

传感器的工作环境相对复杂，所以受到环境因素的影响而使得传感器的测量出现误差也时常可见。所以，在工作时就要尽可能的去避免受到外界的干扰，提高输出信号的信噪比。在实际应用中，如果在其中植入单片机技术，那么能够大大的减少传感器的随机性干扰，下面是两个单片机用软件来抗随机性干扰。

第一，指令冗余法

当单片机遭受到干扰，那么就很容易使得指令码在识别过程中出现识别错误的现象，如果将操作数误继续去充当指令码，那么就会使得单片机的程序出现一种情况，我们称之为程序弹飞。当其弹飞到某一个单字节的指令上，那么就不会将操作数误当做要执行的指令码，进而自动的去正确运行。

第二、软件陷阱法

在系统中，往往有一些还没有使用的单元，我们可以利用“跳转”来引导指令填满，将这个当做是一种“陷阱”，我们称之为软件“陷阱”，通过这种方法，对那些 “飞掉”的程序进行捕捉，然后将这些程序归纳到我们所规定的地方，然后对这些问题进行有效的研究与分析，然后进行处理。

第三，软件定位监视器

在传感器网络设计中，定时监视器在其中有着非常关键的影响。如果出现外来的电磁干扰，从而使得系统的程序被弹飞，或者是使得系统出现死机的情况，定时监视器在这种情况就能够发挥重要的作用，它能够及时的识别问题，并且对问题进行反馈以及处理，进而使得系统能够自动恢复运行。

二、在传感器网络设计中，单片机技术在其发展上的运用

随着科技的进步，传感器的种类以及规格都日益增多。通常情况下，传感器的输入信号与输出信号会不一致，那么他们所需要的功能也会不尽相同。所以，传感器的工作较慢，对传感器的研发慢都给用户造成了极大的不便。故此，在传感器网络设计中，在其中植入单片机技术能够对这个问题有着较大的改善。此外，单片机的价格也有了大幅度的降低，单片机的运算能力因为科技的不断进步也有所提高，而且单片机的体积在慢慢变小，使其携带方便，所以它会给传感器的发展有着非常重要的促进作用。在传感器网络设计中，单片机技术有以下几点功能。首先，能够应对其信号的标准化输出；其次，能够提升传感器的准确性；最后，对传感器的互换性有着重要的提升。

三、结语

在我们的日常生活上以及工作中，传感器都有着非常重要的影响，是使得我们逐渐走向智能化的关键，在机电自动化控制系统中有着非常重关键的影响，已经越来越被人们所推崇。在传感器中植入单片机技术，能够使得传感器的稳定性有着重要的提升，并且能够使得传感器的抗干扰性有着较大的提升。

参考文献：

[1]谢斌.单片机技术在传感器网络设计中的应用[J].消费电子，2014（24）.

[2]李春林.无线传感器网络温湿度采集系统[D].西安电子科技大学，2014.