嵌入式计算机技术对于烟草行业信息化的作用探讨

陈玲

（福建省烟草公司南平市公司，福建 南平 353000）

前言：烟草行业具备较高的成本收益率，大部分烟草企业都具备充足的资金用于生产设备投资，所以烟草行业是我国引进自动化技术相对较早的行业。在物联网技术及人工智能发展迅猛的当下，工业行业需要在自动化发展的基础上，走信息化发展之路，通过先进技术的应用，提升烟草行业的信息化水平，实现智能制造，提高我国工业发展水平，有助于我国国民经济及国际影响力的提升。

一、嵌入式计算机技术对于烟草行业信息化的作用

（一）烟草行业信息化发展分析

我国烟草行业于20世纪80年代引进先进生产设备，如PASSIM卷接机组、GD 包装机组等设备，这些设备中应用了微计算机技术以及数字电路技术等先进技术，可以实现烟草行业生产的自动化。比如，在传统MK9-5卷接机组中，由机架式电子线路板作为主控系统，系统中的核心是Intel8080 的8 位单片机和输入输出板等设备组成的8 位计算机系统。在该系统的实际应用中，每分钟可以生产五千支香烟。

在90 年代后期，可编辑逻辑控制器在工业领域取得了广泛的应用，可编辑逻辑控制器评价其价格低廉及体积小的优势，取到了继电器成为生产系统中应用最为广泛的控制器。可编辑逻辑控制器可以支持逻辑图、梯形图以及语句表等多种形式的编程，在工业控制领域有广泛应用，而嵌入式计算机技术及工控机技术则主要应用于人机界面的开发以及组态程序运行等方面。但是随着嵌入式软件技术以及芯片技术等技术的发展，嵌入式技术在工业控制方面的作用逐渐被重视。目前我国烟草行业的自动化水平相对较高，但是仍旧没有实现全面信息化，需要加强嵌入式计算机系统的应用，实现烟草行业的信息化发展。

（二）嵌入式计算机技术的作用分析

嵌入式计算机技术具备较为强大的计算能力，可以高效地完成信息采集和数据的运算处理。嵌入式计算机支持复杂算法运算，可以有效促进烟草行业的信息化发展。与此同时，嵌入式计算机具备多种通信接口以及网络接口，可以通过有线网络或者无线网络和其他设备进行通信，可以为烟草行业的智能化及信息化发展营造良好的环境。再加上嵌入式计算机技术可以支持DIY式控制系统的研发，具备显著的可靠性高、适用性强以及建设成本低廉等优势，所以嵌入式计算机技术在工业控制领域中将会有更为广泛的应用，通过指令执行效率的提升，提升工业控制效果，促进烟草行业的信息化发展[1]。

二、嵌入式计算机技术在烟草行业的应用

（一）嵌入式计算机技术的应用方式

就目前的烟草行业发展状况看来，烟草行业已经基本实现自动化，但是信息化还没有全面普及。嵌入式计算机技术在烟草行业信息化中发挥重要作用，其作用的发挥主要通过以下几种方式：

第一，嵌入式微处理器（EMPU），在嵌入式计算机技术中，EMPU 主要有32 为RISC 架构与MIPS64 位架构的微处理器组成，该处理器具备高性能、体积小及低功耗等优势，在工业控制领域以及网络通信领域中有较为广泛的应用。在嵌入式微处理器应用过程中，可以支持Thumb（16位）以及ARM（32位）双指令集，通过多个寄存器的应用，提升处理器指令响应及执行的速度，保障嵌入式微处理器的执行效率。其中，ARM 芯片的主频最高可达1GHz，单核状态下指令的执行速度为230 万条/秒。与此同时，嵌入式微处理器具有工业总线接口、以太网接口等多种接口，非常适用于烟草行业的工业生产环境。

第二，微控制器（MCU），MCU 又被称作单片机，可以将处理器系统集成到一个芯片中。通常情况下，微控制器可以将处理器系统中的CPU、ROM、RAM、定时器、总线及总线逻辑等功能设备及外置设备进行集成，可以适用于多种工业环境中。和嵌入式微处理器相比，微控制器具备更高的可靠性，也具备体积小及低功耗等优势，是嵌入式计算技术中应用最为广泛的。

第三，DSP 处理器，在嵌入式计算机系统中，DSP 处理器能够优化系统的结构及指令，通过DSP 处理器中应用的DSP 算法，提升处理器的编译执行效率。在实际的工业生产中，DSP 的应用涉及到数字滤波、频谱分析以及FFT 等方面，其应用方式也从传统的通用式转变为专用式。

第四，片上系统（SoC），和其他嵌入式计算机技术类似，SoC 系统逐渐发展成为VLSI 设计中的标准器件。在片上系统应用过程中，用户只需要对应用系统进行定义，就能够在仿真通过后获得完善的设计图，从而将其交给工厂进行样品的制作。片上系统中的大部分设备都可以集成于一个芯片中，具备体积小及可靠性高等优势[2]。

（二）嵌入式计算机技术的应用实例

某烟草企业根据自身的发展状况，应用嵌入式计算机技术进行了烟草信息终端的设计，终端采用的系统为ARM9 嵌入式系统，系统中的处理器为S3C2410 微处理器，具备集成化及低功耗等优势。系统架构包括RISC 型处理器、Thumb 指令集等设备，还具备在线仿真调试功能，可以对系统内部总线进行监督管理，确保指令和数据控制的有效执行。与此同时，为了提高嵌入式系统的性价比，技术人员在嵌入式系统中应用了FLASH 以及SDRAM 等芯片电路，可以提高嵌入式系统的拓展性。

在技术人员将上述设计的嵌入式系统应用于烟草企业后，可以实现烟草信息终端的基本功能，具备较强的可靠性及稳定性。但是在驱动程序方面存在一定的不足，需要进行优化。与此同时，烟草信息终端仅是烟草信息化工程的一个环节，还需要与其他设备及服务器进行配合应用，共同促进烟草行业的信息化发展。

（三）嵌入式计算机技术的应用前景

在智能化及信息化发展背景下，嵌入式计算机技术将会代替PLC 系统，在烟草行业信息化发展中取得更为广泛的应用。在传统的PLC 系统中，烟草企业的重点在于机房设备、操作系统以及数据库软件等软硬件设备的投资，还需要进行PLC 模块的投资，使得PLC 系统的建设成本相对较高。再加上PLC 系统的软硬件设备使用寿命相对较短，需要花费大量的资金用于系统的升级，这在一定程度上阻碍了烟草行业数字化车间及智能制造的实现。

因此，烟草行业需要提高对嵌入式计算机技术的重视，在控制系统的控制层引进嵌入式计算机技术，以此实现分布式智能控制，并通过现场总线进行组网，由系统底层负责控制系统的相关信息处理工作，可以有效降低控制系统传输过程中的网络负荷，从而降低数据处理对系统软硬件设备的依赖程度，有助于控制系统建设成本的降低，并将嵌入式系统应用于烟草信息化工程的多个方面，切实实现烟草行业信息化。总的来说，在未来的发展中，嵌入式计算机技术会与智能控制进行配合应用，通过分布式嵌入子系统以及智能[3]。传感节点的应用，实现烟草工业生产的智能化控制，促进智能制造的发展

结论：综上所述，嵌入式计算机技术可以有效促进烟草行业的信息化发展，值得推广应用。通过本文的分析可知，烟草企业需要认识到传统可编辑逻辑控制器的应用局限性，结合烟草企业的实际发展状况，进行嵌入式计算机系统的开发，降低烟草行业信息化建设成本，保障烟草生产控制系统的可靠性及控制效率，有助于烟草行业的可持续发展。希望本文的分析可以为相关研究提供理论参考。