电力设备智能传感器通用嵌入式系统软件框架设计

刘燚荣

（大连航运职业技术学院，辽宁 大连 116000）

0 引 言

随着国家建设的逐渐推进，电力企业快速发展，在为国家的经济发展做出积极贡献的同时，也为人们生产生活的正常用电提供了基本支持。随着人们生活水平的不断提高，人们对我国电力设备的使用性能、工作效率等提出了更高要求。基于嵌入式系统，促进电力设备智能传感器通用软件框架的实现，能够有效提高其运行效率，保证其运行的实时性和稳定性，为电力设备更好更快的发展奠定坚实的基础。

1 发展背景

在我国经济建设发展逐渐推进的背景下，我国各行各业开始积极探索智能发展。电力企业是保证国家正常运行的关键。要想满足对智能电网的实际需求，需要促进传感器的智能化发展，加强数字化技术的应用。嵌入式系统设计，主要包括软件设计和硬件设计两个部分。针对不同的硬件平台，它所对应的差异性相对较大，且其程序在运行过程中对自身的工作效率和实时性要求相对较高。在应用嵌入式软件系统时，应用多任务操作系统能够有效提高其运行效率，增强其实时性和可靠性。在实际发展过程中，嵌入式实时多任务操作系统具有一定的商业性。同时，这种嵌入式系统资源较为有限，尤其是单片机系统资源。在这种情况下，促进移植系统的应用，能够有效解决该问题。但是，这对操作人员的技术素质要求非常高，使得该操作系统在嵌入式系统中的应用较为困难。基于此，设计嵌入式智能传感器通用系统，根据其系统软件的特点，促进其在电力设备智能传感器架构设计的应用，提高其智能传感器代码的复用率、及时性和可靠性。

2 对电力设备智能传感进行嵌入式系统软件设计的意义

进行基于嵌入式系统的电力设备智能传感器设计的全面研究，首先应当明确这一系统下的设计和运行意义。该电力设备智能传感器的嵌入式系统实现，能够有效解决电力系统中存在的问题，实现系统运行的高效性、及时性和可靠性[1]。该系统在结合电力设备智能传感器通用嵌入系统后，能够实现多种功能，增强其应用性能，保证电力设备的运行稳定性。同时，该系统应用操作方便，具有较强的稳定性。因此，需要进一步完善嵌入式系统的电力设备智能传感器设计工作，尽可能保障我国电力设备的运行，进而为社会的整体运行发展奠定基础。由此可知，实现电力设备智能传感器的嵌入式系统软件设计，对推动电力行业发展具有重要的现实意义。

3 电力设备智能传感器通用嵌入式系统软件框架设计

3.1 设计思想

就电力设备智能传感器通用嵌入式系统软件的设计，虽然在设计结构上与其形成了较大的差异，但是就嵌入式系统来说，它主要包括硬件层、系统软件层和应用程序等。其中，硬件层是嵌入式的主板，是保证整个应用程序有效运行的平台，能够体现系统需要实现的功能。针对不同的硬件平台，其所存在的差异性相对较大。要想有效促进嵌入系统的设计，植入的软件需要满足其硬件系统的应用[2]，使其能够形成一个硬件抽象层。在实际发展过程中，根据硬件平台的不同，其对应的硬件抽象接口也是不同的，需要促进不同驱动模块的有效实现和形成，将硬件与软件相分离，实现系统软件在不同硬件平台中的应用。

3.2 总体设计

嵌入式系统结构相对复杂，对其的设计工作主要包括软件系统和硬件设施，其中最主要的是ASIC。它是一种微型处理器，其应用对整个系统的有效运行具有重要意义。这种设计不同于传统的设计系统，需要在进行具体集成操作前，经过准确的验证，保证此系统设计满足设计需求，使性能与实际需要相符合。其中，涉及的验证方法相对较多，主要包括协调模拟方法和格式化验证等。嵌入式系统的协调设计工作具有多个环节，需要相关人员详细掌握。在不断加强设计实践的工作中，可以有效增强设计人员的专业知识和专业技能，从而促进嵌入式系统不断优化升级。

传统系统的结构较为单一，难以有效满足电力企业设备运行的实际需求。应用嵌入式系统能够在原有的系统基础上，强化其编辑、翻译等功能，促进其与其他功能相结合，实现嵌入软件开发平台的建立，并实现嵌入式协调设计环境的有效构建，促进其功能结构的全面升级。同时，需要进行目标系统设计，有效划分其中的软件和硬件，使其形成两个独立的软件部门。在实现这种设计的过程中，需要将其与传统的设计理念相区分。在这种情况下，当一个系统模块出现问题时，不会对其他模块的正常运行造成影响，能够保证电力设备的运行稳定性。要促进软件嵌入式系统实现，需要保证其能够与RTOS实现同步运行，将其涉及的目标代码进行有效处理，促进指令集合，并对其进行翻译[3]。

3.3 软件定时器的设计实现

实际运行中，软件定时器以任务调度器为基础，应用回调方式的同时，使任务例程回调。这一工作过程中，系统能够对其中任何一个软件定时器分配软件定时器控制块。它的设计与硬件定时器相类似，会分配一个32位的定时器设计值，并且具有1个使能触发寄存器、1个具有32位的计数器和1个定时任务回调的函数接口。在对该软件定时器展开设计工作的过程中，需要从系统定时器入手。它会在相应的定时器列表中获取一个软件定时器控制块。该模块具有空闲特点，主要是将其分配给等待被进行创建的定时器。设计形成过程中，还需要在系统中创建一个硬件定时器的服务流程。一旦其硬件定时器在运行过程中中断，其对应的定时器服务例程会充分发挥自身作用，变成所需要的定时器列表，实现对软件系统的计时操作。随着计时的不断积累，在达到软件定时器设定的数值时，软件中的定时器会被刺激激发进行运作。这样的软件定时器能够支持系统进行多种运行，但仅仅在突发情况下才能被推动，否则将一直处于挂起状态。这时，系统定时器对应的软件定时器不会进行计数操作，只有在应用相关函数的情况下，软件定时器才能够处于就绪状态。这时的软件定时器会形成一定的顺序，并根据顺序进行CPU的执行权获取[4]。这种软件定时器具有挂起作用，也能够进行删除。已经被挂起的软件定时器，需要将其从就绪的列表中删除，停止其操作过程，被用来等待CPU的执行权。这些处于挂起状态的软件，其定时器能够根据相关函数操作被恢复到就绪状态，这样程序主要为timer Resume。选择应用程序时，也可以选择timer Delete。这时的函数会删除相应的软件定时器，同时软件定时器被从定时器的列表删除，STCB资源被回收[5]。

3.4 基于通用嵌入式的电力设备智能传感器

对其展开设计工作，需要应用SF6气体密度微水传感器。该传感器具有一定的特殊性，在应用过程中需要采集压力、湿度和气体温度等数据，然后分析整合采集的数据，进而计算出SF6气体的密度，保证有效掌握其露点。同时，应用无线方式将采集后经过处理的数据发送给主机[6]。所采用的系统主处理器主要为Freescale的MLW01Z128，同时需要一个sub-1GHz射频模块，其所对应的主频率最高能够达到48 MHz。此外，需要一个MKW 01Z128集成的低耗能ARM Cortex MO+CPU[7]。

4 结 论

对电力设备智能传感器通用嵌入式系统软件框架设计问题展开研究，能够促进电力设备的有效运行，增强其运行稳定性，为国家经济的持续发展提供支持。在具体的设计过程中，需要从总体设计入手，有效结合行业的实际发展情况，促进嵌入式电力设备智能系统的有效构建。