单片机物联网应用

单片机技术在物联网电子产品中的应用分析

现如今，电子科技已成为推动工业社会发展以及计算机信息社会建立的不可或缺的动力，也彻底改变了人类的生活方式。从生活娱乐到交流通信，从工业控制到自动技术，给人们带来声、光、电等身临其境的感官享受，在工业控制的施工作业中，其精确的自动控制以及管理系统，不仅大大节省了人工管理成本，也提高了管理精度和效率，电子设备从各方面影响着整个世界的进程，而这一切都依赖于电子产品控制系统，即单片机技术的发展。

一、单片机的原理与概念

单片机的产生与发展，离不开计算机科技的发展。早期的电子产品设备只能依靠简单的电流效应来控制传感器或机械部件实现控制功能，这种控制方法功能单一，且功能执行率低。随着计算机科技的发展，直到20世纪80年代超大规模集成电路的出现，才标志着单片机技术正式走上舞台。大型工业行业的电子控制设备既复杂且笨重，不易于部署，然而随着电子娱乐设备走人千家万户，以及机械小型化、智能化和集成化的发展，要对其实现控制功能，庞大的电子控制系统，很显然无法应用于流通及普通商业领域。因此，需要借助于集成电路的优势，将所有控制、反馈、运算以及存储等众多功能的小型计算机操作系统集成到一枚芯片上，实现普通计算机系统的所有功能，这一切功能只需要在一片小小的芯片上执行，由于其相对于传统的计算机控制系统来说功能齐全且体积小，因此，被广泛应用于家庭娱乐、工业控制、航空航天等各个方面。

二、单片机的发展历史

（1）概念提出：单片机从诞生之初，就是为了解决工业设备以及电子设备的控制问题，与传统计算机系统采用桌面式控制方式的概念相反，单片机的设计初衷就是为了解决工业控制系统以及流通电子设备内部空间狭小、结构紧凑的问题，因此，对其结构以及集成方式的设计，成为最开始就需要确定的标准，成为单片机的设计标准一直沿用至今。

（2）功能扩展：由于电子设备功能的日趋多样与复杂化，对于单片机设计来说，这一阶段的主要任务就是根据具体服务对象，了解各种电子设备需要实现的功能，促进单片机设计不断满足各行各业的发展需求。

（3）系统形成：随着单片机在社会经济生活中的应用范围越来越大，各行业接口电路的完善，带动了其设计功能不断完善和发展，单片机的功能设计已逐步成熟，在微电子技术的推动作用下，现在的单片机已能完全集中整个电子控制行为，并进行系统式的分析处理，正式迈入了系统化控制方案的范畴。

三、单片机技术在物联网电子设备中的应用

物联网的技术核心，就是应用计算机网络信息技术，通过网络指令向电子设备中的控制系统下达命令，完成各种功能的操作，相对于传统的人力操作方式来说，消除了地点的阻碍，使得人们在远距离外也可以控制电子产品，可以随时掌握如工业设备、飞行器具或电子设备的运行情况，极大地提高了工作效率，降低了人力成本。同时，由于其可以远距离进行操作，因此，对于危险环境或者人工难以到达的区域，都能实现有效的管理。因此，对于物联网行业来说，单片机是促使物联网行业发展的重要因素。

3.1单片机在电子监控行业的应用

单片机技术彻底改变了电子监控以及门禁安全监控的工作方式。随着生活水平的提高、物质生活的改善，人们对于安全监控的要求提高。传统的电缆式闭路监视设备，只能通过电视光缆连接监视器与录像机，其改造投入大，且需要安全人员全天24h不间断观察监控探头，才能及时发现异常情况，当人们外出时，对于异常情况根本无法及时做出应对措施，同时，暴露的监控设备还容易被蓄意破坏。普通家庭根本无法投入如此大的人力与物力，因此长久以来，电子监控只在公务事业机关以及大型企业普及，无法走入普通家庭。

而利用了单片机物联网技术的监控设备，随着计算机网络技术以及无线网络的普及，不仅可以通过物联网控制手段，随时远程控制监控设备的镜头拉伸、旋转、报警以及取证操作，同时，由于可以利用无线传输，因此，在部署监控设备时不需要考虑监控电缆的架设，同时，还可以做到不管身在何处都能实时查看监控画面，对于各种异常情况都能及时作出反应，保障居家安全和工业设备等设施的安全运行。

3.2单片机在工业生产管理中的应用

由于行业本身的特性，工业化生产企业的工作环境一般为高温、高热、高压的极端环境，甚至不可避免地会产生有毒气体以及辐射污染，这种极端环境的管理工作人力不可胜任，因此，只能采取机械控制手段进行监控及管理工作。传统的单一式控制设备只具有控制功能，而不具备数据分析以及工作环境监控等功能，因此，危机反应意识差，往往只能等到安全事故发生时才能做出应对措施，而由于现场的环境恶劣，通常还需要做好事故现场的安全排查工作才能够允许施工人员进入，在此之前只能束手无策。

利用单片机嵌入式系统的高度集成化特点，对于人力无法到达的区域，可以在现场随时控制、监督及评估各种工业仪器及设备的运行运转情况，对于可能发生的工业事故可以作出风险预估，随时掌握工业生产动态。而且通过在多个关键设施及通道安装控制器，可以在危机发生时迅速切断蔓延通道，将损失降到最低，提高企业风险自査及自救能力。

3.3单片机在航空导航、飞行安全及定位中的应用

人类社会所有科技的发展，都有着千丝万缕的联系，它们互相推进又互相作用。人类的航空发展史，便是结合了航空产业、电子科技、无线电通信技术、卫星定位系统、计算机导航设备、自动驾驶系统等各方面高科技。

自20世纪初叶飞机被发明以来，飞行员只能通过目视或陀螺仪来确定飞行方位和高度，这些方法均会受到天气因素的干扰，因此，严重制约了航空业的发展。但是随着高科技电子设备的应用，航空飞行逐步摆脱了人力导航限制，自动导航技术已成为主要的技术方式，有效地降低了飞行员的工作量，而且其具有精确的航线控制能力，同时，通过物联网分析技术，导航中心可以随时对飞行过程中各主要部件的飞行状态进行指导及安全监管，必要时可以通过电子设备控制程序接管飞行控制系统，保证飞行安全。微软公司在2016年宣布，将与罗罗公司合作，运用物联网技术对航空发动机的飞行状态进行全方位的监测，以提高航空发动机的工作稳定性和安全性。

结语

单片机技术在物联网行业的应用只是一部分，其在人类生活娱乐、通信电子、基建行业以及国防建设等各个行业都已得到应用，在信息化社会以及人工智能科技逐步繁荣的今天，其在人机交流、语音控制等方面的发展更是值得期待，不管是在物联网行业还是在其他行业，必须全面推行单片机控制领域的研发和教育工作，跟随信息时代的全球化经济发展步伐。

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