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如何以最简单的方式获取传感器数据?

更新时间:2019-03-27 15:31:59点击次数:309次
传感器作为各个领域最重要的设备之一,产品种类之多,应用领域之广,随着“智能时代”的到来,传感器的使用将发挥更加关键的作用。那么,要如何以最简单,最高效的方式使用这些种类繁多,操作复杂的传感器呢? 传感器作为一种检测装置,它的应用早已渗透到诸如工业生产、宇宙探索、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之广泛的领域。可以毫不夸张地说,从茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以及各种复...

传感器作为各个领域最重要的设备之一,产品种类之多,应用领域之广,随着“智能时代”的到来,传感器的使用将发挥更加关键的作用。那么,要如何以最简单,最高效的方式使用这些种类繁多,操作复杂的传感器呢?

传感器作为一种检测装置,它的应用早已渗透到诸如工业生产、宇宙探索、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之广泛的领域。可以毫不夸张地说,从茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以及各种复杂的工程系统,几乎每一个现代化项目,都离不开传感器。

目前,市面上已经存在大量各种类型,各种型号,不同厂家生产的各种传感器,例如,温度、湿度、电压、电流、压强、光照、加速度、角速度等等。它们的应用场景、产品参数、使用方法都不尽相同,这往往使许多项目开发人员在使用传感器时举步维艰:添加一个传感器,就要编写对应的驱动,提供一套访问这个传感器的接口。

通常情况下,在一个复杂的系统中,传感器往往不止一个,可能存在几个或几十个甚至更多不同种类的传感器,若这些传感器的使用接口都不相同,那么可想而知,软件方面的工作量和复杂度又会有多大?无形中又增加了很大的开发难度。不仅如此,若基于多种传感器开发的应用程序想跨平台复用,而底层各个传感器的接口却千奇百怪,那么,这样的工作量和复杂度又会上升到什么程度?

为了解决这些问题,AWorks定义了通用的传感器接口,适用于各式各样的传感器,只要是挂载在AWorks系统中的传感器,都可以通过相同的操作接口来访问。同时,只要是基于这些通用接口开发的应用程序,都不会与具体的硬件设备绑定,换句话说,底层更换使用不同型号的传感器,对应用程序不会造成影响,应用程序可以不做任何改动。

从功能上看,传感器实现了对真实世界中某种物理信号(温度、湿度、气压等)的采集,在使用传感器时,最重要的操作就是从传感器中获取出相应的数据。接下来,进一步介绍如何通过接口获取传感器数据作。

一、传感器通道ID

在介绍接口的使用方法之前,需要简单了解一个概念,AWorks之所以能够实现使用一套相同的接口访问所有类型的传感器,是因为AWorks对系统中的传感器进行了统一的管理。为了实现对各式各样的传感器进行统一管理,在AWorks中,定义了“传感器通道”的抽象概念,一路传感器通道用于完成一路物理信号的采集,系统为每个传感器通道分配了一个唯一的ID

按照以上的传感器通道ID分配方式,理论上,系统中可以挂载无数个各种类型的传感器,新加入的传感器通道只需按照以上方式依次向后分配ID即可。通常情况下,该ID号的分配已经由系统完成,无需我们自行分配,我们只需简单知道当前系统中的有效ID号所对应的传感器通道类型即可。

二、获取传感器数据

基于以上对传感器ID的描述,此时若想获取传感器的数据,只需在应用程序中调用获取传感器数据的函数接口即可,以此类推,只需要调用这一个相同的接口,便可以依次获取系统中所有传感器的数据。此时,或许有人会疑问,系统中那么多传感器,一个一个调用该接口,会不会显得繁琐?对于该问题,AWorks系统当然给出了答案,那就是提供同时获取多通道或者所有通道传感器数据的接口,基于该接口,可以同时获取多个或所有系统中传感器的采样数据, AWorks系统的传感器接口已经完美的实现了使用同种接口获取所有传感器采样数据的功能。此时,或许有人又会提出疑问,这两个接口采用的似乎都是轮询的方式获取传感器数据,若在效率要求较高的场合,调用该接口是不是不太好呢?再者说,如今的许多传感器都可以采用中断触发的方式获取数据,这样可以大大提高应用程序的效率,那么能不能实现这种功能呢?当然!AWorks同样提供了这种接口,而且接口的调用非常方便,简洁。

三、触发方式获取传感器数据

如今大多数传感器内部都支持了通过中断触发的方式通知应用程序获取传感器数据的功能,应用程序只需检测触发类型做相应的处理即可,这样大大提高了应用程序的执行效率,避免了以查询这种耗时的方式主动获取传感器数据的操作。

传感器具有的触发方式一般由传感器本身决定。例如,温湿度传感器HTS221具有的可配置触发方式只有数据准备就绪触发;三轴磁传感器LIS3MDL具有的可配置触发方式有数据准备就绪触发和上下门限值触发。

AWorks中,要实现通过触发方式获取传感器通道数据,只需要两步操作即可,第一步是配置传感器通道的触发回调函数,第二步则是打开该通道的触发。

所以,AWorksZLG历时12年开发的下一代开源嵌入式开发平台,将MCUOS的共性高度抽象为统一接口,支持平台组件“可插拔、可替换、可配置”,与硬件无关、与操作系统种类无关的方式设计,用户只需修改相应的头文件,即可实现“一次编程、终生使用、跨平台”。

并且ZLG推出了一系列搭载AWorks操作系统的Cortex-M0/3/4/7Coterx-A7/8/9ARM7/9DSP等常用内核的核心板。使用这些核心板,即可在AWorks平台上快速完成产品开发。

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