中山市火炬開發(fā)區(qū)理工學(xué)校 石偉偉

智能終端設(shè)計(jì)中應(yīng)用電子技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀研究

中山市火炬開發(fā)區(qū)理工學(xué)校 石偉偉

隨著移動通信、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展和進(jìn)步，其已經(jīng)在物流倉儲、工業(yè)廠房、電子政務(wù)等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛普及和使用，并且促進(jìn)了智能手機(jī)、平板電腦、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的發(fā)展，形成了龐大的智能終端產(chǎn)業(yè)規(guī)模。本文詳細(xì)地描述了智能終端功能及應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀，同時(shí)重點(diǎn)闡述了智能終端的應(yīng)用電子技術(shù)，重點(diǎn)包括傳感器技術(shù)、數(shù)字電路技術(shù)等，為智能終端開發(fā)提供參考。

智能終端；傳感器；數(shù)字電路；微控制器

1.引言

隨著TD-LTE、FDD-LTE、WiFi等技術(shù)的快速發(fā)展，人們已經(jīng)進(jìn)入到了“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，與數(shù)字電路、微控制器、傳感器等技術(shù)集成在一起，開發(fā)了攝像頭、智能手機(jī)、平板電腦、收費(fèi)終端等智能終端，并且使用智能終端實(shí)現(xiàn)有效的視頻監(jiān)控、移動通信、社交管理、電子商務(wù)、警務(wù)管理等業(yè)務(wù)，提高了人類社會的信息化、移動化和便攜化[1]。

2.智能終端功能及應(yīng)用現(xiàn)狀

智能終端是一個(gè)小型的計(jì)算機(jī)設(shè)備，隨著存儲器、微控制器、傳感器等技術(shù)應(yīng)用和改進(jìn)，智能終端的功能越來越豐富，目前常見的智能終端功能包括社交通訊、環(huán)境監(jiān)測、視頻監(jiān)控、收費(fèi)管理等[2]。

（1）社交通訊。目前，智能終端作為一個(gè)移動便攜設(shè)備，已經(jīng)開發(fā)了許多的社交通訊軟件，比如手機(jī)QQ、微信、陌陌、阿里旺旺、京東叮當(dāng)?shù)?，這些社交通訊軟件安裝在智能手機(jī)、平板電腦上，可以為人們提供視頻通話、語音通話、文字通信等功能。

（2）視頻監(jiān)控。目前，許多大中型商場、娛樂酒店、工業(yè)廠房、交通卡口等均安裝了攝像機(jī)，這些攝像機(jī)終端可以為用戶提供紅外線、網(wǎng)絡(luò)化、智能存儲等場景監(jiān)控管理功能，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷的采集環(huán)境信息，進(jìn)一步提高了人們的自動化監(jiān)控功能。比如在交通卡口安裝攝像頭，可以實(shí)時(shí)的采集過往車輛和行人信息，并且將這些信息上傳到互聯(lián)網(wǎng)上，進(jìn)一步構(gòu)建一個(gè)強(qiáng)大的操作管理功能。

（3）環(huán)境監(jiān)測。隨著社會工業(yè)化、城市化的發(fā)展，環(huán)境污染越來越嚴(yán)重，因此利用甲醛、粉塵等傳感器可以監(jiān)控自然環(huán)境，以便能夠更好的發(fā)現(xiàn)環(huán)境中的污染成分是否超標(biāo)，如果一旦環(huán)境超標(biāo)，這樣就可以為政府機(jī)關(guān)提供管控決策知識。

（4）收費(fèi)管理。目前，人們在日常生活過程中，利用智能終端實(shí)現(xiàn)收費(fèi)管理功能非常重要，比如在高速路上可以利用ETC終端實(shí)現(xiàn)自動繳費(fèi)，提高了高速公路的通行效率；超市結(jié)算時(shí)可以使用支付寶、微信等付款功能，利用二維碼掃描儀自動識別用戶的錢包，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)金收費(fèi)管理。

（5）電力通信。電力通信行業(yè)開發(fā)的應(yīng)用軟件非常多，這些軟件涉及到抄表收費(fèi)、設(shè)備運(yùn)行維護(hù)等多個(gè)工作環(huán)節(jié)。智能終端具有較強(qiáng)的便攜性和移動性，人們可以將傳感器工具配置在一起，可以實(shí)現(xiàn)電力通信涉及的服務(wù)器、抄表卡、通信線纜的監(jiān)控和管理，可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電力通信自動化和智能化。

（6）警務(wù)管理。警務(wù)管理過程中，智能終端得到了廣泛的開發(fā)和應(yīng)用，比如在街道卡口十分信息識別、醉酒駕駛查詢、案發(fā)現(xiàn)場拍照等過程中，均可以使用智能終端的攝像頭及集成的應(yīng)用軟件，采集相關(guān)人員的身份信息、呼出信息、案發(fā)現(xiàn)場環(huán)境信息等，將這些信息上傳到服務(wù)器，保存并且分析每一類信息是否違反法律規(guī)定，進(jìn)一步提高警務(wù)辦公效率。

3.智能終端應(yīng)用電子關(guān)鍵技術(shù)研究

智能終端開發(fā)與設(shè)計(jì)過程中，其采用的電子技術(shù)非常多，其中最為關(guān)鍵的應(yīng)用電子包括數(shù)字電路、傳感器，利用數(shù)字電路可以開發(fā)智能終端的主控系統(tǒng)，比如環(huán)境監(jiān)測分析系統(tǒng)、收費(fèi)控制系統(tǒng)，利用傳感器可以開發(fā)攝像頭、ETC、二維碼等功能，具有重要的作用和意義[3]。具體的，智能終端應(yīng)用電子關(guān)鍵技術(shù)詳細(xì)描述如下：

（1）傳感器技術(shù)。目前，傳感器在智能終端開發(fā)中主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸和轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)接收等功能。具體的，傳感器可以利用ZigBee、WiFi、TD-LTE等網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建一個(gè)通信傳輸網(wǎng)絡(luò)，利用傳感器自身攜帶的感知功能，能夠?qū)C(jī)器運(yùn)行、環(huán)境信息采集起來，然后利用傳感器網(wǎng)絡(luò)將其發(fā)送到匯聚節(jié)點(diǎn)，匯聚節(jié)點(diǎn)將其轉(zhuǎn)發(fā)到服務(wù)器上，保存到數(shù)據(jù)庫，以便人們針對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析，可以更好的發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中隱藏的知識，控制智能終端的運(yùn)行。隨著傳感器的應(yīng)用，人們將其劃分為兩個(gè)種類，分別是數(shù)據(jù)采集終端和數(shù)據(jù)傳輸終端。數(shù)據(jù)采集終端可以完成信息采集、傳輸、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)功能，該終端節(jié)點(diǎn)的主要模塊包括電源管理模塊、時(shí)鐘模塊、LED顯示模塊、視頻天線模塊、信號調(diào)制解調(diào)模塊和傳感器模塊。電源管理可以負(fù)責(zé)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的動力能源調(diào)控，如果一旦電源量較少可以及時(shí)通知用戶更換電源；時(shí)鐘模塊可以實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)中的時(shí)鐘頻率同步，保證每一個(gè)終端節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的信息同時(shí)發(fā)送、接收，提高數(shù)據(jù)發(fā)送的效率；LED顯示模塊可以顯示終端節(jié)點(diǎn)的操作和運(yùn)行步驟，以便能夠一目了然的獲知終端節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行情況；射頻天線模塊可以實(shí)現(xiàn)終端節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)發(fā)射和接收；信號調(diào)制解調(diào)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號、模擬信號之間的轉(zhuǎn)換，并且完成視頻數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)和文本數(shù)據(jù)的壓縮、還原操作；傳感器能夠完成最基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的感知和獲取功能。傳感器網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)又被人們稱為路由器節(jié)點(diǎn)，終端節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)可以統(tǒng)一傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，以便能夠與外界互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行交換，同時(shí)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)也可以接受響應(yīng)指令，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的路由轉(zhuǎn)發(fā)功能。物聯(lián)網(wǎng)組建時(shí)，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)需求靈活放置，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與終端節(jié)點(diǎn)類似，其也擁有電源管理模塊、時(shí)鐘模塊、視頻填寫單元、LED顯示模塊等，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)不需要采集環(huán)境數(shù)據(jù)，因此沒有傳感器模塊，可以完成節(jié)點(diǎn)的控制系統(tǒng)，比如實(shí)現(xiàn)射頻信息接收和轉(zhuǎn)發(fā)，并且能夠控制物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的工作狀態(tài)。

（2）數(shù)字電路。數(shù)字電路在智能終端開發(fā)中具有重要的作用，智能終端包括多個(gè)組成部件，分別是CPU、存儲器、輸入輸出接口等，這些部件的連接都依賴數(shù)字電路。數(shù)據(jù)電路經(jīng)過多年的應(yīng)用和改進(jìn)，已經(jīng)進(jìn)入到超大規(guī)模集成電路時(shí)代。利用數(shù)字集成電路可以實(shí)現(xiàn)總線通信和傳輸，傳輸智能終端控制器發(fā)出的各類型命令信號。

（3）微控制器。智能終端具有體積小、重量輕、移動便攜等優(yōu)勢，因此其研發(fā)和制造過程中需要使用微控制器。微控制器是一個(gè)大規(guī)模的集成電路，能夠輸入輸出多種指令，并且具有較強(qiáng)的可推廣性，實(shí)現(xiàn)了智能終端的并發(fā)控制運(yùn)行。目前，微控制器經(jīng)過多年的研究，已經(jīng)誕生了很多種類型，比如華為海思系列、高通系列等，這些處理器的時(shí)鐘處理頻率更快更高，因此可以更好地承載各類型的應(yīng)用軟件。

4.結(jié)束語

隨著人類社會進(jìn)入到“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，智能終端集成微控制器、無線網(wǎng)、移動網(wǎng)絡(luò)、傳感器等技術(shù)，可以承載社交通訊、娛樂購物、視頻監(jiān)控等多種應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)的并發(fā)操作和處理，促進(jìn)了人們工作、生活和學(xué)習(xí)的移動化、便攜化，具有重要的作用和意義。

[1]陳樹芳,李娟,郭新鵬,等.基于RFID與智能終端的電梯維保系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2016,42(12):111-113.

[2]曾曉輝,文成玉,陳超,等.基于二維碼的移動巡檢新系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2014,40(9):122-125.

[3]劉圖,李棠,王晰.智能水位監(jiān)控終端設(shè)計(jì)方案的研究與討論[J].電子技術(shù)與軟件工程,2015,25(23):258-258.