Was sind eingebettete Systeme und ihre Echtzeitanwendungen

In unserem täglichen Leben verwenden wir häufig viele elektrische und elektronische Schaltungen und Bausätze, die mit eingebetteter Systemtechnologie entwickelt wurden. Die Studierenden der Elektro- und Elektroniktechnik und der Elektronik- und Nachrichtentechnik müssen im letzten Jahr Elektronikprojekte entwerfen, um praktische Erfahrungen mit eingebetteten Echtzeitsystemen zu sammeln und auch die Abschlusskriterien für Ingenieurwissenschaften zu erfüllen. Die Elektronikprojekte im Abschlussjahr des Ingenieurstudiums werden mit eingebetteten Systemen und Anwendungen entworfen. Computer, Mobiltelefone, Tablets, Laptops, digitale elektronische Systeme und andere elektrische und elektronische Geräte werden mit eingebetteten Systemen entwickelt. Teilen Sie uns also mit, was eingebettete Systeme und Anwendungen von eingebetteten Systemen sind.

Was ist eingebettetes System?

Das elektronische System, das die Hardware-Schaltung mit den Software-Programmiertechniken zur Bereitstellung von Projektlösungen integriert, wird als eingebettete Systeme bezeichnet. Durch die Verwendung dieser eingebetteten Systemtechnologie kann die Komplexität der Schaltungen stark reduziert werden, was die Kosten und die Größe weiter reduziert. Das eingebettete System wurde in erster Linie von Charles Stark entwickelt, um die Größe und das Gewicht der Projektschaltung zu reduzieren.

Ein eingebettetes System ist im Grunde ein elektronisches System, das programmiert oder nicht programmiert werden kann, um basierend auf der Anwendung einzelne oder mehrere Aufgaben zu betreiben, zu organisieren und auszuführen. In Echtzeit-Embedded-Systemen arbeiten alle zusammengebauten Einheiten basierend auf dem Programm oder Regelwerk oder Code, der in den Mikrocontroller eingebettet ist, zusammen. Durch die Verwendung dieser Mikrocontroller-Programmiertechniken kann jedoch nur eine begrenzte Anzahl von Problemen gelöst werden.

Hardware für eingebettete Systeme

Jedes elektronische System besteht aus Hardware-Schaltkreisen, ebenso besteht ein eingebettetes System aus Hardware wie z. und systemanwendungsspezifische Schaltungskomponenten und Schaltungen.

Software für eingebettete Systeme

Ein eingebettetes System ist die Integration von Hardware und Software, die im eingebetteten System verwendete Software ist ein Satz von Anweisungen, der als Programm bezeichnet wird. Die Mikroprozessoren oder Mikrocontroller, die in den Hardwareschaltungen eingebetteter Systeme verwendet werden, werden so programmiert, dass sie bestimmte Aufgaben ausführen, indem sie dem Satz von Anweisungen folgen. Diese Programme werden in erster Linie mit Programmiersoftware wie Proteus oder Lab-View unter Verwendung von Programmiersprachen wie C oder C++ oder Embedded C geschrieben. Dann wird das Programm in die Mikroprozessoren oder Mikrocontroller geschrieben, die in den eingebetteten Systemschaltungen verwendet werden.

Eingebettete Systemklassifizierung

Eingebettete Systeme werden in erster Linie basierend auf der Komplexität von Hard- und Software und Mikrocontroller (8 oder 16 oder 32-Bit) in verschiedene Typen eingeteilt. Daher werden eingebettete Systeme basierend auf der Leistung des Mikrocontrollers in drei Typen eingeteilt:

• Kleine eingebettete Systeme
• Eingebettete Systeme mittlerer Größe
• Hochentwickelte eingebettete Systeme

Darüber hinaus werden basierend auf den Leistungs- und Funktionsanforderungen des eingebetteten Systems des Systems in vier Typen eingeteilt, wie zum Beispiel:

• Echtzeit eingebettete Systeme
• Eigenständige eingebettete Systeme
• Vernetzte eingebettete Systeme
• Mobile eingebettete Systeme

Anwendungen eingebetteter Systeme

Eingebettete Systeme finden zahlreiche Anwendungen in verschiedenen Bereichen wie digitale Elektronik, Telekommunikation, Computernetzwerke, Smartcards, Satellitensysteme, Ausrüstung für militärische Verteidigungssysteme, Ausrüstung für Forschungssysteme usw. Lassen Sie uns einige praktische Anwendungen von eingebetteten Systemen diskutieren, die beim Entwerfen eingebetteter Projekte als Teil von Elektronikprojekten im Abschlussjahr des Ingenieurs verwendet werden.

IOT-basierte Energiezählerablesung über das Internet

Internet der Dinge-IOT-basierte Energiezählerauslesung über das Internet ist eine innovative Anwendung eingebetteter Echtzeitsysteme. Mit diesem Projekt können Sie die verbrauchten Stromeinheiten und die Verbrauchskosten (im Format von Diagrammen und Messgeräten) über das Internet anzeigen.

Der digitale Energiezähler wird für die Entwicklung innovativer eingebetteter Projekte verwendet. Die blinkende LED dieses digitalen Energiezählers blinkt etwa 3200 Mal für eine Einheit, dieses LED-Signal und der Mikrocontroller sind über einen lichtabhängigen Widerstand (LDR) verbunden. Jedes Mal, wenn die LED blinkt, aktiviert dieses Blinken den LDR-Sensor, der für jedes Blinken der LED ein Interrupt-Signal an den Mikrocontroller sendet. Basierend auf den vom Mikrocontroller empfangenen Interrupts zeigt er den Messwert des Energiezählers auf einem LCD-Display an, das mit ihm verbunden ist.

Dieses Projekt besteht aus einem GSM-Modem, das über eine RS232-Verbindung und einen Level-Shifter-IC mit dem Mikrocontroller verbunden ist. Die Ablesung des Energiezählers kann an das GSM-Modem gesendet werden, die in diesem GSM-Modem verwendete SIM ist mit Internetfunktion aktiviert. So kann der Energiezähler direkt auf eine bestimmte Webseite übertragen werden, um ihn über das Internet anzuzeigen und im Format einer grafischen Darstellung von überall auf der Welt anzuzeigen.

Ingenieurstudenten sind fasziniert davon, innovativere Embedded-Projekte als Elektronikprojekte im Abschlussjahr zu entwerfen. Daher stellen wir hier eine Liste von Echtzeit-Elektronikprojekten auf eingebetteten Systemen zur Verfügung.

• Internet (IOT) of Things-basierte Anzeige von Erdkabelfehlern mit GSM
• Elektronisches Passsystem mit Smartcard
• Überwachung der Körpertemperatur von Patienten aus der Ferne über das Internet der Dinge (IOT)
• Energiesparer für Straßenbeleuchtung mit hochempfindlichem LDR, das von Arduino verwaltet wird
• GSM-basierter Prepaid-Energiezähler
• Automatisches Zählerauslesesystem mit Zigbee
• Ein Hinweistafel-Anzeigesystem, das Sprachbefehle über ein Android-Telefon verwendet
• Heimautomatisierung mit Sprachbefehlen
• Solarbasiertes Elektrozaunsystem zur Abschreckung von Rindern

Sie sind Ingenieurstudent oder Elektronik-Bastler, haben innovative Ideen, um Embedded-Projekte praktisch umzusetzen? Dann können Sie Ihre Ideen gerne in den Kommentaren unten posten. Damit wir und andere Leser auch versuchen, Projektlösungen für Ihre Ideen anzubieten.