Ứng dụng máy tính nhúng trong công nghiệp

Có thể khẳng định mọi người đều biết máy tính là gì. Song rất nhiều người không thể phân biệt được sự khác nhau giữa một máy tính đa dụng với một máy tính nhúng. Máy tính đa dụng như PC văn phòng điển hình được sử dụng để chạy hàng loạt chương trình và ứng dụng. Thí dụ, rất nhiều người trong chúng ta đã từng sử dụng phần mềm xử lí văn bản Word, các chương trình bảng tính, các tiện ích của email hay hàng nghìn trò chơi máy tính có trên thị trường. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng máy tính nhúng trong công nghiệpỨng dụng máy tính nhúng trong công nghiệpCó thể khẳng định mọi người đều biết máy tính là gì. Songrất nhiều người không thể phân biệt được sự khác nhau giữamột máy tính đa dụng với một máy tính nhúng. Máy tính đadụng như PC văn phòng điển hình được sử dụng để chạyhàng loạt chương trình và ứng dụng.Thí dụ, rất nhiều người trong chúng ta đã từng sử dụng phầnmềm xử lí văn bản Word, các chương trình bảng tính, cáctiện ích của email hay hàng nghìn trò chơi máy tính có trênthị trường. Trong khi đó, máy tính nhúng được thiết kế đểthực hiện một ứng dụng cụ thể như giám sát cửa an ninh, báocáo tình trạng của cảm biến cho một hệ thống điều khiển hayquản lí đèn giao thông tại chỗ giao nhau đông người qua lại.Có hai ưu điểm khi sử dụng máy tính nhúng. Đầu tiên làgiảm thiểu được chi phí. Thứ hai là chúng dễ dàng triển khai.Trên thực tế, cả hai ưu điểm đó đều liên quan đến kích thướccủa máy tính nhúng. Do máy tính nhúng thường nhỏ hơnnhiều so với máy tính có đa dụng, và không cần phải muamột màn hình, bàn phím, chuột nên chi phí ít hơn cho một hệthống máy tính đa dụng. Kích thước giảm đi cũng giúp triểnkhai các máy tính nhúng một số lượng lớn các địa điểm từ xamột cách dễ dàng hơn.Địa điểm cho ứng dụng của bạn có thể có tác động lớn đếnloại thiết bị mà bạn mua, và điều này cũng đúng đối với máytính nhúng. Một ví dụ đơn giản là ứng dụng cửa ra vào. Nếulối vào là một cánh cửa nằm bên trong một tòa nhà có điềuhòa, máy tính nhúng chỉ cần hoạt động tin cậy trong một dảinhiệt độ hẹp và độ ẩm tương đối thấp. Ngược lại, nếu lối vàonằm ở ngoài trời, bạn có thể cần phải sử dụng một máy tínhnhúng đảm bảo hoạt động tin cậy trong nhiệt độ cực lạnh (vídụ, thấp -35°C), và nhiệt độ cực nóng (ví dụ như cao +70°C).Đối với các ứng dụng nhúng liên quan đến điều kiện môitrường khắc nghiệt, bạn nên sử dụng máy tính nhúng đáp ứngcác tiêu chuẩn sau đây:l Truy cập luôn sẵn sàng: Một thiết kế vững chắc và khả năngquản lí từ xa là một điều bắt buộc nhằm giảm thiểu chi phíbảo dưỡng và đảm bảo máy tính nhúng hoạt động một cáchtin cậy.l Truyền thông tin cậy: Đối với các ứng dụng đòi hỏi mộtkiến trúc hệ thống phân tán, phải đảm bảo sử dụng máy tínhnhúng đem đến lựa chọn các giao diện và hỗ trợ các giaothức truyền thông bảo mật.l Phù hợp với môi trường khắc nghiệt: Rất nhiều các ứngdụng công nghiệp cần đến hệ số hình dạng tiêu chuẩn DIN-rail và hỗ trợ nhiệt độ hoạt động rộng. Đối với các bus vàthiết bị lắp đặt trên máy với các bộ phận chuyển động, cầnphải xem xét đến khả năng chống rung.l Lựa chọn mở rộng linh hoạt: Máy tính nhúng với nhiều khemở rộng, nhiều lựa chọn bộ nhớ và cổng giao tiếp đem lạicho nhà tích hợp hệ thống nhiều lựa chọn hơn khi thiết kếmột hệ thống mới và khi tái sử dụng thiết bị hiện có cho cácứng dụng khác.l Quản lí hiệu quả: Có khả năng lắp đặt máy tính nhúngnhanh chóng và dễ dàng là điều cần thiết khi giải quyết vấnđề của các hệ thống lớn. Ngoài ra, khả năng quản lí từ xagiúp nâng cao độ tin cậy của hệ thống và giúp dễ dàng cấuhình cũng như cập nhật vi chương trình và phần mềm.Hướng đến sự linh hoạt cao hơnMặc dù các máy tính nhúng không đòi hỏi một màn hình, bànphím và chuột nhưng chúng vẫn cần đến các phương tiệngiao tiếp với các thiết bị khác trong hệ thống. Ở mức tối thiểuthì máy tính cũng cần có một hoặc 2 cổng serial để kết nốivới các thiết bị ngoài. Tuy nhiên, đối với máy tính nhúng làmột thành phần tồn tại độc lập trong một hệ thống điều khiểnhiện đại, nó cũng cần có khả năng kết nối với nhiều loại giaothức khác:l Serial (SCI): RS-232, RS-422, và RS-485 là những giaothức serial tiêu chuẩn cho các ứng dụng công nghiệp.l Bus Serial đa năng (USB): Mặc dù RS-232/422/485 vẫn làtiêu chuẩn cho các ứng dụng công nghiệp, tuy nhiên USBđang bắt đầu xâm nhập thị trường.l Kết nối mạng: Ethernet giờ đây đang phổ biến ở môi trườngvăn phòng và nhà ở, đang được sử dụng ngày càng nhiều hơntrong các hệ thống công nghiệp. Ngoài ra, một số ứng dụngcông nghiệp sử dụng giao thức CAN (Control AreaNetwork).l IO rời rạc: Các hệ thống điều khiển diện rộng ứng dụngrộng rãi công nghệ General Purpose Input/Output (GPIO).l Chuyển từ Analog sang Digital/Digital sang Analog(ADC/DAC): Khả năng chuyển đổi tín hiệu analog sang tínhiệu số và ngược lại là một yêu cầu đối với nhiều ứng dụngcông nghiệp.l Giao thức truyền thông không dây: Các ứng dụng côngnghiệp trong hệ thống khó kết nối dây có thể phù hợp vớiviệc sử dụng kết nối không dây để truyền dữ liệu qua mạng.Máy tính nhúng cho môi trường khắc nghiệtTrái ngược với môi trường văn phòng an toàn, nhiệt độ ổnđịnh, các ứng dụng trong môi trường khắc nghiệt cần đếnthiết bị có thiết kế cứng vững. Máy tính nhúng của bạn cầnđến một vỏ bọc kim loại chắc chắn và nhỏ gọn, sử dụng ítcáp (nếu có), và không sử dụng các bộ phận chuyển độngnhư ổ cứng và quạt ...