超声波洗涤装置介绍
超声波是频率大于20kHz以上的声波，是一种机械振动在媒质中的传播过程。超声波对浸入液体中的物体表面的清洗作用主要是通过超声波的“空化作用”来实现。当超声波强度超过某一空化阀值时，在液体中产生空化现象，即液体中微小的泡核在超声作用下被激活，它表现为泡核的振荡、生长、收缩及崩溃等一系列动力学过程。空化泡绝热收缩及崩溃的瞬间，产生强大冲击波，使细菌或病毒丧失毒力，甚至会使细菌形态结构破裂和溶解，从而起到杀菌作用。通过考虑及对比我们选用频率为40kHz，清洗介质为不锈钢SUS304（可以避免酸化），且其功率为35W的超声波发生器。过滤装置：过滤装置主要由自制污水过滤器、小型水泵组成，小型水泵设置进水口和出水口，负责将洗涤后污水送入过滤器。过滤器采用活性炭为原料，利用其细微颗粒对大分子的吸附能力实现对洗涤后污水的过滤，过滤后的洁净水通过水泵再送入超声波洗涤装置，以实现水资源循环利用的目的。污水循环处理，考虑到超声波的内胆尺寸，采用380直流微型隔膜泵，内胆盛水体积为600ml，而此泵的流量为2~3L/min，故让整个容器内的水循环一次只需要12~18s的时间，可以充分满足要求。
1 内存分配
本文使用Linuxslab分配器实现系统内存分配。Linuxslab分配器是一种高效的内存分配器，从时间空间两个方面都具有非常优越的表现。相比较传统内存管理方式而言，slab缓存分配器的内核更关注小对象的分配，在系统整个生命周期中可以实现无数次分配，从而很好地处理了分配过程中可能出现的碎片；该分配器还可以对通用对象进行初始化，以免出现为了实现同一目的反复初始化同一对象的情况；它还允许不同缓存中的对象占用同一缓存行，以进一步提高缓存利用率，从而提高系统性能。从特定缓存中分配或者释放出来的基本单元组成了一个个连续内存块，也就是slab列表中的单个slab，同时这些单个的slab可以在slab列表中移动。
2 数据采集
对于传感器驱动程序而言，数据的采集有中断和轮询两种方式。中断数据采集方式是通过中断引脚来实现的，一旦传感器的状态发生改变，则立即触发中断，通过调用中断处理函数，来采集数据寄存器中的数据。轮询数据采集方式与传感器状态是否发生改变没有直接联系，该方式是对数据寄存器进行持续不断地读取。因为智能手机中的传感器在性能上都比较优越，反应十分灵敏，换句话说传感器的状态时刻都在发生着改变，所以必须对数据采集设置延时信号，以避免出现死机情况，这里就需要介绍工作队列的概念。在系统内核2.5时代，就已经出现了工作队列这一定义，它是为了实现工作延后执行所提出的。工作列队的具体工作方式既相似于tasklets有区别于tasklets。相似之处就是两种工作方式都允许通过内核代码来请求在指定时间所需调用的函数。区别就在于二者的执行周期、执行速度以及所处的状态。相比较而言，tasklets的执行周期较短，执行速度较快，并且需要处于原子态。而工作队列就没有状态的限制，并且执行周期相对较长。此外，工作队列最具有优势的地方在于，它可以执行休眠操作，以使得内核代码可以延后一定的时间间隔再请求工作队列。具体工作队列中的任务是处于结构体workqueue_struct中的，通过work_struct结构体来描述具体任务，以此支出哪些任务需要执行延迟操作，调用哪个延迟函数。
3 数据传输
驱动程序所采集到的数据存放于内核空间当中，要想将内核空间中采集到的传感器数据传输至硬件抽象层所处的用户空间，必须通过一些技术手段来实现。这里可以利用函数copy_to_user以及copy_from_user，将设备看做字符设备。也可以利用input子系统还实现。本文所使用的就是input子系统来进行数据传输。Linux 的input子系统为如鼠标、键盘或者触摸屏等输入设备提供了全面的驱动框架，内核所提供的API是固定的，并且与硬件没有直接联系。Input子系统结构分为输入子系统核心层、驱动层以及事件处理层三大块。当输入设备输入数据时，传输路径是从底层的硬件开始，经过驱动传输至核心层，再从核心层传输至事件处理层，最终是通过事件处理层输送至用户空间的。相同，数据的返回路径就是数据传输的相反方向。
4 休眠设计
数据的采集过程不管是通过中断模式还是轮询模式来实现，传感器均是处于工作状态，这样势必会导致系统功耗增大，所以休眠设计对于传感器的正常稳定工作而言非常重要。Android系统所兼容的是标准Linux休眠唤醒系统。在该标准系统中，休眠过程共包括三个步骤：第一，暂停用户态进程以及内核态任务；第二，按照驱动加载时的注册顺序，来调用注册的suspend回调函数；第三，将核心设备以及CPU调整至休眠状态，暂停相关操作进程。
5结语
超声波清洗技术是一项比较有效的清洗方法，但在有些方面人需要进一步提高和改善。随着家庭生活条件的不断好转，人们对生活质量的要求越来越高，但抹布的实用需求仍是不可替代，所以多功能超声波清洗装置是家庭生活中不可或缺的产品。超声波清洗机成本低，使用方便，无污染，节约能源等特点，不仅适用于抹布的清洗，还可以适用于鞋子、袜子、鞋垫等需要杀菌处理物品的清洗，达到健康的生活标准，而且操作简单、方便，适于推广普及，改产品具有多功能，较同类产品更具有竞争力和广阔的市场前景。
