文章開篇提出了開發(fā)背景。認(rèn)為現(xiàn)在所廣泛應(yīng)用的開關(guān)電源都是基于傳統(tǒng)的分立元件組成的。它的特點(diǎn)是頻率范圍窄、電力小、功能少、器件多、成本較高、精度低，對(duì)不同的客戶要求來“量身定做”不同的產(chǎn)品，同時(shí)幾乎沒有通用性和可移植性。在電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天，這種傳統(tǒng)的模擬開關(guān)電源已經(jīng)很難跟上時(shí)代的發(fā)展步伐。 隨著DSP、ASIC等電子器件的小型化、高速化，開關(guān)電源的控制部分正在向數(shù)字化方向發(fā)展。由于數(shù)字化，使開關(guān)電源的控制部分的智能化、零件的共通化、電源的動(dòng)作狀態(tài)的遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)成為了可能，同時(shí)由于它的智能化、零件的共通化使得它能夠靈活地應(yīng)對(duì)不同客戶的需求，這就降低了開發(fā)周期和成本。依靠現(xiàn)代數(shù)字化控制和數(shù)字信號(hào)處理新技術(shù)，數(shù)字化開關(guān)電源有著廣闊的發(fā)展空間。 在數(shù)字化領(lǐng)域的今天，最后一個(gè)沒有數(shù)字化的堡壘就是電源領(lǐng)域。近年來，數(shù)字電源的研究勢(shì)頭與日俱增，成果也越來越多。雖然目前中國(guó)制造的開關(guān)電源占了世界市場(chǎng)的80％以上，但都是傳統(tǒng)的比較低端的模擬電源。高端市場(chǎng)上幾乎沒有我們份額。 本論文研究的主要內(nèi)容是在傳統(tǒng)開關(guān)電源模擬調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上，提出了一種新的數(shù)字化調(diào)節(jié)器方案，即基于DSP和FPGA的數(shù)字化PID調(diào)節(jié)器。論文對(duì)系統(tǒng)方案和電路進(jìn)行了較為具體的設(shè)計(jì)，并通過測(cè)試取得了預(yù)期結(jié)果。測(cè)試證明該方案能夠適合本行業(yè)時(shí)代發(fā)展的步伐，使系統(tǒng)電路更簡(jiǎn)單，精度更高，通用性更強(qiáng)。同時(shí)該方案也可用于相關(guān)領(lǐng)域。 本文首先分析了國(guó)內(nèi)外開關(guān)電源發(fā)展的現(xiàn)狀，以及研究數(shù)字化開關(guān)電源的意義。然后提出了數(shù)字化開關(guān)電源的總體設(shè)計(jì)框圖和實(shí)現(xiàn)方案，并與傳統(tǒng)的開關(guān)電源做了較為詳細(xì)的比較。本論文的設(shè)計(jì)方案是采用DSP技術(shù)和FPGA技術(shù)來做數(shù)字化PID調(diào)節(jié)，通過數(shù)字化PID算法產(chǎn)生PWM波來控制斬波器，控制主回路。從而取代傳統(tǒng)的模擬PID調(diào)節(jié)器，使電路更簡(jiǎn)單，精度更高，通用性更強(qiáng)。傳統(tǒng)的模擬開關(guān)電源是將電流電壓反饋信號(hào)做PID調(diào)節(jié)后--分立元器件構(gòu)成，采用專用脈寬調(diào)制芯片實(shí)現(xiàn)PWM控制。電流反饋信號(hào)來自主回路的電流取樣，電壓反饋信號(hào)來自主回路的電壓采樣。再將這兩個(gè)信號(hào)分別送至電流調(diào)節(jié)器和電壓調(diào)節(jié)器的反相輸入端，用來實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。同時(shí)用來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的過流過壓保護(hù)、電流和電壓值的顯示。電壓、電流的給定信號(hào)則由單片機(jī)或電位器提供。再次，文章對(duì)各個(gè)模塊從理論和實(shí)際的上都做了仔細(xì)的分析和設(shè)計(jì)，并給出了具體的電路圖，同時(shí)寫出了軟件流程圖以及設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的地方。整個(gè)系統(tǒng)由DSP板和ADC板組成。DSP板完成PWM生成、PID運(yùn)算、環(huán)境開關(guān)量檢測(cè)、環(huán)境開關(guān)量生成以及本地控制。ADC板主要完成前饋電壓信號(hào)采集、負(fù)載電壓信號(hào)采集、負(fù)載電流信號(hào)采集、以及對(duì)信號(hào)的一階數(shù)字低通濾波。由于整個(gè)系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng)，要求采樣速率相當(dāng)高。本系統(tǒng)采用FPGA來控制ADC，這樣就避免了高速采樣占用系統(tǒng)資源的問題，減輕了DSP的負(fù)擔(dān)。DSP可以將讀到的ADC信號(hào)做PID調(diào)節(jié)，從而產(chǎn)生PWM波來控制逆變橋的開關(guān)速率，從而達(dá)到閉環(huán)控制的目的。 最后，對(duì)數(shù)字化開關(guān)電源和模擬開關(guān)電源做了對(duì)比測(cè)試，得出了預(yù)期結(jié)論。同時(shí)也提出了一些需要改進(jìn)的地方，認(rèn)為該方案在其他相關(guān)行業(yè)中可以廣泛地應(yīng)用。模擬控制電路因?yàn)槭褂迷S多零件而需要很大空間，這些零件的參數(shù)值還會(huì)隨著使用時(shí)間、溫度和其它環(huán)境條件的改變而變動(dòng)并對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性和響應(yīng)能力造成負(fù)面影響。數(shù)字電源則剛好相反，同時(shí)數(shù)字控制還能讓硬件頻繁重復(fù)使用、加快上市時(shí)間以及減少開發(fā)成本與風(fēng)險(xiǎn)。在當(dāng)前對(duì)產(chǎn)品要求體積小、智能化、共通化、精度高和穩(wěn)定度好等前提條件下，數(shù)字化開關(guān)電源有著廣闊的發(fā)展空間。本系統(tǒng)來基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。能夠滿足較高精度的設(shè)計(jì)要求。但對(duì)于高精度數(shù)字化電源，系統(tǒng)還有值得改進(jìn)的地方，比如改進(jìn)主控器，提高參考電壓的精度，提高采樣器件的精度等，都可以提高系統(tǒng)的精度。 本系統(tǒng)涉及電子、通信和測(cè)控等技術(shù)領(lǐng)域，將數(shù)字PID算法與電力電子技術(shù)、通信技術(shù)等有機(jī)地結(jié)合了起來。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案不僅可以用在電源控制器上，只要是相關(guān)的領(lǐng)域都可以采用。
上傳時(shí)間： 2013-06-29
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文章開篇提出了開發(fā)背景。認(rèn)為現(xiàn)在所廣泛應(yīng)用的開關(guān)電源都是基于傳統(tǒng)的分立元件組成的。它的特點(diǎn)是頻率范圍窄、電力小、功能少、器件多、成本較高、精度低，對(duì)不同的客戶要求來“量身定做”不同的產(chǎn)品，同時(shí)幾乎沒有通用性和可移植性。在電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天，這種傳統(tǒng)的模擬開關(guān)電源已經(jīng)很難跟上時(shí)代的發(fā)展步伐。 隨著DSP、ASIC等電子器件的小型化、高速化，開關(guān)電源的控制部分正在向數(shù)字化方向發(fā)展。由于數(shù)字化，使開關(guān)電源的控制部分的智能化、零件的共通化、電源的動(dòng)作狀態(tài)的遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)成為了可能，同時(shí)由于它的智能化、零件的共通化使得它能夠靈活地應(yīng)對(duì)不同客戶的需求，這就降低了開發(fā)周期和成本。依靠現(xiàn)代數(shù)字化控制和數(shù)字信號(hào)處理新技術(shù)，數(shù)字化開關(guān)電源有著廣闊的發(fā)展空間。 在數(shù)字化領(lǐng)域的今天，最后一個(gè)沒有數(shù)字化的堡壘就是電源領(lǐng)域。近年來，數(shù)字電源的研究勢(shì)頭與日俱增，成果也越來越多。雖然目前中國(guó)制造的開關(guān)電源占了世界市場(chǎng)的80％以上，但都是傳統(tǒng)的比較低端的模擬電源。高端市場(chǎng)上幾乎沒有我們份額。 本論文研究的主要內(nèi)容是在傳統(tǒng)開關(guān)電源模擬調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上，提出了一種新的數(shù)字化調(diào)節(jié)器方案，即基于DSP和FPGA的數(shù)字化PID調(diào)節(jié)器。論文對(duì)系統(tǒng)方案和電路進(jìn)行了較為具體的設(shè)計(jì)，并通過測(cè)試取得了預(yù)期結(jié)果。測(cè)試證明該方案能夠適合本行業(yè)時(shí)代發(fā)展的步伐，使系統(tǒng)電路更簡(jiǎn)單，精度更高，通用性更強(qiáng)。同時(shí)該方案也可用于相關(guān)領(lǐng)域。 本文首先分析了國(guó)內(nèi)外開關(guān)電源發(fā)展的現(xiàn)狀，以及研究數(shù)字化開關(guān)電源的意義。然后提出了數(shù)字化開關(guān)電源的總體設(shè)計(jì)框圖和實(shí)現(xiàn)方案，并與傳統(tǒng)的開關(guān)電源做了較為詳細(xì)的比較。本論文的設(shè)計(jì)方案是采用DSP技術(shù)和FPGA技術(shù)來做數(shù)字化PID調(diào)節(jié)，通過數(shù)字化PID算法產(chǎn)生PWM波來控制斬波器，控制主回路。從而取代傳統(tǒng)的模擬PID調(diào)節(jié)器，使電路更簡(jiǎn)單，精度更高，通用性更強(qiáng)。傳統(tǒng)的模擬開關(guān)電源是將電流電壓反饋信號(hào)做PID調(diào)節(jié)后--分立元器件構(gòu)成，采用專用脈寬調(diào)制芯片實(shí)現(xiàn)PWM控制。電流反饋信號(hào)來自主回路的電流取樣，電壓反饋信號(hào)來自主回路的電壓采樣。再將這兩個(gè)信號(hào)分別送至電流調(diào)節(jié)器和電壓調(diào)節(jié)器的反相輸入端，用來實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。同時(shí)用來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的過流過壓保護(hù)、電流和電壓值的顯示。電壓、電流的給定信號(hào)則由單片機(jī)或電位器提供。再次，文章對(duì)各個(gè)模塊從理論和實(shí)際的上都做了仔細(xì)的分析和設(shè)計(jì)，并給出了具體的電路圖，同時(shí)寫出了軟件流程圖以及設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的地方。整個(gè)系統(tǒng)由DSP板和ADC板組成。DSP板完成PWM生成、PID運(yùn)算、環(huán)境開關(guān)量檢測(cè)、環(huán)境開關(guān)量生成以及本地控制。ADC板主要完成前饋電壓信號(hào)采集、負(fù)載電壓信號(hào)采集、負(fù)載電流信號(hào)采集、以及對(duì)信號(hào)的一階數(shù)字低通濾波。由于整個(gè)系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng)，要求采樣速率相當(dāng)高。本系統(tǒng)采用FPGA來控制ADC，這樣就避免了高速采樣占用系統(tǒng)資源的問題，減輕了DSP的負(fù)擔(dān)。DSP可以將讀到的ADC信號(hào)做PID調(diào)節(jié)，從而產(chǎn)生PWM波來控制逆變橋的開關(guān)速率，從而達(dá)到閉環(huán)控制的目的。 最后，對(duì)數(shù)字化開關(guān)電源和模擬開關(guān)電源做了對(duì)比測(cè)試，得出了預(yù)期結(jié)論。同時(shí)也提出了一些需要改進(jìn)的地方，認(rèn)為該方案在其他相關(guān)行業(yè)中可以廣泛地應(yīng)用。模擬控制電路因?yàn)槭褂迷S多零件而需要很大空間，這些零件的參數(shù)值還會(huì)隨著使用時(shí)間、溫度和其它環(huán)境條件的改變而變動(dòng)并對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性和響應(yīng)能力造成負(fù)面影響。數(shù)字電源則剛好相反，同時(shí)數(shù)字控制還能讓硬件頻繁重復(fù)使用、加快上市時(shí)間以及減少開發(fā)成本與風(fēng)險(xiǎn)。在當(dāng)前對(duì)產(chǎn)品要求體積小、智能化、共通化、精度高和穩(wěn)定度好等前提條件下，數(shù)字化開關(guān)電源有著廣闊的發(fā)展空間。本系統(tǒng)來基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。能夠滿足較高精度的設(shè)計(jì)要求。但對(duì)于高精度數(shù)字化電源，系統(tǒng)還有值得改進(jìn)的地方，比如改進(jìn)主控器，提高參考電壓的精度，提高采樣器件的精度等，都可以提高系統(tǒng)的精度。 本系統(tǒng)涉及電子、通信和測(cè)控等技術(shù)領(lǐng)域，將數(shù)字PID算法與電力電子技術(shù)、通信技術(shù)等有機(jī)地結(jié)合了起來。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案不僅可以用在電源控制器上，只要是相關(guān)的領(lǐng)域都可以采用。
標(biāo)簽： FPGA DSP 數(shù)字化 開關(guān)電源
上傳時(shí)間： 2013-06-21
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1、可編程（通過下載排針可下載程序） 2、具有兩路數(shù)字量(IN0和IN1)控制/檢測(cè)信號(hào)輸入端 3、兩路AD模擬量輸入（A1和A2） 4、兩個(gè)按鍵輸入 5、兩路繼電器輸出指示燈 6、可控制兩路交流220V/10A一下設(shè)備。（最大控制設(shè)備2000W） 7、板子帶有防反接二極管 8、標(biāo)準(zhǔn)的11.0592晶振
標(biāo)簽： 繼電器 數(shù)顯 開關(guān)量 控制板
上傳時(shí)間： 2013-10-20
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隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高度發(fā)展及其在電子測(cè)控技術(shù)與儀器上的應(yīng)用，新的測(cè)控理論、方法、測(cè)控領(lǐng)域以及新的儀器結(jié)構(gòu)不斷的出現(xiàn)，在許多方面已經(jīng)沖破儀器的概念，電子測(cè)控儀器的功能和作用發(fā)生了質(zhì)的變化。在這種背景下，八十年代末美國(guó)成功開發(fā)了圖形化的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言LabVIEW。 LabVIEW是美國(guó)NI公司實(shí)現(xiàn)虛擬儀器(VirtualInstrument-Ⅵ)技術(shù)的G語(yǔ)言。圖形化編程開發(fā)平臺(tái)的特點(diǎn)是基于通用計(jì)算機(jī)等標(biāo)準(zhǔn)軟硬件資源平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)構(gòu)建靈活、層次體系明晰、功能強(qiáng)大且人機(jī)界面友好的測(cè)控系統(tǒng)，因此在國(guó)內(nèi)外許多測(cè)控應(yīng)用中被廣泛采用，但目前用LabVIEW實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用大多是基于單機(jī)運(yùn)行的LabVIEW虛擬儀器程序。 本論文介紹了小型電站中多個(gè)任務(wù)的實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng)。系統(tǒng)采用分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，將人機(jī)交互、數(shù)據(jù)采集等任務(wù)和控制任務(wù)分別交由測(cè)試計(jì)算機(jī)和控制計(jì)算機(jī)完成。該測(cè)控系統(tǒng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件是在LabVIEW平臺(tái)上開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了友好的人機(jī)交互，簡(jiǎn)單直觀的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)監(jiān)控，安全可靠的故障處理措施等功能。這個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)對(duì)電機(jī)的多個(gè)開關(guān)量、模擬量、溫度信號(hào)、直流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集和控制。 本設(shè)計(jì)通過基于優(yōu)先級(jí)的設(shè)置和執(zhí)行系統(tǒng)的選擇，結(jié)合固定時(shí)間間隔調(diào)度和事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制，提出了基于LabVIEW平臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)的兩級(jí)多任務(wù)調(diào)度策略。這些設(shè)計(jì)方案大大提高了測(cè)控系統(tǒng)的性能。按照軟件工程學(xué)的觀點(diǎn)對(duì)實(shí)時(shí)多任務(wù)測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)；開發(fā)了操作簡(jiǎn)單、界面友好、通用化程度高的測(cè)控系統(tǒng)。 本論文較全面系統(tǒng)深入地研究了LabVIEW的網(wǎng)絡(luò)化功能。系統(tǒng)分析了LabVIEW的TCP/IP、DataSocket和RemotePanels三種網(wǎng)絡(luò)通信機(jī)制，詳細(xì)討論了每種機(jī)制的原理及功能特點(diǎn)，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的LabVIEW程序。實(shí)現(xiàn)了基于局域網(wǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信和遠(yuǎn)程控制。 此外，為了結(jié)果查詢和數(shù)據(jù)分析，本課題還設(shè)計(jì)了用LabVIEW開發(fā)的數(shù)據(jù)庫(kù)。
標(biāo)簽： LabVIEW 多任務(wù) 中的應(yīng)用
上傳時(shí)間： 2013-05-15
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微型燃微型燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組由渦輪機(jī)、壓縮機(jī)、燃燒室、回?zé)崞鳌⑤S承、高速發(fā)電機(jī)、電力變換系統(tǒng)、噴油系統(tǒng)等部分組成。它是一種環(huán)保型發(fā)電裝置，它可用作常規(guī)機(jī)組或緊急備用電源，也可以用于分布式發(fā)電及冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)、汽車混合動(dòng)力系統(tǒng)和微型燃機(jī)-燃料電池聯(lián)合系統(tǒng)等領(lǐng)域。因此，研究這種動(dòng)力裝置具有很重要的實(shí)用意義。 本文在分析了微型燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組及其控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，機(jī)組控制系統(tǒng)應(yīng)能保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，保證機(jī)組在任何情況下，不發(fā)生超溫、超轉(zhuǎn)現(xiàn)象。同時(shí)應(yīng)考慮機(jī)組從點(diǎn)火、加速、直至額定運(yùn)行過程中，使機(jī)組能夠充分預(yù)熱，以降低對(duì)機(jī)組的熱沖擊，提高機(jī)組壽命。機(jī)組轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到95％額定轉(zhuǎn)速后投入按額定轉(zhuǎn)速控制的閉環(huán)控制，保證發(fā)電機(jī)輸出電壓和電力輸出單元穩(wěn)定工作。當(dāng)發(fā)生一般性故障(按給定列表)且為無人職守狀態(tài)時(shí)，機(jī)組控制系統(tǒng)應(yīng)正常停車：當(dāng)機(jī)組發(fā)生一般性故障且為有人職守時(shí)，機(jī)組控制系統(tǒng)應(yīng)發(fā)出聲光報(bào)警。當(dāng)機(jī)組發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)機(jī)組控制系統(tǒng)應(yīng)發(fā)出聲光報(bào)警并緊急停車。同時(shí)還應(yīng)考慮設(shè)置機(jī)組調(diào)試時(shí)所需的與其它通信的數(shù)據(jù)接口。提出了微型燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。 根據(jù)確定的方案和工程實(shí)際要求，完成了控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、硬件和軟件的設(shè)計(jì)。以西門子S7-300PLC及相關(guān)的開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊作為發(fā)電機(jī)組的中心控制單元。完成了各PLC模塊硬件連接電路的設(shè)計(jì)，以及系統(tǒng)供電電路的設(shè)計(jì)，并完成了微型燃機(jī)發(fā)電機(jī)組的起動(dòng)控制、檢測(cè)報(bào)警及停車控制的軟件設(shè)計(jì)。編程采用梯形圖語(yǔ)言，使程序更具可讀性。 本文采用德國(guó)西門子S7-300PLC及配套的I/0卡件作為微型燃機(jī)控制系統(tǒng)的主控制器；選用沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)研制的全自動(dòng)浮動(dòng)式充電器作為電機(jī)的啟動(dòng)直流電源；采用啟停自鎖邏輯解決了在停車后徹底切斷電瓶負(fù)載的問題。
標(biāo)簽： PLC 發(fā)電機(jī)組 控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著21世紀(jì)的到來，特別是近年來現(xiàn)代高科技和信息技術(shù)正在由智能大廈走向智能化住宅小區(qū)，進(jìn)而走進(jìn)家庭。人們對(duì)家居生活環(huán)境的要求也越來越高，并將注意力越來越多的放在了生活環(huán)境的安全性、舒適性和便利性上。 家居無線監(jiān)控問題是當(dāng)今國(guó)際建筑智能化領(lǐng)域的前沿性研究課題。無線傳感網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)克服了家庭中布線的煩瑣，充分體現(xiàn)了智能家居系統(tǒng)的靈活、方便、高效。本項(xiàng)目研究開發(fā)了基于ZigBee技術(shù)和Internet技術(shù)的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)，將Internet的遠(yuǎn)程監(jiān)控與ZigBee短距離控制相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的家居無線控制和數(shù)據(jù)采集，避免了綜合布線，可擴(kuò)展性好。 本文首先進(jìn)行系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)，結(jié)合底層ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和系統(tǒng)總體網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的要求，將該系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為四部分：無線傳輸模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、以太網(wǎng)傳輸模塊、上位機(jī)顯示界面。然后對(duì)ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)做了全面地研究分析，同時(shí)給出了基于CC2430的無線傳輸模塊的軟硬件設(shè)計(jì)和星型網(wǎng)絡(luò)搭建，并給出了測(cè)試結(jié)果。接著設(shè)計(jì)了基于TMS320F2812的數(shù)據(jù)處理模塊，給出了硬件電路和外圍輔助電路設(shè)計(jì)方案，并為其移植了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μc/OS-Ⅱ。本設(shè)計(jì)完成了基于RTL8019AS的以太網(wǎng)傳輸模塊設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的以太網(wǎng)通信程序的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了從底層ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集最終到監(jiān)控機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸并測(cè)試成功。最后在VC++6．0環(huán)境下，應(yīng)用Windows Sockets套件接口開發(fā)顯示界面對(duì)底層采集的數(shù)據(jù)分類顯示。 整個(gè)智能家居監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)矣秒娖鞯耐瓿?b>開關(guān)量的控制，還能夠?qū)θ?表（水表、電表、燃?xì)獗恚┻M(jìn)行無線抄表，最重要的是可監(jiān)測(cè)來自家庭安防傳感器（火警、煤氣泄露）的數(shù)據(jù)，以備物業(yè)等部門監(jiān)控。通過測(cè)試后，證實(shí)了設(shè)計(jì)方案的正確性，結(jié)果滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，該設(shè)計(jì)具有一定的新穎性和實(shí)用性。關(guān)鍵詞：智能家居，ZigBee，數(shù)據(jù)處理，μC/OS-Ⅱ，Windows Sockets
標(biāo)簽： ZigBee 無線傳感網(wǎng)絡(luò) 嵌入式
上傳時(shí)間： 2013-06-28
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本課題完成了基于FPGA的數(shù)據(jù)采集器以及IIC總線的模數(shù)轉(zhuǎn)換器部分、通訊部分的電路設(shè)計(jì)。其中FPGA采用Xilinx公司Spartan-Ⅱ系列的XC2S100芯片，在芯片中嵌入32位軟處理器MicroBlaze;ⅡC總線的模數(shù)轉(zhuǎn)換采用Microchip公司的MCP3221芯片，通訊部分則在FPGA片內(nèi)用VHDL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。通過上述設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了“準(zhǔn)單片化”的模擬量和數(shù)字量的數(shù)據(jù)采集和處理。 所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集器可以和結(jié)構(gòu)類似的上位機(jī)通訊，本課題完成了在上位機(jī)中用VHDL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的通信電路模塊。通過上述兩部分工作，將微處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、程序存儲(chǔ)器等數(shù)字邏輯電路均集成在同一個(gè)FPGA內(nèi)部，形成一個(gè)可編程的片上系統(tǒng)。FPGA片外僅為模擬器件和開關(guān)量驅(qū)動(dòng)芯片。FPGA內(nèi)部的硬件電路采用VHDL語(yǔ)言編寫；MCU軟核工作所需要的程序采用C語(yǔ)言編寫。多臺(tái)數(shù)據(jù)采集器與服務(wù)器構(gòu)成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。服務(wù)器端軟件用VB開發(fā)，既可以將實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)以數(shù)字方式顯示，也可以用更加直觀的曲線方式顯示。 由于數(shù)據(jù)采集器是所有自控類系統(tǒng)所必需的電路模塊，所以一個(gè)通用的片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以解決各類系統(tǒng)的應(yīng)用問題，達(dá)到“設(shè)計(jì)復(fù)用”(DesignReuse)的目的。采用基于FPGA的SOPC設(shè)計(jì)的更加突出的優(yōu)點(diǎn)是不必更換芯片就可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的改進(jìn)和升級(jí)，同時(shí)也可以降低成本和提高可靠性。
標(biāo)簽： FPGA SOPC 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-07-12
上傳用戶：a155166
在實(shí)際工程中，往往有大量分布廣泛的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)需要遠(yuǎn)程采集傳輸。數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)已經(jīng)在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化過程中發(fā)揮了重大作用。但還存在采集通道少、速率低、數(shù)據(jù)傳輸方式不靈活，操作復(fù)雜，對(duì)測(cè)試環(huán)境要求較高等問題。如何建立起新一代靈活、高效、高速、多通道、實(shí)用性強(qiáng)、覆蓋面廣、適應(yīng)復(fù)雜監(jiān)測(cè)環(huán)境的數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)成為一個(gè)重要的工程問題。 隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，環(huán)境和生態(tài)的惡化越來越明顯，日益威脅著人類的生存和發(fā)展。環(huán)境監(jiān)測(cè)是環(huán)境保護(hù)的重要組成部分和基礎(chǔ)性工作。國(guó)家環(huán)保部于2008年制定了《污染源在線自動(dòng)監(jiān)控(監(jiān)測(cè))數(shù)據(jù)采集傳輸儀技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)》。本文在分析數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，依照該標(biāo)準(zhǔn)，研究了一種多種信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)兼容，多種采集通道可選的環(huán)境監(jiān)測(cè)用數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)。課題來源于濟(jì)南大陸機(jī)電有限公司委托科研項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：W0624)。本文主要進(jìn)行了以下工作： (1)分析研究數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的重要意義。調(diào)研數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。分析環(huán)境監(jiān)測(cè)用數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的特點(diǎn)。 (2)以國(guó)家環(huán)境保護(hù)部制定的《污染源在線自動(dòng)監(jiān)控(監(jiān)測(cè))數(shù)據(jù)采集傳輸儀技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)》為依據(jù)，分析了環(huán)境監(jiān)測(cè)用數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的特殊功能需求，制定了系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)。為解決系統(tǒng)核心板與功能板架構(gòu)存在的接口防震性差，系統(tǒng)不穩(wěn)定等問題，提出功能主板與擴(kuò)展接口板的系統(tǒng)架構(gòu)。選用ARM9處理器S3C2440和嵌入式linux操作系統(tǒng)。 (3)以開發(fā)達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)為目標(biāo)，進(jìn)行了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)制作。分析了系統(tǒng)的地址空間。詳細(xì)分析了系統(tǒng)的擴(kuò)展接口分配和地址空間分配，避免了總線等硬件資源的沖突。基于系統(tǒng)功能主板的總線擴(kuò)展接口和GPIO擴(kuò)展接口擴(kuò)展了開關(guān)量采集單元、開關(guān)量輸出單元、串口單元、模擬量采集單元、人機(jī)交互單元等功能單元等電路。設(shè)計(jì)制作了印制電路板。 (4)研究嵌入式linux開發(fā)過程，分析嵌入式linux驅(qū)動(dòng)與應(yīng)用程序架構(gòu)。構(gòu)建了交叉的嵌入式linux開發(fā)環(huán)境。對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)用數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的特定功能單元進(jìn)行軟件開發(fā)。主要進(jìn)行了總線操作、模擬量采集、RS-232串口數(shù)據(jù)傳輸、GPRS數(shù)據(jù)傳輸、智能儀表的RS-485通訊等驅(qū)動(dòng)應(yīng)用程序開發(fā)。
標(biāo)簽： ARM 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集 傳輸系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-07-10
上傳用戶：klds
在現(xiàn)代電網(wǎng)中，隨著超高壓、大容量、遠(yuǎn)距離輸電線路的不斷增多，對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高、更嚴(yán)格的要求。距離保護(hù)作為線路保護(hù)的基本組成部分，其工作特性對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著直接和重要的影響。為了適應(yīng)現(xiàn)代超高壓電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的要求，微機(jī)保護(hù)裝置在硬件和軟件上都提出了越來越高的要求。 高速數(shù)字信號(hào)處理芯片（DSP）技術(shù)的發(fā)展，為開發(fā)一種速度快、處理能力強(qiáng)的微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。在這樣的背景下，我們采用DSP芯片和ARM處理器，設(shè)計(jì)了一個(gè)并列式雙處理器微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用一個(gè)DSP芯片負(fù)責(zé)控制數(shù)據(jù)采集、采樣數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。ARM微處理器承擔(dān)人機(jī)接口管理，通過串行通信方式實(shí)現(xiàn)與DSP端口之間的數(shù)據(jù)通信，豐富的通訊接口，使得與上位機(jī)的通訊、下載程序定值靈活方便。新的微機(jī)保護(hù)裝置不斷推出，投入運(yùn)行的微機(jī)保護(hù)裝置不允許用來進(jìn)行試驗(yàn)、培訓(xùn)，該裝置還可作為試驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，供學(xué)生學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)微機(jī)保護(hù)裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并可自行設(shè)計(jì)保護(hù)算法、編制程序，通過上位機(jī)下載到實(shí)驗(yàn)裝置，完成相應(yīng)保護(hù)功能的測(cè)試。 本文實(shí)現(xiàn)了微機(jī)保護(hù)方案的整體軟硬件設(shè)計(jì)，內(nèi)容包括DSP2812微處理器芯片，ARM7微處理器LPC2220芯片，開關(guān)量輸入／輸出電路、數(shù)據(jù)采集電路、通訊和網(wǎng)絡(luò)接口電路、人機(jī)界面的顯示板電路，文中對(duì)各部分電路的功能、特點(diǎn)以及器件的選擇、引腳連接進(jìn)行了詳細(xì)介紹。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，采用雙CPU并行處理模式，針對(duì)基于LPC2220微處理器的監(jiān)控管理系統(tǒng)，完成了最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)，詳細(xì)完成了啟動(dòng)電路的設(shè)計(jì)。 本文初步設(shè)計(jì)了人機(jī)操作界面，給出了軟件設(shè)計(jì)的流程圖，將實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ與模塊化硬件設(shè)計(jì)相結(jié)合，共同構(gòu)成一個(gè)可以重復(fù)利用的軟硬件數(shù)字系統(tǒng)平臺(tái)，除了可以最大限度地提高開發(fā)的效率、減少資源的浪費(fèi)外，還可以通過長(zhǎng)期對(duì)于該平臺(tái)的研究，逐步優(yōu)化平臺(tái)軟硬件資源，提高其性能，并滿足日益復(fù)雜的應(yīng)用需求。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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目前運(yùn)動(dòng)控制主要有兩種實(shí)現(xiàn)方式,一是使用PLC加運(yùn)動(dòng)控制模塊來實(shí)現(xiàn)：二是使用PC加運(yùn)動(dòng)控制卡來實(shí)現(xiàn)。兩者各有優(yōu)缺點(diǎn),但兩者有以下共同的缺點(diǎn)：一是由于它們兒乎都是采用通用微控制器(MCU和DSP)來實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制,由于受CPU速度的限制,以及CPU的多個(gè)進(jìn)程同時(shí)處理,故無法在控制精度和控制速度比較高的場(chǎng)合中應(yīng)用。二是它們的設(shè)計(jì)只是把運(yùn)動(dòng)控制部件當(dāng)作系統(tǒng)的一個(gè)部分,如果要完成一個(gè)機(jī)械設(shè)備的完整控制,還需要輔助有其他的數(shù)字量/模擬量控制設(shè)備。這樣在提高了系統(tǒng)成本的同時(shí),也降低了系統(tǒng)的可靠性。 論文設(shè)計(jì)了一種基于ARM+CPLD的高速運(yùn)動(dòng)控制器,該控制器采用高速的CPLD處理器來完成電機(jī)的閉環(huán)控制,輔助以NXP的32位ARM7TDMI處理器LPC231X來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃,使得運(yùn)動(dòng)控制精度更高、速度更快、運(yùn)動(dòng)更加平穩(wěn)；同時(shí)為系統(tǒng)擴(kuò)展了常規(guī)運(yùn)動(dòng)控制卡不具備的通用I/O接口,除開4軸運(yùn)動(dòng)控制所需要的8點(diǎn)高速脈沖輸入和8點(diǎn)高速脈沖輸出外,系統(tǒng)具有24點(diǎn)數(shù)字量輸入(可選共陰或共陽(yáng)),25點(diǎn)繼電器輸出,僅一臺(tái)這樣的專用設(shè)備就可以完成4軸運(yùn)動(dòng)控制和設(shè)備上其它開關(guān)量控制。 系統(tǒng)采用可移植的軟、硬件設(shè)計(jì)。硬件上以運(yùn)動(dòng)控制部件為核心,可以方便的在ARM處理器預(yù)留的資源上擴(kuò)展出數(shù)字輸入,數(shù)字輸出,AD輸入,DA輸出等常用功能模塊。系統(tǒng)軟件構(gòu)架如下：在最上層,系統(tǒng)采用μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)來完成系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度；在底層,將底層設(shè)備的操作打包編寫成底層驅(qū)動(dòng)的形式,可直接供用戶程序調(diào)用；在中間層,可根據(jù)不同的用戶要求編寫用戶程序,再將其傳遞給μC/OS-Ⅱ來調(diào)度該用戶程序。 將該運(yùn)動(dòng)控制器應(yīng)用于工業(yè)應(yīng)用中的套標(biāo)機(jī),在對(duì)套標(biāo)機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分解之后,結(jié)合套標(biāo)機(jī)的電氣特性,很好的實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)控制器在套標(biāo)機(jī)上的二次開發(fā),滿足了套標(biāo)機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)中的應(yīng)用。
標(biāo)簽： ARMCPLD 運(yùn)動(dòng)控制器
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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