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硬件设计与实现

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  • 【转帖】智能在线电导率分析仪的设计与实现

    智能在线电导率分析仪的设计与实现林晓梅 尤文 李慧 金星 王盛慧(长春工业大学电气与电子工程学院,130012) 摘 要:介绍了一个利用单片机技术的智能在线电导率分析仪的设计,给出了系统的硬件结构和软件设计的思路。本设计符合工厂应用的要求,可以由用户自己定义、自己设计,以满足不同的要求。 关键词:电导率 专家系统0引言 近年来,随着饮用纯净水、药用蒸馏水、生物制品用水、动力锅炉及大型发电机组冷却用水需求量的急剧增加,以及木材烘干、粮食水份检测等技术的广泛应用,越来越多的产品、技术开始对介质的导电性能、成份要求给出准确的分析和评价,而且在实时性、准确度等方面提出了更高的要求。基于上述原因,国内外许多著名公司如美国的罗斯蒙特、中国石家庄科达仪表厂等相继开发了相应的产品。国外产品的价格明显偏高,如美国的1054B电导率分析仪离岸价为1600美元,不适于量大面广的使用。国内产品采用纯硬件结构,对影响测量结果的介质温度只能作分段象征性的补偿,效果不好、准确度低、稳定性差。更有甚者,国内外同类产品对介质流速变化产生的测量误差均没有补偿措施,仪表在不同条件下也需要人工多次调整才能使用,不仅影响了生产效率,而且增加了维护成本。基于上述背景,我们提出将专家系统和模糊推理应用于介质的在线电导率测量过程中,提出了在线补偿和在线学习推理的测量方法,这种方法同国内外同类产品中的技术相比,人工参与的机会少,仪表自调整自学习的能力强。同时,这种方法也为其它相关领域的研究提供了可借鉴的方案。1智能在线电导率分析仪的结构与功能 智能在线电导率分析仪的结构如图1所示。这个系统以普通计算机为基础,用硬件、软件实现测量系统的功能。图中激励信号电路为自制电路,采用交流方波驱动电路来驱动电导率传感器,与现有产品中所采用的桥式电路相比较,不仅在线性度、准确度和测量范围上都有显著提高,而且,交流驱动方式与现有产品中的直流驱动方式相比,彻底克服了电导率传感器的极化现象,从根本上保证了测量的精度。通过TCP/IP协议把采样数据送往上位机,上位机软件采用LabVIEW程序设计,可以由用户自己定义、自己设计,以满足不同的要求。 智能在线电导率分析仪的功能为: (1)能对本质情况进行实时在线检测,提供故障诊断依据,检测参数为电导率和温度值; (2)建立网络数据库,记录电导率历史运行数据,判断报警状态和报警数据; (3)利用数字信号处理和统计技术,提供反映电导率的图谱和统计分析结果; (4)提供系统参数组态功能,根据现场具体情况定义相关系统参数,完成系统重构,以满足不同用户的要求; (5)在企业网内对水质的运行实现远程监控与分析; (6)实现虚拟仪器的网页发布。2智能在线电导率分析仪的硬件介绍2.1程控放大部分 程控放大部分由1片CD4051、1片OP07和4个反馈电阻组成。采样信号进入OP07的正向输入端,CD4051的X(3脚)接OP07的负向输入端,A端(11脚)B端(10端)分别与单片机的P3.6与P3.7连接,C(9脚)接地。程序通过对CD4051不同通道的选择,来构成不同增益的同向放大器,实现对不同范围的温度与电导率信号的测量。2.2AD部分 AD部分由1片CD4040、1片ICL7135、电阻与电容组成。本系统利用ICL7135进行模数转换与时间成比例的关系,实现单片机与ICL7135的最简连接。将AT89C52的ALE通过CD4040做8分频后得到ICL7135所需500K的时钟。将ICL7135的BUSY和POL分别与单片机的INT0和T1连接。程序将INT0设成门控方式工作,即当INT0脚为高电平时,T0工作在计时方式来计高电平的时间。当ICL7135进行模数转换时,BUSY信号为高电平,转换结束时BUSY为低电平。由于T0、ALE与系统时钟频率之间有一定的比例关系就可以计算出要转换结果。2.3单片机部分 单片机部分由AT89C52、AT24C08、12M晶振和复位电路构成。其中AT24C08中存储着系统参数以及温度补偿数据表。 多路开关部分电路如图2所示,由1片CD4051、电阻、电容和稳压管等组成。CD4051的X接程控放大部分OP07的正向输入端,A端和B端分别与单片机的P1.7和P1.6连接,C接地。程序通过对CD4051不同通道的选择,选择不同的输入信号,实现对温度与电导率信号的测量。其中X3通道是电导率信号输入,X1通道是温度信号输入。2.4激励电路部分 激励信号由CD4052的Y通道经分压电阻后激励电导率传感器,同时在U1点得到与电导率信号成正比的信号。该信号经CD4053的X通道在经阻容滤波后,进入CD4051的X0通道后进入程控放大部分。为了去掉CD4052中通道电阻带来的误差,在U2点处测得直接加在分压电阻与电导率的激励信号,由CD4051的X4、X5通道经CD4053的Z通道在经阻容滤波后,进入CD4051的X2通道后进入程控放大部分。这样用U1、U2和分压电阻的阻值就可以计算出电导率的值。采用CD4094将CPU传来的转行控制信号,转换成并行的控制信号来控制多路开关选通的通道。2.5通讯部分 仪表使用异步串行通讯接口,接口电平符合RS232C或RS485标准中的规定。数据格式为1个起始位、8位数据、无校验位。1个或2个停止位。通讯传输数据的波特率可调为1200~19200bit/S。仪表采用多机通讯协议,如果采用RS485通讯接口,则可将1~101台的仪表同时连接在一个通讯接口上。采用RS232C通讯接口时,一个通讯接口只能联接一台仪表。RS485通讯接口通讯距离长达1km以上,只需两根线就能使多台AI仪表与计算机进行通讯,优于RS232通讯接口。为使用普通个人计算机PC能作上位机,可使用RS232C/RC485型通讯接口转换器,将计算机上的RS232C通讯口转为RS485通讯口。3结束语 首先,该仪表采用交流方波信号作为激励信号,提高了测量结果的线性度和精度,防止电导率传感器在使用过程中的极化现象,延长了使用寿命;其次,该仪表采用专家系统技术和在线可编程技术对介质温度和介质流速变化带来的测量误差进行的补偿,使得测量结果更为精确,体现了仪表的智能化。在不增加制造成本的情况 下,用软件技术降低了测量误差,提高了测量精度。另外,虽然整个补偿方法采用软件进行,但是由于是按预置表进行的,因此计算量不大,程序执行时间较短,从而保证了测量过程的实时性。为该仪表进入自动控制系统奠定了基础。参考文献1方初良.电导式分析仪表.北京:水利电力出版社,1983.72王永红.过程检测仪表.北京:化学工业出版社,1999.93林晓梅等.利用虚拟仪器设计的智能在线电导率分析仪.中国仪器仪表,2002.2

  • 强大到无法想象,Excel居然可以实现数据获取和硬件实时控制

    强大到无法想象,Excel居然可以实现数据获取和硬件实时控制

    [align=left]近日,小编听闻,Excel还可以用来作数据获取和硬件实时控制……[/align][align=left] [/align][align=left]What?[/align][align=left] [/align][align=left]在惊叹之余,更多的是怀疑:Excel真能做数据获取和硬件实时控制?即使能行又有什么实用价值?[/align][align=left] [/align][align=left]带着惊叹和怀疑,小编查到了大量的资料。[/align][align=left] [/align][align=left]事实证实了小编的out,Excel实现这些功能全无压力。[/align][align=left] [/align][align=left]这里为大家分享其中一篇8年前发表在ISA Transactions上的文章,一起开开眼界。[/align][align=left] [/align][align=left]小编相信,绝大多数读者并不会有使用Excel进行数据采集和硬件控制的需求。此文的价值在于给我们的一个启示:如此复杂的功能都能实现,日常工作中还有什么是不能通过Excel实现的?[/align][align=left] [/align][align=left]原文参见ISA Transactions 49 (2010) 264_269,文章标题《[color=#5f9cef]Data acquisitionand real-time control using spreadsheets: Interfacing Excel with externalhardware[/color]》。[/align][align=left] [/align][align=left]文中介绍了在马德里欧洲大学使用的两款实验室教学电子表格,用于进行数据采集和硬件控制的演练,帮助学生直观高效地掌握教学内容。[/align][align=left] [/align][align=left]表格功能通过两个插件实现:Excel Daq数据获取插件和Excel PID实时控制插件。[/align][align=left] [/align][align=left]话不多说,直接上工作原理。[/align][align=left] [/align][align=left]首先,插件开发者使用Excel VBA语言编写驱动程序,驱动程序通过通讯协议在寄存器的信息读取信息,从而实现Excel和外部硬件的数据传输。Excel工作表、VBA代码、驱动程序和硬件之间的关系如下图1所示:[/align][align=left] [img=,636,351]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810271906124059_2505_3419387_3.jpg!w636x351.jpg[/img][/align][align=left]图1:Excel与硬件接口连接结构图[/align][align=left] [/align][align=left]Excel Daq与Advantech PCI数据采集板共同完成数据采集的工作。[/align][align=left] [/align][align=left]一方面,[b][color=#5f9cef]使用特定的[/color][color=#5f9cef]VBA[/color][color=#5f9cef]代码作为驱动程序的前端来控制数据采集板[/color][/b]。另一方面,[b][color=#5f9cef]通过[/color][color=#5f9cef]VBA[/color][color=#5f9cef]开发定制程序,将测量数据直接导入到[/color][color=#5f9cef]Excel[/color][color=#5f9cef]工作表中,执行任务[/color][/b]。如:筛选获得的数据、执行控制器代码并将命令发送给执行器,以及自动绘制图表。[/align][align=left] [/align][align=left]通过VBA控件的组合设计,实现与用户的交互。如图2所示,Excel Daq用户界面有一个简单的对话框,通过启用通道、选择增益和采样速率来配置数据采集板。[/align][align=left][img=,690,466]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810271907104627_9880_3419387_3.jpg!w690x466.jpg[/img] [/align][align=left]图2:Excel-Daq应用程序用户界面[/align][align=left] [/align][align=left]图3为Excel测试程序的界面,该实用程序允许对硬件功能进行验证,并进行简单的数据采集试验。通过用户界面,用户可以选择输入通道、电压范围、并设置采样周期。该工具还允许选择输入正弦、正方形和锯齿波形,其中的最大值和最小值可以通过滑块进行调整。[/align][align=left] [img=,452,296]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810271907264693_4681_3419387_3.jpg!w452x296.jpg[/img][/align][align=left]图3:Excel设备测试工具[/align][align=left] [/align][align=left]当构建完模拟输入和输出功能后,下一步则是在Excel 中建立循环执行控制。[/align][align=left] [/align][align=left]在实时控制中,输入输出和任务控制是需要一定的同步性和实时性,同步通常通过使用轮询技术、外部中断和软件定时器来实现。由软件定时器驱动的控制任务遵循图4所示的方案。[/align][align=left][img=,260,255]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810271907399340_1786_3419387_3.jpg!w260x255.jpg[/img] [/align][align=left]图4:定时驱动器控制任务[/align][align=left] [/align][align=left]计时器[b][color=#5f9cef]根据编程的采样间隔周期性地触发一个回调函数,用于读取输入、运行控制器代码和命令输出[/color][/b]。使用同样的方式,完成与用户的交互。Excel-PID应用程序用户界面如图5所示:[/align][align=left] [img=,690,629]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810271907504911_3569_3419387_3.jpg!w690x629.jpg[/img][/align][align=left]图5:Excel-PID应用程序用户界面[/align][align=left] [/align][align=left]在完成所有数据采集和设备控制程序开发后,下一步则将所有组件整合在一起,使用图形化界面来控制程序即可。[/align][align=left] [/align][align=left]原文包含代码等更详细的内容,感兴趣的读者可以查阅。[/align][align=left] [/align][align=left]强大到无法想象,[b][color=#5f9cef]Excel[/color][color=#5f9cef]值得学好、用好[/color][/b]![/align][align=left]文章转自微信公众号:实验室信息化与自动化[/align]

  • 【“仪”起享奥运】基于车联网的VOC及二氧化碳监测网络的设计与实现

    [font=&][color=#666666]本论文旨在设计和实现基于车联网的VOC(挥发性有机化合物)和二氧化碳监测网络。基于车联网的VOC及二氧化碳检测网络以STM32为控制核心,实时监测车辆周围的VOC含量和二氧化碳排放量,通过智能显示和警报预警系统,提醒乘员车外空[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]量状况。该项目以车联网为基础,将监测设备安装在车辆上,车辆在行驶过程中可以覆盖更广泛的监测地区,避免了传统监测仪器只能监测一块局限区域的问题。在数据处理和存储模块方面,提出了一种基于云计算的数据处理和存储方案,能够实现大规模数据的处理和存储。该设计对于环境监测和安全方面的决策制定非常有价值,可以帮助相关部门及时采取措施,保护环境和人民的健康。[/color][/font]

  • 北京中仪宇盛科技有限公司诚聘软硬件开发工程师,坐标廊坊市,你准备好了吗?

    [b]职位名称:[/b]软硬件开发工程师[b]职位描述/要求:[/b]岗位职责: 1.负责公司产品开发,编写相关开发文档,完成功能应用的基础测试。 2.完成所负责开发模块的详细设计和文档编写。 3.完成所负责开发模块的代码维护工作,并对存在的应用做优化。 4.负责产品上层界面和交互方面的开发,实现界面简洁美观。 5.负责上层系统和功能的开发、调试和维护。6.构建编写电控系统硬件总体和详细设计方案。 7.电控系统元器件选型和原理图、电路图设计。 职位要求: 1.软件工程类/电子信息类/仪器仪表类专业本科及以上学历,优秀人士不限学历。 2.具有扎实的电子技术理论基础知识,熟练掌握数字电路、模拟电路知识,熟悉常用电子元器件的性能原理,上位机开发的一般经验(VB/VC/LABVIEW),熟悉标准Modbus协议;3.至少掌握一种的单片机(51系列,AVR系列,PLC系列或者其他),熟悉嵌入式系统设计,能够独立进行 混合信号电路系统设计; 4.至少掌握一种电路图设计软件(protel,cadence,pcad或者其他),能够根据要求独立完成电路原理图与PCB图的设计; 5.熟练掌握单片机程序设计(c语言或c++语言),熟悉VC或VB编程; 6.具有较强的动手能力,能够根据设计独立进行系统电路调试; 7.具备独立组织软件开发项目的能力和经验; 工作时间:周一至周五上午 8:30-12:00 下午 13:00-17:30周六、日休息,国家法定假日休息。[b]公司介绍:[/b] 公 司 简 介北京中仪宇盛科技有限公司是一家集技术研发、制造、销售及售后服务为一体的现代化企业,也是目前国内规模较大的前处理设备生产厂家之一,主营产品有全自动顶空进样器、全自动热解吸仪、全自动吹扫捕集装置、解吸管活化装置等,其中全自动热解吸仪和全自动顶空进样器已获国家专利。我公司通过多年的艰苦奋斗和产品的不断创新目前已形成一支技术力量雄厚的专业技术队伍和一条设备精良的...[url=https://www.instrument.com.cn/job/user/job/position/47227]查看全部[/url]

  • 【分享】略谈实验室信息管理系统的设计(LIMS)及在企业的实现

    [center]略谈实验室信息管理系统的设计(LIMS)及在企业的实现[/center] [center] 郭强 杜燕臻[/center][center](济南钢铁公司技术监督处 250101)[/center]  摘 要:以一个实例简要介绍实验室信息管理系统(LIMS)的产生、发展、企业建立LIMS的作用,以及建立LIMS系统的基本设计思路。   关键词:实验室、信息管理系统、LIMS  计算机技术的进步,促使现代工业技术在快速发展,随着科研和生产技术的不断发展,企业的检验技术也从手工分析发展到仪器分析,检验项目大量增加,对数据的准确性和报出时间的要求越来越严格,数据处理量急速增加,原来的人工管理模式在这种形式下已显得不太适应,使用计算机完成数据的收集、分析和处理的管理手段应运而生。在这一背景下,实验室信息管理系统(LIMS)开始出现,并在实际应用中得到了快速发展,成为一项崭新的实验室管理与应用技术。一、实验室信息管理系统(LIMS)简介  实验室信息管理系统,即LIMS,是Laboratory Information Management System的缩写,它是指通过计算机网络将实验室的分析仪器连起来,通过建立以实验室为中心的分布式管理体系,根据科学的实验室管理理论和计算机数据库技术,建立完善的质量保证体系,实现检验数据网络化共享、无纸化记录与办公、资源与成本管理、人员量化考核,为实验室管理水平的整体提高和实验室的全面管理提供先进的技术支持。  LIMS技术应用比较广泛,适用于各行业的分析测试实验室,作为成熟的产品在许多发达国家已经得到了广泛的推广与应用。专业单位设计、功能全面的LIMS软件在国内部分比较大的石化行业和地质行业的检测实验室已经有实际应用,而根据自己的实际特点自行开发设计的、具备简单数据管理功能的小型LIMS软件,也早已在各单位的实验室得到了大量应用。二、 LIMS的分类:  根据其功能,LIMS一般可以分为两大类:  第一类:纯粹数据管理型  这类的LIMS软件主要功能一般包括:数据采集、传输、存贮、处理、数理统计分析、数据合格与否的自动判定、输出与发布、报表管理、网络管理等模块。这些功能满足了实验室检验工作的基本需要,功能比较单一,因而计算机网络结构一般比较简单,但比较容易实现,投资比较少,设计好后,一般可以在较长的时间里不需要对网络软硬件进行改变。实验室可以不配备或是配备比较少的计算机网络与数据库维护人员。在计算机应用广泛普及的今天,许多单位自己就可以设计这种软件。   第二类:实验室全面管理型  除了第一类的功能外,这类LIMS软件与网络一般还可以增加:样品管理、资源(材料、设备、备品备件、固定资产管理等)管理、事务(如工作量统计与工资奖金管理、文件资料和档案管理)管理等模块,组成一套完整的实验室综合管理体系和检验工作质量监控体系,除了能够实现对检验数据严格管理和控制外,还能够满足实验室的日常管理要求,功能比较全面,网络结构相应要复杂一些,实现起来要困难一些,投资比较大,而且,往往需要专业单位与实验室合作开发设计。另外,由于实验室的机构设置、职责、管理思路和其他特点可能会随着时间的改变而发生变化,可能需要经常对网络软硬件进行改变。因此,实验室一般需要配备专业的维护与再开发技术力量。如果所用软件与网络结构是其他单位帮助设计,则可能需要支出较多的资金。目前,国际上和国内都有此类商业软件销售。相对而言,国内软件开发商在软件的设计上与国外技术相比还有些差距。在一些国内专业刊物上有相关软件介绍。 三、LIMS技术的发展  LIMS发展至今,大体经历了以下以个阶段1、雏形期:60年代末期-70年代初期  这一时期是LIMS设计思想的产生时期,实验室的数据管理仍然停留在手工记录阶段。2、商品化时期:70年代中期-80年代末期  这一时期的LIMS系统操作一般集中在中心计算机上完成,可以实现一般的数据管理与统计分析功能,数据处理能力比较小,手工处理的工作量仍然比较大,其它功能还没有实现。这个时代的计算机语言和网络技术还不够发达,计算机的价格比较昂贵,需要专业的技术人员编写与维护程序。3、功能完善时期:80年代末期-90年代中后期   伴随着这一时期计算机技术的飞速发展,LIMS技术进入一个崭新的发展时期。此时,计算机(PC机)价格开始大幅度下降、而性能却大幅度提高,基于第三方的关系型数据库技术与网络技术已经成熟,系统一般采用PC作为数据终端,网络体系的建立比较容易。C/S构架的数据管理模式成为主流,数据处理能力大大提高。由于实验室规模一般都不大,随着MS Windows、Windows NT操作系统的兴起,基于该平台开发的LIMS开始流行,LIMS开始从DOS平台、UNIX平台逐步过渡到Windows、Windows NT平台,这个时期的产品一般都具有良好的用户界面,操作比较简单,功能比较全面,性能价格比较好,吸引了越来越多的用户。由于新一代数据库和面向对象设计软件的大量涌现,通过简单学习,一般技术人员也可以象专业技术人员一样采用面向对象编程技术简单设计数据管理软件、建设结构简单的网络。 4、网络化产品的兴起:90年代后期-21世纪   90年代后期,Internet技术以令人不可思议的速度飞速发展,各行业均被卷入了互联网的大潮之中,网络技术的应用遍及各种工业技术当中。新一代的数据库设计与网络设计都或多或少带上了Internet的特点。采用Internet 、Intranet和Web技术的LIMS开始出现,普遍采用了统一的浏览器界面和以Web服务器为中心的分布式管理体系,使用极其方便,数据的共享和发布更为简单,功能更为全面,软件的二次开发更为容易,这些最新的计算机网络技术在LIMS系统中的应用,代表了今后LIMS技术的发展方向。  LIMS技术的使用可以带来许多显而易见的效益,比如:  自动进行数据审核和超标数据监测、提高分析数据的准确性;工作效率大为提高;降低实验室成本消耗;通过对大量样品数据的综合统计分析,可以清楚地观察到数据的变化趋势、有效监测产品质量,为解决出现不合格生产产品及生产工艺变化提供科学依据。借助计算机技术,实验室内部实现网络化全面管理,实现管理和检验工作的有效监督管理,提高整体工作水平。   虽然有这么多多的效益,目前还有不少单位对此技术的应用不重视。

  • 麦克微尔(上海)科技有限公司诚聘资深硬件工程师,坐标,你准备好了吗?

    [b]职位名称:[/b]资深硬件工程师[b]职位描述/要求:[/b]职位职责:负责仪器仪表产品及其检测校准系统硬件相关的系统构架设计、测试与维护、升级等工作,包括:1.负责硬件系统的需求调研、可行性分析及产品规格定义;2.根据项目总体需求,完成硬件总体方案设计,细化单机/单板方案;3.负责硬件系统的设计实现、器件选型、器件及方案验证、系统调试、测试及生产前期沟通;4.负责硬件系统的异常分析、排查、处理;5.负责维护硬件设计生产资料的迭代和更新;6.负责设计实现硬件量产测试及标定的工装治具、提出可行的相关方案,把控产品生产工艺流程;7.作为硬件团队技术领头人,协助硬件工程师、软件工程师进行产品联调并解决项目中遇到的核心技术问题;8.完成公司委派的其他工作任务。任职要求:1.电子、自动化等相关专业,本科及以上学历,10年以上硬件相关工作经验,2年以上技术主管或团队主管经验。2.具有良好的学习能力、沟通能力和团队合作能力,具有较强的问题分析能力和问题解决能力,能够对硬件故障进行分析、定位和排除。3.具有实际的EMI、EMC电路设计经验,熟练掌握可靠性基本知识,能够解决可靠性测试过程中出现的常见异常。4.熟练使用信号发生器、示波器、逻辑分析仪等测试设备。5.熟练使用Altium Designer或PADS等原理图和PCB设计、仿真软件工具。6.具备较好的英文技术资料阅读能力。7.加分项:a.多年从事技术管理工作,具备系统思维,软硬件技术水平较高;b.深度、全流程参与过检测仪器仪表研发项目;c.对产品设计控制流程和质量控制流程的实际应用方面有较深刻理解;d.具备高速电路设计能力。[b]公司介绍:[/b] Micron View Limited(以下简称MicronView)成立于2013年,聚焦食品、药品、化妆品行业的生产环境及成品的快速及实时无菌检测,不断提供先进的基于光学、生物学技术原理的设备及耗材。麦克微尔(上海)科技有限公司作为MicronView在华关系企业,全面负责MicronView在国内的市场拓展、商务管理及技术协作。...[url=https://www.instrument.com.cn/job/user/job/position/69785]查看全部[/url]

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  • 【资料】基于VPN 网络的环境监测信息系统的设计与实现

    【摘 要】阐述了基于VPN 网络的环境监测数据库系统和地理信息系统的设计与实现方法、功能特点和组成结构,并就关键技术问题的斛决途径进行了简要分析。系统的设计与实现充分体现先进性、开放性、可扩充性与实用性的特点,同时又满足了环境临测信息系统对于数据安全性、及时性和准确性的要求。[img]http://bbs.instrument.com.cn/images/affix.gif[/img][url=http://bbs.instrument.com.cn/download.asp?ID=198778]基于VPN网络的环境监测信息系统的设计与实现.rar[/url]

  • 基于偏振光的散射式浊度仪的设计与实现

    【作者】:常建华,伍煜,王志丹. 【题名】:基于偏振光的散射式浊度仪的设计与实现[J]. 【期刊】:半导体光电. 2017(01) 【年、卷、期、起止页码】:【全文链接】:https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?filename=BDTG201701036&dbcode=CJFD&dbname=CJFD2017&v=DZDlwApH2S46dWiT8HDlLpI3XlywxjyEc3G6LUEqnTjbVi514QB_I1BWo8-ZLzgJ

  • 维恩科仪(北京)机械自动化设备有限公司今日正在招聘,硬件产品经理,坐标,高薪寻找不一样的你!

    [b]职位名称:[/b]硬件产品经理[b]职位描述/要求:[/b]岗位职责:1.分析测试和IoT产品的开发;2.负责项目需求调研(包括应用场景、行业技术、市场竞品等)、分析和系统设计,完成研发技术平台的构建与技术路线验证,并形成可实现的产品规格;3.负责相关产品定义,功能的产品化设计,包括对功能、交互、逻辑、性能等关键指标的分析和制定 4.编写产品需求文档(PRD),做产品可行性报告,评审,产品用户手册及其他文档编写;5.有效分解研发任务,制定合理的研发计划和管理流程;6.跟进、推进研发项目,协调研发资源,项目工作排期,组织周会、例会;7.协调资源推动产品功能实施,跟进项目进度,与公司内外团队有效沟通,提高项目完成质量;8.供应商调研;9.产品上市材料的准备,并给予销售人员培训;10.协调认证机构进行产品相关认证;11.协助售后解决产品质量问题,完成全生命周期的管理;12.负责产品生命周期管理,以研发技术角度推动产品持续改进,提升产品核心竞争力,组织收集、分析、整理各方面的反馈,持续改进产品。任职要求:1、电子、通信、自动化、计算机等相关专业本科及以上学历;2、3年以上硬件产品或项目工作经验;熟悉硬件产品全生命周期开发流程及过程管理,有研发背景优先考虑;3、有成熟硬件产品经验,完成过至少一个产品从0-1全过程;4、有较强的协调沟通能力,逻辑思维能力及学习能力,做事积极主动,有责任心;5、对仪器仪表行业及发展趋势有一定的理解和个人见解;6、条件优秀者,薪资可面议。[b]公司介绍:[/b] 维恩科仪(北京)机械自动化设备有限公司,作为工业自动化和清洁能源循环经济领域内的创新型高新技术企业,专注于提供高品质清洁能源系统工程、环境在线监测系统以及工业过程监测控制产品与系统解决方案。维恩科仪以客户关注的焦点视为自己的目标,以客户的需求为发展的最大动力,力求协助每一位客户创造最大的价值。我们拥有一支热诚和富有朝气的团队,具备专业的系统分析,集成与研发能力。...[url=https://www.instrument.com.cn/job/user/job/position/76455]查看全部[/url]

  • 太阳能能效系数测评系统设计应用实现

    太阳能能效系数测评系统设计应用实现

    太阳能能效系数测评系统设计应用实现日有用得热量是太阳热水系统的重要技术指标之一,用来评价太阳热水系统在工作过程中可以吸收、转换的太阳辐照量,也是评价太阳能热水系统能效等级的关键参数之一。太阳能能效系数测评系统日有用得热量的试验方法有两种:混水法和排水法。国内大多数实验室采用混水法测日有用得热量。下面是与控制过程及试验工艺流程有关的实验条件:集热器应安装在面向赤道倾角为纬度+10°内的固定位置。试验前罩上集热器以避免太阳直射,用温度不低于(20.0±1.0°)的冷水以400L/h-600L/h的流量进行循环,以使整个系统的温度一致,至少5分钟内贮热水箱入口温度的变化不大于±1℃时,即认为该系统达到均匀的预订温度“,关闭混水泵。太阳能能效系数测评系统工作8h后,即从太阳正午前4h到太阳正午后4h,把集热器遮挡起来。启动混水泵,以400L/h~600L/h的流量使水箱内的水进行循环,至少5分钟内贮热水箱入口温度变化不大于0.2℃,即满足贮热水箱内的水温均匀要求,关闭混水泵。记录水箱内三个测温点的温度,或三个测温点的平均温度值即为集热试验结束时贮热水箱内的水te。[img=太阳能能效系数测评系统设计应用实现,690,690]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201140912087034_4658_4136176_3.jpg!w690x690.jpg[/img]太阳能能效系数测评系统试验期间需要测量下面几个数据量:1贮热水箱内三个测温点(进水口、水箱中部、出水口)的温度;2在集热器采光面上的太阳辐照量H;3临近集热器的环境空气温度ta;4周围空气的速率;5系统循环和控制装置(泵、控制器、电磁阀等)所消耗的电能。[img=太阳能能效系数测评系统设计应用实现,690,690]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201140912371140_2910_4136176_3.jpg!w690x690.jpg[/img]

  • 光学浊度传感器的设计与实现

    【作者】: 王志丹.【题名】:光学浊度传感器的设计与实现[D]. 【期刊】:南京信息工程大学 2016【年、卷、期、起止页码】:【全文链接】:https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?filename=1016197603.nh&dbcode=CMFD&dbname=CMFD2017&v=FHlz66_NZ7CfIAZM4v7DajIAOj8-WEXbQIwGwW9Iio4nW-0Gq2pKKI7Y7puiBLmn

  • 虚拟仪器 LabVIEW开发,NI软件与硬件

    以LabVIEW(虚拟仪器)为主要技术手段的开发公司,能提供全套的系统集成服务,包括结构设计、软件开发、软件与硬件的产品升级与改造。其服务领域包括:汽车、通信、航空、半导体、电子设计生产、过程控制和生物医学等各领域。涵盖了从研发、测试、生产到服务的产品开发所有阶段。

  • 基于NB-IOT的净水器系统设计与实现

    【题名】:基于NB-IOT的净水器系统设计与实现【期刊】:【年、卷、期、起止页码】:【全文链接】:https://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10336-1021127984.htm

  • 在线式低量程浊度传感器的设计与实现

    【作者】:吴建辉 【题名】:在线式低量程浊度传感器的设计与实现[D]. 【期刊】:西安电子科技大学 2016【年、卷、期、起止页码】:【全文链接】:https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?filename=1018000690.nh&dbcode=CMFD&dbname=CMFD2018&v=xc8OY2RB72a4kMKTpLPGmleFYYj76DuLPA5jKA-TLcicpMKACYrYrxPyR5EBtXvu

  • 威高国科刚刚发布了硬件研发工程师-天津市职位,坐标天津市,敢不敢来试试?

    [size=16px][color=#ff0000][b][url=https://www.instrument.com.cn/job/position-88773.html]立即投递该职位[/url][/b][/color][/size][b]职位名称:[/b]硬件研发工程师-天津市[b]职位描述/要求:[/b]岗位职责:1. 负责医疗设备电子硬件设计开发及维护,根据公司需求制定相应产品的硬件研发设计方案。2. 负责元器件/组件选型、电路原理图及PCB图设计,产品的硬件电路设计(模拟方向、射频电路、高压电路)、FPGA外围硬件电路的设计。3. 仪器的调试、改进方案设计。4. 硬件相关研发文档的撰写,产品相关开发设计文档、测试文档的编写。5. 现有公司产品的优化升级及转产。6. 负责医疗设备电气安全、电磁兼容性检验工作的技术支持,产品的医疗资质认证相关工作。7. 领导交办的其他事情。任职资格:1. 本科或硕士以上学历,电力电子/电子信息/自动化/生物医学工程等相关专业。2. 具有五年以上相关硬件开发经验,具有医疗设备开发经验者优先,能够熟练使用相关EDA设计工具,能独立完成原理图和PCB设计。3. 熟练掌握FPGA相关芯片的外围电路设计。熟悉常用嵌入式ARM芯片外围电路设计。精通模拟电路、数字电路、单片机或ARM硬件设计,熟练使用PADS、Altium Designer等电子专业开发软件,熟悉EMC设计,熟悉硬件工艺。4. 熟悉常用总线的接口设计,比如串口、485、SPI、232等。熟悉EMC测试和整改优先,有医疗设备研发经验优先。5. 熟悉模拟电路和数字电路,熟练使用运放设计模拟电路,有高压、射频电路设计者优先。6. 熟练使用硬件测试及调试相关仪表,如直流电源、示波器、频谱仪等。7. 英语基础好,能独立阅读英文技术资料。8. 有良好的团队意识、心里素质,较强的学习和沟通能力,适应出差。具有较强的沟通协调能力、团队合作精神,能承受一定工作压力。[b]公司介绍:[/b] 威高国科质谱医疗科技(天津)有限公司隶属于威高生基医疗产业集团,成立于2021年,是由威高集团与中国科学院苏州生物医学工程技术研究所联合设立,旨在打造质谱设备和试剂的生产、研发、销售为一体的高新技术企业。公司目前主要经营产品是具有自主知识产权的、真正国产化的LC-HTQ2020及WG-TQ系列三重四极杆[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]液质联用[/color][/url]质谱仪,该系列产品项目历时三年攻关,实现了中国制造三重四极杆质谱从技术创新、核心部件突破...[url=https://www.instrument.com.cn/job/position-88773.html]查看全部[/url][align=center][img=,178,176]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/08/202108160948175602_3528_5026484_3.png!w178x176.jpg[/img][/align][align=center]扫描二维码,关注[b][color=#ff0000]“仪职派”[/color][/b]公众号[/align][align=center][b]即可获取高薪职位[/b][/align]

  • 浅谈ARD3电动机保护器设计原理

    浅谈ARD3电动机保护器设计原理 安科瑞 蔡昀羲摘 要:本文着重介绍ARD3电动机保护器的具体设计方法,给出硬件原理图和软件流程图。文章按照产品的各硬件功能模块进行展开说明,介绍硬件功能模块时,对硬件功能模块原理图进行详细分析,结合各种实际应用的情况说明此处硬件是怎样设计的,为什么这样设计以及这样设计的优缺点。通常电动机保护器工作的条件比较恶劣,为使产品性能方面更加稳定可靠,需要使用一些抗干扰措施,文中介绍的这些抗干扰措施在实际使用中被证明是成功的。关键词:电动机保护器;ARD3;保护功能;ModBus0  引言  随着电子技术的发展,电动机保护器正向基于现场总线的智能型方向发展。我公司设计的ARD3电动机保护器立足于国内先进水平,是具有智能保护和可通信功能的电动机保护器。产品系列电流范围齐全,产品系列额定电流范围1.6~800A;可测量的电流范围宽,可以达到10倍电机额定电流;采用先进的软件算法和可靠的硬件设计,对电动机的过载、断相、三相不平衡、堵转、阻塞、过压、欠压等故障进行有效判断和可靠保护,过载保护采用计算分析当前电动机的热容量的方法,根据热容情况判断电动机的过载状态,此种方法可以最大发挥电动机的过载能力;配有可编程开关量输入、继电器输出,用于实现远程主站对电动机运行状态的遥信监视和直接起动、自耦降压、星-三角等起动方式;带有标准RS-485接口ModBus通讯协议实现计算机联网。1  硬件设计   ARD3电动机保护器用H8/3687FP单片机实现电动机的保护功能。在硬件方面主要由三相电流信号采样、漏电流采样、电压信号采样、键盘接口、显示部分、控制输出、报警输出、通信接口等几部分构成,下面分别对其中的关键部分作简要介绍。1.1 信号采集单元  ARD3电动机保护器采用交流采样算法计算被测信号。采样方式是按一定周期(称为采样周期)连续实时采样被测信号一个完整的波形(对于正弦波只需采样半个周期即可),然后将采样得到的离散信号进行真有效值运算,从而得到被测信号的真有效值,这样就避免了被测信号波形畸变对采样值的影响。  信号采集单元的功能取样、整流、放大互感器二次测的输出信号,将这些信号转换为单片机可处理的信号。ARD3电动机保护器中处理三相电流信号、剩余电流信号、电压信号的信号采集放大电路原理都相同,现以一路电流信号采集放大电路为例说明电路工作原理。   信号采集放大电路如图1所示。在图中二极管A1、A7是双向二极管,对后级电路起到过压保护作用。当输入的信号在正常范围内,A1、A7不起作用,当输入信号超出正常范围(或有脉冲干扰信号出现)时,A1、A7导通,防止超出后级电路端口范围的信号进入后级电路,破坏后级A/D电路。CR1为取样电阻,将从CT1输出的电流信号转变为电压信号。LM324和CR4,CR7,CR10,CR13组成同相放大电路将电压信号放大后输入A/D转换电路。  图1中LM324采用双电源供电,这样可以保证LM324输出电压达到5V充分利用A/D转换提高显示精度。图1中通过运放将输入信号进行分档处理,小信号从P1.0输出大信号从P1.1输出。这样处理是因为:电动机保护器要处理的电流范围很宽(要从电动机1倍额定电流到10倍额定电流),分档处理可以提高测量精度。1.2 I/O单元  开关量输入处理电路如图2所示。电路开关量由IN1~IN7输入,通过光藕后产生IS1~IS7,并行信号IS1~IS7输入到74HC165,通过74HC165将并行信号转换为串行信号传送给CPU。电阻R11~R18起到限流作用保护光耦中的二极管不被损坏。RS1~RS8是上拉电阻与电容CS~CS8配合使用既可以稳定光耦输出电平又可以在上电时对光耦起到保护作用。Fig.2 Switching input circuit  继电器控制电路如图3所示。JDQ1~JDQ4与CPU连接,三极管QJ11~QJ14的供电电压是+5V,三极管QJ1~QJ4的供电电压是+24V。现以QJ11,QJ1这路控制电路来说明电路工作原理,当CPU输出高电平时三极管QJ11不导通,OUT11不会输出电流光藕不会导通,JT1也输出高电平,QJ1不会导通继电器不会动作。当CPU输出低电平时三极管QJ11导通,OUT1输出高电平使光耦导通, JT1变为低电平,三极管QJ1导通OUT1输出低电平使继电器发生动作。图3中二极管DJ1~DJ4作为继电器续流二极管。Fig.3 Relay control circuit  控制输出部分可采用机电式继电器或固体继电器。前者价格便宜,市场产品丰富,驱动线路也比较简单,但可靠性和使用寿命有限,且在触点动作时会产生“火花”,严重时可影响系统的正常工作。因此,在PCB板布局时应将继电器尽量远离单片机并靠近仪表的输出端口。另外,在继电器线圈两端应并联续流二极管,否则在继电器线圈断电瞬间会产生较高的感应电压,从而破坏电路。固态继电器具有寿命长、性能稳定,无火花等特点,本产品中考虑到产品的可靠性要求采用固态继电器。1.3 通讯单元  通讯电路如图4所示。通讯电路实现将CPU串口输出电平转换到RS485电平。本电路的巧妙之处在于数据收发直接由硬件来控制,不用CPU参与控制,这样可以节省CPU资源简化程序设计。Fig.4 Communications circuit1.4 CPU单元  CPU单元是电机保护器的核心单元。信号采集,各种报警处理,通信功能,显示功能……都是由它来完成的。本产品采用的CPU芯片是瑞萨公司的H8/3687芯片,该芯片功能如下:62条基本指令; RTC(片上实时时钟,可作为自由运算计数器使用),SCI(异步或者时钟同步串行通信接口)2路,1路IIC接口,8路10位A/D,8位定时器2个(Timer B1,TimerV),16位定时器1个(TimerZ),看门狗定时器,14位PWM,45个I/O引脚(H8/3687N有43个I/O引脚),包括8个可直接驱动LED的大电流引脚(IOL=20mA,@VOL=1.5V),片上复位电源POR电路,片上低电压检测电路(LVD)。该芯片有两种封装形式:LQFP-64(10mm×10mm)FP-64(14mm×14mm) 。CPU单元电路如图5所示。  因为A/D功能,IIC功能,RTC,定时器,看门狗等功能都已经集成到芯片内部,所以CPU单元的外围电路十分简洁,各引脚只需外接增加端口驱动能力的上拉电阻和稳定信号的滤波电容即可。2  软件设计  系统软件要完成三相电流、1路剩余电流、三路电压A/D,各种保护量计算,保护功能判断处理,显示电压、电流,故障记录,按键处理,通讯,变送等功能。只有合理安排程序流程来完成这些功能,保护器才能可靠工作。程序流程图如图6所示:3  抗干扰措施  电动机保护器作为保护电动机装置要具有很强的抗干扰性。在本产品软硬件设计过程中采取如下措施提高产品的抗干扰性:1硬件方面:电源部分加EMC滤波器,高频变压器次级与初级加高压电容,输出部分加滤波电路;信号采集部分增加滤波电路;在作信号处理的各芯片输入口处加端口保护电路;在各芯片电源输入处加去藕电容;继电器两端并联续流二极管,加光耦与CPU端口隔离;不使用的CPU端口定义为输出状态;PCB板布局时模拟部分与数字部分作分区处理,模拟信号在模拟区域内布线,数字信号数字区域内布线,二者不进入彼此区域内;布线时尽量加粗电源线与地线,信号线走线时走145º线,不走直角线;使用CPU内部看门狗监控程序运行。2软件方面:各路信号采集都使用软件滤波,增加采样值的准确性。通过采取一系列的措施,产品的抗干扰性能大幅提高,本产品一次性顺利通过3C安全认证型式试验。4  结论  ARD3电动机保护器采用先进的设计方案,集测量、保护、控制、通讯于一身,产品性能安全可靠,可以对电动机实施可靠有效的保护。ARD3电动机保护器在实际使用中完全可以替热继电器、温度继电器等传统的电动机保护产品,替代各种指针式电量表、信号灯、电量变送器等常规元件,简化电动机控制电路,减少柜内电缆连接及现场施工量。

  • 散射式浊度仪的设计与实现

    【作者】:王东【题名】:散射式浊度仪的设计与实现[D]. 【期刊】:太原理工大学 2007【年、卷、期、起止页码】:【全文链接】:https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?filename=2008018013.nh&dbcode=CMFD&dbname=CMFD2008&v=qRgDStY8A23EHcpJjplcGEMcEQxMQGarser9XUsSshDx3yLOgGUKJIwf4fGCWUQw

  • 一种智能温湿度控制器的设计

    一种智能温湿度控制器的设计蔡昀羲 (上海安科瑞电气有限公司 上海嘉定 201801)摘 要:介绍了一种智能温湿度控制器的设计方法及应用,最多实现三路温湿度的测量与控制;结合RS485总线技术及上位机软件,可实现数据及状态信息远传,满足低压配电智能化及网络化发展的需求。关键字:SHT11,STC89C58RD+,温湿度控制,RS4850  引言  随着电力系统规模越来越大、电压等级越来越高,供电可靠性也要求更加严格。供配电设备环境的温度、湿度是影响设备运行的重要因素。温度过高会加速仪器设备元器件老化,缩短其使用寿命,甚至直接导致设备损坏;低温、潮湿,设备表面产生凝露则有可能发生爬电、闪络等事故。  基于以上考虑,在中高压开关柜、箱变、端子箱等供配电设备中进行温度、湿度控制是十分必要的。本文将介绍一种WHD型智能温湿度控制器的设计方法,最多实现三路温度、湿度的测量与控制;结合RS485总线技术及上位机软件,可实现数据及状态信息远传,满足低压配电智能化及网络化发展的需求。1  硬件电路设计1.1 硬件设计的总体思路  硬件系统以单片机为核心,按功能可划分为:电源供电、温湿度测量、控制输出、人机对话以及通讯五个部分,如图1所示。  电源供电电路将AC220V或其他类型辅助电源转化为系统工作所需的直流电源。单片机将传感器测得的温湿度值进行比较、处理,确定输出控制部分继电器的工作状态,并显示和发送温湿度数值及输出控制部分的工作状态信息。人机对话部分具有按键信息录入功能,用户可根据实际情况,通过按键编程设置系统的工作参数。http://www.acrel.cn/cn/download/common/upload/2011/02/21/93834hw.jpg1.2 硬件的具体电路及原理  核心器件单片机选用STC公司的STC89C58RD+型单片机,它是一款兼容51内核的增强型8位机,片上资源丰富,抗干扰能力突出。STC89C58RD+(D版本)支持6时钟/机器周期,内含32K字节用户程序空间,片上集成1280字节RAM,16K字节EEPROM空间;支持ISP/IAP功能,无须专用编程器;片上还集成了看门狗电路及MAX810专用复位电路。  温湿度的测量选用SENSIRION公司开发的数字式温湿度一体传感器芯片SHT11。该传感器可同时测温度、湿度,并提供全程标定的数据输出,所以使用该传感器既可以降低硬件成本,又方便了整机测试。其技术参数如下表所示:  温度参数:   参数条件典型单位分辨率0.01℃精度0~60±1℃量程范围-40~120℃  湿度参数: 参数条件典型单位分辨率0.03%RH精度20%~80%±3%RH量程范围0~100%RH  该传感器与CPU之间的通讯采用二线制方式,即DATA(数据)线和CLK(同步时钟脉冲)线。测量三路温度、湿度时,CPU与传感器的连接电路如图2所示。CPU通用I/O口中的P1.0和P1.1,P1.2和P1.3,P1.4和P1.5分别与三路温湿度传感器SHT11连接,其中P1.0、P1.2、P1.4分别作为各路通讯的DATA(数据)线,P1.1、P1.3、P1.5分别作为各路通讯的CLK(同步时钟)线,DATA线需外加10KΩ的上拉电阻将信号提高至高电平(详情请参考SHT11数据手册)。实际使用时,传感器与控制器之间(即图中虚线部分)以屏蔽线连接,经验证,CPU与传感器之间的最大通讯距离为10米。如果使用74HC245或其他芯片提高I/O口的驱动能力,可增加通讯距离,但会降低系统的抗干扰性能,因此不予采纳。 http://www.acrel.cn/cn/download/common/upload/2011/02/11/151636j0.jpghttp://www.acrel.cn/cn/download/common/upload/2011/02/11/152021lg.jpg  系统采用LED数码管显示温度、湿度值,界面简洁明了。三路传感器测得的温度、湿度值以循环方式依次显示,显示部分共有7位数码管,其中4位用于显示温度值(显示范围:-40.0~100.0),并在编程状态下显示菜单及参数,2位用于显示湿度值(显示范围:0~99),1位用于显示当前显示或操作对应的传感器的编号(1~3)。数码管显示采用动态扫描方式,其驱动电路由集成电路74HC595及74HC164构成。74HC595是一款带有输出门锁功能的8位串行输入、并行输出(或串行输出)的移位寄存器,用于数码管的段驱动;74HC164的串行输入、并行输出功能用于扫描显示每一位数码管,如图3所示。  系统采用继电器或可控硅作为控制输出,电源部分采用开关电源方案,通讯部分采用RS485接口,具体电路设计请参考相关书籍,此处不予赘述。2  软件设计方法  系统软件设计包括以下四个部分:主程序、测量控制模块、显示模块及通讯模块。  主程序完成上电或复位初始化,复位看门狗,查询按键信息等功能,程序设计流程如图4所示。 http://www.acrel.cn/cn/download/common/upload/2011/02/11/15341zh.jpg  程序初始化包括配置CPU的SFR,设置I/O口初始状态,从EEPROM读取工作参数,设置看门狗定时器的复位时间等。需要注意的是,一般只在主程序中喂狗,看门狗的复位时间时要设置的比测量程序中可能出现的最长等待时间还要长。以下给出主程序的部

  • 一种实现大功率LED均匀照明的投射器设计

    [font=&]【题名】:[color=#333333][size=24px] [/size][size=12px]一种实现大功率LED均匀照明的投射器设计[/size][/color][/font] [font=&]【全文链接】: https://opticsjournal.net/Articles/OJ5d7acbb69b65e14e/FullText[/font]

  • 一种智能温湿度控制器的设计

    摘 要:介绍了一种智能温湿度控制器的设计方法及应用,最多实现三路温湿度的测量与控制;结合RS485总线技术及上位机软件,可实现数据及状态信息远传,满足低压配电智能化及网络化发展的需求。关键字:SHT11,STC89C58RD+,温湿度控制,RS4850  引言  随着电力系统规模越来越大、电压等级越来越高,供电可靠性也要求更加严格。供配电设备环境的温度、湿度是影响设备运行的重要因素。温度过高会加速仪器设备元器件老化,缩短其使用寿命,甚至直接导致设备损坏;低温、潮湿,设备表面产生凝露则有可能发生爬电、闪络等事故。  基于以上考虑,在中高压开关柜、箱变、端子箱等供配电设备中进行温度、湿度控制是十分必要的。本文将介绍一种WHD型智能温湿度控制器的设计方法,最多实现三路温度、湿度的测量与控制;结合RS485总线技术及上位机软件,可实现数据及状态信息远传,满足低压配电智能化及网络化发展的需求。1  硬件电路设计1.1 硬件设计的总体思路  硬件系统以单片机为核心,按功能可划分为:电源供电、温湿度测量、控制输出、人机对话以及通讯五个部分,如图1所示。  电源供电电路将AC220V或其他类型辅助电源转化为系统工作所需的直流电源。单片机将传感器测得的温湿度值进行比较、处理,确定输出控制部分继电器的工作状态,并显示和发送温湿度数值及输出控制部分的工作状态信息。人机对话部分具有按键信息录入功能,用户可根据实际情况,通过按键编程设置系统的工作参数。1.2 硬件的具体电路及原理  核心器件单片机选用STC公司的STC89C58RD+型单片机,它是一款兼容51内核的增强型8位机,片上资源丰富,抗干扰能力突出。STC89C58RD+(D版本)支持6时钟/机器周期,内含32K字节用户程序空间,片上集成1280字节RAM,16K字节EEPROM空间;支持ISP/IAP功能,无须专用编程器;片上还集成了看门狗电路及MAX810专用复位电路。  温湿度的测量选用SENSIRION公司开发的数字式温湿度一体传感器芯片SHT11。该传感器可同时测温度、湿度,并提供全程标定的数据输出,所以使用该传感器既可以降低硬件成本,又方便了整机测试。其技术参数如下表所示:  温度参数:   参数条件典型单位分辨率0.01℃精度0~60±1℃量程范围-40~120℃  湿度参数: 参数条件典型单位分辨率0.03%RH精度20%~80%±3%RH量程范围0~100%RH  该传感器与CPU之间的通讯采用二线制方式,即DATA(数据)线和CLK(同步时钟脉冲)线。测量三路温度、湿度时,CPU与传感器的连接电路如图2所示。CPU通用I/O口中的P1.0和P1.1,P1.2和P1.3,P1.4和P1.5分别与三路温湿度传感器SHT11连接,其中P1.0、P1.2、P1.4分别作为各路通讯的DATA(数据)线,P1.1、P1.3、P1.5分别作为各路通讯的CLK(同步时钟)线,DATA线需外加10KΩ的上拉电阻将信号提高至高电平(详情请参考SHT11数据手册)。实际使用时,传感器与控制器之间(即图中虚线部分)以屏蔽线连接,经验证,CPU与传感器之间的最大通讯距离为10米。如果使用74HC245或其他芯片提高I/O口的驱动能力,可增加通讯距离,但会降低系统的抗干扰性能,因此不予采纳。  系统采用LED数码管显示温度、湿度值,界面简洁明了。三路传感器测得的温度、湿度值以循环方式依次显示,显示部分共有7位数码管,其中4位用于显示温度值(显示范围:-40.0~100.0),并在编程状态下显示菜单及参数,2位用于显示湿度值(显示范围:0~99),1位用于显示当前显示或操作对应的传感器的编号(1~3)。数码管显示采用动态扫描方式,其驱动电路由集成电路74HC595及74HC164构成。74HC595是一款带有输出门锁功能的8位串行输入、并行输出(或串行输出)的移位寄存器,用于数码管的段驱动;74HC164的串行输入、并行输出功能用于扫描显示每一位数码管,如图3所示。  系统采用继电器或可控硅作为控制输出,电源部分采用开关电源方案,通讯部分采用RS485接口,具体电路设计请参考相关书籍,此处不予赘述。2  软件设计方法  系统软件设计包括以下四个部分:主程序、测量控制模块、显示模块及通讯模块。  主程序完成上电或复位初始化,复位看门狗,查询按键信息等功能,程序设计流程如图4所示。  程序初始化包括配置CPU的SFR,设置I/O口初始状态,从EEPROM读取工作参数,设置看门狗定时器的复位时间等。需要注意的是,一般只在主程序中喂狗,看门狗的复位时间时要设置的比测量程序中可能出现的最长等待时间还要长。以下给出主程序的部分C语言源代码。  void Main ()  {  WDT_CONTR = 0x00;//关闭看门狗  InitialEeprom();//读EEPROM  InitialIO();//初始化I/O状态  InitialSFR();//设置SFR

  • 一种超低量程浊度传感器设计与实现

    【作者】: 胡晓力 等【题名】: 一种超低量程浊度传感器设计与实现【期刊】:传感器与微系统. 2014,33(08)【年、卷、期、起止页码】:【全文链接】:https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?filename=CGQJ201408033&dbcode=CJFD&dbname=CJFD2014&v=saR9anx0884l56kInSjA79zt7cxcVbQkF_vxFv6JO1EaL7BvbGhViS2tdinQipWO

  • 在线式低量程浊度传感器的设计与实现

    【作者】:吴建辉 【题名】:在线式低量程浊度传感器的设计与实现[D]. 【期刊】:西安电子科技大学 2016【年、卷、期、起止页码】:【全文链接】:https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?filename=1018000690.nh&dbcode=CMFD&dbname=CMFD2018&v=xc8OY2RB72a4kMKTpLPGmleFYYj76DuLPA5jKA-TLcicpMKACYrYrxPyR5EBtXvu

  • 每周一贴谈设计——结束语

    每周一贴谈设计系列算是结束了吧。在此感谢众多版友的关注和支持。 “每周一贴谈设计系列“汇总:《每周一贴谈设计——液流》《每周一贴谈设计——滤头》《每周一贴谈设计——真空脱气机【安捷伦】》《每周一贴谈设计——真空脱气机【沃特世】》《每周一贴谈设计——比例阀及混合【兼求职】》《每周一贴谈设计——泵及压力》《每周一贴谈设计——自动进样系统》《每周一贴谈设计——光电二极管阵列检测器》 其实我写每周一贴谈设计的初衷是吸引大家能够对仪器从本质上进行更多的了解以服务于更好的仪器使用。鉴于本人才识有限,很多内容也是十分粗糙,还望版友多多谅解。 也有版友提出应该多谈谈维修的知识,关于这一点,我想说的是,懂得了设计,很多硬件问题就明白如何维修了,而我在此谈设计,并不是要说全这个设计,而是抛砖引玉,希望版友自己探索一台仪器。虽然我手里的有些资料是来自工程师的,但很多资料也是网上收集并加以理解的。还有一点是很多公司的维修手法以及年轻工程师培训并没有那么深入,所以提供的并不一定是最节约成本的维修手法。 再来谈谈温度控制部件和紫外检测器吧,温度控制部件其实原理多是珀耳贴效应,紫外检测器基本按照二极管阵列检测器就能理解,算法方面会有一些差异。其他检测器基本没有接触过。 最后自爆个吧,楼主90后,去年7月开始接触液相,现在失业。版友共勉啊。

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