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篇1

酒店綜合布線系統(tǒng)的目標(biāo)是：以系統(tǒng)規(guī)范為指導(dǎo)，以具有當(dāng)前國際領(lǐng)先水平的綜合布線技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和自動化技術(shù)為支撐，建立一套統(tǒng)一規(guī)劃、高度集成的布線系統(tǒng)，為酒店計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)、圖像及控制信號提供統(tǒng)一的傳輸線路、設(shè)備接口和高質(zhì)量的傳輸性能。全面實現(xiàn)酒店計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的通訊、辦公、管理手段的智能化、集成化，把酒店計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)建成一個高起點、高標(biāo)準(zhǔn)、功能設(shè)施一流、且具有高開放性和平滑升級性的網(wǎng)絡(luò)平臺。同時，該布線系統(tǒng)兼顧了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)未來的發(fā)展要求，提供15年保證；在酒店大樓增加新系統(tǒng)時，對新設(shè)備提供信號傳輸?shù)闹С帧?/p>

作為酒店智能化系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺－綜合布線系統(tǒng)將為整個酒店的語音通信、寬帶數(shù)據(jù)、圖像聯(lián)網(wǎng)、酒店管理系統(tǒng)及網(wǎng)站建設(shè)提供高質(zhì)量的傳輸通道。酒店大樓內(nèi)的各個功能區(qū)通過高性能的結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)連接起來，組成一套具備高傳輸帶寬的、結(jié)構(gòu)化的信息高速公路。

二、系統(tǒng)功能

本設(shè)計提出的綜合布線系統(tǒng)實現(xiàn)了酒店設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)物理層上的相互聯(lián)系，滿足系統(tǒng)間信息共享的要求，為酒店集中管理以及與Internet的連接建立了基礎(chǔ)設(shè)施。具體來說,，本方案設(shè)計的布線系統(tǒng)可以支持以下各類應(yīng)用及設(shè)備。

話音：程控交換機(jī)、電話、傳真、衛(wèi)星通訊、電話會議、語音信箱等。

數(shù)據(jù)：快速以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)、1.2GATM、TCP/IP、INTERNET、INTRANET等。

視頻：閉路電視監(jiān)控、電視會議、可視圖文、自動控制等音、視頻和控制信號。

需要指出的是視頻、射頻、公共廣播、自動控制等系統(tǒng)技術(shù)方面，設(shè)計理論和多個項目的實踐已證實采用的結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)可達(dá)到與傳統(tǒng)布線方式同等的傳輸質(zhì)量和傳輸距離；但在工程造價方面，由于結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)要配備專用的適配器，以至工程造價將會有很大的提高，故本設(shè)計只提供了高性能的傳輸鏈路，在技術(shù)發(fā)展造價降低時，或有此類需要時提供堅實的支持。

三、系統(tǒng)設(shè)計依據(jù)及設(shè)計原則

酒店智能化系統(tǒng)工程－綜合布線工程整個布線系統(tǒng)選用星型結(jié)構(gòu)，從插座至樓層配線架，最后通過數(shù)據(jù)/語音主干線纜統(tǒng)一連接至相應(yīng)的數(shù)據(jù)和語音機(jī)房，以便于集中式管理。系統(tǒng)機(jī)房設(shè)置在酒店一層，系統(tǒng)水平布線滿足小于90米的布線標(biāo)準(zhǔn)要求。數(shù)據(jù)水平部分采用超五類雙絞線傳輸，語音水平部分采用電話線傳輸；數(shù)據(jù)干線子系統(tǒng)采用光纜傳輸，語音干線子系統(tǒng)采用大對數(shù)電纜傳輸。如果把結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)看作是一條信息高速公路的話，那么，越是高級的路況，車速能提高得越快。這種高速率，不是單靠提高汽車的檔次來實現(xiàn)，而是由構(gòu)筑的信息奔馳“路面”通暢快速來完成的。本設(shè)計方案既滿足用戶目前的應(yīng)用環(huán)境,又能支持未來21世紀(jì)高速寬帶應(yīng)用。

為了滿足酒店現(xiàn)在和未來10年至15年發(fā)展的應(yīng)用,以及可能會根據(jù)不同的機(jī)型選擇不同的適配器來構(gòu)架整個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。因此，采用了開放式的布線設(shè)計作為解決方案。結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)采用星型結(jié)構(gòu)，以便實現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)邏輯拓樸結(jié)構(gòu)。

1.設(shè)計原則

（1）先進(jìn)性。布線系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)決定了系統(tǒng)必須采用先進(jìn)的方法和設(shè)備，即要反映當(dāng)今的水平，又應(yīng)具有發(fā)展的潛力。由于布線系統(tǒng)是一項在規(guī)定時間內(nèi)投入運行的工程，因此系統(tǒng)所涉及的技術(shù)必須是成熟和先進(jìn)的。

（2）開放性。布線系統(tǒng)應(yīng)具有開放性。一方面布線系統(tǒng)能適應(yīng)不同功能的要求，同時又能支持不同廠家相應(yīng)的設(shè)備。

（3）實用性。布線系統(tǒng)在現(xiàn)在和將來能適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)資料和語音通信。

（4）靈活性。布線系統(tǒng)應(yīng)能滿足靈活通用的要求。

（5）模塊化。布線系統(tǒng)中，除固定于建筑物中的線纜外，其余所有接插件均是模塊化的標(biāo)準(zhǔn)件。

（6）擴(kuò)充性。布線系統(tǒng)是要能擴(kuò)充的，以便將來要擴(kuò)展時，可以方便地將設(shè)備擴(kuò)充進(jìn)去。

2.設(shè)計依據(jù)

（1）EIA/TIA-568民用建筑線纜標(biāo)準(zhǔn)

（2）EIA/TIA-569民用建筑通信信道和空間標(biāo)準(zhǔn)

（3）EIA/TIA-607民用建筑中通信接地標(biāo)準(zhǔn)

（4）GB/T7427-87通信光纜的一般要求

（5）IEEE802.3總線局域網(wǎng)國際標(biāo)準(zhǔn)

（6）TPDDI銅線分布式資料接口局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

（7）ATM異步傳輸網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

（8）RS232，X.21，RS422RS485等異步和同步標(biāo)準(zhǔn)

四、各子系統(tǒng)設(shè)計方案

1.連接方式

E：設(shè)備C：連接點T：終端設(shè)備

2.設(shè)計等級

綜合布線系統(tǒng)為了滿足高質(zhì)量的高頻寬帶信號,所以在設(shè)計時，參照綜合型設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),綜合型設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)適用于建筑物配置標(biāo)準(zhǔn)較高的場所,采用有線非屏蔽雙絞線的組網(wǎng)方式。

3.結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

根據(jù)需求，結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)分解成以下五個模塊進(jìn)行設(shè)計。

（1）工作區(qū)子系統(tǒng)（2）水平布線子系統(tǒng)

（3）管理子系統(tǒng)（4）主干子系統(tǒng)

（5）設(shè)備子系統(tǒng)

4.工作區(qū)子系統(tǒng)的設(shè)計

工作區(qū)布線子系統(tǒng)由終端設(shè)備連接到信息插座的聯(lián)機(jī)(或軟線)組成,它包括裝配軟線、適配器和連接所需的擴(kuò)展軟線。

J45暗裝式信息插座與其旁邊電源插座應(yīng)保持20cm的距離，信息插座和電源插座的低邊沿距地板水平面30cm。如圖3所示。

圖3暗裝式信息插座與其旁邊電源插座距離示意圖5.水平布線子系統(tǒng)的設(shè)計

這是一個主要由水平非屏蔽雙絞線組成的系統(tǒng)，水平非屏蔽雙絞線由管理區(qū)的配線架出發(fā)，通過金屬線槽、管道、橋架從地面或天花板延伸到指定位置上，然后與插座模塊端接，每一個插口均為RJ45制式。設(shè)計中保證單條水平雙絞線的最長距離不超過90米。水平布線子系統(tǒng)考慮數(shù)據(jù)采用超五類UTP信息模塊、語音采用RJ11信息模塊。語音部分水平布線采用三類四芯電纜設(shè)計。

6.水平線纜路由設(shè)計

走廊的墻角頂上應(yīng)安裝有金屬橋架或PVC電線管，進(jìn)入房間時，從橋架或PVC電線管引出以PVC電線管暗裝方式由墻壁而下到各個信息點。

7.管理子系統(tǒng)的設(shè)計

管理子系統(tǒng)由每層弱電井內(nèi)的壁掛式機(jī)柜、配線架與跳線組成。通過跳線將通訊線路定位或重定位到樓層的不同部位。其中水平線纜端接數(shù)據(jù)和語音均采用24/48口RJ45型模塊式配線架，保留5%的余量用于今后的擴(kuò)展。采用110式卡接式配線架連接語音主干，采用機(jī)架式光纖端接箱連接數(shù)據(jù)主干，配置相應(yīng)的數(shù)據(jù)點的數(shù)據(jù)跳線和110-RJ45語音跳線，并設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)電源插座，以便安裝相關(guān)網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備。

8.設(shè)備間子系統(tǒng)的設(shè)計

設(shè)備間子系統(tǒng)由分配線間和主配線間組成。語音主干采用110式卡接式配線架，數(shù)據(jù)主干采用機(jī)架式光纖端接箱，所有設(shè)備均安裝在19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜內(nèi)，交接區(qū)應(yīng)具有良好的標(biāo)記系統(tǒng)，交接間的配線設(shè)備采用色標(biāo)區(qū)別各類用途的配線區(qū)，并設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)電源插座，以便安裝相關(guān)網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備。

9.主干子系統(tǒng)

干線子系統(tǒng)是綜合布線系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，一端始接于計算中心的總配線間，另一端則終接于各個IDF分配線間。主干線纜到各個IDF完成主干的接續(xù)。將工作站區(qū)子系統(tǒng)、水平布線子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)、設(shè)備間子系統(tǒng)、主干子系統(tǒng)五個子系統(tǒng)集成在一起，就形成了完整的結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)。主干子系統(tǒng)使用大對數(shù)雙絞線電纜、光纜實現(xiàn)設(shè)備室與各管理子系統(tǒng)間的連接。其中語音主干采用三類大對數(shù)非屏蔽UTP雙絞線銅纜，數(shù)據(jù)主干采用室內(nèi)多模光纖。

五、展望

隨著新標(biāo)準(zhǔn)、新技術(shù)和新產(chǎn)品的不斷出現(xiàn)，國內(nèi)對智能建筑集成化的要求會不斷提高，隨著全球計算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)的迅速發(fā)展，人們對信息的需求也是越來越強(qiáng)烈。這就導(dǎo)致具有樓宇管理自動化、通信自動化、辦公自動化等功能的智能建筑在世界范圍蓬勃興起。而綜合布線系統(tǒng)正是智能建筑內(nèi)部各系統(tǒng)之間、內(nèi)部系統(tǒng)與外界進(jìn)行信息交換的硬件基礎(chǔ)。樓宇綜合布線系統(tǒng)是現(xiàn)代化大廈內(nèi)部的“信息高速公路”，是信息高速公路在現(xiàn)代大廈內(nèi)的延伸。相信，我國智能建筑集成化的發(fā)展趨勢將會更快的向國際化接軌。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉化君.綜合布線系統(tǒng)．機(jī)械工業(yè)出版社，2004．

[2]及延輝．網(wǎng)絡(luò)綜合布線基礎(chǔ)教程．機(jī)械工業(yè)出版社，2005．

[3]劉省賢．綜合布線技術(shù)教程與實訓(xùn)．北京大學(xué)出版社，2006.

篇2

專利信息可視化分析系統(tǒng)的設(shè)計是把商業(yè)智能(BI)技術(shù)應(yīng)用于專利信息分析，主要是為了實現(xiàn)以下建設(shè)目標(biāo):①引入專利分析指標(biāo)，用戶可以不用知道專利指標(biāo)的計算方式，只需要了解這些指標(biāo)的用途，就可以利用系統(tǒng)得出分析結(jié)果。②建立多維分析系統(tǒng)，為用戶從多角度分析問題提供可靠的工具，從而為專利申請和專利戰(zhàn)略制定提供準(zhǔn)確、及時的依據(jù)。③為企業(yè)了解競爭對手的核心技術(shù)和研究熱點領(lǐng)域及確定專利申請戰(zhàn)略、專利實施戰(zhàn)略與專利保護(hù)戰(zhàn)略服務(wù)。④為發(fā)現(xiàn)科技創(chuàng)新人才提供支持。⑤為國家從宏觀層面發(fā)現(xiàn)技術(shù)發(fā)展趨勢、提升科研水平、制定投入與產(chǎn)出規(guī)劃等提供決策支持。這些建設(shè)目標(biāo)決定了專利信息可視化分析系統(tǒng)設(shè)計的功能目標(biāo)，主要包括功能體系結(jié)構(gòu)的說明、各模塊之間關(guān)系的描述、系統(tǒng)界面形式的選擇以及各個功能模塊的設(shè)計。

1.2專利信息可視化分析系統(tǒng)的主要功能

專利信息可視化分析系統(tǒng)最主要的功能是對專利數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化分析并繪制相關(guān)圖譜以及對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘與預(yù)測。專利信息可視化分析系統(tǒng)的總體功能結(jié)構(gòu)。專利信息可視化分析系統(tǒng)主要由四大部分組成，即數(shù)據(jù)倉庫、ETL系統(tǒng)、OLAP和數(shù)據(jù)挖掘。數(shù)據(jù)倉庫是專利數(shù)據(jù)的存儲地;ETL系統(tǒng)可以批量地把異構(gòu)的專利數(shù)據(jù)進(jìn)行處理;OLAP系統(tǒng)是多維分析專利數(shù)據(jù)的技術(shù)核心;數(shù)據(jù)挖掘就是從大量的專利數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)隱藏的模式和規(guī)律。

1.3專利信息可視化分析系統(tǒng)的性能需求

與一般信息系統(tǒng)的性能需求相同，專利信息可視化分析系統(tǒng)的性能需求主要包括安全性需求、可靠性需求、用戶界面需求、響應(yīng)時間需求、靈活性需求、故障處理需求、可擴(kuò)展性需求等。

1.4專利信息可視化分析系統(tǒng)的功能需求

專利信息可視化分析系統(tǒng)的功能需求可以定義為兩大類，即多維數(shù)據(jù)數(shù)分析和專利數(shù)據(jù)挖掘。多維數(shù)據(jù)分析即多角度分析數(shù)據(jù)，專利信息可視化分析系統(tǒng)的分析角度包括專利申請時間(從整體和技術(shù)領(lǐng)域分析專利申請的趨勢)、專利公開時間(分析專利的公開趨勢，專利申請與公開的時間差，即專利申請延遲公開的大致時間)、專利機(jī)構(gòu)和人(分析和評估專利機(jī)構(gòu)和人)、專利申請地域(分析專利地域分布趨勢及各地域技術(shù)優(yōu)勢和人才分布情況)、專利權(quán)人(分析專利權(quán)人的技術(shù)狀況、專利申請狀況、專利質(zhì)量和研究熱點等)、專利發(fā)明人(發(fā)現(xiàn)高產(chǎn)專利發(fā)明人和核心技術(shù)人員，與專利分類號結(jié)合可以分析專利發(fā)明人的技術(shù)特點)、專利分類號(從IPC分類和專利技術(shù)領(lǐng)域分析專利信息，結(jié)合區(qū)域、發(fā)明人和專利權(quán)人可以綜合分析專利數(shù)據(jù)，確定各區(qū)域、發(fā)明人、專利權(quán)人的技術(shù)特點和優(yōu)勢)、專利授權(quán)(觀察專利授權(quán)狀況及相關(guān)法律狀態(tài))、專利失效(觀察專利失效狀況)和專利類型(分析專利類型，并結(jié)合其他角度進(jìn)行綜合分析，如專利技術(shù)生命周期)等。用戶可以自由選擇數(shù)據(jù)分析的角度，系統(tǒng)還需提供數(shù)據(jù)篩選功能，如制定特定的專利權(quán)人和時間段作專利分析，即數(shù)據(jù)切片，系統(tǒng)必須提供數(shù)據(jù)切片功能。專利數(shù)據(jù)挖掘功能包括專利發(fā)明人關(guān)聯(lián)分析、專利權(quán)人關(guān)聯(lián)分析、IPC關(guān)聯(lián)分析、專利引證分析、專利聚類分析和專利申請時序分析等。專利發(fā)明人關(guān)聯(lián)分析用來發(fā)現(xiàn)專利發(fā)明人之間的合作發(fā)明狀況，并可以通過這個模型為企業(yè)選擇合適的發(fā)明人和技術(shù)人才;專利權(quán)人關(guān)聯(lián)分析用來發(fā)現(xiàn)專利權(quán)人之間的關(guān)系網(wǎng)絡(luò);IPC關(guān)聯(lián)分析用來發(fā)現(xiàn)專利技術(shù)領(lǐng)域間的關(guān)系;專利引證分析利用專利之間的引用關(guān)系發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)專利、核心專利、技術(shù)演變過程;專利聚類分析用來對專利數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分;專利申請時序分析用來預(yù)測未來的專利發(fā)展趨勢。

2專利信息可視化分析系統(tǒng)的設(shè)計思路

2.1專利數(shù)據(jù)倉庫建立

2.1.1維度建模

數(shù)據(jù)倉庫的模型構(gòu)建與一般事務(wù)型數(shù)據(jù)庫模型構(gòu)建方式不同。美國的K.Ralph在長期的數(shù)據(jù)庫分析與設(shè)計中總結(jié)出了一種“維度建模”法。維度建模是一種將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化的設(shè)計方法，并且提供快速查詢功能。維度將對象分為度量和上下文。度量常常以數(shù)值形式出現(xiàn)，稱為“事實”，事實被大量文本形式的上下文包圍。上下文被直觀地分割成多個獨立的邏輯塊，稱為“維”。維度描述了度量上下文的“5W”(即Who、What、When、Where和Why)信息以及作用方式。

2.1.2專利數(shù)據(jù)的特征

充分了解現(xiàn)有數(shù)據(jù)的真實情況是影響數(shù)據(jù)倉庫模型的重要因素。本系統(tǒng)通過中國專利數(shù)據(jù)庫獲取了2000—2012年湖南省專利申請數(shù)據(jù)共計93754條，這些專利數(shù)據(jù)包括發(fā)明專利和實用新型專利，但不包括外觀專利。

2.2專利數(shù)據(jù)處理

2.2.1專利申請日和公開日處理

專利申請日和公開日處理的過程如下:首先從原始的專利數(shù)據(jù)源的公開日字段和申請日字段提取出日期數(shù)據(jù)，然后將這兩個字段的記錄合并成為一個數(shù)據(jù)集，由于這個數(shù)據(jù)集中有大量的冗余數(shù)據(jù)，為提供性能需去除重復(fù)的數(shù)據(jù)，這里采用聚合的方式去除冗余數(shù)據(jù)。

2.2.2專利分類號處理

1)專利分類號處理的方案。原始數(shù)據(jù)中的專利分類號表述形式為C11B1/00(2006.01)I;C11B1/04(2006.01)I，以“;”為拆分符拆成多條記錄存入數(shù)據(jù)倉庫。這個步驟的處理將IPC數(shù)據(jù)首先存入DimIPC維度表，其次還要將IPC和專利申請?zhí)栮P(guān)聯(lián)起來載入FactIPC事實表進(jìn)行技術(shù)分析。專利分類號處理通常有3種方案，根據(jù)專利數(shù)據(jù)處理時間和結(jié)果，本文采用方案三。2)專利分類號處理的數(shù)據(jù)流。專利分類號的處理由3個數(shù)據(jù)流和1個包含在循環(huán)容器中的數(shù)據(jù)流所組成，這4個數(shù)據(jù)流的具體執(zhí)行方式如圖9所示。數(shù)據(jù)流1把原始數(shù)據(jù)中的專利申請?zhí)栕侄魏头诸愄柸孔x取到臨時的記錄集中，但是在FactIPC中已存在的不再讀取。這時記錄集中記錄是以“［專利申請?zhí)東分類號1;分類2;……］”的形式存儲。

2.2.3專利事實表處理

專利事實數(shù)據(jù)處理可以包括3個方面:①專利申請區(qū)域處理;②專利機(jī)構(gòu)處理;③其他數(shù)據(jù)規(guī)范化處理。如圖10所示。

2.2.4專利授權(quán)和專利失效數(shù)據(jù)處理

專利授權(quán)數(shù)據(jù)處理比較簡單。先把FactPatent事實表中的專利是否授權(quán)字段置為0，0代表專利沒有授權(quán)。在原始數(shù)據(jù)源中讀取的專利數(shù)據(jù)都是已經(jīng)授權(quán)的專利數(shù)據(jù)，這里只要把獲得原始數(shù)據(jù)中的專利申請?zhí)柵cFactPatent事實表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，如果存在則將FactPatent事實表中的專利是否授權(quán)字段置為1，表示該條專利已經(jīng)授權(quán)。專利失效的處理同專利授權(quán)。

2.2.5其他處理

專利發(fā)明人的拆分處理和專利權(quán)人的拆分處理與專利分類號處理類似。另外，還需要對一些在上述步驟中存在但尚未入庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行手工處理。比如在進(jìn)行專利事實數(shù)據(jù)處理的過程中，存在區(qū)域無法匹配的數(shù)據(jù)，要仔細(xì)檢查這些數(shù)據(jù)的錯誤原因，然后修改再入庫。

篇3

2人員闖入室內(nèi)檢測模塊設(shè)計

為了能準(zhǔn)確的檢測到人體入侵，本設(shè)計采用了主動式紅外檢測方式，主動式紅外需要一個紅外發(fā)射管以及一個紅外接受管，正常情況下，兩個管子之間由紅外線連通，但是當(dāng)有人入侵時，紅外線被阻隔。紅外對管跟單片機(jī)相連的電路圖如圖2所示圖中紅外接受管串聯(lián)了一個1K的電阻，而紅外發(fā)射管串聯(lián)了一個500R的電阻。同時在紅外接收管的正極端接到了單片機(jī)P32口，當(dāng)接受管能正常接收到紅外光時，P32為低電平，相反，當(dāng)接收不到紅外光時，P32為高電平。

3人員闖入報警設(shè)計

當(dāng)有人入侵的時候，除了做到遠(yuǎn)程短信報警，也需要有本地報警，起到震懾罪犯的作用，本設(shè)計中本地報警就采用了蜂鳴器。蜂鳴器的驅(qū)動采用單片機(jī)的P2.4口，由于蜂鳴器需要較大的電流來工作，單片機(jī)純IO口無法達(dá)到那么大的電流，因此需要外接三極管來放大電流。三極管采用的是PNP型三極管，當(dāng)P2.4為低電平時，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器的正極為高電平，就會響起來。圖3是其連線圖。

4按鍵電路

本設(shè)計除了主動檢測人體入侵和自動報警外，還需要對各種參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，比如要設(shè)置主人電話號碼，設(shè)置當(dāng)前時間，查詢報警記錄等等，這就需要用到人機(jī)交互功能，這里采用了四個按鍵作為人機(jī)交互設(shè)備，此按鍵屬于微動開關(guān)，每個按鍵上都用了10K的上拉電阻，當(dāng)按鍵沒有被按下時，按鍵所對應(yīng)的IO口固定為高電平，當(dāng)按鍵被按下時，IO口直接跟地短路了，所以IO口為低電平，單片機(jī)就是讀取IO口的高低電平來判斷是否有按鍵被按下。

篇4

2近紅外光模擬實驗

本實驗設(shè)計的透過血液的近紅外光成像系統(tǒng)示于圖6，主要有可見光、850、940nm主波的LED燈珠、鹵素光源（LS3000）、傳光光纖、支架、黑匣子、CMOS攝像頭、視頻采集盒、窄帶濾色片（10nm）、比色皿．比色皿的光程分別為03、05、1mm．窄帶濾色片（透過率T＞80％）的波長分別為800、850、900、925、975、1000、1025、1050、1075nm．實驗用的血液樣本來源于南方醫(yī)科大學(xué)附屬南方醫(yī)院，采用檸檬酸鈉9NC真空抗凝管采集，采集后12h之內(nèi)測量．在不同光源條件下用CMOS攝像頭透過不同厚度的血液（03、05、10mm）觀察比色皿另一側(cè)不同間隔距離（分別為05、10、15、20、25、30、35、40、45mm）的線條成像效果．選擇光程不同裝滿血液的比色皿，其光程大小表示血液的厚度．整個實驗裝置放在黑匣子里面，以減小實驗過程中自然光對實驗結(jié)果的影響．

3實驗結(jié)果與分析

3．1可見光、近紅外光LED光源的實驗結(jié)果與分析

實驗中，選擇可見光LED，850、940nm主波的近紅外LED直接作為照明光源．CMOS攝像頭透過03、05、10mm厚度的血液，觀察比色皿另一側(cè)不同間隔距離的線條成像效果．從表1、表2、表3可以看出紅外LED發(fā)出的近紅外光可以穿透一定厚度的血液并且使CMOS攝像頭成像效果比可見光LED條件下好．驗證了以上設(shè)計的合理性.CMOS光譜響應(yīng)受Si半導(dǎo)體材料限制，同種Si材料的光譜響應(yīng)基本一致，其光譜響應(yīng)區(qū)間從400～1100nm，峰值響應(yīng)在近紅外附近；在近紅外區(qū)域，隨著波長增大，CMOS傳感器的響應(yīng)度與量子效率都發(fā)生改變，進(jìn)而影響到CMOS的成像效果［14］；因此如何確定在血液環(huán)境下使CMOS攝像頭成像效果最佳的波長成為關(guān)鍵．

3．2不同波長近紅外光的實驗效果與分析

在血液環(huán)境下，為了進(jìn)一步確定可以使CMOS攝像頭成像效果最佳的波長，進(jìn)行了不同波長的近紅外光成像實驗．由于近紅外LED燈珠各個波段波長不好控制，用紅外光源、濾色片以及傳光束代替近紅外LED進(jìn)行原理性驗證．下面以近紅外穿透03mm厚度血液為例，進(jìn)行原理性的實驗驗證，不會對理論實驗結(jié)果造成偏差．實驗中，選擇鎢鹵燈光源（波長360～2000nm），10nm窄帶濾色片（波長分別為800、850、900、925、975、1000、1025、1050、1075nm）組成的單一波長的近紅外光，作為照明光源，用傳光束進(jìn)行照明．進(jìn)而觀察裝滿血液的光程為03mm的比色皿另一側(cè)不同間隔距離的線條成像效果．從表4可以看出照明光源采用波長為900nm附近的近紅外光，可以使CMOS攝像頭在有血液的情況下成像效果最佳．進(jìn)一步確定了在血液環(huán)境下使CMOS攝像頭成像效果最佳的近紅外波長．

篇5

2硬件設(shè)計

圍欄報警系統(tǒng)是由各個模塊共同構(gòu)成的，本節(jié)將具體介紹模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

2.1加速度傳感器ADXL344

ADXL344是一款完整的3軸、數(shù)字輸出加速度測量系統(tǒng)，可選擇的測量范圍有±2g、±8g、±16g。本設(shè)計主要利用ADXL344中的寄存器THRESH_ACT，該寄存器保存活動檢測的閾值，當(dāng)活動事件的幅度值（X、Y、Z軸）大于閾值就會觸發(fā)活動事件Activity的置位（Activity中斷已使能）。以及寄存器THRESH_INACT、TIME_INACT，用于設(shè)置靜止時的閾值。設(shè)置寄存器INT_MAP的值分配相應(yīng)的中斷到INT1或INT2引腳，由單片機(jī)中斷引腳INT0/INT1控制ADXL344產(chǎn)生的中斷，從而判斷是否發(fā)生報警。

2.2ADXL344通信接口電路

加速度傳感器ADXL344既能實現(xiàn)I2C通信也能實現(xiàn)SPI通信，本文單片機(jī)C8051F020與ADXL344之間通過串口SPI進(jìn)行通信，實現(xiàn)了單片機(jī)控制及讀寫加速度傳感器。且將加速度傳感器的中斷引腳INT1/INT2分別與單片機(jī)INT0/INT1引腳相連接。

3程序設(shè)計

本程序設(shè)計主要是實現(xiàn)這兩方面的通信，第一、C8051F020與ADXL344之間的SPI通信；第二、模塊與模塊之間的通信即串口UART0與串口UART1之間數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)發(fā)。主要包括四大模塊：主程序模塊、ADXL344配置模塊、SPI通信模塊、中斷模塊。主程序模塊包括了初始化和狀態(tài)查詢并發(fā)送兩部分。ADXL344配置模塊主要是對加速度傳感器芯片配置。SPI通信模塊包括SPI寫模塊和讀模塊。中斷模塊包括串口UART0中斷、UART1中斷、SPI中斷、INT0中斷。程序開始初始化直到主函數(shù)While(1)循環(huán)中進(jìn)行狀態(tài)查詢，若加速度傳感器ADXL344振動值大于活動閾值視為有效觸動觸發(fā)活動中斷即單片機(jī)外部INT0中斷觸發(fā)（本設(shè)計將ADXL344所有的中斷分配到單片機(jī)INT0引腳上），將報警數(shù)據(jù)處理后通過串口UART0或UART1回傳。若判斷UART0接收中斷觸發(fā)，將通過該串口完成對所有模塊中ADXL344的數(shù)據(jù)配置，該模塊配置完成后通過UART1下發(fā)配置命令到下一級模塊（下一級模塊通過UART0接收），并且UART0回傳該模塊的配置狀態(tài)和通信狀態(tài)，報警數(shù)據(jù)將通過該串口回傳給前一級模塊（前一級模塊通過UART1接收）。若判斷UART1接收中斷觸發(fā)，也將對所有模塊中的ADXL344進(jìn)行數(shù)據(jù)配置，該模塊配置完成后通過UART0下發(fā)配置命令到下一級模塊（下一級模塊通過UART1接收），并且UART1回傳該模塊的配置狀態(tài)和通信狀態(tài)，報警數(shù)據(jù)將通過該串口回傳給前一級模塊（前一級模塊通過UART0接收）。其實UART0與UART1接受中斷數(shù)據(jù)處理下發(fā)和回傳是互逆的過程。

4實驗數(shù)據(jù)

通過串口助手給每個模塊下發(fā)的配置命令及回傳數(shù)據(jù)。模塊中串口0和1的傳輸速率為57600bps。模塊部分配置命令如，有效觸動命令為：下發(fā)命令(3字節(jié))：0xEE+0x00+0x00；上傳命令(4字節(jié))：0xEF+0x00+0x00+0x00。下發(fā)命令中0xEE為有效觸動命令下發(fā)格式，后兩字節(jié)為模塊編號，例如下發(fā)0xEE0000，則將對所有模塊有效觸動進(jìn)行監(jiān)測，若下發(fā)0xEE0001，只對編號為1的模塊的有效觸動進(jìn)行監(jiān)測。上傳命令中0xEF為有效觸動命令回傳格式，第二、三字節(jié)為模塊編號，最后一個字節(jié)為有效觸動次數(shù)，若模塊沒有被振動則回傳觸動次數(shù)為0，如EF000100；若將編號為1的模塊振動一次，回傳觸動次數(shù)為1，如EF000101。最后，通過編寫上位機(jī)應(yīng)用界面，將報警位置在該界面中進(jìn)行實時的顯示。

篇6

電傳飛機(jī)控制系統(tǒng)的核心應(yīng)用技術(shù)是飛控計算機(jī)，通過飛控計算機(jī)的數(shù)據(jù)分析和程序預(yù)設(shè)，最終實現(xiàn)飛機(jī)的自動化控制盒管理。結(jié)合本型號飛機(jī)的實際情況，工作人員在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計時進(jìn)行了多種方案的甄選，最終確定將飛控計算機(jī)與伺服控制回路綜合在一起，采用3×2余度配置，本系統(tǒng)需要三臺計算機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)的連接，因為進(jìn)行了大膽的技術(shù)嘗試，同時又結(jié)合了國內(nèi)外最先進(jìn)的飛機(jī)控制技術(shù)，所以這套設(shè)計方案是比較科學(xué)相對合理的，具有可操作性。每臺計算機(jī)有兩個通道：工作通道：根據(jù)輸入信號計算機(jī)控制面偏轉(zhuǎn)指令，并且驅(qū)動相應(yīng)的控制面；包括CPU模塊、輸入輸出控制模塊、總線模塊、伺服回路模塊與電源模塊等。監(jiān)控通道：用于檢測計算機(jī)指令的正確性；包括CPU模塊、輸入輸出控制模塊、總線模塊與電源模塊等。

1.2作動器

升降舵、副翼和方向舵均采用電液伺服作動器，電液伺服作動器具有故障監(jiān)控功能和旁通功能，在故障失效后自動轉(zhuǎn)入旁通功能，不影響其它作動器工作。單個舵面所有電液伺服作動器均失效后，轉(zhuǎn)入旁通功能，保持一定的阻尼，該舵面處于阻尼浮動狀態(tài)。2.2.1升降舵作動器每個升降舵面采用2臺臺電液伺服作動器并聯(lián)安裝，同步工作，具有力均衡功能。每臺電液伺服作動器具有單獨控制單個升降舵面的能力，左右兩個升降舵面共采用4個電液伺服作動器，需3套液壓系統(tǒng)提供動力，升降舵作動器接受飛控計算機(jī)指令，控制升降舵偏轉(zhuǎn)。2.2.2副翼作動器每個副翼采用2臺電液伺服作動器并聯(lián)安裝，同步工作，具有力均衡功能。每臺電液伺服作動器具有單獨控制單個副翼的能力，左右兩個副翼共采用4個電液伺服作動器，需3套液壓系統(tǒng)提供動力，副翼作動器接受飛控計算機(jī)指令，控制副翼偏轉(zhuǎn)。2.2.3方向舵作動器在方向舵上并聯(lián)安裝3臺電傳控制的電液伺服作動器，同步工作，具有力均衡功能。方向舵作動器接受飛控計算機(jī)指令，控制方向舵偏轉(zhuǎn)，實現(xiàn)對飛機(jī)航向控制，需3套液壓系統(tǒng)提供動力。

1.3傳感分系統(tǒng)

傳感器分系統(tǒng)負(fù)責(zé)所有的數(shù)據(jù)傳輸和接收，是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。一方面需要及時接收信息，另一方面還要對接收到的信息進(jìn)行篩選和分類，最終利用具有關(guān)聯(lián)性的安全信息，具體包括駕駛員指令傳感器、飛行運動傳感器和大氣數(shù)據(jù)傳感器三個部分。駕駛員指令傳感器顧名思義，就是將操作人員的操作數(shù)據(jù)和操作動作，以數(shù)據(jù)的形式傳輸給計算機(jī)裝置；飛機(jī)運動傳感器將飛機(jī)在運動過程中的所有動態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行敏感處理和數(shù)據(jù)傳送；所有的數(shù)據(jù)最終通過大氣數(shù)據(jù)傳感器統(tǒng)一進(jìn)行匯總和分析。需要進(jìn)行強(qiáng)調(diào)的是，為了保證飛機(jī)運行的安全和信號的穩(wěn)定，以上三種數(shù)據(jù)傳輸工作不能應(yīng)用飛機(jī)上的航電總線，需要安裝獨立的信號傳輸線。確保所有數(shù)據(jù)的可靠性。

1.4控制顯示分系統(tǒng)

控制顯示系統(tǒng)是操作人員進(jìn)行飛機(jī)控制的主要參考數(shù)據(jù)來源，操作人員需要根據(jù)顯示的數(shù)據(jù)采用相應(yīng)的操作程序。顯示的信息量大，信息復(fù)雜，主要包括幾下幾種重要的數(shù)據(jù)：（1）人工進(jìn)行系統(tǒng)控制的程序指示數(shù)據(jù)，主要包括提醒操作人員進(jìn)行系統(tǒng)切換的信息和操作人員進(jìn)行不同模式轉(zhuǎn)換的信息等；（2）系統(tǒng)運行的安全性顯示。包括系統(tǒng)常規(guī)運行下的各項數(shù)據(jù)，以及系統(tǒng)運行出現(xiàn)故障時發(fā)出的警示信息以及相應(yīng)應(yīng)急自動處理信息；（3）系統(tǒng)定期檢測和維護(hù)的信息。電傳控制系統(tǒng)需要定期進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，顯示系統(tǒng)會根據(jù)設(shè)定好的程序提醒操作人員進(jìn)行相應(yīng)的操作和管理。

2控制律設(shè)計概略

電傳飛行控制系統(tǒng)實現(xiàn)了駕駛員操縱指令（桿位移或桿力）與飛機(jī)運動參量響應(yīng)相對應(yīng)的控制，從而使飛行控制“目標(biāo)”由原機(jī)械操縱系統(tǒng)的舵面偏角操縱，變成了對飛機(jī)響應(yīng)的控制。作為某型飛機(jī)電傳飛行系統(tǒng)控制模態(tài)包括基本模態(tài)和自動飛行控制模態(tài)?；灸B(tài)包括主控制模態(tài)、獨立備份模態(tài)及主動控制功能；其中主控制模態(tài)與獨立備份模態(tài)是系統(tǒng)必須具備的兩個基本控制模態(tài)。主控制模態(tài)包括控制增穩(wěn)、中性速度穩(wěn)定性、飛行參數(shù)（法向過載，迎角限制和滾轉(zhuǎn)速率等）邊界限制與慣性耦合抑制等功能；其中控制增穩(wěn)功能是電傳飛行控制系統(tǒng)最基本的工作模態(tài)，在整個飛行包括內(nèi)全時、全權(quán)應(yīng)用。獨立備份模態(tài)是電傳飛行控制系統(tǒng)的備份模態(tài)，是獨立于所有的其他控制律模態(tài)的應(yīng)急工作模態(tài)。

篇7

裝置采用高度角和方位角的全追蹤方式，又稱為地平坐標(biāo)系雙軸追蹤。工作平面的方位軸垂直于地平面，另一根軸與方位軸垂直，稱為俯仰軸。陽光追蹤系統(tǒng)通過實時計算，求出裝置所在地的太陽位置。工作時工作平面根據(jù)太陽的視日運動計算結(jié)果繞方位軸轉(zhuǎn)動改變方位角α，繞俯仰軸作俯仰運動改變工作臺的傾斜角β，從而使工作平面始終與太陽光線垂直。工作平面方位角α與太陽方位角A相等，傾斜角β與太陽高度角h互余，如圖1所示，因此只要計算出太陽的方位角A和高度角h即可確定當(dāng)前工作臺應(yīng)該保持的姿態(tài)。這種追蹤系統(tǒng)的特點是追蹤精度高，而且工作臺承載器件的重量保持在垂直軸所在的平面內(nèi)，因此結(jié)構(gòu)簡單，易于加工制造。

1.2陽光追蹤控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)機(jī)械本體具有兩個自由度并具備自鎖能力，可以調(diào)節(jié)安裝在工作臺上物體的位姿，以對準(zhǔn)太陽高度角和方向角。單片機(jī)根據(jù)時間及當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度計算出此時當(dāng)?shù)氐奶栁恢?，并產(chǎn)生脈沖信號給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，控制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)動作，并通過電子羅盤HMC5883L和加速度計MPU6050進(jìn)行檢測反饋。操作者可通過人機(jī)交互模塊查看或改變系統(tǒng)的運行參數(shù)，如角度、時間、電機(jī)轉(zhuǎn)速等信息。

1.3系統(tǒng)工作流程

控制系統(tǒng)上電后，系統(tǒng)根據(jù)時間，判斷太陽是否落山，是則進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；如沒有，則自動進(jìn)入對正模式，系統(tǒng)將根據(jù)時間及當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度計算出的此時太陽高度角及方位角，并實時與MPU6050檢測到的工作臺傾角及HMC5883L檢測到的方位角比較求出角度差，轉(zhuǎn)換成控制脈沖輸出步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，使機(jī)構(gòu)對正太陽方位，對正后等待一個設(shè)定時間，進(jìn)行下一次對正。

2太陽角度計算及參數(shù)修正

2.1太陽主要角度計算

根據(jù)天文學(xué)及航海學(xué)中常采用的天球坐標(biāo)系可以方便地對天體的運動進(jìn)行觀測及追蹤。通常的方法是在太陽與地球間建立天球赤道坐標(biāo)系主要包括天軸PNPS、天赤道、以及天體時圈。在觀測者與太陽間建立天球地平坐標(biāo)系包括測者天頂Z、天底Z￠、測者真地平圈、垂直圈、測者午圈，其中太陽在天體時圈和垂直圈的交點上，如圖2所示。根據(jù)天球坐標(biāo)系的相關(guān)定義，有太陽赤緯角δ，當(dāng)?shù)氐木暥圈?，太陽時角t，太陽高度角h，太陽方位角A，從1月1日開始的天數(shù)被稱為積日N。在天球上以仰極、天頂和天體為頂點，通過這些點的大圓弧為邊所形成的三角形稱為天文三角形，或稱為位置三角形。由于要求解的角度與星體距離無關(guān)，所以假設(shè)以地球為中心，太陽到地球的距離不變，從而可以用角度來表示弧長。

2.2HMC5883L數(shù)據(jù)校準(zhǔn)

電子羅盤主要是通過感知地球磁場的存在來計算磁北極的方向，然而由于地球磁場在一般情況下只有微弱的0.5高斯，外界的各種磁場干擾都很容易對檢測結(jié)果造成影響。理想狀態(tài)下，電子羅盤水平轉(zhuǎn)動一周，兩個水平方向磁場矢量的輸出為圓形。當(dāng)存在外界磁場干擾的情況時，測量得到的磁場強(qiáng)度矢量將為該點地球磁場與干擾磁場的矢量和，使羅盤輸出曲線的圓心發(fā)生偏移。羅差使羅盤輸出轉(zhuǎn)變成橢圓，因此將羅差校準(zhǔn)的問題轉(zhuǎn)變?yōu)闄E圓擬合問題。

篇8

2自動糾偏裝置

①為放置隔膜卷氣漲軸，②為恒張力保證機(jī)構(gòu)，③④為導(dǎo)向過渡軸，⑤為糾偏執(zhí)型步進(jìn)電機(jī)，⑥傳感器位置調(diào)節(jié)微分頭，⑦為光學(xué)檢測傳感器，⑧為除靜電棒。圖中隔膜卷在氣漲軸①夾緊固定后，通過過渡輥和恒張力保證機(jī)構(gòu)②后由隔膜輸送機(jī)構(gòu)傳送隔膜，隔膜首先由放卷電機(jī)從隔膜卷釋放出一定長度以保證后端輸送隔膜的順暢進(jìn)行，張力輥自動調(diào)節(jié)高度以保證整個輸送過程中隔膜的張力恒定不變。膜的外側(cè)端面布置有光學(xué)傳感器⑦檢測隔膜的位置，在隔膜邊緣處于標(biāo)準(zhǔn)位置時，記錄下此時的傳感器光通量對應(yīng)輸出電壓值U0作為判定門限，當(dāng)隔膜發(fā)生跑偏時，傳感器的光通量就會發(fā)生變化，根據(jù)當(dāng)前光通量對應(yīng)的電壓輸出值Ui與門限值U0的比較，去實時驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)予以糾正。

3隔膜偏移的檢測

用于檢測隔膜的位置及偏移量。隔膜輸送過程中偏移量的快速、準(zhǔn)確檢測是保證糾偏系統(tǒng)正常工作的前提。為保證糾偏系統(tǒng)的及時性和高效性，根據(jù)隔膜的特性，我們選擇了模擬量輸出的U型光學(xué)傳感器，并將其安裝固定在安裝基座上。光信號從傳感器的上側(cè)窗口發(fā)射，經(jīng)下側(cè)接收窗口返回，根據(jù)返回的光信號寬度判斷被檢測物的大小及位置。當(dāng)U型傳感器槽內(nèi)無任何阻擋物時，上側(cè)窗口發(fā)出的光信號幾乎完全被下側(cè)接收窗口接收，我們可以近似地認(rèn)為這時的光線接收強(qiáng)度為100%，對應(yīng)的輸出電壓為+10V；相反，當(dāng)U型槽下側(cè)接收窗口被完全阻擋無光信號時，我們認(rèn)為這時的光線接收強(qiáng)度為0，對應(yīng)的輸出電壓為0V。隔膜在傳感器U型槽中位置不同，光線的透過量亦不同，對應(yīng)的輸出電壓Ui亦不同。為使設(shè)備調(diào)試維護(hù)方便并保證不同設(shè)備的一致性，在光學(xué)傳感器的安裝基座上裝配了調(diào)節(jié)微分頭，用以對傳感器位置的微調(diào)。當(dāng)隔膜標(biāo)準(zhǔn)位置確定好以后，通過微調(diào)傳感器的位置以設(shè)置判斷基準(zhǔn)U0（如將50%光通量對應(yīng)電壓U0作為比較門限值），在隔膜傳送過程中，當(dāng)傳感器實時電壓輸出值Ui＞U0時，說明隔膜偏向內(nèi)側(cè)；當(dāng)Ui＜U0時，說明隔膜偏向外側(cè)；當(dāng)Ui≈U0時，這時隔膜處于正常位置。

4糾偏控制系統(tǒng)設(shè)計

當(dāng)傳感器實時電壓輸出值Ui＞U0時，說明隔膜偏向內(nèi)側(cè)，這時需要驅(qū)動糾偏執(zhí)行機(jī)構(gòu)向外側(cè)移動隔膜補(bǔ)償位置；當(dāng)Ui＜U0時，說明隔膜偏向外側(cè)，同理糾偏執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要向內(nèi)側(cè)移動隔膜補(bǔ)償位置；當(dāng)Ui=U0時，隔膜處于正常位置，這時不需要位置補(bǔ)償，糾偏執(zhí)行機(jī)構(gòu)停止動作。本項目選用五相步進(jìn)電機(jī)作為糾偏執(zhí)行電機(jī)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)螺桿導(dǎo)程為6mm，理論糾偏精度可達(dá)0.01mm，響應(yīng)時間小于0.1s，滿足設(shè)計要求。

篇9

1．1加速度采集接口設(shè)計

加速度傳感器選用具有堅固耐用、受外界干擾小等特點的壓電式加速度傳感器，壓電式加速度傳感器采集對擊錘的加速度，將加速度信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電荷信號，電荷信號經(jīng)過電荷放大器的處理，最終輸出與之相對應(yīng)電壓信號;最后，通過高速串行ADS8325實時高速采集電荷放大器輸出的電壓信號，獲得打擊過程中加速度變化的時域曲線，從而計算出最大打擊力和打擊能量，通過無線方式將數(shù)據(jù)傳輸給主機(jī)。STM32有兩個標(biāo)準(zhǔn)SPI，該接口被配置成主模式時可以為外部的其他從設(shè)備提供通信時鐘。STM32與ADS8325之間通過標(biāo)準(zhǔn)SPI接口連接，STM32使用SPI的單主模式，采集加速度信號只需要ADS8325到STM32串行數(shù)據(jù)傳輸，SCK為ADS8325提供通信時鐘，將ADS8325片選管腳CS拉低則為從模式。

1．2位移采集接口設(shè)計

選用歐姆龍編碼器進(jìn)行位移數(shù)據(jù)的采集，將E6B2-CWZ6C編碼器與機(jī)械滑輪相連形成一個位移傳感器，機(jī)械滑輪的半徑為17．49mm，錘頭將移動2×3．14R的距離，即109．9mm，即錘頭移動109．9mm時編碼器剛好轉(zhuǎn)一圈，脈沖計數(shù)為2000個。為了增加安全性，減小電壓的干擾，減少電路設(shè)計，增量式編碼器和STM32接口采用光耦器件TPL521—4進(jìn)行隔離。

1．3無線通信模塊接口設(shè)計

STM32與SI4432通過SPI接口相接，實現(xiàn)SI4432的基本工作狀態(tài)。SI4432通過nIRQ向STM32發(fā)送中斷。串行數(shù)據(jù)通過MOSI從STM32傳輸?shù)絊I4432;MISO正好相反;通過SCK向SI4432提供時鐘，同步兩者的串行數(shù)據(jù)傳輸。nSEL引腳電平為低時，SI4432片選為從模式，STM32才能有效操作SI4432。SI4432的工作模式位SDN為高時，SI4432處于關(guān)閉模式，為低時，則處于工作模式，因此，在芯片工作期間，工作模式位必須為低。

2系統(tǒng)軟件實現(xiàn)

系統(tǒng)軟件在KeiluVision4平臺上采用模塊化思想設(shè)計開發(fā)，將所需模塊的主要功能全部編譯成相對獨立的函數(shù)以供主程序需要時調(diào)用。模塊需要完成的功能是首先對STM32，SI4432及SPI進(jìn)行初始化配置，其次，從機(jī)模塊采集加速度數(shù)據(jù)并傳輸，最后，主機(jī)模塊接收數(shù)據(jù)并處理。軟件采用同步傳輸?shù)哪Ｊ剑阶謧鬏斖曛蟛艜_始傳輸數(shù)據(jù)。

2．1從機(jī)模塊軟件實現(xiàn)

從機(jī)模塊主要實現(xiàn)加速度數(shù)據(jù)的采集與發(fā)送。數(shù)據(jù)采集與發(fā)送過程如下:首先，完成初始化后開始采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集未完成，則等待至數(shù)據(jù)采集完成，然后清空SI4432的發(fā)送FIFO，寫入將要發(fā)送的加速度數(shù)據(jù);其次，打開發(fā)送完成中斷并關(guān)閉其他中斷，該中斷使能正常后開始發(fā)送數(shù)據(jù);再次，數(shù)據(jù)發(fā)送完成后nIRQ引腳轉(zhuǎn)為低電平狀態(tài)，讀取中斷引腳狀態(tài)后并將nIRQ引腳轉(zhuǎn)為高電平狀態(tài)，準(zhǔn)備下次檢測。如果數(shù)據(jù)發(fā)送成功，則主機(jī)模塊上綠色指示燈會變亮;最后，關(guān)閉發(fā)送功能，準(zhǔn)備下一次數(shù)據(jù)發(fā)送。

2．2主機(jī)模塊軟件實現(xiàn)

主機(jī)模塊軟件實現(xiàn)加速度數(shù)據(jù)接收與處理。首先，完成初始化并清空SI4432的接收FIFO;其次，打開接收完成中斷并關(guān)閉其他中斷，該中斷使能正常后開始接收數(shù)據(jù);再次，數(shù)據(jù)接收完成后nIRQ引腳轉(zhuǎn)為低電平狀態(tài)，讀取中斷引腳狀態(tài)后并將nIRQ引腳轉(zhuǎn)為高電平狀態(tài)，準(zhǔn)備下次檢測，然后，關(guān)閉接收功能，準(zhǔn)備下次數(shù)據(jù)接收;最后，對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理得到打擊能量和打擊力，并將數(shù)據(jù)通過RS485通信傳輸給工控機(jī)和LED大屏。

篇10

1.1控制子系統(tǒng)

控制子系統(tǒng)由直流28V供電，主要實現(xiàn)負(fù)載加載控制、負(fù)載參數(shù)及負(fù)載系統(tǒng)參數(shù)采集、冷卻系統(tǒng)控制、應(yīng)急情況控制以及自檢功能?？刂谱酉到y(tǒng)主要由相關(guān)的接觸器、繼電器、濾波器以及控制計算機(jī)等組成，這些控制器件統(tǒng)一安裝在飛機(jī)客艙的控制柜內(nèi)，控制計算機(jī)作為中心控制單元，負(fù)責(zé)采集壓力、溫度、電流、電壓、流量等各個傳感器的實時數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，判斷整個系統(tǒng)的實時狀態(tài)，接收用戶命令，實現(xiàn)開關(guān)量、模擬量控制等功能?？刂谱酉到y(tǒng)具有自動、手動加載控制的功能；具有自檢、告警以及應(yīng)急斷電功能；能夠保證罐中負(fù)載消耗平衡，在負(fù)載不平衡時，能夠自動切斷負(fù)載單元；具有可視化操作界面，實時顯示飛機(jī)消耗功率；能夠及時采集壓力、溫度、電流、電壓、液位等，并能及時作出響應(yīng)，改變系統(tǒng)工作狀態(tài)；當(dāng)采集到各個蒸發(fā)罐的液位傳感器低于設(shè)定值時，控制系統(tǒng)發(fā)出指令，補(bǔ)水泵從補(bǔ)水罐箱對其進(jìn)行補(bǔ)水，使其達(dá)到設(shè)定值；當(dāng)檢測到補(bǔ)水罐的液位低于設(shè)定值時，控制系統(tǒng)發(fā)出指令，給出報警信號；當(dāng)蒸發(fā)罐和補(bǔ)水罐的液位均低于設(shè)定值時，系統(tǒng)自動斷電；在緊急情況下，該系統(tǒng)能自動放掉熱水。

1.2蒸發(fā)耗能系統(tǒng)

蒸發(fā)耗能系統(tǒng)由補(bǔ)水排水子系統(tǒng)和負(fù)載子系統(tǒng)組成。能夠?qū)崿F(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，自動排放高溫水蒸氣。補(bǔ)水排水子系統(tǒng)主要由補(bǔ)水分系統(tǒng)、應(yīng)急排水分系統(tǒng)以及注水、排水分系統(tǒng)等組成。補(bǔ)水分系統(tǒng)由補(bǔ)水罐、補(bǔ)水泵以及液位傳感器等組成。當(dāng)液位傳感器采集到各個蒸發(fā)罐的液位低于設(shè)定值時，則自動啟動補(bǔ)水泵，由補(bǔ)水罐向蒸發(fā)罐組輸水，使其達(dá)到設(shè)定的液位值。應(yīng)急排水分系統(tǒng)由應(yīng)急排水泵、單向閥以及單向插板閥等組成，用于在飛機(jī)應(yīng)急著陸前，排放掉蒸發(fā)罐內(nèi)的熱水。負(fù)載子系統(tǒng)實現(xiàn)電負(fù)載的分配和消耗。負(fù)載子系統(tǒng)主要由安裝在蒸發(fā)罐里面的60個負(fù)載元件組成。每個負(fù)載元件的功率1KVA，絕緣層熱穩(wěn)定性不小于300°，絕緣電阻不小于20MΩ，每相電負(fù)載最小負(fù)載1KVA、共20KVA，均分在三個電加熱器罐里，為保證負(fù)載消耗平衡，每次加載最小功率3KVA，總共可以實現(xiàn)60KVA的負(fù)載消耗。在出現(xiàn)負(fù)載不平衡時，系統(tǒng)具有自動切除功能。

2電負(fù)載系統(tǒng)設(shè)計

2.1硬件設(shè)計

電負(fù)載系統(tǒng)硬件組成主要由工控機(jī)、西門子PLC、傳感器（電壓、電流、液位等）、交流接觸器、斷路器、采集板卡等組成。

2.2軟件設(shè)計

系統(tǒng)軟件由兩部分構(gòu)成，分別是一體化工作站（上位機(jī)）程序和可編程控制器（下位機(jī)）程序。上位機(jī)主要用于監(jiān)控整個系統(tǒng)詳細(xì)的工作過程，跟據(jù)預(yù)先設(shè)定好的規(guī)律，執(zhí)行相對應(yīng)的加載規(guī)律，上位機(jī)具有友好的工作界面，操作界面，并且能夠?qū)崟r監(jiān)測到加載的負(fù)載以及整個系統(tǒng)的運行狀況。下位機(jī)程序主要采用的是梯形圖進(jìn)行編程，主要采集補(bǔ)水罐和蒸發(fā)罐的液位信號，接收上位機(jī)指令，實現(xiàn)負(fù)載自動加載、補(bǔ)水泵控制和報警斷電等功能。整個系統(tǒng)有條不紊的進(jìn)行。

3電負(fù)載系統(tǒng)實驗

在完成了軟件調(diào)試、控制機(jī)柜的接線以及外部線路接線工作以后，對電負(fù)載系統(tǒng)進(jìn)行了地面聯(lián)試實驗，進(jìn)行了地面長時間加載實驗，首先進(jìn)行了系統(tǒng)自檢工作，自檢完成后，模擬飛機(jī)剩余功率進(jìn)行自動加載以及卸載規(guī)律設(shè)定，進(jìn)行了長達(dá)4小時的實驗，實驗過程順利，實驗結(jié)果表明：系統(tǒng)能夠按照預(yù)先設(shè)定的模擬飛機(jī)的加載、卸載規(guī)律進(jìn)行工作，并且在水蒸氣狀態(tài)下，蒸發(fā)耗能系統(tǒng)能夠?qū)⒏邷厮魵馀懦觯荒M了飛機(jī)上故障情況，該系統(tǒng)能夠緊急卸載以及緊急排水。經(jīng)過一系列的地面聯(lián)試實驗和分析，電負(fù)載系統(tǒng)功能完善，長時間工作運行穩(wěn)定可靠，達(dá)到了設(shè)計要求。