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  • Mentor欲成立机构研究基于图形的测试规范标准化

    MentorGraphics日前宣布,为对基于图形的测试规范标准的标准化问题进行研究,公司已提议成立新的Accellera标准委员会。为深化此项工作,MentorGraphics公司将把其现有的基于图形的测试规范格式作为技术捐赠奉献出来,以启动标准化工作。“MentorGraphics公司基于图形的规范化技术,以其快速彻底的覆盖设备状态空间能力,为验证领域带来了惹人注目的新价值,”SyoSil咨询公司的所有人兼总经理PeterJensen说。“这样,我们便可以在模块级采用UVM(通用验证方法学)进行传统的覆盖率驱动验证和在系统级采用嵌入式C测试程序进行智能软件驱动验证时,采用统一的基于图形的描述。”“采纳最先进的功能验证方法学在电子设计和验证效率的最大化方面是至关重要的。通过采用基于图形的测试技术,我们看到客户的生产率实现了10倍增加,”MentorGraphics副总裁兼设计验证技术部总经理JohnLenyo说。“根据客户反馈,我们正在推进有关标准事宜的提议和推动工作,这不仅可为很多客户带来显著收益,而且还打开了技术创新的大门。”基于图形的测试规范的诸多益处基于图形的测试规范可一举三得。首先,它可使编写和调试测试用例的时间压缩50%或以上。对于现有的基于约束的SystemVerilogUVM测试来说,验证工程师可利用基于图形的规范格式来描述完全相同的测试空间,不但代码行数不到原来的一半,而且还无需对测试意图进行任何修改。这也意味着测试代码本身的错误的数量有效减少,验证工程师可将注意力从调试测试代码转移到调试设计上来。其次,基于图形的测试规范格式支持多种设计语言和多种验证环境,可复用到设计意图和验证引擎中。无论对于用于模块级仿真的SystemVerilogUVM测试环境,还是对于用于系统级仿真的嵌入式C测试程序来说,均可采用相同的基于图形的测试规范。此外,它还可用于为微处理器指令集的验证生成指令,甚至还可用在FPGA原型设计和芯片验证等目标硬件上。第三,借助基于图形的测试规范的抽象性,在工具实施阶段,可根据验证需求采用不同的方法来应用该测试规范。比如,在验证项目的早期阶段,可根据基于图形的测试规范对某工具下达相关指令,以系统化的方式来执行该测试规范,从而快速提升功能覆盖率。在后期,可对该工具下达相关指令,以完全随机的方式来执行该测试规范,从而为回归测试的仿真集群(simulationfarm)产生浸泡测试激励。MentorGraphics公司对基于图形的测试规范标准工作所做贡献对于验证来说,基于图形的规范格式并非新鲜事物。它以标准的巴科斯—诺尔范式(BNF)为基础,在IBM的倡导下,已在多家公司的自动化编译器测试中得到应用。其天然基本架构与典型的设计规范结构高度相似,需求映射简单明了。MentorGraphics公司捐赠了经过扩展的基于图形的规范格式,使得所有的标准环境,以及包括Verilog、VHDL、SystemVerilog、e、SystemC、C/C++、汇编码等在内的各种语言均支持VLSI设计验证。

    时间:2014-03-18 关键词: 标准化 图形 基于 成立

  • 三星推出基于Marvell解决方案的GalaxyTab3Lite平板电脑

    三星推出基于Marvell解决方案的GalaxyTab3Lite平板电脑

    21ic通信网讯:全球整合式芯片解决方案的领导厂商美满电子科技(Marvell,Nasdaq:MRVL)今日宣布,Marvell ARMADA MobilePXA986将助力领先电子产品制造商三星的第二代7英寸平板电脑GalaxyTab3Lite。以倍受欢迎的三星GalaxyTab3所取得的成功为基础,MarvellMobilePXA986平台提供高性能计算及业界领先的图形功能,还提供同类最佳的可靠连接,且价格极具竞争力,同时该平台支持先进的多媒体功能。三星GalaxyTab3Lite预计最晚于2014年3月进入美国、欧洲和亚洲零售商店。Marvell公司总裁、联合创始人戴伟立(WeiliDai)女士表示:“面向全球的三星GalaxyTab3Lite平板电脑的推出是一个重要的里程碑,为大众市场提供了经济实惠的高性能移动设备,这是非常有意义的。我们与三星的合作令我倍感自豪,我们为全球消费者进行通信和获取信息提供了方便,为促进教育、医疗卫生以及其他行业的发展做出了贡献。感谢三星和Marvell才华横溢的工程师团队,他们辛勤工作、紧密合作、追求创新,专注于推动行业快速发展。我们盼望继续与三星合作,以促进今天的‘SmartLifeandSmartLifestyle’。”ARMADAMobilePXA986是Marvell统一移动3G及LTE平台系列的组成部分,是面向大众市场的单芯片解决方案,集成了高性能、低功耗1.2GHz双核ARMCortex-A9应用处理器和可靠的蜂窝调制解调器,以支持消费者所需的先进多媒体和图形功能。PXA986具备先进的多模HSPA+调制解调器,支持WCDMA和2G网络、21.1Mbps下行链路数据传输速率和5.76Mbps上行链路数据传输速率以及DSDS等关键功能。三星Galaxy7英寸Tab3Lite采用MarvellPXA986计算平台,该平台包括RF收发器、Marvell先进的Avastar?88W8777连接解决方案(WiFi+蓝牙+FM收音机)、L2000GNSS混合定位处理器以及集成的电源管理和音频编译码器解决方案。

    时间:2014-03-14 关键词: 三星 平板电脑 基于 galaxytab3lite

  • 基于RFID的电力温度监控系统的软件分析与设计

    北极星电力安防网讯:电力设备安全可靠性是超大规模输配电和电网安全保障的重要环节。由于电网设备中的触头和接头接触不良而造成的长期承载大电流、触头老化等问题致使其电阻增大,继而长时间发热引起的高压柜,引发线缆烧毁等故障,是电网安全中的一个重要隐患。为尽可能地避免此类电力事故的发生,监控电网中的触头和接头的温度状态尤为重要,因此电力测温是非常必要而且非常有意义的。目前电力测温方式主要有三种:(1)热敏电阻/点偶方式。其缺点是无法实现无线无源,在复杂场合,抗干扰能力弱;(2)光纤方式。其属于有线方式,会破坏现有电力设备网络构架;(3)红外成像方式。其对方向性要求太高,而且由于高压开关柜内部结构复杂,元件互相遮挡较多,其准确性不能满足要求。这些测温方式在一定程度上存在无法克服的缺陷,因此需要寻求一种更加可靠方便的电力测温方式。为此,本文介绍了一种基于RFID的电力温度监控系统。该系统采用声表面波(SAW)标签测温技术的原理和优点,以克服以往所有测温方式的缺陷,而且系统设计综合考虑了界面直观性和数据实时性等优点,是一个更加可靠实用的电力温度监控系统。1基于RFID的电力温度监控系统设计本系统主要用于监控电力设备的温度状况,设备可以采用移动手持式也可以采用固定式。要达到监控的目的,大致要求具有如下三个方面的功能:(1)采集各监控节点的温度信息;(2)显示各监控节点的温度状态,并根据需要处理温度数据;(3)分析处理采集到的数据信息,并根据需要发送报警信号。根据设备的应用需求,系统设计框图如图1所示。一般的RFID系统可以分为三个部分:标签、读卡器、上位机。在本监控系统中,担任RFID系统中的读卡器主要负责采集和处理标签信息,并能够与上位机进行通信及交换数据;标签采用的是SAW标签,贴在需要测量温度的设备节点处;读卡器发送标签询问信息,在获得标签ID值的同时提取反射信号与发送信号之间的频率偏移值,通过计算得到对应节点温度值,并判断是否超出对应节点的允许温度上限值,如超出范围,则以一种警告信息形式通过GSM模块发送到特定的手机上,等待得到及时处理。读卡器还需要将采集到的温度信息通过GPRS或通过有线局域网方式上传到监控中心服务器暂存,以备查验。上位机具有监控中心服务器的功能和数据存储功能。SAW标签是一种新型的无源标签,它是一种利用声表面波传播原理制成的标签。声表面波是一种在压电固体材料表面产生和传播、且振幅随深人固体材料的深度增加而迅速减小的弹性波。声表面波标签由叉指换能器和反射栅组成。叉指换能器将接收到的射频信号转换成声表面波,声表面波信息经过按某种特定规律设计的反射栅反射后,再次经过叉指换能器被转换成带有标签编码信息的射频电信号,然后通过天线被发射出去。同时,由于声表面波在标签上传输时标签的温度会影响其频率的变化,因此在接收端提取到接收信号的频率,可以利用这个频率值和之前发射的本振信号频率进行比较得到一个频率偏移值,通过特定的计算便可以得到所测标签的温度信息。SAW标签传递的温度参数信息一般由硬件电路对其实现提取,图1中的温度参数提取模块即为本设计的温度信息的提取电路。在RFID系统中,对于无源标签,读卡器端首先需要发送特定的询问信息,然后等待接收返回的射频信号;返回的射频信号经过环形器、滤波器、混频器、A/D转换器等一系列的处理后,使用FFT算法对数字基带信号进行计算,得到对应标签的温度信息。2系统软件分析与设计读卡器采用ARM 11架构、功能强大的S3C6410处理器,可以支持多个嵌人式操作系统。本系统设计采用Windows CE操作系统,下面主要介绍使用C/C++开发Windows CE应用程序的过程。系统软件设计的整体流程图如图2所示。由图2可知,通过温度参数提取电路后的数据经过两条不向的路线进行处理。其中一条用于在监控系统上进行显示,绘制温度一时间曲线分析计算特殊值(最大值、最小值、平均值)信息;另外一条是用来分析参数和对应的节点信息,判断数值是否超标,并根据这一情况决定是否启动GSM短信报警模块,以便在一定的周期上传数据于中心服务器备份保存。本Window CE应用程序开发环境为VS2005, Window CE操作系统采用6.0版本。2.1温度参数提取由于数据采集部分主要由硬件电路完成,因此软件设计主要完成简单的控制和最后对数据的处理。首先,程序控制通过MUM模块发送特定的标签询问码。这个询问码是规定的一个8 bit的码序列,只需设定它发送的信号频段保证能被标签正确地接收即可,信号通过标签后自动反射回来。发送完询问码后,程序进人等待接收状态。反射回来的信号通过一系列的硬件电路处理后到达处理器的是基带信号,这个信号包含了标签的ID和标签所在物体的温度信息。通过抽样判断从信号幅度中可以得到ID值;数据送人到分析器中进行FFT计算,便可以得到温度参数信息;通过对比频率偏移与温度之间的关系即可以确定物体温度。2.2监控状态显示和跟踪绘制曲线本部分主要功能是把从射频端口采集到的信息按照对应的ID信息显示在相应的显示框中,然后根据需求对单个节点进行跟踪绘制曲线和计算特殊值的处理。2.2.1温度信息的实时显示采集到的数据根据其标签编号分别存放在不同的队列中。从队列中读取的数据通过标准化后分别显示在相应的显示框中。数据显示始终和数据采集保持同步,数据采集周期为50 ms,每进行一次采集,数据立刻进行更新显示。本设计中存放数据的队列使用的是CList类,这个类可以定义其存放数据的数据类型,并具有丰富的成员函数,可以方便地实现数据的操作。2.2.2数据跟踪和分析处理在数据实时显示界面,可以选择需要跟踪分析的节点编号和绘制曲线的温度范围,根据选择调用对应队列中的数据来绘制曲线,对单个节点进行数据跟踪来观察数据的变化情况,并对数据进行分析处理,计算某个范围内数据的最大值、最小值、平均值以及可以对绘制曲线的界面进行截图保存。在VS2005开发环境中,绘制曲线使用自定义控件来完成。但在使用自定义控件之前必须在对话框对应类的构造函数中调用窗口类的注册函数,对窗口类进行注册,这样在添加自定义控件时,控件的对应类名栏填写的类才可以使用。跟踪曲线的绘制由MoveTo()和LineTo()完成,只要使其绘制直线的区间足够短,由无数的直线段连接起来的线直观上便可以表示是连续变化的曲线。由于绘制曲线首先需要绘制坐标系、刻度线、暗格和边框等,因此,设计时定义了一个类用来专门完成有关绘制曲线的操作,只需要调用对应的类成员函数即可。2.3危险信号报警和数据上传数据的另外一条的处理途径就是进人到GSM和备份上传处理模块,主要完成危险信号报警和数据上传功能。2.3.1危险信号报警这一部分数据首先用来判断各个标签对应的温度值是否超出了这个标签温度的上限值,一旦判断超出了这个上限值,程序立即启动GSM模块将此标签编号及其对应的设备编号和此温度值一起通过GSM模块使用AT指令发送文本形式的SM于特定的手机号码中。通常这个号码属于负责维护此设备的维护人员,这样就可以使其危险信息在第一时间传递到直接负责人手中,使出现的问题能得到及时处理。这个上限容值的最初值是取于经验值,为此本系统还提供了对此经验值的校准。在跟踪绘制单个节点的温度一时间曲线时,通过分析其在通常情况下的曲线变化情况,可以得到数据变化的最大值、最小值和平均值,这些值经过正常工作情况下的多次统计,就可以用来校准经验值,使得对应的温度上限值在特定的情况下能够更加准确、可靠。2.3.2数据上传备份将采集到的数据存放在队列CList中,但是由于大量的存储需要占用设备的存储资源,而在移动设备上存储空间是相当宝贵的,而且要承担由于系统发生故障而使数据完全丢失的风险,因此不可能使数据一直存放在本设备中,需要将数据上传于服务器暂存备份。这种数据传输属于大数据量的传输,因此本设计选用网口模块通过接入局域网或者使用GSM网络上的GPRS数据业务来完成。这两种方式可根据不同情况下网络的可用性来选择,都可以达到数据传输的目的。数据上传自动完成需要对上传周期和上传网络进行设置,在进人监控软件后首先根据网络的可用性设置选择有线还是无线网络和相应的上传周期。3软件设计效果软件运行后首先进人欢迎界面,这里可以选择“进人监控界面”,还是“进人配置界面”,点击按钮即可进人相应界面。进人监控界面后可以观察目前监控节点的实时状态,进人配置界面后可以配置数据上传的周期和所使用的网络。软件欢迎界面如图3所示。点击图3所示“进人监控界面”按扭后即进人设备节点的实时温度监控界面,这个界面显示目前监控节点的实时温度状况。在这里可以选择跟踪单个节点分析其数据。点击“绘制曲线”即可进人跟踪绘制曲线界面,可以选择跟踪的节点和绘制曲线温度的范围值。设备节点监控界面如图4所示。点击图4中所示的“绘制曲线”按扭即可进人跟踪绘制曲线界面,如图5所示。在这个界面可以选定曲线的起始和终止位置,分析数据的特殊值,可以抓取绘制曲线图像,也可以选择图像暂停绘制和开始从头绘制图像。若点击图3所示界面中“进人配置界面”按扭就可以配置备份数据上传的周期和选用的网络。其界面设计如图6所示。本文所述的监控设备采用射频识别与声表面波相结合的技术测量节点温度信息,设计从实用性和可靠性方面对已有监控设备进行了优化,使得设备更加实用可靠,而且界面更加直观。

    时间:2014-03-01 关键词: 传感网 电力 温度 监控系统 基于

  • 基于GIS的营配一体化系统

    1成果实施前的情况和问题广州供电局是一个拥有410余万用户的特大型供电企业。经过多年的信息化建设,广州供电局针对营销客服、配网生产等业务分别建成了营销MIS、计量自动化、EMS等信息系统,为营销管理和配网生产工作提供了有力支撑。由于这些业务系统建设于不同时期,采用的技术也不同,导致各系统之间的数据交互和协同工作困难。由此,带来以下问题:(1) 基础数据的完整性和一致性得不到保证设备台帐、电网拓扑、用户资料等基础信息分散于各业务系统,存在重复录入和重复维护的现象,增加了数据的维护成本。同时,由于缺少统一的数据模型和系统间数据交换的接口,导致系统间的数据集成困难,基础数据的完整性和一致性得不到保证,无法满足业务需求。(2) 业务部门之间难以协同工作因为各业务系统独立运行,跨部门的业务流程无法在不同的业务系统中流转,导致部门间的协同工作难以实现,影响工作效率。(3) 供电可靠性、“线损四分”等工作得缺少技术支持手段供电可靠性计算和线损分析需要准确的电网拓扑、设备台帐、用户资料等基础数据和大量的实时运行数据作为支撑。在各业务系统独立运行的情况下,供电可靠性、“线损四分”等工作得缺少有效的技术支持手段。(4) 系统繁多,操作复杂业务人员需要同时面多个业务系统,并适应不同业务系统的不同操作风格,增加了工作难度和工作量。为提高供电可靠性和客户服务水平、加强“线损四分”管理,打造标准化、一体化的企业级信息化平台,广州供电局全面开展营配一体化工作,通过建设营配一体化信息系统,在全局实现“统一、规范、常态化”的运作模式。“基于GIS平台的营配一体化系统”是一种全新的思路,在现有成熟的专业应用系统的基础上,打造跨系统的业务应用的模式,并探索了一种方法论,以统一逻辑模型为基础,建立统一的业务数据平台,建构标准统一的应用、数据服务平台,实现一体化应用的创新集成。通过营配一体化建设与推广,广州供电局建立了基于GIS的营配一体化系统,集成了营销、GIS、配网生产、配网工程、计量自动化五大系统,建立了全局10kV-380V电网设备和电力用户的基础资料以及拓扑关系,完善了基础资料常态化管理的工作模式,为提高供电可靠性和优质服务工作提供了强有力的信息化支持手段。2成果主要内容2.1系统建设系统遵循IEC-61970 CIM标准,在配网资源地理信息系统(GIS)中建立了从10kV到380V电压等级的电网模型,并对设备台帐、图形数据、拓扑关系、营销用户档案等进行管理。基于GIS,系统实现了营销与客服管理、配网生产管理、配网工程管理、配网规划决策支持、综合停电管理、中低压供电可靠性在线分析与实时预测、“四分线损”管理、远程抄表与停复电等功能。2.2数据普查为配合系统建设,广州供电局对全局范围内的410余万用户、22649公里10kV线路、33489间10kV电房、62596个低压台区、96976公里低压线路进行了全面普查,建立了从10kV到380V的完整的基础数据平台。同时,通过工程资料电子化移的方式,将营销、配网基础数据的日常维护工作固化到配网工程竣工验收环节中,实现了基础数据的动态管理。2.3制度建设制定了《广州供电局营配一体化工作管理规定》、《广州供电局营配一体化工作考核办法》、《广州供电局营配一体化系统运行维护管理规定》,从制度上确保了营配一体化工作的高效、常态化运作。2.4组织建设为配合营配一体化项目的实施,在各区(市)供电局成立了信息维护班。信息维护班作为常设机构,负责区(市)局营配一体化系统的建设、推广与运维,确保系统的稳定运行以及基础数据的准确性、实时性。3成果创新点及效益分析基于GIS的营配一体化系统在统一的电网设备和客户信息模型、基础资料和拓扑关系的基础上,建设了一个统一的应用和数据服务平台,为供电可靠性管理、客户停电管理、线损四分管理、业扩报装辅助决策、配网建设规划等工作提供了有效的技术支撑。系统的主要特点如下:(1)建立了完整的营配一体化数据模型系统遵循IEC-61970的CIM模型,并在此基础上对配电网的低压部分进行了扩展,建立了从10kV到380V电压等级的电网模型,以GIS为平台对设备台帐、图形数据、拓扑关系、营销用户档案等进行有效管理,并通过中低压设备台帐和营销用户资料的结合,形成了完整的营配一体化数据模型,为线损四分管理、供电可靠性统计、提升客服水平等一体化业务的实现及应用提供了坚实的基础。(2)采用准实时平台系统通过准实时数据平台与计量自动化系统交互表计负荷信息、与配网自动化系统交互配网运行实时负荷信息、与EMS系统传递站内馈线负荷信息,实现配网运行业务与营销、自动化业务数据的互联互通,解决大量的专业应用数据跨系统进行交互的问题。(3)科学的供电可靠性分析国际可靠性指标计算标准是统计到计费用户,而目前我国采用的中压供电可靠性管理系统以中压配变为用户单位进行统计,难以扩展至低压用户。本系统实现对中、低压客户供电可靠性数据的实时自动采集、统计和分析,为提高中、低压客户可靠性管理水平提供有力支撑。(4)实现“线损四分”管理通过配网设备与营销用户的关联,结合计量自动化的实时信息,真正实现了线损分区、分压、分线和分台区的实时统计和分析。基于GIS的线损理论计算功能模块,利用设备台帐的拓扑关系和准实时数据自动计算10kV馈线、公变台区的技术线损情况,通过理论线损值与实际线损值的比较,为降低线损和提高线损的精细化管理提供了量化分析的依据。(5)实现业务和流程集成系统对营销管理、配网生产管理、配网工程管理、计量自动化、配网规划、调度自动化、配网自动化等多个业务进行集成,为跨专业、跨部门的协同工作提供了支持。(6)采用SOA设计架构系统采用先进的SOA架构实现数据服务功能,为应用集成和“一体化”应用提供实践基础。系统的建设遵循以提高供电可靠性为总抓手的管理思路,为进一步提升客户服务水平创造了良好的条件。通过客户信息与设备信息的紧密关联为停电通知到户、故障实时查询、停电范围定位等高级应用坚实的基础。以客户为基础的供电可靠性管理模块更注重客户的综合停电管理,有效缩短了用户的停电时间,并可针对不同等级的用户实施不同的保供电措施。通过对停电、运行等综合信息进行挖掘、分析及监控,及时发现可靠性管理中出现的问题,为提高供电可靠率提供了有力的技术支持,实现了售电量的持续稳定增长。线损四分管理的实施及推广应用大大减少管理线损,直接提高企业经济效益。4成果实施部署过程及详细情况2007年,广州供电局以海珠供电局作为试点,建立基于GIS平台的营配一体化的集成应用系统,实现了供电可靠性分析、停电综合管理、线损四分分析、远程自动抄表、自动停复电等功能。该系统于2007年12月29日通过广东电网公司组织的项目验收。2008年,营配一体化项目在广州供电局全局推广。配网设备和用户资料等基础数据的普查作为系统建设的基础工作在广州供电局全面展开。6月底,中心城区的基础数据普查工作顺利完成。随后,广州供电局开始了农电区域的数据普查工作。工作人员克服了地形复杂、普查区域大、用户分散等困难,于9月底完成农电区域的普查工作。10月,开始对全局基础数据进行查缺补漏。截止12月底,营配基础数据的完整性和一致性达99%。面对海量的基础数据,广州供电局采用配网工程电子化移交的方式,将营销、配网基础数据的日常维护工作固化到配网工程竣工验收流程中,实现了基础数据的动态管理。同时,通过数据质量管理平台的建设,将营配基础数据的质量提升工作纳入到日常工作中,确保基础数据的准确性、完整性、和一致性。在完善基础数据的同时,系统功能的开发工作也顺利进行。2008年1月,配网工程电子化移交模块上线运行。4月,供电可靠性系统通过功能验收,正式上线运行。10月,配网规划辅助决策系统通过功能验收,同时完成营配一体化系统的总体功能验收。11月,低压供电可靠性系统实现可靠性指标统计到户。2009年,系统进入实用化阶段。广州供电局印发了《广州供电局营配一体化工作管理规定》,并落实了考核工作,从制度上确保了营配一体化工作的高效、常态化运作。同时,启动了基于GIS的三维管线系统、快速复电应急管理系统、供电可靠性二期、配网规划辅助决策二期等系统的建设工作,为一体化的业务体系提供更高、更深层次的支持。2009年9月,项目通过广东电网公司组织的实用化验收,评定结果为优秀。5产生的实际效果5.1应用体系架构基于GIS的营配一体化系统以GIS平台、信息集成平台(一体化建模、公共信息模型CIM与数据交换模型)、准实时数据平台等作为底层的信息基础,在此之上通过集成供电可靠性管理系统、营销及客户系统、配网生产系统、配网工程系统、配网规划系统等业务系统,通过营配一体化门户集中展现各类业务信息,为营销客服和配网运行提供信息技术支撑。系统的应用体系结构如下图所示: 营配一体化系统的应用体系架构在营配一体化应用体系架构中,GIS平台是设备数据的源头。配网设备基本信息、设备空间地理信息、设备拓扑信息以及设备的图形信息在GIS平台中进行维护。同时,GIS平台针对营配一体化应用体系提供电网的拓扑运算及空间分析,并作为GIS图形化展示平台,为营配一体化平台提供图形化的支持。信息集成平台采用统一的业务模型和数据模型来描述营配一体化模型,实现对配网模型的定义与管理,为营配一体化系统的数据交互提供信息交互的基础。准实时数据平台通过与计量自动化系统交互表计负荷信息、与配网自动化系统交互配网运行实时负荷信息、与EMS传递站内馈线负荷信息,实现配网运行业务与营销、自动化业务数据的互联互通,解决大量的专业应用数据跨系统进行交互的问题,提升配网运行管理水平。供电可靠性管理、营销及客户系统、配网生产系统、配网工程系统、配网规划系统等业务系统以GIS平台为基础,利用信息集成平台和准实时数据平台提供的服务,分别为各专业日常的生产与管理提供有力的支撑。5.2 系统主要功能(1)集成平台(EAI)信息集成平台是营配一体化系统的基础,提供了数据同步、数据共享、界面集成等功能。数据同步和数据共享实现了业务系统间的信息集成。界面集成基于已有的信息门户EIP平台,在推广实施统一认证的基础上,将应用系统的界面功能封装成共享界面服务,为用户提供统一、规范的操作界面。(2)GIS平台GIS平台利用地理信息技术,对配电网的空间资源进行有效管理。GIS平台主要实现了以下功能:u 基本功能。包括图形操作、图形编辑、电网建模、拓扑关系的建立与维护、电网模型校验、标准空间分析、空间查询、数据版本管、图形数据导入与导出、绘图打印等。u 专题图管理。根据配电网实际分布情况和配电网拓扑关系,自动生成单线图、拓扑图、系统图、台区图、线路条图、相序图。u 设备查询与统计。可以按单位、线路、设备类别、设备型号对设备进行查询;可在图上以单点、拉框、多边形选择等方式查询和统计指定范围内的设备信息;可通过数据库内的设备属性构造查询条件,实现设备定位;可按不同方式统计电网图上的设备分类信息及详细信息;可统计各类设备的数量和容量;可统计指定馈线的设备数量、线路长度、设备详细台帐信息等。u 开关模拟操作。根据设备的拓扑关系和联通关系,模拟开关设备操作后的线路停供电状态,并在地图上显示停电范围。同时提供受影响用户清单,做到准确通知到户。(3)配网生产管理信息系统配网生产管理信息系统应以设备台帐为基础,以业务流程为驱动,实现巡视、消缺、故障处理、预试定检、两票、停电、配网调度、班务管理等配网运行业务的一体化管理。配网生产管理系统包含生产计划管理、台帐管理、停电管理、巡检与消缺管理、两票管理、班务综合管理等功能模块,对配网生产与管理工作提供了全面的支持。(4)配网工程管理系统配网工程管理系统实现对配网工程项目的全生命周期管理,对项目立项、设计、施工、竣工的各环节进行管理。系统包括项目库管理、设计管理、实施管理、资金管理、统计分析等功能模块,为项目的进度、质量、费用、安全等管理提供信息化的支持手段,有效减少各部门之间的沟通成本,提高了工作效率和项目管理水平。(5)营销系统电力营销系统包括客户服务交、营销业务处理、营销业务管理、营销决策支持等子系统。客户服务交互子系统提供网站服务、信息发布、网上营业厅、客户现场服务、95598服务等功能;营销业务处理子系统提供业扩管理、抄表管理、电价、电量与电费管理、计量管理、用电检查管理等功能;营销业务管理子系统提供营业稽查、工作质量、线损管理、购电管理等功能;营销决策支持子系统提供电量分析、电费分析、电价分析、分时用电分析、客户分析、业扩分析、计量分析、系统报警、综合信息等功能。(6)面向用户的供电可靠性管理系统面向用户的供电可靠性管理系统通过信息集成平台完成基础数据、运行数据和停电计划数据的采集,在此基础上利用各种供电可靠性指标算法(包括针对中压和自然用户的各种计算、年报表的指标计算、客户停电管理统计指标计算、供电可靠性预测指标计算等)完成供电可靠性的计算。同时,系统还能以饼状图、柱状图、表格等形式,从时间、运行单位、停电性质等多个维度进行供电可靠性指标分析。系统还提供了供电可靠性的预测功能,辅助供停电计划的制定与审批,做到先算后停,为提高供电可靠性提供支持。6今后的拓展方向基于GIS的营配一体化系统经过不断完善和发展,目前运行情况良好,能够满足现有的业务需求和功能。但是,随着技术发展和业务需求的变化,需要对系统的功能和技术进行不断改进,以更好地适应业务发展的需要。下一步,将继续开展以下几个方面的工作:(1).IEC-61968 CIS实现的完善IEC-61968的CIS模型还在继续发展,很多的业务定义还未提交。下一步,将根据技术发展和业务变化,继续完善61968的CIS模型,更好地为业务服务。(2).数据处理效率提高由于系统涉及大量的业务数据数据处理,如何提高处理速度是下一步要解决的重要问题。(3).可靠性计算模型优化由于供电可靠性计算到低压用户,基础数据量庞大,网络拓扑关系复杂。随着可靠性计算随着项目的推广,对系统性能的要求将更加严格。因此,必须对可靠性计算模型进行优化。(4)模型的拼接和共享营配一体化完善了广州供电局中低压电网模型,并且遵循了61970的CIM定义,为广州供电局建立一体化的业务系统提供了模型基础。针对主网的业务系统如果也采用61970的CIM模型,就能实现数据模型的无缝拼接。(5)基于web的GIS技术实现GIS平台目前只实现了C/S模式,通过单点登陆机制完成系统之间的交互,既增加了维护的工作联,也难以满足用户的需求。下一步将尽快实现web GIS功能,从而将GIS操作与营配一体化系统界面无缝结合,提供更好的用户体验。(6)营配一体化需求的挖掘和实现营配一体化平台的设计可以满足更多的业务需求,在现有的功能基础上,系统需要挖掘更多的业务功能和业务流程,从而可以将营配一体化模型的应用更广泛,提供更多高级分析和决策支持功能。

    时间:2014-02-20 关键词: 系统 通信网络 gis 基于 一体化

  • 基于IGBT器件的大功率DC/DC电源并联技术

    针对此要求,不可避免地需采用电源并联技术,即功率管并联或电源装置的并联。对于20kA直流电源,若采用功率管IGBT并联,每个桥臂则至少需15只功率管并联,这不但给驱动带来很大困难,而且,在一般情况下,电流容量较大的功率管的电压容量也较大,在实际电压只有50V 的情况下,对功率管的电压容量而言,这是极大的浪费。因此,提出采用多米诺结构的DC/DC电源装置并联技术思路。对电源并联系统的基本要求为:1)在电网扰动或负载扰动下保持输出电压稳定;2)各模块调制频率一致。若不一致,则产生低频脉动信号,增大输出电流和电压的纹波成分;3)控制各模块电流,使其均分负载电流。1 大功率直流电源的拓扑结构DC/DC电源并联有两种拓扑结构,一种是采用输入直流母线结构,其系统结构框图如图1a所示,主要包括整流变压器和不可控二极管整流电路,N 路DC/DC变换器,泵升电压抑制电路等;另一种是采用独立的AC-DC/DC电源并联,系统结构图如图1b所示。采用图1a所示的拓扑结构,系统需大容量不可调直流电源,一般可采用整流变压器降压,二极管整流并经电容滤波得到。这种结构虽可保证并联的每条支路有共同的直流电压输入,避免并联支路因直流侧输入电压不同而带来的不均衡,但该直流电源的容量大,电流达20KA,直流母线承受的负荷过重,前级AC-DC设备要求较高,不易实现。另外,输入端共用母线不利于实现完全意义上的独立电源模块的并联。因此,采用如图1b所示的AC-DC/DC直流电源并联的拓扑结构。图1b所示的拓扑结构可保证每个AC-DC/DC电源模块的独立性,即可实现直流电源装置的并联,能够根据实际的电压,电流及功率的要求自由地增减模块的个数!在实际应用中有很大的空间,有一定的研究价值。但这种拓扑结构也有它不利的一面!即若变压器输出电压略有差别,则每个整流模块的输出电压将不同,从而造成各整流模块输出电流严重不平衡。不过,这种不平衡可采取如下相应措施进行抑制:首先,在采用独立的AC-DC/DC电源并联时,应尽量做到每个模块的AC-DC/DC输出直流电压接近相等;其次,针对由于变压器输出电压不同造成的各整流模块输出电流的不平衡,可在DC/DC环节设置均流措施。DC/DC模块采用的是受限单极型脉宽调制方式(PDW),通过调节各DC/DC模块的占空比使各回路的负载趋于平衡。当电源模块给定电流正负切换时,可实现不同象限的运行,满足系统4象限运行的要求。2 大功率直流电源的控制方案在托卡马克快控电源的应用中,要求电源输出电流实时跟踪给定电流曲线。因此,该电源系统是电流随动系统,系统的快速性将是一较重要的性能指标。而控制方式的选择将影响整个系统的静态与动态性能指标。为更好提高系统稳态和动态性能指标的精度,实现电流跟随性,采用两级电流控制(图2),即总电流环和模块电流环相互配合,不仅可提高性能指标,且可实现各模块电流的均衡。外环的主要功能是实现电流的实时跟踪,采用反馈加前馈的复合控制方式。复合控制中的前馈控制不影响原系统的稳定性。但却可在不增大开环增益的情况下大幅提高系统的稳态精度和动态性能。为达到控制效果。又不使前馈通道的结构变得复杂。前馈控制采用的是输入信号的一阶导数,且加到信号的输入端。内环模块电流环的主要功能如下。1)改造控制对象的传递函数。2)限制电流最大输出,同时又实现各电源模块的均流。3 数据传输拓扑结构EAST等离子体垂直位移快控电源的均流是装置并联的一重要问题。监控计算机和电源模块的CPU数据传输采用主从方式(图3),即由每一电源模块的CPU 负载实现各自的电流控制,并向监控计算机发送该电源模块状态信息,监控计算机的作用是实现对各电源模块的统一管理,包括向每个电源模块发送启动和停止指令。发送电流给定信号,采集直流输出总电流,总电压,交流输入电压及各电源模块的交流电压电流,直流输出电流,温度,熔丝断,门禁等物理量等。同时与上一级EAST总控计算机及系统各电源模块进行通讯,完成各种数据信息的自动上报,下报。模块的自动切除与投入等任务。监控计算机给每个电源模块传输相同的给定电流!在电源模块电流环的调节控制作用下,通过单片机的软件编程,实现输出相同的负载电流!获得较好的均流效果。4 结语对于类似托卡马克快控电源这样的大容量且对其,象限运行和电流跟踪有较高要求的电源系统,可采用多个独立的中小容量的电源模块通过并联来满足电源总容量的需求。多电源的并联面临的一个关键问题是各组成模块之间的均流。利用电源模块的智能化和自动控制系统理论,使电源的各个组成模块成为具有电流跟踪能力的闭环系统!由控制规律而非硬件来实现各模块之间的均流。如此形成的系统也将能够满足快控电源的快速电流跟踪要求。这种设计方案所以能够得到实现。关键在于具备了以下条件:1)单片机在电源模块和并联系统中的嵌入式应用实现了装置的智能化,大大提高了模块调制频率的一致性。有利于减小输出电压,电流的低频纹波!克服了传统方法难以实现各模块调制频率一致性的缺点。2)采用PWM技术DC/DC环节具有快速响应能力;3)基于控制理论的电流跟踪技术能以硬件均流不同的思路实现模块之间的均流,通过监控计算机的控制,向各模块CPU 传送相同的电流给定。实现电源模块的静态均流。在需要大功率输出的场合。此系统具有良好的应用前景。符合电源系统数字化控制的发展趋势。

    时间:2014-01-28 关键词: 器件 大功率 并联 基于 智慧工业

  • 基于单片机软硬件联合仿真解决方案

    缩略词解释:BFM:总线功能模块。在HDL硬件语言仿真中,BFM完成抽象描述数据和具体的时序信号之间的转换。PLI:Verilog编程语言接口,是C语言模块和Verilog语言模块之间交换数据的接口定义。TCL:字面意思是工具命令语言,是一种解释执行语言,流行EDA软件一般都集成有TCL。使用TCL用户可以编写控制EDA工具的脚本程序,实现工具操作自动化。ISS:CPU指令集仿真器,可以执行CPU的机器码。TFTP:简单文件传输协议,Windows的tftp.exe既是该协议的客户端实现。SMART MEDIA:一种存储卡,常用于数码相机、MP3。DMA:直接内存访问。用于外部设备之间高速数据转移。MAC:媒体接入控制器。本文中是指网卡芯片。前言传统的嵌入式系统中,设计周期、硬件和软件的开发是分开进行的,并在硬件完成后才将系统集成在一起,很多情况下,硬件完成后才开始进行实时软件和整体调试。软硬件联合仿真是一种在物理原型可用前,能尽早开始调试程序的技术。软硬件联合仿真有可能使软件设计工程师在设计早期着手调试,而采用传统的方法,设计工程师直到硬件设计完成才能进行除错处理。有些软件可在没有硬件支持的情况下完成任务的编码,如不涉及到硬件的算法。与硬件相互作用的编码在获得硬件之前编写,但只有在硬件上运行后,才能真正对编码进行调试。通过采用软硬件联合仿真技术,可在设计早期开始这一设计调试过程。由于软件的开发通常在系统开发的后段完成,在设计周期中较早的开始调试有可能将使这一项目提早完成,该技术会降低首次将硬件和软件连接在一起时出现意外而致使项目延期完成所造成的风险。在取得物理原型前,采用软硬件联合仿真技术对硬件和软件之间的接口进行验证,将使你不会花太多的时间在后期系统调试上。当你确实拿到物理原型开始在上面跑软件的时候,你会发现经过测试的软件部分将会正常工作,这会节省项目后期的大量时间及努力。软硬件联合仿真系统由一个硬件执行环境和一个软件执行环境组成,通常软件环境和硬件环境都有自己的除错和控制界面,软件通过一系列由处理器启动的总线周期与硬件的交互作用。本文以一个Mini Web卡的开发介绍一种软硬件联合仿真系统。该方案的核心是采用一个51单片机仿真引擎GoldBull ISS51(以下简称ISS51),ISS51是51单片机开发环境Keil uVision2的一个插件,ISS51具有连接Keil和硬件仿真环境Modelsim的接口,可以实现软硬件同步仿真。在该系统中,Keil作为软件调试界面,Modelsim作为硬件仿真和调试界面,ISS51负责软件执行、监控软件断点、单步执行、内存和寄存器数据返回给Keil、CPU总线时序产生和捕获、内部功能模块(如定时器,串口)的运行等功能。Mini Web卡介绍Mini Web卡是一个运行在单片机上的Web服务器,提供网口连接,有大容量文件系统,提供TFTP和HTTP服务。尽管软件系统比较复杂,但优化编译后,执行代码还不足25K,为后续升级留下了足够空间。51CPU采用SST89系列,这种CPU具有ISP功能,可以通过RS232串口,直接将目标码下载到CPU。DMA控制逻辑是一个可编程逻辑器件,采用的是ALTERA的CPLD EPM240,主要功能是实现外围器件之间的DMA传递。因为51CPU进行IO访问是很低效的,需要24个时钟周期才能进行一次IO访问,在外围设备之间转移数据则需要更多的时钟周期,使用DMA控制逻辑可以达到3个时钟周期就能转移一个字节。本系统中处理多种网络协议,需要大量报文收发和文件系统访问,采用DMA可以极大地提高51单片机的数据处理速度。DMA通道主要有MAC芯片与RAM之间的数据块转移,SMART MEDIA和RAM之间的数据块转移。网卡芯片采用的是AX88796,主要的优点是可以和51CPU方便地接口;支持100M以太网,速度高;有较大的接收报文缓存,能够平滑网络流量,减少因51CPU处理速度慢导致的报文丢弃和重发。SMART MEDIA是一个移动存储卡,主要用于存储文件,Mini Web卡支持8M到256M的SMD卡。文件系统是Mini Web卡的新开发模块,文件系统的测试主要通过TFTP来进行,为此Mini Web卡上的TFTP服务程序进行了特殊设计,支持格式化SMART MEDIA,获取剩余空间,获取文件名列表,上传、下载和删除文件。软硬件联合仿真的必要性:Mini Web卡软件模块多,软件开发风险较大。软件对硬件的依赖较强,FLASH存储器的访问驱动、网卡驱动、DMA驱动,需要软硬件协同调试。文件系统的开发,在仿真环境下更容易和快捷。比如在仿真结束时,可以将SMART MEDIA仿真模型中的数据倒换到磁盘文件中,在仿真开始时,将磁盘文件中的数据加载到SMART MEDIA仿真模型中,在定位文件系统的问题时,这一个功能很有用。采用软硬件联合仿真,便于系统前期设计。51单片机的外部RAM访问效率较低,内存拷贝、外部器件之间的数据块转移很浪费时间。将大量数据的拷贝操作或数据块校验、比较操作在CPLD内实现,可以大大改进51单片机处理数据的能力。通过软硬件联合仿真,可以评估CPLD处理数据对性能的改进。Mini Web卡软硬件联合仿真系统:软硬件联合仿真主要解决的问题是系统功能设计与验证,它不解决电源、滤波电容、总线电平兼容问题。做系统仿真,首先要对硬件系统建模。我们关注的是系统设计的正确性和可执行性。系统中的串口只是用来支持ISP下载软件,软件部分没有对串口做任何操作,所以系统仿真可以不必考虑。网卡芯片AX88796,厂商没有提供仿真模型。它与CPU的接口符合ISA接口标准,软件对AX88796的操作是根据NE2000标准网卡芯片设计的,由此我们建立了一个网卡芯片的仿真模型。我们设计了一个MAC BFM来仿真网卡芯片的ISA接口,NE2000定义的寄存器在C模型中实现,MAC BFM与NE2000寄存器C模型通过PLI接*换数据。SRAM仿真模型是很容易获取的,很多器件生产商都提供Verilog仿真模型,但器件生产商提供的Verilog仿真模型都包含复杂的延时控制代码,这会影响仿真速度。根据经验,我们可以确保SRAM在单板设计中被正确应用,不会产生时序问题,所以我们可以采用一个简化的SRAM仿真模型,这是我们自己设计的,有效代码只有十几行。51CPU BFM 负责单片机管脚时序的产生和捕获。51CPU BFM是与ISS51紧密捆绑的,由ISS51安装程序提供。SMART MEDIA是三星公司提供的仿真模型,我们使用的也是三星公司的同类型存储卡。该模型可以用于验证软件操作SMART MEDIA的正确性和DMA Controller的接口时序。DMA Controller是Mini Web卡硬件开发的一部分,将逻辑设计代码应用于仿真,既能检测逻辑设计的正确性,又能使整个仿真系统得以正常运转。将上述硬件模型连接起来,产生下图所示硬件系统模型图:图2. Mini Web卡硬件模块电路图图2中U11为SMART MEDIA仿真模型,U4为DMA Controller模型。虚拟网卡做系统仿真,必须输入来自真实世界的激励,并将仿真系统的输出传递到真实世界。即便是不能连接到真实世界,也应该提供模拟真实世界的输入,并对仿真系统的输出进行检测和分析。对于Mini Web卡来说,它和真实环境是通过网口连接的。使用虚拟网卡技术,能够将图3中的MAC C Model与虚拟网卡进行通讯。对于运行在Windows系统上的应用程序来说,它并不知道网卡是虚拟的还是真实的,应用程序通过虚拟网卡收发数据,事实上是与仿真系统在进行网络通信。这样就可以使用TFTP向Mini Web卡仿真系统传递网页文件,使用IE浏览Mini Web卡仿真系统中的网页,Mini Web卡的所有功能都能够被检验。使用网络臭探器Sniffer可以监控虚拟网卡的报文流,方便协议调试。仿真加速技术软硬件联合仿真,影响仿真速度的瓶颈在HDL代码部分的仿真。如果不设法提高HDL代码部分的仿真速度,软件调试就非常低效。提高硬件仿真速度的方法之一是软件硬件仿真采用事件同步,只在CPU访问IO时保持软件和硬件是同步的。仿真加速方法之二是硬件仿真系统时钟休眠。对于Mini Web卡来说,只有DMA Controller是受时钟控制的,软件没有操作DMA Controller的期间,DMA Controller的运作是毫无意义的,所以可以在非DMA操作期间,对时钟进行休眠;ISS51在每次IO访问时,给出与上次IO访问的时间差,这个时间差经过处理可以作为时钟休眠的时间段。如果ISS51连续进行IO访问,就不会产生时钟休眠了。DMA Controller工作于查询方式,可以采用时钟休眠技术,而不会导致仿真与真实结果的不一致。方法之三是,缩短SMART MEDIA仿真模型中的一些长延时的时间参数。因为在等待SMART MEDIA进入就绪状态时,CPU必须连续查询IO,影响仿真速度。我们主要用于软件功能验证,这种修改也是可以接受的。方法之四,在软件设计上,谨慎使用外部中断,因为一旦中断启动,ISS51需要在每个机器周期查询是否有中断信号,导致软件仿真和硬件仿真在每个指令上都进行同步,影响仿真速度。如果一定要使用外部中断,建议用C模型代替Verilog模型,这样可不影响仿真速度;或者由用户根据外部模块产生外部中断的时机,使用ISS51的控制命令,在恰当时刻使能ISS51的中断模块。在一个普通PC (CPU为AMD速龙1000,SDRM512M 133),运行Mini Web卡仿真系统,使用PING命令测试Mini Web卡仿真系统的响应速度:Reply from 10.10.112.76: bytes=32 time=64ms TTL=128使用IE打开Mini Web卡仿真系统中的网页文件,感觉和拨号上网的速度差不太多。创建多个TFTP连接,同时向仿真系统传递或下载网页文件,同时使用IE进行网页浏览,都无响应中断现象出现。总结使用软硬件联合仿真,Mini Web卡不需要硬件就能进行全部功能的仿真,增强了系统设计成功的信心。软硬件联合仿真方便系统设计调整,可以在设计前期*估性能,方便软件和硬件的debug,是一个值得推广的技术。

    时间:2013-12-07 关键词: 传感器 仿真 单片机 基于 软硬件

  • 基于三维GIS的输电线路在线监测技术

    【摘要】随着电网规模扩大及可靠性要求提高,如何应对日益频繁的极端天气影响,有效降低高压输电线路的维护费用,提高管理的信息化水平,已成为电网安全运行的重大课题。为突破传统以人工巡视为主的线路管理方式,南方电网超高压输电公司于2009年正式启动了“输电线路三维GIS运行管理系统”建设项目,借助激光雷达扫描、全球定位、卫星遥感、在线监测等技术,着力打造了集三维展示、路径巡航、状态监测、线路模拟等多功能于一体的,国内首个大规模广域输电线路综合管理及在线监测平台。作为电力系统的重要组成部分,输电线路长期暴露在自然环境中,不仅要承受正常机械载荷和电力负荷的内部压力,还要经受污秽、雷击、强风、覆冰等外界因素的侵害,若不及时发现和消除潜在隐患,极易引发故障甚至事故,对电力系统的安全稳定运行构成威胁。但输电线路的运行维护目前仍以传统的人工巡视为主,不仅耗费较大的人力及时间成本,且在重大自然灾害发生时几乎无法发挥作用。因此,如何提高在线监测水平,特别是高压输电线路,成为电网应用研究领域的重要课题。随着地理信息系统(Geographic Information System,GIS)技术的飞速发展及其在道路交通、城市规划、矿产开发等领域的成功应用,电力系统逐渐将GIS技术引入其中,并产生了可观的经济效益。但过去采用的是二维坐标的GIS系统,即在不同的层中以点、线、面等符号表征不同类型的实际物体,基于GIS的输电线路管理一直处于较为简单、原始的阶段,无法真正地反映线路、杆塔等电力设备设施周围的地形地貌,不能为巡视、操作及检修人员提供一个真实的环境信息。为突破输电线路管理的技术瓶颈,超高压公司于2009年正式启动了“输电线路三维GIS运行管理系统”(以下简称三维GIS系统)建设项目,借助直升机搭载激光雷达扫描设备对所辖近15000多公里的输电线路及其走廊环境进行了数据扫描与处理,并融合全球定位、卫星遥感、在线监测、雷电定位等多项技术,着力打造了集三维展示、路径巡航、状态监测、线路模拟等功能于一体的,国内首个大规模广域输电线路综合管理平台。1 输电线路三维GIS数据虽然关于GIS的定义有许多不同,但几乎都公认GIS是一个以空间数据(信息)为中心的系统,这一点从美国摄影测量与遥感学会给出的定义即可见一般:“GIS是一个对地球空间信息进行编码、存储、转换、分析和显示的信息系统”。数据是GIS的血液,构造三维GIS平台的基础就是获得相应的矢量数据、模型数据以及影像数据。超高压公司三维GIS系统数据扫描采用机载激光雷达扫描技术,对输电线路及走廊环境(宽度约100m)的信息进行采集,对采集结果进行分析和处理,产生输电线路/环境的三维点阵数据,并依照数据库要求进行数据再处理,包括三维空间数据对象分类提取、矢量化、属性匹配等。处理后的航飞轨迹精度可达:平面位置≤5cm,高程≤10cm;空间点精度可达:水平误差≤50cm,垂直误差≤20cm,影像分辨率≤50cm。2 输电线路三维GIS运行管理系统研制路线2.1 以关系数据库为中心进行多媒体数据管理为了实现关系数据库对数据的统一管理,同时考虑海量的数据管理及性能问题,系统选用大型数据库Oracle作为数据库管理系统,以解决空间数据与非空间数据的管理问题。同时实现系统数据集成存储、网络共享、分布式处理。2.2 影像处理合成将数字正射影像图(DOM)在系统中与数字高程模型(DEM)进行三维融合,生成skyline平台独有的三维地形文件,完成包括遥感影像,高程数据和适量数据的影像处理合成。2.3 系统开发Skyline平台的TerraExplorer Pro是强大的三维建模工具,也是一个强大的分析工具,它支持WFS/WMS和ArcSDE,可以很好的与电力系统现存的二维系统联动。同时,Skyline平台的Developer提供了COM接口。利用该接口,可以实现用户自定义开发,从而和数据库做到完美的结合,充分利用外部资源,满足用户的需求。2.4 数据发布地理信息数据的一大特点就是海量数据。以前,制约三维GIS发展的一大瓶颈就是海量数据的发布,尤其是三维地理信息系统平台。而Skyline平台的TerraGate很好的解决了这一问题,TerraGate利用全新的技术使用户可以没有限制、没有阻碍、相对流畅的浏览海量数据。3 基于三维GIS的输电线路在线监测与状态模拟目前,三维GIS系统已形成以生产管理系统数据为基础、输电线路走廊高精度三维立体数据为依托,集输电线路在线监测、状态模拟等功能为一体的综合应用平台。其基本功能包括:三维浏览、线路及杆塔定位、三维空间数据分析、线路交叉跨越管理等;另外,在此基础上,本系统实现了输电线路覆冰、雷电等多种监测类型在三维空间中的发布与展示、查询与统计等功能。3.1 雷电监测可根据选择的线路,输入的线路走廊半径、开始时间和结束时间来查询雷电的信息,以输电线路微地形自然环境作为基础数据,实现区域落雷强度分析统计、区域落雷密度查询、落雷密度线分析等功能,并为防雷改造提供数据支撑。图1 基于三维GIS的雷电监测3.2 覆冰监测对选定线路的气象环境、导/地线拉力、倾角、温度变化量、绝缘子泄露电流等进行查询与统计,监测覆冰情况。图2 基于三维GIS的覆冰监测3.3 风偏校核具备塔头间隙的风偏校核功能,并进行分析与展示。图3 基于三维GIS的风偏校核3.4 污秽校核运用GIS校核线路所处污区的绝缘配置,为线路大修技改提供依据,利用已有的污秽区域分布图、绝缘子型号、结构高度、爬距等参数信息,自动统计所有杆塔所处的污区信息及该杆塔的绝缘配置情况,从而分析出该杆塔是否满足绝缘配置的要求。图4 基于三维GIS的污秽校核3.5 耐雷水平校核运用GIS校核线路所处污区的绝缘配置,为线路大修技改提供依据;利用已有的污秽区域分布图、绝缘子型号、结构高度、爬距等参数信息,自动统计所有杆塔所处的污区信息及该杆塔的绝缘配置情况,从而分析出该杆塔是否满足绝缘配置的要求。图5 基于三维GIS的耐雷水平校核3.6 风偏弧垂模拟根据不同的输入参数,模拟分析不同条件下的风偏、弧垂状态。图6 基于三维GIS的风偏弧垂模拟4 下一步研究方向4.1 完善输电线路在线监测数据三维可视化显示目前,三维GIS系统完成了输电线路在线监测数据、地理信息数据的获取与建模,具备了线路综合管理的基础数据。但由于输电线路三维可视化管理仍处于研究阶段,本系统现有功能仍以简单的三维展示为主,尚不能充分发挥现有数据平台的优势。因此,为更好的服务实际生产工作,真正做到实时在线监测数据与地理信息数据的高度融合与统一,需加大基于三维GIS的在线监测数据三维可视化研究。例如,借助微气象监测数据,自动在三维场景中模拟实时天气情况;借助覆冰监测数据,自动在输电线路上模拟覆冰厚度与分布;借助风力监测数据,自动模拟导线的弧垂风偏等。4.2 研究基于三维GIS的输电线路状态评估与专家系统借助现有三维GIS系统,开展输电线路状态评估与专家系统应用研究,设计开发评估、分析、模拟、协助指挥等高级应用功能。一方面借助在线监测设备,通过数据比对与深层分析,实现对输电线路走廊及其周边环境的实时监控,及时发现潜在地质灾害(如通过监测杆塔位移发现地表塌陷等),发布极端天气预警(如通过监测风力风速发出大风预警);实现对输电设备的状态评估与风险预警,提前预判设备故障,发现设备家族缺陷。另一方面,本系统还可以根据内置专家决策模块,通过数据挖掘技术与专家介入机制,实现自然灾害时应急抢险策略制定,合理调配人员、车辆、设备等资源;实现设备的检修策略制定,指导检修人员开展检修工作。5 结论超高压公司输电线路三维GIS运行管理系统为电力线路的在线监测与运行管理引入了一个全新的概念,有效满足了线路巡视检修、设计施工、应急抢险等方面的需求,将线路管理水平提高到了一个新的层次,实现了线路运行管理的电子化、信息化、精细化,从而最终保证电网高效率、低故障的安全稳定运行。参考文献[1] Raper J F. Key 3D modeling concepts for geo scientific analysis[A].In::Turner A K (ed),Three-Dimensional Modeling with Geo scientific Information Systems[M],NATO AS I 354,Dordrecht,Kluwer Academic Publishers,1992::215~232.[2] Pflug R,Klein H,Ram shorn C H et al.3D visualization of geological structures and processes [A].In:Lecture Notes in Earth Sciences 41[C],Berlin:Springer,1992:29~39.[3] 肖乐斌,钟耳顺,刘纪远,宋关福. 三维GIS 的基本问题探讨[J].中国图象图形学报,2001,6(9):842~848.[4] 张海军,赵雪松.基于GPS的输电线路巡检管理系统的设计与实现[J].电网技术,2005,29(7):78~81.[5] 殷金华,孙朝阳,郑彦春.机载激光测量技术在特高压输电线路工程中的应用研究[J].电力建设,2007,28(7):9~13.[6] 龚健雅.地理信息系统基础[M].北京:科学出版社,2001.[7] 江新清.地理信息系统在电力行业的应用综述[J].湖北电力,2006,(03).

    时间:2013-11-23 关键词: 监测 通信网络 输电 基于 三维

  • Altera为IBM电源系统提供基于FPGA的加速功能

    Altera最新版Altera面向 OpenCL的SDK支持IBM电源系统服务器作为OpenCL系统主机。客户现在可以采用Altera FPGA实现高性能计算解决方案,针对IBM电源系统CPU和加速器电路板来开发OpenCL代码。在许多应用上与基于CPU的标准服务器相比,FPGA用户可以看到性能提高了5-20倍。 此外,Altera公司宣布完全支持OpenPOWER联盟,这一开放开发联盟使IBM Power微处理器可以根据许可证下给其他公司进行开放协作和开发。Altera公司打算尽快正式加入该联盟 ,现在等候完成管理文件和开启会籍。 增加IBM电源系统进一步加强了Altera基于FPGA的异构计算产品,而且还支持所有其他主要体系结构。 Altera军事、工业和计算业务部资深副总裁兼总经理Jeff Waters评论说:“高性能IBM电源系统与FPGA应用加速功能相结合,Altera面向OpenCL的SDK为客户提供了无与伦比的异构计算环境。世界上最前沿的高性能计算系统和数据中心服务器开发人员使用了Altera面向OpenCL的SDK,借助今天的新闻发布,我们为这些客户提供了更多的计算体系结构选择。” OpenCL支持广泛的应用,从嵌入式和消费类软件,直至高性能计算解决方案。通过建立高效的编程人员友好界面,OpenCL构成了平台无关工具、中间件和应用程序并行计算辅助支持系统的基础。在游戏和娱乐,直至科学和医疗软件的各种市场上,它还极大的加速了多种应用的部署。当受到功耗和散热限制时,采用Altera面向OpenCL的SDK,基于FPGA进行系统加速,这为系统设计人员提供了极具吸引力的每瓦高性能解决方案。 IBM系统与技术组和集成供应链高级副总裁Tom Rosamilia评论说:“IBM与Altera在OpenCL上的合作和Altera面向OpenCL的SDK为IBM电源体系结构提供的支持可以带来更多的创新来解决大数据和云计算的挑战。Altera FPGA异构计算功能与IBM电源CPU相结合将会为开发人员带来新的机遇,帮助他们加速实现在各行业上多种高性能计算应用。” Altera面向OpenCL的SDK提供业界标准开源程序接口,支持编程人员轻松发挥FPGA的性能和功效优势。多家FPGA电路板合作伙伴提供针对Altera器件进行了优化的货架电路板。请访问www.altera.com.cn/opencl,这里列出了Altera优选合作伙伴计划中的合作伙伴,以及在高性能系统中展示使用FPGA优势的各种设计实例。 价格和供货信息 目前可以从Altera网站的下载页面获得Altera面向OpenCL的SDK,也可以通过购买Altera优选合作伙伴OpenCL电路板来获得。面向OpenCL的SDK年度软件订购的价格是995美元。如果需要了解其他信息,请访问Altera网站的OpenCL部分。

    时间:2013-11-21 关键词: IBM 系统 Altera FPGA 电源 基于 功能 提供 加速

  • 盛科基于硬件交换机的开源SDN项目Lantern发布

    盛科网络(苏州)有限公司(以下简称"盛科"),日前发布了业界首个基于硬件交换机的开源SDN项目--Lantern。Lantern旨在为基于SDN硬件交换机提供SDN实现。Lantern中集成了开源的Linux Debian 7.2 OS、优化了的Open vSwitch(OVS)、适配层以及芯片SDK。Lantern选择GitHub作为源码托管平台,使用开源Apache 2.0许可协议。 SDN是一种新的网络发展趋势,而由开放网络基金会(ONF)负责维护的OpenFlow是其中的关键技术之一。通过开放标准实现SDN极大的提高了灵活性同时降低了研发成本。Lantern提供包括芯片SDK和适配层在内的所有开源代码,为研究OpenFlow提供了极大的便利,同时设备厂商可在此基础上进行更多创新。此外,Lantern也致力于为开放的生态系统做出贡献,这对整个SDN的发展至关重要。 ONF执行总监Dan Pitt表示:"基于OpenFlow的SDN解决方案的大量商用,需要软件和硬件的开源方案。ONF的使命是促进开放的SDN解决方案,因此非常高兴看到我们的成员公司能够将开源推向市场,并去满足广大用户对开放SDN解决方案的需求。“ 开源项目Lantern封装了基于 Debian Linux的操作系统,优化了的Open vSwitch(OVS),盛科芯片SDK和适配层。配合Lantern的发布,盛科将在GitHub上同步开放开发指导手册和编译脚本。典型特性如下: 已实现与业界主流控制器厂商的OpenFlow 1.0 互通性测试 支持高达2.5K 的内嵌流表,支持基于流的统计 支持匹配完整L2-L4报文头字段 可灵活编辑L2-L4报文头字段,如改写 MAC DA/MAC SA/IP/L4 port 支持业界主流的隧道技术,如L2 over GRE, QinQ等,支持基于overlay的网络虚拟化 配合Lantern开源软件,盛科推出了高性能SDN开发平台V330-52TX-RD。该平台采用盛科GreatBelt系列交换芯片,特别针对SDN应用场景进行了优化。该平台支持48个千兆电口和4个万兆上联端口,并且是一个产品级的开发平台。 盛科商务拓展副总经理古陶表示:“作为SDN芯片和白牌设备提供商,盛科坚信开源是SDN的主要价值之一,并且一直致力于开放SDN解决方案的研发。在今后的道路上,盛科将继续坚持针对SDN/OpenFlow的开源计划,在后续的开源计划中将实现对OpenFlow1.3, OF-Config 1.1的支持。此外,盛科也计划在OpenStack网络组件Neutron中增加物理交换机插件,提供高性能的网络虚拟化解决方案。

    时间:2013-11-21 关键词: 发布 项目 硬件 开源 盛科 基于 sdn 交换机 lantern

  • 基于PIC16F877单片机的简易测速计设计方案

    0引言 随着微电子技术的迅猛发展,单片机在汽车、通信、办公自动化、工业控制、高级玩具、家用电器等方面都得到了广泛的应用。如果将Proteus作为单片机系统仿真工具,则不用制作电路板,而可以使用Proteus进行系统虚拟实现,这样不仅能完成所需功能设计验证,还能降低硬件成本的耗用,从而缩短整个设计周期,从根本上提高了电子产品的开发效率。 测速是工农业生产中经常遇到的问题,基于单片机的各种优势,将单片机应用于测速系统,具有很重要的意义。而对于测速技术,首先要解决的就是采样问题。在使用模拟技术制作测速设备时,常用测速发电机的方法,即将测速发电机的转轴与待测轴相连,测速发电机的电压高低反映了转速的高低;而使用单片机进行测速,则可以使用简单的脉冲计数法。 只要转轴每旋转一周,产生一个或固定的多个脉冲,并将脉冲送入单片机中进行计数,最终计算出单位时间内的脉冲个数,即可获得转速的相关信息。本文将基于PIC16F877单片机的捕捉功能来完成脉冲计数,利用软件编程实现相关物理关系的转换,最终得出齿轮线速度,并显示在数码管上。 1测速计原理 1.1 CCP1捕捉功能 PIC16F877单片机中有两个CCP模块,其构造基本相同,分别记为CCP1和CCP2.每个CCP模块可以任意配置为捕捉(Capture)、比较(Compare)和脉宽调制(PWM)3个功能模式之一。 CCP1的捕捉模式具有如下三个功能:其一是可以捕捉RC2/CPP1引脚出现的跳变并保存当时TMR1计数寄存器内容;其二是具有预分频器,可以实现每1个脉冲、每4个脉冲或16个脉冲捕捉一次;其三是捕捉时间能产生中断。 1.2 CCP测速计原理 在捕捉模式下,单片机可以捕捉引脚电平变化时刻的时间值,即引脚输入脉冲上升沿或下降沿出现时刻的精确时间值。 PIC16F877的CCP1模块工作于捕捉模式时,当特定的跳变沿出现时,TMR1定时器的计数值会立即复制到CCPR1H和CCPR1L中并产生中断信号,通过在中断服务程序中读取这个16位计数值。当使用CCP1模块的捕捉功能实现相邻两次上升沿时间间隔的测量时,此时间间隔就是输入信号的周期g-Period.由于主频是4 MHz,即每个指令周期为1μs,将预分频比设置为1:1,测得周期结果单位为微秒级。所以最终测得的速度值speed通过以下公式得出: speed=(1M*60s*0.01m*pi)/g_Period 其中,pi为圆周率值;0.01m为被测对象齿轮的直径,通过物理方法测得。 speed=(1M*60s*0.01m*pi)/g_Period 其中,pi为圆周率值;0.01m为被测对象齿轮的直径,通过物理方法测得。 2功能实现 2.1系统设计框图 测速计功能的实现可由基于PIC16F877的主控制模块、显示模块、齿轮和光电传感器构成的被测模块等几部分构成。 通过单片机的RC2/CCP1引脚分别连接被测模块和测量子模块,在Proteus软件仿真时,分别由信号发生器SG1和频率计作为硬件设备连接。SG1用来模拟被测模块产生信号,F1采用频率计方式运行,用来显示当前信号频率,用来做参考值与显示模块数据,即测速计测速结果值进行比较,以验证测速计测速结果的正确与否。各模块之间的连接关系如图1所示。 2.2方案设计与实现 该简易速度计的设计实现主要基于PIC16F877的CCP模块功能,这里我们首先将PIC16F877的CCP1配置为捕捉模式,预分频比设置为1:1,每个上升沿触发。 当捕捉到跳变后CPP1中断标志位置位,直接采用中断方式进行处理,即在中断服务子程序中处理相关寄存器的数值或状态变化,计算并储存相关物理量,以上设置均由软件编程来完成。 2.3设计与实现 该简易速度计的设计实现主要基于PIC16F877的CCP模块功能,这里我们首先将PIC16F877的CCP1配置为捕捉模式,预分频比设置为1:1,每个上升沿触发。 当捕捉到跳变后CPP1中断标志位置位,直接采用中断方式进行处理,即在中断服务子程序中处理相关寄存器的数值或状态变化,计算并储存相关物理量,以上设置均由软件编程来完成。 3功能仿真 3.1 Proteus下仿真电路的搭建 要在Proteus下完成测速计功能的仿真,首先应在其界面新建设计文件并搭建仿真电路图,本例的测速计功能电路图如图4所示。 在Proteus软件下进行仿真时,库里各电子模块本身集成有驱动功能,故各模块与单片机之间只需要用连接线简易连接即可,而无需外加任何驱动电路。但是,实际制作电路版时,还是需外加各模块的驱动电路,并考虑各器件之间的间距,以避免电磁干扰。 3.2功能仿真 在PIC系列单片机的专用开发环境MPLAB IDE 8.90下分别完成各个模块的代码编写,编译运行后,用调试工具Proteus VSM加载Proteus软件下建立好的设计文件,并运行,其结果如图5所示。 3.3仿真结果分析 如上图5所示,当信号频率配置为3 000 Hz时,仿真结果即测速计的速度显示为5 660 m/s,且以速度值为中心,小范围内上下波动。而经过理论计算的速度值约为5 655 m/s,与仿真值基本相同。事实上,经过连续测量n个周期后求平均值的办法,其理论值与仿真值之间的误差会明显减小。 4结语 本文提出了一种基于PIC16F877单片机捕捉功能实现的简易测速计设计方案,经过Proteus软件下的仿真验证,该设计方案基本符合预期结果。方案中的整个测速计设计简单方便、成本低、测速误差较小、易于实现,在模块化后,可作为一个集成测速模块直接应用于其他设计当中。

    时间:2013-11-19 关键词: 方案 单片机 基于 设计 简易 pic16f877

  • 基于TI 电容式触摸屏控制器的应用方案

    引言 电阻式触摸屏有过其鼎盛时期,但不可否认它们已日薄西山。很明显,它更加适合于低成本的设计。使用这些设计的用户必须戴手套,例如:在医疗、工业和军事环境下。然而,电容式触摸屏却获得了普遍的使用,今天市场上销售的主流智能手机和平板电脑都使用了电容式触摸屏。 电阻式与电容式触摸屏比较 电阻式和电容式触摸屏都使用氧化铟锡(ITO)传感器,但使用方式却截然不同。电阻式触摸屏利用人体触摸的机械作用力来连接ITO的两个柔性层(图1a),而电容式触摸屏控制利用的是:基本上而言,人本身就是移动的电容器。触摸ITO时,会改变系统可感知的电容水平(图1b)。 图1 触摸屏设计比较 电容式触摸屏受到消费者的青睐,主要有两个原因: 1、电容式触摸屏使用两层TIO,有时使用一层。它利用一个与棋盘格类似的有纹理传感器(图2),因此它可以使用一个整片覆盖在LCD上,从而带来更加清楚透亮的屏幕。 2、由于电容式触摸屏控制使用电解电容方法实现检测,安全玻璃层可放置于顶层来实现密封,这与电阻屏的聚氨酯柔性层不同。它还给用户带来一种更加耐用的设计。 图2 TIO行与列重叠形成一个完整的传感器片 电容式触摸屏设计考虑 电容式触摸屏的设计人员面对三大主要问题:功耗、噪声控制与手势识别。本文后面部分将为你逐一讲解。 功耗 今天的电池供电型设备如此之多,功耗是我们需要考虑的关键系统问题之一。诸如 TI 的TSC3060等器件,便是按照低功耗要求设计的。在标准工作条件下,它的功耗小于60mA。在对触摸行为进行检测时,它的功耗更可低至11 µA。在相同工作状态下,它比其竞争者至少低了一个数量级。 市场上的许多解决方案一开始都是设计为微控制器,然后再逐渐发展为电容式触摸屏控制器。一开始就设计为电容式触摸屏控制器的器件,没有会消耗额外电流和时钟周期的多余硬件。大多数系统都已有一个主中央处理器,其可以是数字信号处理器、微处理器或者微控制器单元(MCU)。因此,为什么要给一个已经经过精密调整的系统再增加一个引擎呢?TSC3060为一种没有微控制器的专门设计。 噪声控制 如果控制器无法区分实际触摸和潜在干扰源,则更不用提实现超长的电池使用时间。触摸屏的主要噪声源通常来自LCD,其最终取决于质量和成本之间的折中权衡。AC公共接地LCD通常更便宜,但噪声水平更高。DC公共接地LCD拥有DC屏蔽,可以降低噪声,但会增加成本。 可以帮助降低ITO传感器以及触摸屏控制器可感知噪声数量的一种典型方法是,在LCD和ITO之间保持一定的空气间隙。这样可在两者之间留出一定的间距,从而减少相互干扰。处理噪声的另一种方法是使用滤波器。例如,TSC3060包含了一套可编程混合信号滤波器,可用于降低噪声。这些滤波器通过一个集成MCU安装到硬件中。这意味着,它们就近完成任务的速度要比使用软件的滤波器快。对实际触摸坐标的快速响应,还可降低总系统资源消耗。 手势识别 最后一个设计问题是手势识别。手势不一定是大幅度、复杂的挥舞。手势可以是简单的一次手指滑动。系统主机MCU可以轻松地识别出一些简单的手势,例如:捏、拉、缩放、旋转以及双击和三连击等,并可进行“内部”处理。增加一个专用引擎,可能可以降低一点点系统MCU带宽处理负荷,但却会增加功耗。另外,专用引擎用于完成手势识别的专有算法,设计人员无法看到。TSC3060等器件把这种工作都推给系统中已有的主处理器,让广大设计人员可以自由地开发自己的免版税算法。 结论 本文对电阻式和电容式触摸屏控制器的功能和优点进行了比较,并解释了后者越来越流行的原因。文章还为读者介绍了设计触摸屏控制器时需注意的三个主要考虑事项,即功耗、噪声控制与手势识别,并给出了一些可能的解决方案。

    时间:2013-11-18 关键词: TI 方案 控制器 触摸屏 电容 基于 应用

  • Cadence宣布推出Interconnect Workbench 用于进行基于ARM片上系统的性能分析与验证

     亮点: · Cadence Interconnect Workbench优化整合了ARM® CoreLink™ 、CCI-400™、NIC-400™、NIC-301™及ADB-400™系统知识产权(IP)的片上系统的性能。 · 使设计团队能快速生成性能分析测试台,这些测试台之前用手工需要数周时间才能建立。 Cadence设计系统公司今天宣布推出Cadence® Interconnect Workbench。Interconnect Workbench是一种软件解决方案,在整个片上系统设计过程对互连进行周期精确的性能分析,能在关键流量状况下快速识别出设计问题,并帮助用户改进器件性能、加快产品上市。Interconnect Workbench搭配Cadence Interconnect Validator,组成了一套完整的功能验证与性能检验解决方案。 Interconnect Workbench可自动生成整合了Interconnect Validator及一整套AMBA验证IP的性能测试台,以前需要数周时间才能建立的测试环境,现在需要的时间和工作量可以大幅减少。为加强设计的性能,Interconnect Workbench允许用户在一个屏幕上并排比较可能的体系结构。 “确保片上互连能最优地工作,是对今天复杂片上系统的基本要求,系统设计师需要Interconnect Workbench所提供的周期精确的分析,来做出权衡并改进他们的设计。”ARM处理器事业部系统IP产品总监Andy Nightingale表示。 “Interconnect Workbench的推出,就是专门为了应对今天片上系统的复杂性,”Cadence负责系统与验证集团系统与验证解决方案的公司副总裁Ziv Binyamini表示。“除了优化他们基于ARM的移动、消费电子、网络和存储片上系统的性能外,用户还能够更快地将他们的产品推向市场。”

    时间:2013-11-07 关键词: cadence 系统 分析 性能 ARM 基于 验证 进行 宣布 推出

  • 基于闭环MEMS的电容式惯性传感器设计

    微机械式惯性传感器已经成为许多消费产品的一个组成部分,比如手持式移动终端、照相机和游戏控制器等。此外,微机械式惯性传感器还被广泛用于工业、汽车安全和稳定控制以及导航领域中的振动监测。一般来说,微型传感器可以是压电式、压阻式或电容式传感器。然而,电容式传感的高热稳定性和高灵敏度使得它对种类广泛的应用来说更具吸引力。 带数字读取功能的基本的电容式传感器接口电路由电容到电压转换器(C/V),以及随后的模数转换器(A/D)和信号调节电路组成。以开环配置(没有反馈信号)运行这种传感器可以形成相对简单的系统,这种系统本身就比较稳定。尽管如此,开环工作时的系统对MEMS参数会非常敏感。此外,整个系统的线性度受传感器系统链中每个模块的线性度影响,而且C/V和A/D的动态范围要求可能会更加严格。相反,将MEMS传感器放在负反馈闭环中使用有许多好处,例如改进的带宽、对MEMS器件的工艺和温度变化具有较低的敏感性。另外,由于C/V只需要处理误差信号,与开环工作方式相比,C/V动态范围和线性指标可以放宽。因此为确保系统的稳定性,正确设计反馈环路就显得非常重要。 在电容式传感器中,反馈信号以电容激励电极上的电压信号形式施加到MEMS.这个施加的电压将产生一个静电力并作用到MEMS质量块上。因此最终形成的系统被称为力反馈系统。然而,电容有一个二次的电压比力关系,它会限制系统的线性度。 克服电压比力(V/F)二次关系负担的一种方法是以差分方式施加激励信号,以便抵消二次项。然而,这种技术要求正负电压值,这将增加传感器接口ASIC的复杂性。更重要的是,差分工作所需的两个激励电容如果不匹配会导致激励二次项不能完全抵消,因此电容不匹配将限制系统可实现的性能。 实现闭环工作的另外一种方法使用两级bang-bang反馈信号。由于只用到两个点的二次V/F关系,这种方法天生就是线性的,而且并不依赖MEMS电容的匹配或使用负电压去抵消非线性。使用两级激励意味着将反馈信号幅度中的信息转换为时间信息。因此Σ-Δ调制可以成为实现闭环数字读取传感器的一种有效技术。另外,基于Σ-Δ的环路默认提供模数转换功能,因此不需要再使用单独的A/D.Σ-Δ闭环架构代表了高性能数字读取传感器的最优架构。值得注意的是,Σ-Δ系统的超采样特性会使操作系统工作在相对较高的频率,因此系统变得较易受MEMS寄生电容耦合的影响。尽管如此,抵消这种耦合的电路技术已经非常成熟,并且可以在传感器的接口ASIC中实现。Σ-Δ闭环传感器的架构选择需要依据为电子Σ-Δ系统开发的深层技术。然而,具有自然电子-机械特性的Σ-Δ闭环传感器在系统级设计与优化时需要正确理解MEMS的工作原理和建模机制。典型MEMS传感器的检测部分行为就像是一个二阶集总式质量块(阻尼器)弹簧机械系统,具有单一的谐振频率,其传递函数如下: 其中Fin(s)是输入的力(在使用陀螺仪时是科里奥利力,在使用加速度计时是由于输入加速产生的力)。x(s)是传感器质量块对应输入力的位移。m是质量块的质量,D是阻尼系数,k是弹簧常数(刚度)。 MEMS传感器的工作原理基于这样一个事实:给MEMS施加一个输入力(Fin)将产生一定的位移,进而改变MEMS电容(Cout)。这个Cout可以用连接MEMS单元的电路进行测量。带激励电极的MEMS传感器建模如图1所示。这个模型的增益是Kx/c,代表由于MEMS质量块位移引起的输出电容变化。Kx/c等于: 其中Cd是MEMS的检测电容,X0是电容间隙距离。系数2代表差分工作。这个模型还包含一个KV/F因子,它是由于反馈电压VACT产生的力: 其中VACT是激励电压,Ca是MEMS的激励电容。吸合(拉入)是电容式MEMS传感器的一个重要现象,此时电容极板由于施加的大电压而吸合在一起,从而导致工作故障。防止吸合的最大静态电压等于: 其中C0是电容的剩余容量。上述Vp表达式只是用于展示Vp的相关性。 图1:MEMS惯性传感器传感部分模型但是在像Σ-Δ环路中那样的动态电压激励情况下,上述表达式不能精确地表示Vp的实际值。在基于Σ-Δ的传感器中,MEMS用作环路滤波器,会形成一个二阶电子-机械式Σ-Δ系统。 将MEMS引入Σ-Δ环路可以提高阶数,并进一步抑制量化噪声。图2显示了基于Σ-Δ的传感器框图,其中的MEMS与特殊应用集成电路(ASIC)连接在一起组成了一个完整的传感器。这个系统还集成了一个额外的Hcomp块,用于补偿环路并保持其稳定性。 图2:基于Σ-Δ的闭环传感器框图 这种闭环传感器的系统级设计将确定各个MEMS和ASIC参数的最优值,比如刚度(k)、间隙距离(X0)、阻尼系数(D)、激励电压(VACT)和ASIC噪声。为了确保Σ-Δ环路的稳定工作,传感器的输入信号不能超过反馈信号。因此激励电压值VACT定义了给定MEMS参数集条件下允许的最大输入信号。然而,为了允许大的输入信号范围而产生大的VACT会导致功耗加大,而且有时要求采用特殊的ASIC技术才能允许高压工作。ASIC技术的选择将影响到传感器的总体成本。更重要的是,VACT允许的最大值受MEMS吸合电压Vp的限制。 MEMS间隙距离(X0)是系统能否实现低噪声工作的一个关键参数。减小X0会产生更高的Cd和Kx/c,并因此增加MEMS前向增益(灵敏度)。高灵敏度可以减少ASIC噪声对以传感器输入为参考的噪声的影响。另一方面,MEMS的布朗噪声功率直接正比于阻尼系数(D)。总的传感器噪声由MEMS噪声和ASIC噪声组成。可以根据传感器总体目标性能、MEMS灵敏度和阻尼系数估计最大可容忍的ASIC噪声值。应该注意的是,可以达到的最小X0受MEMS技术的限制。X0值对最大输入范围的影响,取决于激励电压(VACT)是否受限于MEMS的吸合电压。如果VACT受吸合电压的限制,那么减小X0将导致允许的最大输入信号范围减小。如果VACT不受吸合电压的限制,那么X0的减小和激励电容(Ca)及KV/F的改进可形成更高的反馈力,最终形成更大的输入范围。 MEMS单元的刚度(k)是一个重要的系统设计参数,因为它可以在MEMS单元中得到很好的控制,不像X0,其最小值受MEMS技术的限制。假设ASIC噪声主导传感器噪声,那么可实现的最大动态范围(VACT设为吸合之前的最大允许值)将独立于一阶k值。这是因为增加k不仅会降低MEMS灵敏度,增加以传感器输入为参考的ASIC噪声,而且也会使反馈力增加同样的数量,因为这种方法允许在更高的VACT时工作。在MEMS噪声主导传感器性能的情况下,应增加k值,以便支持更大的动态范围。而在工作不受吸合限制的情况下,最好是减小k值,从而提高MEMS灵敏度,减小ASIC噪声对传感器噪声的影响。需要注意的是,k值会改变MEMS单元的谐振频率。在开环传感器中,谐振频率设定了传感器带宽的上限,而对闭环系统来说不是这样。因此k值可以根据动态范围和噪声要求进行设置。 传感器性能对MEMS和ASIC参数的高度依赖性表明,闭环传感器的系统级设计需要做大量的折衷考虑,其中的ASIC噪声预算、激励电压、功耗和技术都高度依赖于MEMS参数。因此为了实现最优的传感器,强烈推荐基于传感器总体目标规格的ASIC与MEMS协同设计方法,而不是针对已经设计好的MEM再进行ASIC设计。

    时间:2013-11-06 关键词: mems 传感器 电容 基于 设计 惯性

  • Altera助力动视元推出首款基于FPGA的智能交通视频分析解决方案

     21ic讯 Altera公司今天在2013年中国国际公共安全博览会 (安博会) 上宣布,北京动视元科技有限公司(简称:动视元)采用Altera基于FPGA的最新视频分析成功推出首个基于FPGA的智能交通视频分析解决方案——动视元至睿系列交通状况视频分析仪。该视频分析仪主要用于道路交通参数、交通事件进行检测和报警,帮助管理人员了解道路服务水平、及时发现紧急事件、随时查看过往事故事件视频资料。 通过采用Altera视频分析解决方案,动视元至睿产品系列能够实现1-8路标清视频或两路高清视频的全帧检测,并且通过对视频实时逐帧检测,在保证高检测精度的同时极大地减少设备误报,提高了实用性。动视元最近一次测试显示,该分析仪白天在高速公路上的侦测率可高达99%。 Altera与Eutecus公司联合开发的基于FPGA的视频分析解决方案,包括低成本、低功耗Cyclone® IV FPGA,以及Eutecus的多核视频分析引擎 (MVE™) 知识产权 (IP) 内核,支持用户使用一片FPGA同时分析四路D1 480p/30fps (每秒帧数)视频通道。用户可以在现有SD监控上增加新功能,而无需购买分析功能的新摄像机。 Altera公司亚太区工业业务部市场开发高级经理江允贵表示:“基于FPGA的视频分析解决方案无论在成本、性能、市场定制等方面,与传统工控机或DSP的解决方案具有非常显著的差异性。我们非常激动看到首个基于FPGA的智能交通视频分析产品已经推向市场。这是Altera、Eutecus、动视元三方长期以来互信与合作的结果。我们相信,今后将有更多的企业和动视元一样,通过采用FPGA的视频分析解决方案,推出更多视频分析产品。” 动视元公司总经理沈炜表示:“Altera的FPGA解决方案在一颗FPGA芯片上不仅真正意义实现了1路1080p30帧视频的实时全帧检测,还能实现4路D1视频的实时全帧同时检测,检测性能大大提高。同时,由于采用了Altera工业级FPGA芯片,产品在环境适应性、稳定性、功耗、体积、成本等方面都大大优于上一代产品。在未来,动视元将会在此基础上继续推出高性价比、多样化的产品以适应不同工程环境的需要。我们相信以FPGA为核心的嵌入式视频分析产品将会占有越来越重要的市场地位。” Eutecus公司CEO兼总裁Csaba Rekeczky表示:“Altera的Cyclone IV FPGA及Quartus II软件环境是Eutecus新一代MVE解决方案理想的模块化设计环境。视频分析用户可以在单通道IP摄像机和多通道DVR/NVR上采用Eutecus高度模块化、实时性、灵活的可更新IP产品以及Altera的低成本、低功耗、可定制FPGA,从而充分发挥我们公司之间密切的合作优势。” 关于Altera视频分析解决方案 Altera针对高清(HD)和标清(SD)系统,推出低成本、低功率视频监控解决方案。Altera和Eutecus推出了业界第一款基于FPGA的视频分析解决方案,实现完全HD 1080p/30fps实时视频处理。使用相同的处理引擎,Altera和Eutecus能为四通道D1解析度系统迅速定制HD引擎,在低清晰度多通道解决方案基础上满足用户更高的要求。

    时间:2013-10-30 关键词: 助力 视频 Altera FPGA 分析 智能交通 解决方案 基于 推出

  • Altera助力动视元推出首款基于FPGA的智能交通视频分析解决方案

    21ic讯 Altera公司 今天在2013年中国国际公共安全博览会 (安博会) 上宣布,北京动视元科技有限公司(简称:动视元)采用Altera基于FPGA的最新视频分析成功推出首个基于FPGA的智能交通视频分析解决方案——动视元至睿系列交通状况视频分析仪。该视频分析仪主要用于道路交通参数、交通事件进行检测和报警,帮助管理人员了解道路服务水平、及时发现紧急事件、随时查看过往事故事件视频资料。 通过采用Altera视频分析解决方案,动视元至睿产品系列能够实现1-8路标清视频或两路高清视频的全帧检测,并且通过对视频实时逐帧检测,在保证高检测精度的同时极大地减少设备误报,提高了实用性。动视元最近一次测试显示,该分析仪白天在高速公路上的侦测率可高达99%。 Altera与Eutecus公司联合开发的基于FPGA的视频分析解决方案,包括低成本、低功耗Cyclone® IV FPGA,以及Eutecus的多核视频分析引擎 (MVE™) 知识产权 (IP) 内核,支持用户使用一片FPGA同时分析四路D1 480p/30fps (每秒帧数)视频通道。用户可以在现有SD监控上增加新功能,而无需购买分析功能的新摄像机。 Altera公司亚太区工业业务部市场开发高级经理江允贵表示:“基于FPGA的视频分析解决方案无论在成本、性能、市场定制等方面,与传统工控机或DSP的解决方案具有非常显著的差异性。我们非常激动看到首个基于FPGA的智能交通视频分析产品已经推向市场。这是Altera、Eutecus、动视元三方长期以来互信与合作的结果。我们相信,今后将有更多的企业和动视元一样,通过采用FPGA的视频分析解决方案,推出更多视频分析产品。” 动视元公司总经理沈炜表示:“Altera的FPGA解决方案在一颗FPGA芯片上不仅真正意义实现了1路1080p30帧视频的实时全帧检测,还能实现4路D1视频的实时全帧同时检测,检测性能大大提高。同时,由于采用了Altera工业级FPGA芯片,产品在环境适应性、稳定性、功耗、体积、成本等方面都大大优于上一代产品。在未来,动视元将会在此基础上继续推出高性价比、多样化的产品以适应不同工程环境的需要。我们相信以FPGA为核心的嵌入式视频分析产品将会占有越来越重要的市场地位。” Eutecus公司CEO兼总裁Csaba Rekeczky表示:“Altera的Cyclone IV FPGA及Quartus II软件环境是Eutecus新一代MVE解决方案理想的模块化设计环境。视频分析用户可以在单通道IP摄像机和多通道DVR/NVR上采用Eutecus高度模块化、实时性、灵活的可更新IP产品以及Altera的低成本、低功耗、可定制FPGA,从而充分发挥我们公司之间密切的合作优势。” 关于Altera视频分析解决方案 Altera针对高清(HD)和标清(SD)系统,推出低成本、低功率视频监控解决方案。Altera和Eutecus推出了业界第一款基于FPGA的视频分析解决方案,实现完全HD 1080p/30fps实时视频处理。使用相同的处理引擎,Altera和Eutecus能为四通道D1解析度系统迅速定制HD引擎,在低清晰度多通道解决方案基础上满足用户更高的要求。

    时间:2013-10-29 关键词: 助力 视频 Altera FPGA 分析 智能交通 解决方案 基于 推出

  • 基于AVR和RFID的电子防丢防盗器设计

    摘要:针对防丢类产品的发展需求,介绍了一种具有双微机和彩色液晶触摸屏的电子防丢防盗器的软、硬件设计及测试分析。系统有别于现有产品,主机带有液晶触摸屏,子机嵌入微处理器,佩戴者通过液晶屏的提示信息并结合声音的渐强或渐弱变化找到被保护对象。实验表明,系统方案灵活可行,人性化服务水平较高,便于实际应用。 关键词:RFID;nRF24L01;AVR;触摸屏;防丢 0 引言     在工作、生活快节奏的现代社会,走丢老人、小孩或宠物;被偷手机、行李等贵重物品;遗忘钥匙、钱包等物件的事情几乎每天都在发生。电子防丢防盗器属于安防类产品,它可以减少遗忘或丢失物品对人们造成的损失和不便。基于电子防丢防盗器的应用现状和发展需求,本文利用RFID技术设计了一款带有彩色液晶触摸屏的电子防丢防盗器,为物联网技术的应用以及安防类产品的发展提供了一个较好的应用方案。     借助nRF24L01芯片的DPL和ACK PAYLOAD等功能,结合触摸屏设计方法,本文设计了基于nRF24L01、ATmega48PA和TFT图形LCD的电子防丢防盗器,可以对被监护的老人、小孩或者被保护的物品起到有效地防丢、防盗、防遗忘的作用。采用高性能控制器,实现彩色液晶触摸屏显示、无线遥控、MCU系统的独立控制,系统人性化服务水平较高,实用性较强,具有较好的技术推广与市场应用前景。 1 系统方案设计     系统结构如图1所示。电子防丢防盗器由主机和子机组成,主机置于主控者处,子机置于老人、小孩或手机等被保护对象上。该电子防丢防盗器在主机和子机中都嵌入微处理器,正常工作时,子机发出稳定的无线电波,主机接收到该无线电波后不报警。当主机和子机之间的距离超过预定距离时主机接收不到子机的无线电信号,立即鸣笛报警(声压≤75 dB),并伴有振动,以引起使用者的注意。如果按下主机的寻找键即启动寻找模式,主机佩戴者可通过液晶触摸屏的提示信息并配合警音的渐强或渐弱变化找到被保护对象。正常情况下,锂电池用USB接口连接电源适配器或计算机充电。 2 硬件设计 2.1 AVR微处理器控制电路     选用ATMEL公司的ATmega48PA作为主控单元的微处理器,该芯片是一种高性能、低功耗的8位微处理器,工作电压仅1.8~5.5 V,工作频率为0~20 MHz,拥有4 KB的系统内可编程FLASH。如图2所示,ATmega48PA外围电路包括电源电路、8M时钟电路、复位电路以及USB/ISP下载接口等。     电源电路如图2区域①所示。标称值为3.7 V的锂电池连接至集成三端稳压芯片REG1117—3.3 V的输入端。REG1117-3.3 V稳定输出3.3 V直流电压,供给系统用电模块。     时钟电路如图2区域②所示。ATmega48PA内置RC振荡电路,可产生1 MHz、2 MHz、4 MHz、8 MHz的振荡频率。系统要求较精确波特率时,需要通过外部电路实现。     复位电路如图2区域③所示。ATmega48PA内置上电复位,熔丝位可以控制复位时间,因此外部复位电路在上电时,可以直接拉一只10 kΩ的电阻R3到VCC即可。10μF的电容C11用以消除干扰和杂波。     ISP下载接口如图2中区域④所示,使用双排2x5插座接入接口。由于没有外围元器件。PB3(MOSI)、PB4(MISO)、PB5(SCK)、RESET脚不受ISP下载接口的干扰,仍然可以正常使用。 2.2 无线数传模块设计     nRF24L01电路图如图3所示。nRF24L01模块与ATmega48PA的SPI1连接实现信息交换。配置PD6、PB2作为GPI0端口,分别与nRF24L01的CE和CSN连接;配置PB5、PB4、PB3作为SPIO端口,分别与nRF24L01的SCK、MISO、MOSI连接;配置PD2作为EINT0端口与nRF24L01的IRQ连接。与AVR微处理器连接时应注意电源隔离,图3中nRF24L01与天线之间连接了滤波电感将两部分进行隔离,另外1.5 pF旁路电容C4和C5用来抵制高频干扰。 2.3 彩色液晶模块     系统采用5.6 cm(2.2 inch)电阻式触摸屏,其色彩为65 k色/262 k色,分辨率为QVGA 320x240,背光为3LED并联,LCD控制IC采用μPD161704A驱动芯片,触摸控制IC采用XPT2046,接口为SPI接口。 3 软件设计     软件开发采用ATMEL AVR Studio集成开发环境(IDE),使用移植性好、编程效率高的C语言编程。电子防丢防盗器系统主流程图如图4所示。软件程序主要包括主机和子机的初始化、无线信号的发射与接收,以及彩色液晶模块的设计等内容。 3.1 nRF24L01的SPI口配置     配置寄存器完成nRF24L01的所有配置,并通过SPI接口实现配置。SPI读操作的描述如下:             3.2 液晶显示模块设计     2.2 inch TFT图形液晶触摸控制IC采用XPT2046,接口为SPI接口。子函数及颜色定义如下:     4 系统整体测试     经过PCB板的焊接与调试,系统能够成功地发送与接收数据。系统主机配置外置天线,子机使用PCB板载天线,在400 m2的实验室内可听到响亮的报警声,主机彩色液晶屏显示结果如图5所示。     在户外空旷地进行分段距离测试,每个距离段分别测试8次,每次发送数据量为512 b(32×16 b),100 m以内6个距离段接收完整数据包的测试结果见表1。     由表1的数据可以看出,系统无线数传模块在空旷地40 m以内可以实现无误码数据传输,实验是成功的。 5 结论     本文基于RFID和AVR控制技术设计了一款带有彩色液晶触摸屏的电子防丢防盗器,经过实验测试,系统工作可靠,触摸屏反应灵敏,可对老人、小孩或手机、钱包等物品有效起到防丢、防盗和防遗忘功能。该设计方案具有较强的灵活性,还可应用于室内外仓库、码头和露天储料场的天车,以及授救、飞行和医疗等服务机器人领域,以有效降低故障和事故的发生。 

    时间:2013-10-26 关键词: RFID 电子 AVR 基于 设计 防盗器

  • 基于ADIsimPLL 3.1的锁相环环路滤波器设计

    摘要:对锁相环环路滤波器进行简单分析,对ADIsimPLL 3.1模拟软件的功能特点做了简要介绍,并利用仿真软件对一款频率合成器的环路滤波器进行仿真设计,结果表明该软件在设计应用中方便快捷,能够帮助设计出满足指标要求且性能稳定的环路滤波器。 关键词:环路带宽;PLL;环路滤波器;压控灵敏度 0 引言     随着通信技术在各个领域的高速发展,频率合成器作为通信设备的重要组成部分,对其也提出了越来越高的设计要求,不但要能满足宽的频率范围、高的频率稳定度和准确度,而且要求其具有良好的杂散和相位噪声、快速的频率切换。     频率合成技术是利用参考频率源来产生具有一系列离散的、高准确度、高稳定度频率信号的一项技术。锁相式频率合成器是利用锁相环(PLL)将压控振荡器(VCO)的频率锁定在某一个频率点上,由压控振荡器产生并输出所需的频率,这种方法输出频率稳定,杂散抑制好,输出频率范围宽。随着锁相环电路集成化、数字化和小型化的不断发展,已经出现了具有快锁功能的锁相环芯片,当前,锁相式频率合成技术得到了最为广泛的应用。环路滤波器是锁相环频率合成器的关键部分,是频率合成器设计中的一个最重要的环节,其参数的合理设计直接关系到频率合成器输出频率信号的杂散、相位噪声、稳定度及频率转换时间等多项指标,间接的影响通信系统的载波质量、接收性能、发射和接收信噪比、接收灵敏度及通信距离等。 1 环路滤波器参数分析     PLL频率合成器的基本框图如图1所示。     环路滤波器是由电阻、电容或者还有放大器组成的线性电路,是一种低通滤波器。它的作用是滤除掉来自PLL电路中鉴相器输出电压Vd(t)中的高频成分和噪声分量,得到一个干净的控制电压Vc(t)去控制压控振荡器的频率输出。环路滤波器包括有源环路滤波器和无源环路滤波器,可根据所选用的锁相环芯片和压控振荡器来确定环路滤波器的形式。     环路滤波器的主要指标包含:环路带宽、锁定时间、直流增益、高频增益和阻尼系数等。其各项参数是根据环路中的VCO增益、电荷泵增益以及鉴相器的分频比而设计的。     环路参数设计中最为重要的参数是环路带宽,环路带宽与参考频率、PFD和环路LP相位噪声成正比关系,它与VCO的相位噪声、锁定时间和分辨率成反比关系。设计中进行环路带宽参数的合理选择有利于VCO的相位噪声、锁定时间、系统分辨率等多项指标的兼顾。     环路滤波器设计中需满足的参数指标高、受到的因素多,设计过程中计算公式复杂,难度较大。ADIsim PLL 3.1仿真软件具有强大的模拟仿真功能,可利用其进行模拟仿真设计,快捷方便、准确合理的设计出稳定的环路滤波器,降低设计过程中的计算量,大大提高设计效率因而在锁相环频率合成技术中得到了广泛的应用。 2 ADIsimPLL 3.1功能介绍     ADIsimPLL 3.1是一款全面的PLL频率合成器设计和仿真工具,此软件具有性能优良的模拟设计能力,其设计环境是基于ADI系列锁相环芯片而设计的,因此,对ADI的锁相环芯片而言,可以充分利用ADIsim PLL 3.1的强大功能,将环路滤波器设计得尽可能完美,而对具有相似功能的频率合成器PLL芯片而言,可以对模拟仿真结果做一些必要的参数调整和修正,对环路滤波器的设计和性能提高也是很有帮助的。总之,ADIsimPLL 3.1设计仿真软件的应用领域是十分广泛的。     ADIsimPLL 3.1设计仿真软件的主要特点有:适用频率范围可达6 GHz;具有整数分频和小数分频两种分频模式可供选择;具有多种的环路滤波器电路形式可供选择;参考频率源可根据需求选择应用;包含丰富的可供选择的PLL芯片;可仿真频率合成器输出的相位噪声及杂散指标结果;对频率转换时间可进行模拟输出;按照仿真结果模拟分析出所需电路的相关元器件参数。 3 环路滤波器的设计应用     实际工作中拟设计一款频率合成器,其相关技术指标要求包括:频率范围满足600~658 MHz;频率间隔为25 kHz;相位噪声满足-90dBc /Hz@10 kHz和-135 dBc/Hz@1 MHz;频率切换时间不大于2 ms。根据设计要求,参考频率源定为10 MHz温补振荡器,其频率稳定度可达6× 10-7,可满足系统所要求的频率稳定度,锁相环芯片选择ADI公司的ADF4156,该芯片具有高达6 GHz的RF输入频率,可满足输出频率范围要求,另外此芯片具有小数分频功能,可实现25 kHz的频率间隔,由于ADF4156芯片的Vp最大值为5.5 V,压控振荡器的压控灵敏度为15MHz/  V,尽可能低的压控灵敏度有利于输出相位噪声指标的提高。     对锁相环电路及压控振荡器选定后,下面进入工作重点,即环路滤波器的设计,设计中根据选择的锁相环ADF4156,环路滤波器选三阶的无源滤波器,电路形式如图2所示。     图2中电容器C1将来自电荷泵(ADF4156的CP脚)的脉冲转化为直流电压,但是根据对开环传递函数分析,它会引起环路的不稳定性,引入了电阻器R1和电容器C2是为了稳定环路,但同时又带来的相应的纹波干扰,电阻器R2和电容器C3能够滤除纹波干扰,同时可以滤除由鉴相频率带来的杂散分量。     设计中环路带宽的参数确定是非常重要的,从环路噪声带宽来看,BL应该选择最小值,从环路稳定性来看,ξ(阻尼系数)越大环路越稳定。由于设计要求中对频率切换时间的要求为不小于2 ms,在环路带宽的选择上可以进行折衷,从而兼顾噪声抑制、频率切换时间和环路的稳定性。     根据设计要求在ADIsimPLL 3.1的设计界面中需要进行各项参数的设置,首先选择PLL芯片ADF4156,进行一系列的参数配置:工作频率范围fmin=600 MHz,fmax=658 MHz;鉴相频率选择fPFD=1 MHz;设置MOD值为8,即可实现的频率间隔;设置VP=5.2 V,最高可设置5.5 V;环路滤波器电路格式选择CPP_3C;压控灵敏度KV=15 MHz/V;参考频率的输入为10 MHz(温补晶体振荡器输入);环路带宽BL设置为5 kHz。     各项参数设置完成后选择“完成”,进行模拟仿真计算,环路滤波器的仿真结果可以清楚地显示出相位噪声曲线、频率切换时间、杂散分布以及环路增益等多项仿真结果,并生成环路滤波器各电阻器和电容器的参数值。最后,可根据工程设计的要求,对相应器件的参数值进行调整,以满足实际应用中工程设计的要求,参数调整过程中,所有仿真结果是可以实时更新的,这样有利于调整过程中对仿真结果的掌握。     基于以上仿真参数的设置,模拟仿真出的电路原理图如图3所示。     频率切换时间的仿真结果如图4所示。     仿真结果显示,频率转换过程中达到下一频点稳定状态的切换时间为1.26 ms,可满足设计要求中频率切换时间不大于2 ms的要求。     相位噪声的仿真结果如图5所示。     模拟输出的PLL相位噪声为输出频率在628 MHz(中间频率)频率点上的相位噪声曲线,从图中可看到相位噪声分布:-105 dBc/Hz@10 kHz;1 MHz处可优于-160 dBc/Hz,能满足设计要求。     根据仿真结果对PCB(印制电路板)中的环路滤波器进行参数配置,经过装配调试,并与控制电路进行联试及指标测试,电路正常工作,达到了设计预期目标,测试结果与仿真结果基本达到一致,满足频率输出范围600~658 MHz,最大频率切换时间可达到1.45 ms(使用仪器为安捷伦公司的信号综合测试仪E5052B),相位噪声测试结果为-103 dBc/Hz@10 kHz,-155 dBc/Hz@1 MHz(使用仪器为PN9000),杂散指标在全频段范围内可达到-75 dBc,频率稳定度可满足要求(温补晶体振荡器指标保证),频率合成器在要求的温度范围(-40~60℃)各项工作性能稳定。 4 结语     通过利用ADIsimPLL 3.1模拟仿真软件,进行基于ADF4156频率合成器芯片的环路滤波器的成功设计,由理论设计指导工程实际,提高了工作效率,减轻了设计过程中繁重的计算量,始终能够将设计目的和设计过程有效地结合在一起,有助于简捷快速的设计出符合要求的频率合成器的环路滤波器。举一反三,在设计过程中可广泛的应用模拟仿真软件,进行前期的理论分析指导,对实际的设计工作将有很大的帮助。 

    时间:2013-10-26 关键词: 滤波器 基于 设计 环路 相环 adisimpll

  • 基于GSM模块的防盗监控器设计

    摘要:新型防盗监控系统依托于GSM公众网络,利用短消息增值业务,以MSP430单片机作为控制器核心,以GSM模块进行远程无线通信,采用了GPS、红外和液晶显示等技术,实现了贵重物品防盗报警、报警短信息的收发以及远程无线监控等功能,为人们的财产安全提供了有力保障。 关键字:MSP430单片机;防盗监控;GSM;GPS     随着移动通信技术的快速发展,计算机远程控制技术的应用领域愈加广泛,理论和实践方面的研究价值也日益增长。GSM公众网络因其覆盖率极高,在远程控制技术中被广泛使用。本文设计的防盗监控器,充分利用了GSM公众网络的短消息增值业务和无线通信业务,实现远程监控、报警信息收发和现场报警等功能,采用主动防盗模式,使用户脱离看不到、听不见的被动式防盗,不受地域限制,具有网络化、智能化的特点。 1 系统组成及工作原理     系统主要由存储单元、GSM单元、执行机构、防盗传感器、单片机控制机构组成。系统中的移动通信模块采用美国SIMCOM公司的SIM508,单片机采用MSP430系列单片机,将移动通信模块经由单片机的RS 232串口连接,采用欧洲电信标准协会ETSI的GSM07.05作为短信息编码标准。本文采用MSP430F系列单片机进行系统设计,充分利用其超低功耗并通过其标准的全双工串口与移动通信模块进行通信。     MSP430单片机是防盗报警器的控制中心,集成了移动通信模块、警情采集模块和报警模块。防盗传感器在前端采集报警信号并发送至MSP 430单片机,经单片机判断处理后将控制指令发送到移动通信模块,移动通信模块根据指令内容将匹配的报警短信息通过GSM网络发送至用户手机终端,实现报警。当用户收到报警短信即可将相应的防盗指令通过短信息回复至报警系统,报警系统根据短信息内容,开启控制系统的执行机构实施相应的防盗措施。完成移动报警系统设计的核心部分是基于GSM公众网络系统的AT指令开发及移动通信模块和单片机控制模块的通信。报警系统整体的设计框图如图1所示。     该防盗报警器系统的设计,弥补了传统报警器系统的报警铃声噪音扰民、报警范围小、受地域限制、报警的有效性低等缺点和不足,为移动通信系统增值业务和无线通信业务的开发利用提供了有效手段。 2 硬件设计     系统选用MSP430单片机作为核心控制模块,美国德州仪器公司推出的16位高性能MSP430系列单片机,性价比高,有突出的低电源电压、运行速度快,而且具有丰富的片内外设模块,能够满足系统设计的功能需求。     系统的硬件电路主要由MSP43单片机控制模块、报警模块、警情采集模块、通信模块、信息存储模块以及控制执行机构组成。报警采集模块由热释电红外传感器和菲涅洱透镜组成,通信模块采用美国SIMCOM公司的SIM508,单片机采用MSP430系列单片机,通过RS 232串口与通信模块连接,系统主控模块原理框图如图2所示。 3 软件设计     系统初始化后,控制系统将通过发送确认短信对手机用户进行身份认定。若设防信号无效,则控制系统不检测其状态。控制系统一旦检测到警情信号,将立即发送报警短信息至用户手机,且同时发送持续10 s的本地报警信号。当用户手机将预先设定的反馈短信息发送给系统时,控制系统将根据判断结果给予相应的回复,以实现报警系统与手机用户之间的互动操作,软件流程图如图3所示。 4 结语     本文重点研究了基于GSM公众网络的远程防盗报警器的设计,采用MSP430单片机系统作为主控模块,依托于GSM公众网络无线通信,通过发送短消息实现了用户与系统之间的通信,从而对贵重物品进行实时的远程监控。     随着科学技术的飞速发展和国民生活水平的不断提高,移动通信技术在远程工业控制系统、远程机器人系统、仓库、汽车、家庭等环境的防盗报警系统等中的应用日益频繁,理论和实践价值也逐渐凸显。基于GSM公众网络控制的防盗报警器,不仅可以实现远程防盗报警的功能,更能保证通信效果,通信距离不受地域限制,提高报警系统的可靠性,使用户实现对贵重物品的远距离实时监控。 

    时间:2013-10-26 关键词: gsm 模块 监控 防盗 基于 设计

  • 基于Android的通信安防设计

    摘要:针对当前Android手机用户通过手机访问网络的需求日益增加的情况,提出了增强基于Android手机网络通信的安全性的目标,研究并采用在Android系统上实现拦截和过滤骚扰电话及短信的关键技术,继而给出一种实现Android系统过滤电话和短信黑白名单的防骚扰的方法。通过测试Android系统手机的实时短信以及来电,达到拦截白名单以外所有电话以及短信,或者拦截黑名单内所有的电话以及短信的效果,从而验证Android通信安防系统的方法性和可实现性。 关键词:Android;短信拦截;电话拦截;黑白名单     手机已经成为当今人们日常生活中不可或缺的一部分。普通手机很难满足人们的要求,随着科技的进步和人们生活质量的提高,手机不断更新换代,变得更加智能化,产生了智能手机。智能手机在越来越被大众所接受的同时,智能手机也伴生新的安全隐患。目前,手机上的应用因为手机的发展日渐丰富,移动互联网领域出现越来越多的信息安全问题,甚至已经成为新的安全威胁。由此,可以看一下现有智能手机安全软件的情况,目前针对智能手机的安全软件大概分两种,一种是硬安全用以杀毒;另一种软安全用以恶意通信拦截和隐私保护,还有就是两者的功能结合体。手机的安全问题现在成为被社会各界普遍关注的热点。     Google在2007年11月5日公布了Android手机系统平台之后,Android很快进入人们的视线。因为作为移动设备综合平台它达到了真正意义上的开放性,拥有移动电话工作所需的全部软件。基于Android平台的可开发性和免费等特点,既能在Android平台上开发第三方软件,从而促进技术创新;有助于降低开发成本,方便创造特色化产品。这无疑使之成为智能手机操作系统的首选。     目前手机应用中还是以电话通信和短信通信应用最为广泛,而电话骚扰与短信广告骚扰日益严重,针对此现象,人们纷纷采取了应用措施,其中,一些手机平台相继开发出了电话防火墙和短信防火墙。比如,塞班手机平台的信安易卫士,Android手机平台下的SecrityGuarder等。文中针对上述问题,设计和实现了一种基于Android手机平台的通信安防应用,基本实现了拦截骚扰电话和短信。 1 Android简介     Android是一种以Linux为基础的开放源码操作系统,主要使用于便携设备。目前尚未有统一中文名称,中国大陆地区较多人使用“安卓”或“安致”。Android操作系统最初由Andy Rubin开发,最初主要支持手机。2005年由Google收购注资,并组建开放手机联盟开发改良,逐渐扩展到平板电脑及其他领域上。 1.1 Android系统具有5个优点     1)开放性。     2)挣脱运营商束缚。     3)丰富的硬件选择。     4)不受任何限制的开发商。     5)无缝结合的Coogle应用。 1.2 Android系统具有5个不足     1)安全和隐私。     2)首先开卖Android手机的不是最大运营商。     3)运营商任能够影响Android手机。     4)同类机型用户减少。     5)过分依赖开发商缺少标准配置。 1.3 Android的系统构架 1.3.1 应用程序     Android会同一系列核心应用程序包一起发布,应用程序包包括Email客户端、SMS短消息程序、日历、地图、浏览器、联系人管理程序等。所有的应用程序都是使用JAVA语言编写的。 1.3.2 应用程序框架     开发人员直接调用的API。该应用程序的架构设计简化了组件的重用;任何一个应用程序都可以发布它的功能块并且任何其它的应用程序都可以使用其所发布的功能块(不过得遵循框架的安全性限制)。同样,该应用程序重用机制也使用户可以方便的替换程序组件。 1.3.3 程序库     Android包含一些C/C++库,这些库是底层的,能被Android系统中应用程序框架的组件使用。 1.3.4 Android运行库     Android包括了一个核心库,该核心库提供了JAVA编程语言核心库的大多数功能。每个Android程序都在Dalvik虚拟机中运行,拥有独立的实例。Dalvik是基于寄存器的,可以高效运行的虚拟系统。Dalvik虚拟机执行(.dex)的Dalvik可执行文件,该格式文件针对小内存使用做了优化。同时虚拟机是基于寄存器的,所有的类都经由JAVA编译器编译,然后通过SDK中的“dx”工具转化成.dex格式由虚拟机执行。Dalv ik虚拟机依赖于linux内核的一些功能,比如线程机制和底层内存管理机制。 1.3.5 Linux Kernel     Android的核心系统服务依赖于Linux 2.6内核,如安全性,内存管理,进程管理,网络协议栈和驱动模型。Linux内核也同时作为硬件和软件栈之间的抽象层。 2 Android通信安防系统的结构设计 2.1 短信拦截功能 2.1.1 白名单     用户如果只想接收特定号码的短信则点击白名单选框后,进入白名单设置界面,在白名单里添加号码,则除了输入白名单的号码能够接入本机,其他号码用户被自动默认为黑名单被屏蔽,同时被保存在查看短信历史记录里面,手机不会触发短信接收的反映,在手机短信箱里也不会出现该短信。用户可以通过查看短信历史记录,对接入的被屏蔽了的短信进行查看。 2.1.2 黑名单     用户如果想屏蔽特定号码电话的短信则点击黑名单选框后,进入黑名单设置界面,在黑名单里添加号码,当其短信进入时则被屏蔽,同时被保存在短信历史记录里面,手机不会触发短信接收的反映,在手机短信箱里也不会出现该短信。用户可以通过查看拦截历史记录,对接入的被屏蔽了的短信进行查看。 2.2 电话拦截功能 2.2.1 白名单     用户如果只想接听特定号码的电话则点击白名单选框后,进入白名单设置界面,在白名单里添加号码,则除了输入白名单的号码能够接入本机,其他号码用户被自动默认为黑名单被屏蔽,同时被保存在拦截历史记录里面,同时被屏蔽的号码用户听到电话提示对方呼叫繁忙的效果,从而无法接通。用户可以通过查看拦截历史记录,对接入的被屏蔽了的电话进行查看。 2.2.2 黑名单     用户如果想屏蔽特定号码电话的接入则点击黑名单选框后,进入黑名单设置界面,在黑名单里添加号码,当其接入时则被屏蔽,同时被保存在拦截历史记录里面,同时被屏蔽的号码用户听到电话提示对方呼叫繁忙的效果,从而无法接通。用户可以通过查看拦截历史记录,对接入的被屏蔽了的电话进行查看。 2.3 设定时间功能     通过设置开始时间和停止时间从析让应用自动在此时间断内开启,超过时间后自动关闭。 2.4 功能流程图     如图1所示为通信拦截系统的功能流程。 3 Android通信安防系统原理及实现     由于Android中本身没有关于拦截来电和过滤短信的API,因此,在技术实现上需要采用了一些非常规的做法,难度相对较大。以下将介绍关于电话拦截和短信拦截技术。 3.1 Android-telephy整体框架原理     主要分为C/C++与Java两层:     1)C/C++层:Rild,守护进程,电话底层驱动管理,GSM/GPRS modem,AI命令接口管理。     2)JAVA层:RIL.Java文件进行电话短信服务线程通过Socket与Rild进程通信;在java的服务线程池里面有telephy的服务接口;提供处理电话的功能接口。 3.2 短信拦截原理     固有短信的收取是通过底层框架的rild,解析之后,通过发送有序的广播,对有序的广播进行中断,通过设置广播获取的最高级别的权限属性挂载程序,达到短信拦截的目的。BroadcastReceiver广播类接收系统发出的短信广播,获取短信内容过滤,使用abortBroadcast()方法中断广播避免短信到达SMS的应用。     关键代码: 3.3 电话拦截原理     基于Android框架的电话服务,通过该服务可以获取到电话的大体功能,通过内部源码,提供的隐藏电话服务功能的API()函数,获取到对电话处理的内部方法调用AIDL接口ITelephy.aidl提供了endcall()方法,以此调用来拦截电话。电话来电信号从底层回调会发送一个无序的来电广播和回调PhoneStateListener的接口,通过获取广播中的信息或者接口中的信息拦截电话。     关键代码:     3.4 工作原理流程     通信安防系统工作原理流程如图2所示。 4 实际测试 4.1 测试环境     1)本应用开发后的.app应用程序。     2)用于运行此程序的基于android2.36系统的三星S5830手机。     3)用于对测试手机进行电话通信和短信发送的两部手机,号码为15883673262,18202866062。 4.2 测试过程 4.2.1 白名单测试     首先打开通信安防软件,点击打开拦截开关。然后进入白名单,输入电话号码15883673262,表示除了此号外,其他电话的通话和短信都会被拦截。     接着用号码为18202866062的电话接入本机,并且发送内容为“你好”的短信,在本机通信安防软件里面分别点击查看来电历史和查看短信历史看到如下图效果。     测试成功,号码为18202866062的电话对本机进行的来电和短信都被成功拦截。 4.2.2 黑名单测试     在删除上例中白名单中输入的15883673262号码后,进入黑名单中输入电话号码15883673262,表示此号码对本机进行的通话和短信都会被拦截。     接着用号码为15883673262的电话接入本机,并且发送内容为“你好啊”的短信,在本机通信安防软件里面分别点击查看来电历史和查看短信历史看到如图10、图11所示效果。 5 结束语     文中详细介绍了基于Android平台的来电拦截和短信拦截的实现原理以及测试效果,可看出它能较好的实现来电拦截和短信拦截的功能。但由于研究时间有限,设计还不尽完善,来电拦截技术上还有待改进。如来电拦截,经过多次试验,其效果并没达到所期望的那么好,当有来电接入时,如果是在原号码前面加上86或者17951的前号则应用程序视为不同的电话号码处理。还有因为Android是一个开放的平台,会给许多居心不良者提供方面,利用此技术来做一些恶意拦截电话短信的软件,从而会给广大用户代码不必要的麻烦。后面还应该需要在节能方面进行改进,不使用service来维护后台工作,而使用broadcastRecever来维护后台,可以节省Android大量的电量。     同时对于日新月异发展的Android技术,希望在不久的将来google公司完善源码中电话和短信安全控制,能脱离对Android通信安防应用软件的需求。

    时间:2013-10-24 关键词: 通信 Android 安防 基于 设计

  • 基于ATmega16的汽车侧滑检测装置的设计

    摘要:汽车在行驶过程中的安全是现在日常生活中很重要的问题,而其中由于侧滑带来的危害是很大的。提出一种基于ATmega16的汽车侧滑检测装置。本系统介绍了以ATmega16单片机为核心,以及正负电源稳定电压,传感器信号电压抬升,数码管的控制和一些警报提示电路等组成。实现了汽车侧滑检测的误差不超过0.1的侧滑检测装置。经过在车间的试验,本系统的误差依然不超过0.1,可以满足工业生产的要求。 关键词:ATmega16单片机;汽车侧滑检测;正负电源;电压抬升     随着汽车行业的发展,汽车对人们的生活与工作产生了很大的影响,同时对于汽车使用中的安全问题也就成了我们日常生活中必须关注的部分。其中,汽车的侧滑是指某一轴的车轮或两轴的车轮出现横向移动,这样的情况是很危险的,因此需要对其进行检测以便调整。为此,我们实现了对侧滑台传感器数据的采集,通过运放电路将传感器传出的电压从±2.5 V调整为0~5 V,在通过ATmega16内置的AD转换, 最终通过AVR单片机ATmega16对数据进行分析来实现对汽车侧滑量的检测。 1 检测装置的组成和基本原理     本装置主要由汽车侧滑试验台、位移传感器、AVR单片机和显示模块组成,其连接方式如图1所示。     检测汽车的侧滑时时,使汽车前轮在汽车侧滑试验台的检测滑板上通过,汽车行驶过程中会使得检测滑板向内或向外移动。这个移动量就是由于汽车的侧滑照成的。我们可以通过位移传感器将移动的量值传出来,经过ATmega16单片机的处理之后就可以将数据进行显示。检测滑板的宽度长度为1 M,滑板位移量的量级为mm,通过单片机的处理,可将汽车的侧滑量转变为以M/kM的单位数值进行显示。汽车侧滑的结果的绝对值如果大于5 M/kM则为不合格,否则为合格。 2 AVR单片机控制模块设计     整个控制模块包括传感器供电模块、传感器信号电压抬升模块和数码管显示控制模块组成。每个模块都有其特定的功能。 2.1 传感器供电模块     传感器最主要的部分是一个电路的桥组成的,其输出和加在桥两侧的电压以及一个可变电阻都有关系。其中可变电阻是在传感器确定后就已经确定的,没办法改变。而电压则是通过控制箱加在传感器上的,为了使传感器的输出电压比较稳定,则需要在传感器供电模块进行相应的设计,使得供电电压更稳定。其工作原理如图2所示。     开关电源给出的电压经过整流桥后,再经过量级滤波后再接7815和7915的输入端。后级为0.1μF的电容作用是通过充放电原理把交流成分去掉。7815和7915的输出端经两个33 k高精度电阻分压后接放大器LM358的反相输入端,LM358的同相输入端接地,放大器LM358的输出端接7915的公共端。R17,R18为高精度电阻,7815,7915的输出端又经过由两个47 μF/25 V的电解电容滤掉其交流成分,最后经过1~2个0.1 pF的滤波电容虑掉其交流成分,则输出端为稳定的直流+15 V和-15 V电压。可以将其加在传感器的激励端,使传感器的输出更加稳定。 2.2 传感器信号电压抬升模块     本侧滑试验台使用的传感器传出的电压值范围是-2.5~2.5 V,而Atmega16的内置AD可采集的电压为0~5 V,所以需要将这个电压值抬升,这样才可以采集到正确的电压值。电压的抬升电路如图3所示。     在通过运放进行抬升电压的时候,两端的电压是通过7805,7905产生的,因此,电压都相对稳定,所以抬升以后的电压也是比较稳定的,输入和输出电压的关系为:         可以看出,调整后的电压为原电压的两倍加上5 V,即:原电压为-2.5~2.5 V,则调整后的电压为0~10 V,且变化为线性关系。之后再通过电位计对电压进行调整,使其符合0~5 V的标准,且是线性相关的,这样就可以将抬升后的电压直接接到AD转换的端口上,通过AD转换就可以让AVR单片机得到现在位移的数据,从而达到检测的目的。 2.3 数码管显示控制模块     对数码管进行控制,需要分别对数码管的位选和段选进行控制,也就是说需要两路信号来进行控制。同时,ATmega16的输出的电压为5 V,而数码管的电压应为1.8 V左右,所以在单片机的输出和数码管之间应接一个锁存器,即可以实现降压,又可以将一些信号进行锁存,使得一些数值可长时间显示。数码管的控制方式如图4所示,其中P1为片选的控制输出,P2为位选的控制输出。而且图4同时给出了信号输入 ATmege16和一些提示信号的输出。     对数码管的控制由单片机完成,显示需要显示的内容由单片机对每个数码管的显示进行循环刷新,这样就可以让数码管显示出的数据为连续的、可见的。达到对检测结果显示的目的。 2.4 整体模块     单片机模块是将相应的模块连接在一起。然后需要一些LED灯的报警提示,LED灯的连接方法在图4中也相应的给出。单片机和传感器的连接为传感器供电模块提供传感器的激励信号,传感器信号电压抬升模块接收传感器的信号,并将其抬升至0~5 V,然后提供给ATmega16。 3 软件部分设计     本系统需要软件对其AD转换的结果进行分析并显示,而且是需要采集滑动板在汽车行驶过程中的最大值,以确定汽车的侧滑量,而且需要对得出的数据进行对应的转换之后再显示。软件的流程图如图5所示。     其中标定时有最大值标定和最小值标定。在标定最大值时,需要将滑动板向外移动1 cm,并由单片机记录传感器此时相应的电压值。标定最小值时,需要将滑动板向内移动1 cm,并由单片机记录传感器相应的电压值。有了这两个值,并且知道滑动板左有各移动1 cm,即两个电压对应的滑动板距离差为2 cm。再根据传感器由滑动板的移动而引起的电压变化为线性的,我们就可以确定传感器移动距离与电压变化的关系。在之后的检测中就可以通过电压的变化值来确定滑动板移动的距离。     在检测时,刚开始对传感器的电压进行采集200次,并进行平均,这个值作为本次检测的零点电压值。此后进行采集5次平均,目的是确保可采集更多的数据,将最大电压值得出。采集过程中,得到的每一个电压值都与零点电压值进行比较,并将两个电压差值最大的点缓存下来。当点击结束检测的时候,缓存的电压值与零点电压值的差为此次测量得出的结果的反映。在经过电压与滑动板位移的关系就可以得出本次测量过程中汽车在滑动板上走过后,滑动板的最大位移量。最后经过单位的转化就得出了此次检测的侧滑量。侧滑量通过数码管进行显示。如果侧滑量大于5 m/km或小于-5 m/km,则汽车侧滑不合格,单片机控制蜂鸣器报警。之后返回到选择阶段。 4 检测结果     设计安装完毕之后,首先对本系统进行标定,之后进行检测测试。已知滑动板长为1 m,即滑动板每移动1 mm则最终侧滑量为1 m/km。表1为检测结果。     由表1可知,检测结果的误差均不超过0.1。国家对侧滑检测标准的误差规定为不超过0.2。而且此数据为车间测试结果。车间的噪声干扰较大,但检测结果依然准确。所以此系统可以实用。 5 结束语     本侧滑检测系统运行稳定,可以准确的采集传感器的电压并得出测量过程中准确的侧滑值。且本系统采用ATmega16,功耗低,效率高,集成度高,节约空间。在信号采集的过程中,使用了多次采集然后平均的方法,由于信号电压一般是带有毛刺的,所以多次采集后的平均有较大可能将电压的毛刺去掉。此外本系统最好的地方是使用了很稳定的正负电源,使得给传感器的信号电压也很稳定。再加上之后对传感器信号电压的一些滤波处理,这样给ATmega16进行处理的信号电压就很稳定,所以得出的结果就很准确。由测试结果也可以知道,本设计可以在实际中进行应用。

    时间:2013-10-23 关键词: 汽车 装置 检测 基于 设计 atmega16

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