第一篇：淺論電力機車自動過分相系統專用檢測臺的設計論文
1系統簡介
廣州鐵路(集團)公司研制的車載自動過分相系統是在電力機車控制室內及電分相區域安裝必要的裝置和設備，以實現電力機車自動轉換的電分相裝置。車載自動過分相系統主要由車上、地面兩部分組成。車上部分自動過分相控制裝置，主要控制電力機車自動過分相區，主要功能包括系統裝置的自檢、分相區地面信號的檢測以及主斷路器、調速指令、劈相機、壓縮機及輔機的控制等部分。地面部分稱為地面感應器，安裝在過分相區域的相應位置，能夠為電力機車過分相斷電提供準確的位置信息。車載自動過分相系統采用了高可靠PLC作為控制單元、免維護的地面定位方式，實現精確控制電力機車通過分相區。
2GFX型電力機車自動過分相系統專用檢測臺
自動過分相系統的采用保證了電力機車安全、準確、可靠地通過分相區間，但維修部門沒有必要的檢測設備，不可能按技術要求來維護自動過分相設備，更保證不了設備出庫的完好率。
在自動過分相設備生產調試過程中采用的是簡單的調試設備，功能少，且電路設計不能滿足自動過分相系統的一些技術要求，如門限靈敏度測試不能同時對4個通道進行測試，信號丟失時測試設備無法判斷出具體哪一路出現故障等等。由于沒有專業的檢測調試設備，調試人員工作效率低，產品的質量很難達到統一的技術標準。
GFX型電力機車自動過分相系統專用檢測臺專為廣州鐵路(集團)公司的電力機車車載自動過分相系統的檢測與維修而研制，用來模擬電力機車實際運行狀態、測試電力機車自動過分相裝置的各項電氣性能正常與否。
2.1檢測臺組成與電路
GFX型電力機車自動過分相系統專用檢測臺由示波器單元、函數信號發生器單元、數字萬用表單元、AC-DC電源轉換模塊、測試控制電路、信號拾取延時控制聲光提示電路、直流穩壓門限測試電路、模擬司機操縱信號及車感器信號丟失自檢通過電路、自動過分相設備型號選擇電路和外接車感器測試接口電路等組成。
2.1.1信號拾取聲光提示電路
檢測臺設計包括預告、恢復、強迫等信號拾取延時聲光提示功能，維修人員很容易看到測試過程。信號拾取延時控制聲光提示電路采用高速光耦進行高電壓輸出信號與低電壓拾取信號的電路隔離，電路具有捕捉自動過分相系統輸出信號準確、抗干擾能力強、故障率低等特點，利用時基集成電路進行時間控制，與非邏輯振蕩電路組成閃爍的聲光使得提示效果更加醒目。
2.1.2直流穩壓門限電壓測試電路
直流穩壓門限測試電路是由相同的高精度低噪聲直流穩壓集成電路、高精度誤差小的多圈電位器、濾波電容等組成，誤差小于±1%為可調直流穩壓電源，同時用來測試電力機車自動過分相系統的門限靈敏度指標。檢測裝置設計了4路直流穩壓門限電壓測試電路。按下相應的測試開關，調節門限電位器W1使電壓由低電壓向高電壓調整(1~5V)，可反復調整門限電壓，使被測系統能正常收到信號，此時表頭顯示電壓即為門限電壓。
2.2面板設計
面板上設置了電源開關及指示、測試開關及指示、單機/重聯控制開關及顯示、行駛方向開關及顯示、信號丟失開關、工作及預告/恢復指示、各種信號聲光提示、電壓顯示及調整等實現檢測功能的各種開關和指示，保證檢測臺方便、準確地完成各項檢測任務。
2.3檢測功能設計
按下檢測臺總電源(K1)、電源指示燈亮(D12)。將自動過分相裝置用20芯航空插頭測試線通過接線端子排與檢測臺連接好，打開被測自動過分相裝置電源，按下相應測試按鍵(或開關)，分別進行各項功能的檢測與調試。
根據電力機車實際運行過程的模擬，設計了行駛方向通道測試、全信號測試(向前)、部分信號測試(向前)、門限電壓測試、預告通路、強迫通路、信號丟失測試、模擬速度頻率脈沖測試等功能的測試項目。若各項檢測都正常，表示自動過分相裝置正常，可投入使用。
以模擬速度頻率脈沖測試為例：
將信號源的頻率按公式f=14.14(Vf為頻率，V為機車速度)調整出相應的頻率，用測試連接線接到T2(CT1)信號接口。自動過分相裝置通過自檢后扳動測試臺的行駛方向開關在1端向前位，按下信號源的輸出鍵(自動過分相裝置上PLC的Q0.1亮約3s后熄滅)，檢測臺上的綠色預告燈(D2)亮約3s后熄滅，紅色燈(D4)亮，同時蜂鳴器(HD1)發出8s的聲光提示，模擬速度頻率脈沖預告信號通路正常。
3結束語
GFX型專用檢測臺目前已在多個維修站投入使用，檢測臺使用方便，測試準確率高，保證了自動過分相控制系統的安全、可靠運行，是生產調試和測試維護過程中不可缺少的檢測設備。
第二篇：畢業設計(論文)-基于專用溫度傳感器的溫度檢測系統
摘 要 在現代工業領域溫度檢測系統是指用某種方式顯示出當前的環境溫度。傳 統使用PTC或NTC電阻作為溫度傳感器的方式在使用過程中存在著很多不足之 處比如所采集溫度的精度比較低、系統的可靠性差、設計難度較大、整體設計 成本較高等缺點已經無法滿足現代工業生產中高精度溫度控制的需求。而采用 專用溫度傳感器則可以在克服以上缺點很大程度上提高溫度檢測系統的性能。本文闡述了一個基于專用溫度傳感器AD590的 高精度溫度檢測系統的設計
和實現過程。整個設計包括使用AD590的模擬溫度采集傳感器專用儀表放大 器AD620的信號處理系統由ADC0804構成的模數轉換電路采用AT89C52組 成的單片機系統數碼管顯示系統和整機所需的供電系統。
關鍵字溫度檢測系統AD590AT89C52
Ⅰ www.tmdps.cn Abstract The temperature check system in modern industry is that uses some special method to process and display the environmental temperature.Tradition uses PTC or NTC resistance to be using process to there be existing much defects as the temperature sensor way, supposes that what be detected the temperature has a bad accuracy, systematic reliability is bad, has much difficulties to design, and the cost of e ntire system is expensive.To use this method already unable satisfied modern industry produces the need being hit by the high-accuracy temperature under the control.Use the special temperature transducer could improve the systematic function of temperature detecting.This article elaborated the high-accuracy temperature having set forth a because of special temperature transducer AD590 checks the main body of a book systematically designing and realizing process.Entire design is included: Use the AD590 temperature transducer to detect the analog temperature, instrumentation amplifier AD620 signal process system, change the analog signal to digital signal circuit of ADC0804, the AT89C52 MUC system and the power system.Key wordtemperature check systemAD590AT89C52
Ⅱ www.tmdps.cn 目錄 摘 要.............................................................Ⅰ
Abstract............................................................Ⅱ 目 錄.............................................................Ⅲ 1 緒論..............................................................1 1.1簡介..........................................................2 1.2 溫度控制系統的國內外現狀......................................2 1.3 溫度控制系統方案..............................................2 1.4 論文的主要任務和所做的工作....................................2 2設計方案以及論證..................................................4 2.2 溫度傳感部分..................................................4 2.3 A/D轉換部分..................................................5 2.4數字顯示部分..................................................6 3 電路設計.........................................................8 3.1 硬件電路設計.................................................8 3.1.1 溫度采集電路...............................................8 3.1.2 AD轉換電路.................................................8 3.1.3 單片機電路.................................................10 3.1.4 顯示電路...................................................14 3.1.5 電源電路...................................................16 3.2 軟件系統設計.................................................16 3.2.1 主程序設計.................................................16 3.2.2 AD轉換程序.................................................17 3.2.3 溫度采樣...................................................18 3.2.4溫度標度轉換算法...........................................19 3.3 特殊元器件介紹..............................................22 4 總結.............................................................24 參考文獻.........................................................25 附錄.............................................................26
www.tmdps.cn 1 緒論
1.1 簡介 當代社會溫度檢測系統被廣泛應用于社會生產、生活的各個領域。業、環境檢測、醫療、家庭等多方面均有應用。同時單片機在電子產品中的應用 已經越來越廣泛。
在很多電子產品中也將其用到溫度檢測和溫度控制。目前溫度測量系統種類 繁多功能參差不齊。有簡單的應用于家庭的如空調電飯煲、太陽能熱水器 電冰箱等家用電器的溫度進行檢測和控制。采用AT89C51單片機來對溫度進行 控制不僅具有控制方便、組態簡單和靈活性大等優點而且可以大幅度提高被 控溫度的技術指標從而能夠大大提高產品的質量和數量。單片機以其功能強、體積小、可靠性高、造價低和開發周期短等優點為自動化和各個測控領域中廣
在工 泛應用的器件在日常生活中成為必不可少的器件尤其是在日常生活中發揮的 作用也越來越大。因此單片機對溫度的控制問題是一個日常生活中經常會遇到 的問題。
本論文以上述問題為出發點設計實現了溫度實時測量、顯示、控制系統。以AD590為采集器AT89S51為處理器空調相應電路為執行器來完成設計任務 提出的溫度控制要求。設計過程流暢所設計的電路單元較為合理。該設計在硬 件方案設計單元電路設計元器件選擇等方面較有特色。1.2 溫度控制系統的國內外現狀 通過網上查詢、翻閱圖書了解到目前國內外市場以單片機為核心的溫度控制
系統很多而且方案靈活且應用面比較廣可用于工業上的加熱爐、熱處理爐、反應爐在生活當中的應用也比較廣泛如熱水器室溫控制農業中的大棚溫 度控制。以上出現的溫度控制系統產品根據其系統組成、使用技術、功能特點、技術指標。選出其中具有代表性的幾種如下
1.虛擬儀器溫室大棚溫度測控系統在農業應用方面虛擬儀器溫室大棚溫度
測控系統是一種比較智能經濟的方案適于大力推廣改系統能夠對大棚內的 溫度進行采集然后再進行比較通過比較對大棚內的溫度是否超過溫度限制進 行分析如果超過溫度限制溫度報警系統將進行報警來通知管理人員大棚內 的溫度超過限制大棚內的溫控系統出現故障從而有利于農作物的生長提高 產量。本系統最大的優點是在一臺電腦上可以監測到多個大棚內的溫度情況從
而進行控制。該系統LabVIEW虛擬儀器編程通過對前面板的設置來顯示溫室大www.tmdps.cn 棚內的溫度并進行報警進而對大棚內溫度進行控制。該系統有單片機溫度
傳感器串口通信和計算機組成。計算機主要是進行編程對溫度進行顯示、報警和控制等溫度傳感器是對大棚內溫度進行測量顯示單片機是對溫度傳 感器進行編程去讀溫度傳感器的溫度值并把半溫度值通過串口通信送入計算 機串口通信作用是把單片機送來的數據送到計算機里起到傳輸作用。2.電烤箱溫度控制系統
該方案采用美國TI公司生產的FLASH型超低功耗16位單片機MSP430F123 為核心器件通過熱電偶檢測系統溫度用集成溫度傳感器AD590作為溫度測量 器件利用該芯片內置的比較器完成高精度AD信號采樣根據溫度的變化情況 通過單片機編寫閉環算法從而成功地實現了對溫度的測量和自動控制功能。其 測溫范圍較低,大概在0-250之間具有精度高相應速度快等特點。3.小型熱水鍋爐溫度控制系統
該設計解決了北方冬季分散取暖采用人工定時燒水供熱耗煤量大浪費人
力溫度變化大的問題。設計方案硬件方面采用MCS-51系列8031單片機為核心 擴展程序存儲器2732 AD590溫度檢測元件測量環境溫度和供水溫度ADC0809 進行模數轉換同向驅動器7407、光電耦合器及9103的功放完成對電機的控制。軟件方面建立了供暖系統的控制系統數學模型。本系統硬件電路簡單,軟件程序 易于實現。它可用于一臺或多臺小型取暖熱水鍋爐的溫度控制,可使居室溫度基 本恒定,節煤,節電,省人力。1.3 溫度控制系統方案 結合本設計的要求和技術指標通過對系統大致程序量的估計和系統工作速
度的估計考慮價格因素。選定AT89S51單片機作為系統的主要控制芯片8 位模數轉換器AD0804采用AD509進行溫度采集溫度設定范圍為-10℃~ 45℃ 通過溫度采集系統對溫度進行采集并作A/D轉換再傳輸給單片機。以空調 機為執行器件通過單片機程序完成對室內溫度的控制。1.4 論文的主要任務和所做的工作 本論文主要是完成一種低成本、低價格、功能齊全、及溫度測量、溫度顯示、溫度控制于一體的單片機溫度控制系統的理論設計。包括硬件電路和主要的軟件 設計。
研究的關鍵問題是室溫的精確測量溫度采集器AD590溫度控制電路設 計單片機與A/D轉換電路、顯示電路以及軟件設計。
根據本設計所要完成的任務本論文完成了如下工作 www.tmdps.cn 1介紹了研究和設計的背景和意義調查并綜述了當前溫度控系統市場的國內外 現狀 提出了符合設計要求的高精度溫度控制系統方案并闡述了其工作原理。3 完成了硬件電路的設計它包括溫度采集系統電路包含89S51單片機模數 轉換器ADC0804等芯片的接口電路通過AD590實現的溫度控制采集電路;鍵盤接口和LED顯示電路。基本完成了軟件部分設計它包括主程序流程圖A/D轉換子程序顯示子程 序主程序清單。2設計方案以及論證
2.1設計方案 經過查閱國內外相關資料現代工業控制的溫度采集系統雖然傳感器種類不 同但總體框架比較類似。通過仔細比較繪制出整體框架圖如下
www.tmdps.cn 2.2 溫度傳感部分 方案1 基于PTC或NTC電阻的設計
熱敏電阻是開發早、種類多、發展較成熟的敏感元器件。熱敏電阻由
半導體陶瓷材料組成 利用溫度引起電阻變化。若電子和空穴的濃度分別 為n、p遷移率分別為μn、μp則半導體的電導為
σ=qnμn+pμp
因為n、p、μn、μp都是依賴溫度T的函數所以電導是溫度的函數 因此可由測量電導而推算出溫度的高低并能做出電阻-溫度特性曲線這 就是半導體熱敏電阻的工作原理
熱敏電阻包括正溫度系數PTC和負溫度系數NTC熱敏電阻以 及臨界溫度熱敏電阻CTR。
使用熱敏電阻設計而成的溫度檢測系統利用“惠更斯”電橋提取出 溫度的變化然后通過高共模抑制比的儀表放大器將信號放大把模擬信 號信號送入模數轉換電路進行模擬到數字信號的轉變從而將信號送入單 片機進行處理最終由數碼管顯示出當前的溫度值。整體框圖如下 但熱敏電阻精度、重復性、可靠性較差不適用于檢測小于1 ℃的信號而
且線性度很差不能直接用于A/D轉換應該用硬件或軟件對其進行線性化補償。
方案2
采用集成溫度傳感器如常用的AD590和LM35。
AD590是電流型溫度傳感器。這種器件是以電流作為輸出量指示溫度其典 型的電流溫度敏感度是1μA/K.它是二端器件使用非常方便作為一種高阻電 流源他不需要嚴格考慮傳輸線上的電壓信號損失噪聲干擾問題因此特別適合 作為遠距測量或控制用。另外AD590也特別適用于多點溫度測量系統而不必 考慮選擇開關或CMOS多路轉換開關所引起的附加電阻造成的誤差。
由于采用了一種獨特的電路結構并利用最新的薄膜電阻激光微調技術校 準使得AD590具有很高的精度。并且應用電路簡單便于設計。
方案選擇選擇方案2。理由電路簡單穩定可靠無需調試與A/D連接 方便。2.3 A/D轉換部分 模/數轉化器是一種將連續的模擬量轉化成離散的數字量的一種電路或器件www.tmdps.cn 模擬信號轉換為數字信號一般需要經過采樣保持和量化編碼兩個過程。針對不同 的采樣對象有不同的A/D轉換器ADC可供選擇其中有通用的也有專用的。有些ADC還包含有其他功能在選擇ADC器件時需要考慮多種因素除了關鍵參 數、分辨率和轉換速度以外還應考慮其他因素如靜態與動態精度、數據接口 類型、控制接口與定時、采樣保持性能、基本要求、校準能力、通道數量、功耗、使用環境要求、封裝形式以及與軟件有關的問題。ADC按功能劃分可分為直接 轉換和非直接轉換兩大類其中非直接轉換又有逐次分級轉換、積分式轉換等類 型。
A/D轉換器在實際應用時除了要設計適當的采樣/保持電路、基準電路和
多路模擬開關等電路外還應根據實際選擇的具體芯片進行模擬信號極性轉換等 的設計。
方案1采用分級式轉換器這種轉換器采用兩步或多步進行分辨率的閃爍 式轉換進而快速地完成“模擬-數字”信號餓轉換同時可以實現較高的分辨 率。例如在利用兩步分級完成n位轉換的過程中首先完成m位的粗轉換然后 使用精度至少為m位的數/模轉換器ADC將此結果轉換達到1/2的精度并且與 輸入信號比較。對此信號用一個k位轉換器k+m<=n轉換最后將兩個輸出結 果合并。
方案2采用積分型A/D裝換器如ICL7135等。雙積分型A/D轉換器轉換 精度高但是轉換速度不太快若用于溫度測量不能及時地反應當前溫度值 而且多數雙擊分型A/D轉換器其輸出端多不是而二進制碼而是直接驅動數碼管 的。所以若直接將其輸出端接I/O接口會給軟件設計帶來極大的不方便。方案3采用逐次逼近式轉換器對于這種轉換方式通常是用一個比較輸 入信號與作為基準的n位DAC輸出進行比較并進行n次1位轉換。這種方法類 似于天平上用二進制砝碼稱量物質。采用逐次逼近寄存器輸入信號僅與最高位 MSB比較確定DAC的最高位DAC滿量程的一半。確定后結果0或1 被鎖存同時加到DAC上以決定DAC的輸出0或1/2。
逐次逼近式A/D轉換器如ADC0804、AD574等其特點是轉換速度快精 度也比較高輸出為二進制碼直接接I/O口軟件設計方便。由于ADC0804 設計時考慮到若干種模/數轉換技術的優點所以該芯片非常適合于過程控制、微控制器輸入通道的結合口電路、智能儀器和機床控制等應用場合并且價格低 廉降低設計成本。
方案選擇選擇方案3。理由用ADC0804采樣速度快配合溫度傳感器應 用方便價格低廉降低設計成本。www.tmdps.cn 2.4 數字顯示部分 通常用的LED顯示器有7段或8段“米”字段之分。這種顯示器有共陽極和
共陰極兩種。共陰極LED顯示器的發光二極管的陰極連接在一起通常此公共陰 極接地。當某個發光二極管的陽極為高電平時發光二極管點亮相應的段被顯 示。同樣共陽極LED顯示器的工作原理也一樣。方案1采用靜態顯示方式。在這種方式下各位LED顯示器的共陽極或 共陰極連接在一起并接地或電源正每位的段選線分別與一8位的鎖存器 輸出相連各個LED的顯示字符一旦確定相應鎖存器的輸出將維持不變直到 顯示另一個字符為止正因為如此靜態顯示器的亮度都較高。若用I/O口接口 這需要占用N*8位I/O口LED顯示器的個數N。這樣的話如果顯示器的個數 較多那使用的I/O接口就更多因此在顯示位數較多的情況下一般都不用靜 態顯示。
方案2采用動態顯示方式。當多位LED顯示時通常將所有位的段選線相應 的并聯在一起由一個8位I/O口控制形成段選線的多路復用。而各位的共陽 極或共陰極分別有相應的I/O口線控制實現各位的分時選通。其中段選線占用 一個8位I/O口而位選線占用N個I/O口N為LED顯示器的個數。由于各 位的段選線并聯段碼的輸出對各位來說都是相同的因此同一時刻如果各 位選線都處于選通狀態的話那LED顯示器將顯示相同的字符。若要各位LED 能顯示出與本為相同的字符就必須采用掃描顯示方式即在某一時刻只讓某 一位的位選線處于選通狀態而其他各位的位選線處于關閉狀態同時段選線 上輸出相應位要顯示字符的段碼。
方案選擇選擇方案2。理由非常節約I/O口亮度高節約CPU的使用 率。3 電路設計
3.1 硬件系統設計 3.1.1 溫度采集電路
溫度采集系統主要由AD590、AD620組成如圖所示 www.tmdps.cn 選用溫度傳感器AD590AD590具有較高精度和重復性重復性優于0.1℃ 其良好的非線形可以保證優于0.1℃的測量精度利用其重復性較好的特點通
過非線形補償可以達到0.1℃測量精度。由AD590采集到的溫度信號通過AD620, 一款低功耗、高進度的儀表放大器進行線性放大在AD620的外部只需要通過 一只電阻即可將放大倍數從1-1000倍進行調整。在本電路系統中我們需要將 輸出最大值和最小值調整在0-5V之間便于A/D進行轉換以提高溫度采集電 路的可靠性。
集成溫度傳感器的輸出形式分為電壓輸出和電流輸出兩種。電壓輸出型的靈 敏度一般為10mV/K溫度0℃時輸出為0溫度25℃時輸出為2.982V。電流輸 出型的靈敏度為1 μA/K。這樣便于A/D轉換器采集數據。3.1.2 AD轉換電路 在學習和實驗過程當中對于AD轉換芯片通常使用美國國家半導體公司
生產的AD0809芯片進行模擬信號到數字信號的轉換。AD0809相關資料齊全 使用廣泛但是對于本設計略顯奢侈AD0809可以同時轉換8路模擬輸入但 本設計中只需要轉換一路模擬輸入。因此我放棄使用AD0809轉而使用美國 國家半導體公司的同類產品AD0804一款與AD0809同類型的模數轉換芯片。在達到系統要求的同時降低了電路的成本減小了電路的體積簡化了電路的 復雜程度。www.tmdps.cn 用單片機控制ADC時多數采用查詢和中斷控制兩種方式。查詢法是在單片
機把啟動命令送到ADC之后執行別的程序同時對ADC的狀態進行查詢以檢 查ADC變換是否已經完成如查詢到變換已結束則讀入轉換完畢的數據。中斷 控制是在啟動信號送到ADC之后單片機執行別的程序。當ADC轉換結束并向單 片機發出中斷請求信號時單片機響應此中斷請求進入中斷服務程序讀入轉 換數據并進行必要的數據處理然后返回到原程序。這種方法單片機無需進行 轉換時間管理CPU效率高所以特別適合于變換時間較長的ADC。本設計采用 查詢方式進行數據收集。由于ADC0804片內無時鐘故運用8051提供的地址鎖 存使能信號ALE經D觸發器二分頻后獲得時鐘。因為ALE信號的頻率是單片機時 鐘頻率的1/6如果時鐘頻率為6MHz,則ALE信號的頻率為1MHz經二分頻后為 500kHz與AD0804時鐘頻率的典型值吻合。由于AD0804具有三態輸出鎖存器 故其數據輸出引角可直接與單片機的總線相連。并將A/D的ALE和START腳連在 一起以實現在鎖存通道地址的同時啟動ADC0804轉換。啟動信號由單片機的寫 信號和P2.7經或非門而產生。在讀取轉換結果時用單片機的讀信號和P2.7 經或非門加工得到的正脈沖作為OE信號去打開三態輸出鎖存器。根據所選用的 是查詢、中斷、等待延時三種方式之一的條件去執行一條輸入指令讀取A/D 轉換結果。
ADC0804是一個8位逐次逼近的A/D轉換器。AD0804的轉換時間為100μs。在CPU啟動A/D命令后便執行一個固定的延時程序延時時間應略大于A/D 的轉換時間延時程序一結束便執行數據讀入指令讀取轉換結果。本設計選 用Motorola公司的基準源TL431產生參考電壓2.50V即一位數字量對應10mV 即1℃。所以用起來很方便。具體電路如下
www.tmdps.cn 3.1.3 單片機電路 單片微型計算機簡稱單片機。它在一塊芯片上集成了各種功能部件中央處
理器CPU、隨機存取存儲器RAM、只讀存儲器ROM、定時器/計數器和各 種輸入/輸出I/O接口如并行I/O口、串行I/O口和A/D轉換器等。它們 之間相互連結構成一個完整的微型計算機。
單片機的發展經歷了四個階段第一階段19711974年主要是美國INTEL 公司從早先的第一臺MCS-4微型計算機到后來功能較強的8位微處理器
Intel8008和FAIRCHILD公司的F8微處理器。這些微處理器雖說還不是單片機 但從此拉開了研制單片機的序幕。第二階段19741978初級單片機階段 以INTEL公司的MCS-48為代表。這個系列的單片機內集成有8位CPU并行I/O 口8位定時器/計數器尋址范圍不大于4K且無串行口。第三階段1978 1983高性能單片機階段。在這一階段的單片機普遍帶有串行口多級中斷處 理系統和16位定時器/計數器。片內ROMRAM容量加大且尋址范圍可達64K 字節有的片內還帶有A/D轉換器接口。這類單片機有INTEL公司的MCS-51 MOTOROLA公司的6801和ZILOG公司的Z8等。其中MCS-51系列產品由于其優 良的性能價格比特別適合我國的國情MCS-51系列單片機有可能穩定相當一
段時期。現在國內的MCS-51熱正在升溫隨著我國經濟建設步伐的加大MCS-51 系列單片機必將在各個領域大顯身手。第四階段1983現在8位單片機鞏 固發展及16位單片機推出階段。此階段主要特征是一方面發展16位單片機及專
用單片機另一方面不斷完善高檔8位單片機改善其結構以滿足不同用戶的www.tmdps.cn 需要。
MCS-51系列屬高檔單片機近年來INTEL公司在提高該系列產品性能方面 做了不少工作相繼推出了不少新產品8052/8752/8032、低功耗的CHMOS工藝 芯片80C51/87C51/80C31、具有高級語言編程的芯片8052AH-BASIC、高性能的 C252系列等。在本次設計中我們采用了MCS-51系列中的89C51來完成產品的CPU 的功能。
89C51是一種帶4K字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory的低電壓高性能CMOS8位微 處理器俗稱單片機。89C2051是一種帶2K字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器 的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除100次。該器件采用ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術制造與工業標準的MCS-51指令集和輸出管腳相 兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中ATMEL的89C51 是一種高效微控制器89C2051是它的一種精簡版本。89C單片機為很多嵌入式 控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案。
89C51的主要特性有與MCS-51 兼容4K字節可編程閃爍存儲器壽命
1000寫/擦循環數據保留時間10年全靜態工作0Hz-24Hz三級程序存儲 器鎖定128*8位內部RAM32可編程I/O線兩個16位定時器/計數器5個
中斷源可編程串行通道低功耗的閑置和掉電模式片內振蕩器和時鐘電路。下面按其引腳功能分為四部分敘述這40條引腳的功能 1 主電源引腳VCC和GND VCC40腳接+5V電壓。GND20腳接地。
2 外接晶體引腳XTAL1和XTAL2 www.tmdps.cn XTAL1 和XTAL2外接晶體振蕩器(簡稱晶振)或陶瓷諧振器 ,就構成了內部
振蕩方式。由于單片機內部有一個高增益反相放大器當外接晶振后就構成了 自激振蕩器并產生振蕩時鐘脈沖。
3 控制或與其它電源復用引腳RST/VPD、ALE/PROG、PSEN和EA/VPP RST/VPD當振蕩器運行時在此引腳上出現兩個機器周期的高電平將使單 片機復位。在此引腳與VSS引腳之間連接一個約10KΩ的下拉電阻與VCC引 腳之間連接一個約10μF的電容可以保證可靠地復位。VCC掉電期間此引腳 可接上備用電源以保持內部RAM的數據不丟失。當VCC主電源下掉到低于 規定的電平而VPD在其規定的電壓范圍5土0.5V內VPD就向內部RAM 提供備用電源。ALE/PROG當訪問外部存儲器時ALE允許地址鎖存的 輸出用于鎖存地址的低位字節。即使不訪問外部存儲器ALE端仍然以不變的 頻率周期性地出現正脈沖信號此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對 外輸出的時鐘或用于定時目的。然而要注意的是每當訪問外部數據存儲器時 將跳過一個ALE脈沖。ALE端可以驅動吸收或輸出電流8個LS型的TTL 輸入電路。對于EPROM型的單片機如8751在EPROM編程期間此引腳 用于輸入編程脈沖PROG。PSEN此腳的輸出是外部程序存儲器的讀選通 信號。在從外部程序存儲器取令或常數期間每個機器周期兩次PSEN有效。
但在此期間每當訪問外部數據存儲器時這兩次有效的PSEN信號將不出現。PSEN同樣可以驅動吸收或輸出8個LS型的TTL輸入。EA/VPP當EA端
保持高電平時訪問內部程序存儲器但在PC程序計數器值超過0FFFH對 8051/8751/80C51或1FFFH對3052時將自動轉向執行外部程序存儲器內 的程序。當EA保持低電平時則只訪問外部程序存儲器不管是否有內部程序 存儲器。對于常用的8031來說無內部程序存儲器所以EA腳必須常接地 這樣才能只選擇外部程序存儲器。對于EPROM型的單片機如8751在EPROM 編程期間此引腳也用于施加21伏的編程電源VPP。4 輸入/輸出I/0引腳P0、P1、P2、P3共32根 P0口39腳--32腳是雙向8位三態I/O口在外接存儲器時與地址總 線的低8位及數據總線復用能以吸收電流的方式驅動8個LS TTL負載。P1 口l腳--8腳是8位準雙向I/O口。由于這種接口輸出沒有高阻狀態輸入 也不能鎖存故不是真正的雙向I/O口。能驅動吸收或輸出電流4個LS TTL 負載。對8052、8032 P1.0引腳的第二功能為T2定時/計數器的外部輸入P1.1 引腳的第二功能為T2EX捕捉、重裝觸發即T2的外部控制端。對EPROM編
程和程序驗證時它接收低8位地址。P2口21腳--28腳是8位準雙向I/O 口。在訪問外部存儲器時它可以作為擴展電路高8位地址總線送出高8位地址。
在對EPROM編程和程序驗證期間它接收高8位地址。P2可以驅動吸收或www.tmdps.cn 輸出電流4個LS TTL負載。P3口l0腳--17腳是8位準雙向I/O口在 MCS-51中這8個引腳還用于專門功能是復用雙功能口。P3能驅動吸收或 輸出電流4個LS TTL負載。作為第一功能使用時就作為普通I/O口用功 能和操作方法與P1口相同。作為第二功能使用時各引腳的定義如表3.1所示。值得強調的是P3口的每一條引腳均可獨立定義為第一功能的輸入輸出或第二 功能。P3口的第二功能定義 口線
引腳 第二功能 P3.0 10 RXD串行輸入口 P3.1 11 TXD串行輸入口 P3.2 12 INT0外部中斷 0
P3.3 13 1 INT外部中斷1 P3.4 14 T0 定時器0外部輸入 P3.5 15 T1 定時器1外部輸入
P3.6 16 WR外部數據存儲器寫脈沖
P3.7 17 RD外部數據存儲器讀脈沖
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3.1.4 顯示電路
顯示電路采用鎖存器74HC573和數碼管組合的方式進行顯示溫度數值。數碼管是單片機應用電路中常用的顯示器件。每個數碼管由8個發光二極管組 成。數碼管有共陰極和共陽極兩種類型。共陰極數碼管內部8個二極管的陰極被 連接在一起和引腳com相接在使用是引腳應接低電平當數碼管其余的某個引 腳接高電平則相應的發光二極管被點亮。共陽極數碼管com端應接高電平當 數碼管其余的某個引腳接低電平則相應的發光二極管被點亮。在使用過沖當中 我們需要在每個數碼管的每一位段選上串聯電阻限制導通電流來保證發光二極 管不被燒壞。本設計中選用共陽極數碼管。a共陰數碼管原理圖 b共陽數碼管原理圖 www.tmdps.cn 1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dp9GND a bf c g d e dp a bf c g d e VCC1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dp dp9 c共陰數碼管電路符號圖 d共陽數碼管電路符號圖 鎖存器
74HC573是一款高速低功耗TTL鎖存器它能夠鎖存8位數據最高鎖存17ns 變化的數據。本設計中使用一組I/O口用來傳送數碼管的段選同時使用該組 I/O口的高四位傳送位選。這樣一來可以大大提高I/O口的使用效率。同時 使用另外兩個I/O口控制兩個鎖存器的鎖存端是能段來控制鎖存器的工作。關于74HC573的鎖存使用說明如下圖
顯示總體電路如下
www.tmdps.cn 3.1.5 電源電路
一個優秀系統中的電源電路極為重要電源的好壞可以直接影響整機的工 作。本設計中采用線性穩壓系統提供信號處理電路所需的正負15V電壓和單片 機、數字電路、數碼管所需的5V電壓。電源系統的設計原理是通過工頻變壓器 將市電220V 50Hz的交流電變為雙13V 50Hz的低壓交流電再通過全橋整流變 為脈動的正電壓經過電容濾波、78、79系列線性穩壓芯片穩壓最終輸出穩 定的+15V、-15V和+5V直流電壓供系統相應電路模塊使用。電源部分電路圖如下所示
3.2 軟件系統設計 本系統的單片機程序使用C語言編寫相比匯編語言C語言具有使用靈
活、移植性強、易于上手、方便使用、可完成高級功能等特點。3.2.1 主程序設計 程序啟動后首先清理系統內存然后進行采集并通過A/D轉換后傳輸
到單片機再由單片機控制顯示設備顯示現在的溫度然后系統進入待機狀態 等待再次檢測溫度。
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3.2.2 AD轉換程序
89S51給出一個脈沖信號啟動A/D轉換后ADC0809對接受到的模擬信號進 行轉換這個轉換過程大約需要100μs,系統采用的是固定延時程序所以在預 先設定的延時后89S51直接從ADC0809中讀取數據。
主程序開始 采集溫度 查詢溫度 調A/D程序
調顯示程序 要控制溫度
鍵盤輸入設定值 和設定值比較 啟動加熱/降溫
溫度采集和比較 與設定值相等
是 N 否 是
否 www.tmdps.cn
3.2.3 溫度采樣
采樣子程序流程圖如圖所示。
A/D入口 啟動
A/D轉換 查詢EOC 讀取轉換數據 壓縮BCD碼 作未壓縮處理
整理好的十位和個位 分別存入某地址單元
子程序結果 www.tmdps.cn
3.2.4溫度標度轉換算法
A/D轉換器輸出的數碼雖然代表參數值的大小但是并不代表有量綱的參數
值必須轉換成有量綱的數值才能進行顯示標度轉換有線性轉換和非線性轉換 兩種本設計使用的傳感器線性好在測量的量程制內基本能與溫度成線性關系。溫度標度轉換程序TRAST目的是要把實際采樣的二進制值轉換的溫度值
轉換成BCD形式的溫度值。對一般的線性儀表來說標度轉換公式為 AX=0A+)AA0 mNN NN0 m 0X
式中0A為一次儀表的下限 Am為一次量程儀表的上限為實際測量值工程量為儀表下限所對應的數字量 Nm為儀表上限所應的數字量 NX為測量所得數字量。例如若某熱處理儀表量程為200—800℃在某一時刻計算機采樣得到的 二進制值U(K)=CDH則相應的溫度值為 采樣值起始地址送 R0 采樣次數送R2 啟動AD590 延時
A/D完成 所有采樣結束 返回 Y N N www.tmdps.cn AX=0A+)AA0 mNN NN0 m 0X=200+800-200255205=682℃
根據上述算法只要設定熱電偶的量程則相應的溫度轉換子程序TARST
N0 很容易編寫只要把這一算式變成程序將A/D轉換后經數字濾波處理后的值代 入即可計算出真實的溫度值。具體算法如圖所示。www.tmdps.cn 保護現場 R0←Am, R1 ←0A 計算 NX-N0 R0←Nm, R1 ←N0 計算 Am-0A 計算)AA0 m/NN0m R0←NX, R1 ←N0 計算 Nm-N0 計算)AA0 mNN NN0 m 0X
R2—0A AX=0A+)AA0 mNN NN0 m 0X
DATA←AX 返 回 www.tmdps.cn 3.3 特殊元器件介紹 溫度傳感器AD590 簡介
AD590溫度傳感器是一種已經IC化的溫度傳感器它會將溫度轉換為電流 其規格如下
1、溫度每增加1℃它會增加1μA輸出電流
2、可測量范圍為-55℃至150℃ 3、供電電壓范圍為+4V至+30V AD590的輸出電流值說明見表。
其輸出電流是以絕對溫度零度-273℃為基準溫度每增加1℃它會增
加1μA輸出電流因此在室溫25℃時其輸出電流Iout=273+25=298μA。AD590溫度與電流的關系 溫度與電流的關系 攝氏溫度 AD590電流 經10KΩ電壓 0℃ 273.2 uA 2.732V 10℃ 283.2 uA 2.832 V 20℃ 293.2 uA 2.932 V 30℃ 303.2 uA 3.032 V 40℃ 313.2 uA 3.132 V 50℃ 323.2 uA 3.232 V 60℃ 333.2 uA 3.332 V 100℃ 373.2 uA 3.732 V 主要特性如下
1 流過器件的電流mA等于器件所處環境的熱力學溫度開爾文度 數
2AD590的測溫范圍為-55℃+150℃。
3AD590的電源電壓范圍為4V30V。電源電壓可在4V6V范圍變化 電流變化1mA相當于溫度變化1℃。AD590可以承受44V正向電壓和20V反向 電壓因而器件反接也不會被損壞。4輸出電阻為710MΩ。
5精度高。AD590共有I、J、K、L、M五檔其中M檔精度最高在-55℃ +150℃范圍內非線性誤差為±0.3℃。www.tmdps.cn AD590測量熱力學溫度、攝氏溫度、兩點溫度差、多點最低溫度、多點平均
溫度的具體電路廣泛應用于不同的溫度控制場合。由于AD590精度高、價格低、不需輔助電源、線性好常用于測溫和熱電偶的冷端補 AD590實際應用電路舉例 分析
1AD590的輸出電流I=273+TμAT為攝氏溫度因此測量的電壓 V為273+TμA×10K=2.73+T/100V。為了將電壓測量出來又務須使輸出 電流I不分流出來我們使用電壓跟隨器其輸出電壓V2等于輸入電壓V。2由于一般電源供應教多器件之后電源是帶雜波的因此我們使用齊 納二極管作為穩壓組件再利用可變電阻分壓其輸出電壓V1需調整至2.73V 3接下來我們使用差動放大器其輸出Vo為100K/10K×V2-V1=T/10 如果現在為攝氏28℃輸出電壓為2.8V輸出電壓接AD轉換器那么AD轉換 輸出的數字量就和攝氏溫度成線形比例關系。
AD590測量熱力學溫度、攝氏溫度、兩點溫度差、多點最低溫度、多點平均
溫度的具體電路廣泛應用于不同的溫度控制場合。由于AD590精度高、價格低、不需輔助電源、線性好常用于測溫和熱電偶的冷端補償。4 總結 AT89C51單片機體積小重量輕抗干擾能力強對環境要求不高價格
低廉可靠性高靈活性好本文的溫度控制系統只是單片機廣泛應用于各行www.tmdps.cn 各業中的一例。
設計實現了溫度實時測量、顯示。本設計溫度控制電路具有較高的抗干擾性 實時性方案具有較高的測量精度溫度控制實時性更高。在設計過程中首先 在老師的指導下熟悉了系統的工藝進行對象的分析按照要求確定方案。然后 進行硬件和軟件的設計。通過設計使我掌握了微型機控制系統I/O接口的使用方 法模擬量輸入/輸出通道的設計常用顯示程序的設計方法數據處理及線性 標度技術基本算法的設計思想。
在做畢業設計之前我對單片機的基本知識了解甚少而C語言雖是接觸過 可是沒有具體的設計和編輯過所以花了大量的時間去做準備工作。在老師的指 導和幫助下克服了一系列困難終于完成了本設計基于本人能力有限該設計 還有許多不足之處有待改進。
www.tmdps.cn 參考文獻 [1]錢聰.電子線路分析與設計[M].西安:陜西人民出版社,2000.[2]談文心,錢聰,宋云嫻.模擬集成電路原理與應用[M].西安:西安交通大學出版 社,1994.[3]孫肖子 ,鄧建國,陳南錢聰.電子設計指南[M].西安:高等教育出版社,2006.[4]HAN Zhi-jun Liu Xin-min.DIGITAL TEMPERATURE SENSOR DS18B20 AND ITS APPLICATION [J].Nanjing: Journal of Nanjing Institute of Technology(Natural Science Edition).2003 [5]SHEN Li-li,CHEN Zhong-rong.Design of Multi-Channel Test System of Measuring Temperature for Grain Storage Based on CPLD and DS18B20[J].Nanjing: Nanjing University of Information Science & Technology.2008 [6]You Guanjun Hu Yihua Liu Shenlong Zhao Tianxiang.THE CIRCUITRY OF AD590 IC TEMPERATURE SENSOR AND THE APPLICATION IN TEMPERATURE MEASUREMENT AND CONTROL[J].COLLEGE PHYSICAL EXPERIMENT,2000.[7]張國勛.縮短ICL7135A/D采樣程序時間的一種方法[J].電子技術應用 1993第一期.[8]高峰.單片微型計算機與接口技術[M].北京:科學出版社2003 [9]劉偉,趙駿逸,黃勇.一種基于C8051單片機的SOC型數據采錄的設計與實現 [A].天津:天津市計算機協會單片機分會編 2003 [10]何立民.單片機高級教程[M].北京:北京航空航天大學出版社,2000 [11]李元.數字電路與邏輯設計[M].南京:南京大學出版社,1997 [12]蘇麗萍.電子技術基礎[M].西安:西安電子科技大學,2006 [13]徐江海.單片機實用教程[M]:機械工業出版社,2003 [14]謝文和.傳感器技術及其應用[M]:高等教育出版社,2004 [15]孟立凡,藍金輝.傳感器原理與應用[M].電子工業出版社,2000 [16]江曉安.模擬電子技術 第二版[M].西安:西安電子科技大學出版社,2004
www.tmdps.cn 附錄 單片機應用程序 #include
uchar ad(){ cs=1;wr=1;cs=0;wr=0;delay(1);wr=1;cs=1;rd=1;delay(3);cs=0;rd=0;num=P1;delay(1);rd=1;cs=1;delay(50);return num;} void display(uint a,uint b,uint c){ P2=0x00;wela=1;P2=0x80;wela=0;www.tmdps.cn P2=0xff;dula=1;P2=table1[a];dula=0;delay(10);//第一位 P2=0x00;wela=1;P2=0x40;wela=0;P2=0xff;dula=1;P2=table2[b];dula=0;delay(10);//第二位 P2=0x00;wela=1;P2=0x20;wela=0;P2=0xff;dula=1;P2=table3[c];dula=0;delay(10);//第三位 P2=0x00;wela=1;P2=0x10;wela=0;P2=0xff;dula=1;P2=0xc6;dula=0;delay(10);//第四位 P2=0x00;www.tmdps.cn wela=1;P2=0x00;wela=1;delay(10);} void delay(uint z){ uint t1,y;for(t1=z;t1>0;t1--)for(y=10;y>0;y--);} www.tmdps.cn
第三篇：自動輸出檢測系統在橄欖油灌裝線的設計
自動輸出檢測系統在橄欖油灌裝線的設計 摘要
自動化視覺檢測已成為質量監控過程的vita1一部分。本文所述dcvc1opmcnt和兩種mcthodo1ogics用于機器視覺檢查系統pcrformancc在線比較高速輸送機。第一種方法是deve1oped的閾值的技術的圖像處理算法和第二方法是基于，ULN的ellge IJ.etection。案例sLully進行到benchmarkthese兩種方法。Specia1努力已投入的缺陷檢測算法的設計達到兩個主要目標：精確的特征提取和-1ine能力，既考慮到魯棒性和1OW處理時間。一間1ine implementatior1低空急流inspecL瓶正在使用新的技術，communicat1on與GigE視覺相機和industria1千兆Ethcrnct nctwork報道。
在系統上橄欖OI1床上進行驗證。我們的算法rcsults在cffcctivc RCA1-timc objcct跟蹤落實。該方法的有效性THC是通過使用本文描述的方法獲得的實驗結果的THC介紹說明。關鍵詞
千兆以太網視覺相機，圖像處理，質量監控，缺陷檢測
Inthin帶穿孔工藝速度可以達到的exceedlm/ S值。為了監控產品質量severa1參數應進行檢查，使用在許多情況下difllerent的測量工具。Manua1檢查過程可能比生產proccssleading toless頻繁檢查要慢得多。在檢查運行之間的質量參數的任何偏差 wi11導致生產廢料
該機器視覺系統的非接觸式，快速和可容易地計算機化使其actua1生產等proccssos期間potentia1 too1在線質量監測的事實。Automatcd Visua1 Inspcction（AVI）[12]可以估計使用visua1信息的工作零件d.imensions并且是最經常由emp1oying機器視覺技術自動化。
Machinc愿景是too1 USCD控制產品automatcd家生產的difflerent領域，如食品工業[13]。這樣的too1有non_contact測量的優勢，而無需運行offthe生產prooess。
使用多個圖像傳感器在生產線的difnerenL Ievels和拍攝diflierent角度a11ows監視dimerent階段國稅發生產過程和THC的co11cction我」，形成nccdcd到asscss產品質量 andflow生產資料，（參見圖1）[1,2，3,4] Gig1_，視覺是適應machinc視力[5]千兆lithemet界面。的GigE視力camcras [19] USC千兆Ethemet，因此可以內industria1 Cigabit「lthernet網絡[6,7 14]的開放結構被安裝。此a11ows圖像的傳輸，并控制相機和contro1系統之間的信號以高速over1ong cablclcngths。
ncrcforc，WO可以considcr基于以太網架構RCA1 timc machinc視覺應用THC dcsign。在本文中，我們提出在橄欖OI1 bottlingline用于質量監控GigE視覺系統。該系統是無縫內生產網絡整合和a11ows違約的檢測帽和OI1 leve1。異常的檢測是通過離散報警的industria1傳送到contro1系統（iigabit上ithemet網絡，該系統主要由一個照相機的拍照ofproducts在生產期線，specia1照明突出斷層，computcr可視ANDI」NAGC proccssing有關報警gerleration和自動噴射[2]。在此papcr，一個attcmpt是MADC到cvaluatc的traditiona1圖像處理算法THC pcrfonnancc [5,8]在一個ON_ 1ine機器視覺檢查系統。比較是基于處理時間，準確度，預處理時間和取向的要求。評估的結果提出和討論。
2.SYSTEMHARDWARE 說明
圖1顯示了完整的系統設置。一部分移動傳送帶上通過接近傳感器感測。
所述傳感器發送一個signa1到與它interfiaced計算機。該interf1aced用相同computcr相機是cxtcma1 triggcrcd與瓶的signa1和capturcs THC圖像。獲得的圖像然后通過insta11ed計算機andthen通過/ Fai1作出決定的處理軟件進行處理。
這整個opcration是donc在少數mi11iscconds經sen3or延遲定時，速度的相機和處理速度國稅發計算機dcpending。必要的硬件componentsare：
2.L相機CCD和光學
用exce11ent噪聲性能細成像傳感器所要求的本申請，這是對于視頻應用更為重要。的CCD優于互補META1氧化物半導體（CMOS）圖像傳感器，只要信噪比和動態范圍concemed_以這種方式，在CCD圖像傳感器，被選擇用于此applicat1on。該scTo11ing節奏瓶國稅發，所以拍攝的時間是決定性的。事實上，它必須是足夠短的對象出現固定的。
該techno1ogica1解決方案存在一些制造商
提供工業digita1相機搭載F或部分CCD靈敏度高，a11owing快速曝光時間和生產
我們使用工業CCD co1or（Bayer模式）相機。這是一個漸進的（FU11幀）相機。它是千兆以太網的眼光和GenICam標準符合標準。這digita1相機不 nZew◆對2.f.f CafcuZaffon offZefd 視場（FOV）定義為undcr inspcction或THC objcct的THC部objcct填充照相機傳感器的可視區域。
FIELD O fview =（十Lm的博士）（1十帕）
Mlere博士的觀點必填字段，Lm為部分1ocation和方向的最大變化和PA是a11owance相機指向為百分比。
嫩江，現場ofview =（96毫米+ 10毫米）（1 + 10％）=116.6毫米。TL：LC系數由THC FOV應該BC oxpandcd上誰維護的視覺系統的人的ski11 dopcnds。10％的值是一個共同的選擇。為了fi11the顯示器ofinterest更清晰的特點，為120mm的FOV被選中。
2.F.2 MocafZengt為。·
NE foca1長度alens“pivota1參數。對CCD芯片完全代表一個對象，應該計算foca1 lcngth的THC objcct hcight andwidth。
寬度=（WD * CCDw1dth）的Foca1長/（SOB1十CCDWidth）高度的Fooa1長度=（WD來CCDHe1ghl）/（SOB1十CCDHejght）僅僅WD為工作距離和S.b1是大小OfObject。S0，寬度=（300毫米*4.8毫米）的Foca1長/（96毫米+4.8毫米）=14.285毫米 要調整?F， nlca1長度，放大我，ENS是必要的。1-）UE向S，Zoomlens的r1rne缺點，如重量，尺寸和價格的固定foca1長度透鏡，其foca1長度islower判斷比計算得到的1都可以使用。11ispecla11y在sma11對象的情況下，工作距離可能比所選1enses minima1工作距離（MOD）sma1ler。在這種情況下，延伸環被放置thelens和相機減小MOD之間。2.f.3 iXPOS由“R，E flme 這是在whichlight是建立一個曝光時間。要保持圖像模糊，以在一個pixe1，曝光時間必須是，碲= FOV /（VP * NP）其中，Te為曝光時間，Vp為輸送機的速度和Np為在horizonta1方向的像素數。嫩江，碲= 116.6 /（1000 * 640）=0.00018秒。這expos1lre可他實現的，〔1電子快門或strohe，〔1 i11umination。如果2.f.ffmage“R◆ 在本申請中，有wi11是圖像b1.ur由于瓶子行駛在conveyorline。Genera11y，模糊圖像是由poorlens質量和incorrectlens設置造成的。率O11，部分運動，視場的大小，并在曝光時間是有影響onthemagnitud.e國稅發圖像模糊。
B = VP* T.* NP / FOV 其中B是像素的模糊。所述actua1模糊本應用可以計算為：
B =1000*0.00018*640/116.6=0.9879pixcls。2.1.5 Cycfe時間
循環時間被定義為兩個連續的圖像采集之間的延遲。T，等他e連續TWN瓶的V的scro11ing速度，tcvcle被表達狀況用下列給出的，rlistance：Tcyc1e= D/ V 當d= 10厘米，V =流明/ S，我們有tcyc1e= 0.1秒;這是A10張/秒的節奏。所使用的攝像頭a11ows forup to124 framcs PCR sccond。（Figuro3）
2.2通訊協議 GigE視覺標準是基于UDP / IP [2,5]。它由四個主要部分。第一部分定義了a11ows應用，以檢測和枚舉器件和限定設備如何獲取有效IPADDRESS的機制。所述第二部分限定的GigE視覺contro1 protoco1（（iVCP），該a11ows檢測設備的配置andguarantees傳輸的可靠性。第三部分限定的GigE視覺streamlng protoco1（GVSP），該a11ows應用到從設備接收信息。Thelast部分限定引導寄存器描述該設備本身（例如，當前的IP地址，SERIALNUMBER，manufacturerinformation等）。
對于一個對等網絡cormection一個千兆以太網相機到電腦，建議的基礎上LLA（Loca1鏈接地址）的網絡addiess分配。這涉及到一個網絡掩碼“255.255.0.0”“作為we11作為fixedfirst一部分”169.254.xxx.xxx“網絡國稅發addrcss rangc。一個CIGE camcra wi11 FA11回LLA后很快認識到沒有DHCP服務器可用，并且nofixed網絡地址被分配到相機。（iigE Visiullu「fels111a11yfeatules w11ic11 ulakelt，Lluite suitaL11efor的imagc捕捉intcrfacc高spccd機器人視覺系統。
G.igE視覺提供了足夠的帶寬來傳輸視頻，其中是用于高速視覺系統的一個重要問題?astftame方式。水機的原因，我們認為，千兆以太網視覺 ？？？？？？？？？？？
是一個合適的接口，用于高速industria1檢查[5，26]。2.3照明
thelighting的選擇是必不可少的質量和所獲取的圖像的相關性。在后續的處理的復雜性依賴于對象和背景之間的contrastleve1。在我們的情況下，我們使用兩種1ighting定位在觀察對象的兩側源。第一種是直接安裝aroundthe相機直接環陽光。
NIS樣的照明提供了一個巨大的光量withinthe曝光空間。該radia1形照明減少陰影a11owing為對象的co1or好定義。我們還使用了偏光過濾器，以幫助減少bri11iance表面。第二個是背光，這有助于提高感知otthe軟木形狀andliquidleve1（參見figure4和5）[4,29]。2.4部分傳感器
Ofien的形式ofalightbarrier或傳感器，該裝置發送一個觸發信號時，它感測到的一部分是在c1ose接近[25]。在figure6所示的傳感器te11s機器視覺系統時，部分是在正確的位置對于要獲取的圖像。該speci.liications是： Ralf1（1_r，rllyvnlt?ge：111l_14 V「）（wlth極性反接保護
交換容量毫安：L（Jl0 RNA，over1oad和短路保護 延時響應：<2ms的
最大感應距離：0.4米彌漫
因為它僅需要感測瓶子，proximi.ty傳感器可以感測任何對象within15厘米由此而達到目的。
第四篇：物流管理信息化系統的設計論文
摘要：隨著我國社會主義市場經濟的高速發展，電子商務的規模也逐漸擴大，從而推動了物流行業。在競爭日趨激烈的市場環境下，加強對物流管理的科學性和系統性，是物流企業當面工作的重點內容。先進的物流技術裝備，以及一套科學完善的物流管理信息系統，是物流企業保持核心競爭能力的必要因素，也為物流企業長遠發展提供了基礎保障。物流管理的信息化系統，主要就是將企業的所有物流信息以及使用數據，在一個安全穩定、準確可靠的平臺上進行管理，全面覆蓋企業的物資、資金以及商業信息，保證企業所有信息的可靠性和準確性，從而實現企業的科學生產，經濟效益的最大化。物流管理的信息化系統建設，對物流企業的重要性不言而喻，為物流企業的未來發展貢獻堅實的力量。
關鍵詞：物流管理；信息化；系統設計
1、材料與方法
1.1材料
物流信息、無線倉儲、GIS系統、訂單系統、IT支撐系統。
1.2方法
1.2.1物流的概述
物流是指在先進的設備和完善的信息技術的支持下，將物品從供應地安全可靠、及時準確同時保質保量的運輸到接受地的服務模式和服務流程。隨著社會不斷發展，以及科學技術的不斷完善，物流業也得到了迅猛的發展，通過不斷對自身的完善，逐步形成一套知識化、專業化、信息化、自動化的服務體系，更加提供優質服務，提高企業經營管理水平，滿足客戶越來越高的要求。
1.2.2物流信息化系統設計的原則
物流信息化系統設計必須遵守一定的原則，才能最大化的為企業服務。系統研發需要遵守的是戰略性原則、安全可靠的原則、可維護性原則、先進性原則。物流信息管理系統必須滿足企業戰略發展，且能夠有效保證系統的安全、可靠、穩定運行，防止數據泄密。同時，物流信息管理系統需要具備可維護性，能夠根據實際情況做出調整。此外，物流信息管理系統采用技術要先進，符合時代發展，滿足企業使用需要以及企業物流管理的發展需求，保證物流管理的信息化系統能夠不斷的發展和完善。
1.2.3無線倉儲信息系統建設
倉儲作為物流體系中非常重要的部門，具有極其全面的實用功能。利用倉儲可以進行物資的儲存與保管，也可以進行揀貨、配貨、分類和查檢工作，同時也還具有重新包裝、附加標簽等加工功能。為滿足現代社會的飛度發展，倉儲信息必須具備交互頻繁和大數據量等特點，能夠及時有效的處理大量信息的物流倉儲信息系統，其存在性具有非常重要的現實意義。
第一，根據需求設定建設目標、訂單系統以及客服系統，有利于實時同步包括訂單各個子系統。同時，要需要加強對商品訂單處理的全程跟蹤。
第二、通過需求用例確認、全面設計、無線手持系統開發、數據庫搭載、測試等階段，無線倉儲管理信息系統具備了可提交用戶測試的條件。用戶測試時，對讀取訂單數據功能、讀取車型數據、讀取倉庫數據、讀取區域數據、讀取網絡數據等功能與寫入數據到數據庫功能進行測試，從而完成整個系統功能的檢驗。
第三、用戶進行測試階段是非常關鍵的一個階段，可以檢測系統能夠具備上線運行的條件，相關的工作人員可以對業務流程和功能開展科學詳細的測試，在測試階段結束后，對倉儲管理人員、工作人員、以及用戶開展全新的倉儲流程培訓工作。
第四、在上線前設置完成初始數據，以及用戶權限等工作，部署和調試無線網絡，確保無線倉儲管理信息系統具有上線條件。第五、初始化完成之后，無線倉儲管理信息系統在經過了試運行階段的問題追蹤和解決后，無線倉儲管理信息系統正式投入生產運營。
2、結語
企業通過對物流管理的信息化系統的運用，能夠科學有效的實現了企業管理以及所有業務流程的開展，同時也保證了一系列流程的嚴謹準確、安全可靠。此外，物流管理的信息化系統也防止了傳統人為因素帶來的不準確等各種弊端的出現，運用數據庫管理的先進模式，保證業務數據更加優化，貨物管理更加安全，最大程度的服務客戶。
3、討論
物流管理的信息化系統與企業的管理系統進行充分合理的融合，確保了整個信息化系統的安全性和保密性，加強了企業的管理水平，保證企業的發展平穩有序的進行，物流管理的信息化系統對企業的長遠發展，具有非常重要的現實作用。
第五篇：樓宇自動安全防范系統設計論文 電視監控子系統 防盜報警子系統概要
樓宇自動安全防范系統設計論文+電視監控子系統+防盜報警子系統+門禁控制子系統
樓宇自動安全防范系統設計論文+電視監控子系統+防盜報警子系統+門禁控制子系統5）還應注意產品說明上的一些性能指標。如信噪比、自動光圈鏡頭的驅動方式等。一般的電視監控系統中信噪比指標要選大于48dB的，這樣不僅滿足行業標準規定的不小于38dB的要求，更重要的是當環境照度不足時，信噪比越高的攝像機圖像就越清晰。鏡頭的驅動方式一般選用雙驅動的，以便隨意選用DC驅動或視頻驅動的自動光圈鏡頭。2.3.2系統硬件選型設計本次設計中結合以上的硬件設備選型的原則、系統硬件設計原則以及住宅大廈的安全防范要求對硬件做如下的選型：（1）固定式攝像機（2）一體化固定式攝像機（3）一體化快球式攝像機系統布點：電視監控主要對出入口、停車場（庫）、樓層單元門、電梯間進行監視，值班人員可通過監控圖像，觀察進入大門的人員面部特征和車輛牌號，同時也監視停車場（庫）其他流動現場情況。考慮到大廈日夜光照因素，根據住宅建筑平面圖，布置攝像機，這些攝像點作為主動防范手段，隨時監控和攝錄事件發生的過程，及時發現與避免可能發生的突發事件和在案發后為公安部門破案以提供事實根據佐證。表3-1攝像機分布防護范圍編號 攝像機類型 監控區域 數量1 固定式攝像機-4F 102 固定式攝像機-3F 103 固定式攝像機-2F 104 固定式攝像機-1F 75 一體化固定式攝像機-1F 66 一體化固定式攝像機 1F 67 一體化快球式攝像機 1F 18 一體化固定式攝像機 2F 79 一體化固定式攝像機 3F 710 一體化固定式攝像機 4F 711 一體化固定式攝像機 5F 712 一體化固定式攝像機 6F 713 一體化固定式攝像機 7F 714 一體化固定式攝像機 8F 715 一體化固定式攝像機 9F 516 固定式攝像機 頂層 6固定式攝像機 一體化固定式攝像機 一體化快球式攝像機43臺 61臺 1臺原文請找騰訊3249114六,維-論'文~網http://www.tmdps.cn設備介紹如下：1）攝像頭①深圳市時創智能科技有限公司
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③云臺攝像機誒比控股集團有限公司2）數字硬盤錄像機誒比控股集團有限公司AB8198-B嵌入式數字硬盤錄像機3）解碼器誒比控股集團有限公司AB40-41Y系列解碼器4）顯示器（監視器）優派 ：VA912 尺寸：19寸 5）矩陣主機選用美國AD公司ADZ1501132一5(32路輸入、5路輸出)矩陣控制主機，完成電視墻控制切換、云鏡控制功能。3
防盜報警子系統 3.1 防盜報警子系統概述當不法分子入侵防范區域，試圖行竊時，能夠及時將入侵信號告知值機人員的技術系統稱為防盜報警系統。防盜報警系統由探測器(含緊急報警裝置，如緊急按鈕)、信道和報警控制器三部分組成。上一頁
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