在未来的发展中,数据通信网络也将不断数字化、智能化以及综合化,帮助人们掌握更多信息。下面是我为大家整理的数据通信 毕业 设计论文,供大家参考。
《 网络编码的数据通信技术研究 》
摘要:随着现代通信技术的发展,社会对网络数据通信的质量要求不断提升,如何在现有的数据条件及网络资源下提高数据通信质量,是当前网络通信研究人员所面临的一项重要课题。而网络编码技术的出现和应用,为此类问题提供了有效的解决途径。笔者对基于网络编码的数据通信技术进行分析和研究,以提高网络通信质量,仅供业内人士参考。
关键词:网络编码;数据传输;网络通信
网络编码技术的出现和应用是现代通信技术领域内的一项重要变革,一定程度上改变了以往通信网络的数据传送模式和处理方式,减少信息传输过程中无用信息的产生,有效提升了网络吸纳和输出信息的数量,为数据通信质量的提升奠定了坚实基础。在现代社会发展形势下,网络编码技术在数据通信领域内发挥着重要作用。
1网络编码概述
网络编码的基本原理
网络编码在数据通信技术中,对网络结点输入和输出的关系进行了准确定位,当中间节点具备编码条件后,能够对所接收到的数据按照一定方式实现编码处理,直至传送至后续节点。后续结点的处理则具有一定可控性,不论是否进行编码都能够发挥其实际应用价值,若在必要情况下需要进行编码处理时,则应对所接收的信息再次进行编码后方可传输,并反复编码反复传输,最终保证编码信息达到目的结点。针对目的结点对信息进行准确译码后,方可对最初结点所发出的基本信息进行获取和判定。
网络编码的构造 方法
在进行网络编码组合的过程中,依据何种方式实现所接受数据的编码组合是当前相关领域内人士所面临的一个重要问题。基于当前网络编码构造的实际情况来看,不同的网络编码形式在具体表现方式上往往存在一定差异,尤其是在编码系数选择方式以及分组编码操作方式等方面,其表现更为明显。线性网络编码以结点对所接受的数据分组普遍实行线性编码组合型操作,以促进编码工作规范有序开展。当前编码系数在选择方式上存在差异,将网络编码构造分为两种,一是确定性网络编码,二是随机网络编码。确定性网络编码构造方式具有一定特殊性,主要是依据某一种算法对编码系数进行计算,而随机网络编码是依据伽罗符号进行随机选取以确定编码系数,通过对两种方式进行对比分析可知,随机网络编码构造方式的灵活性较强,在实际应用中能够取得比较理想的网络编码质量和效率。依据网络系统实际运行过程中编码实现方式的不同,可以将编码分为集中式网络编码和分布式网络编码。其中,集中式网络编码在对整体网络拓扑形式进行准确把握的基础上,依据整体网络情况对相应的编码系数进行合理分配和布局,以提高网络编码的有效性,但就实际情况来看,一旦遇到拓扑变化较大的情况,集中式网络编码则难以有效应对,此种情况下导致集中式网络编码在实际应用中不免存在一定局限性。而分布式网络编码的应用,在对网络系统内局部拓扑信息进行掌握后便可实现相应编码操作,相关实践研究显示,分布式网络编码在数据通信技术中具有良好的应用效果。
网络编码应用网络数据传送的研究
一是网络编码复杂度降低研究。现阶段最主要的问题就是怎样在提高网络编码效率的同时降低网络编码的复杂程度,还有就是在网络编码实用化的过程当中,逐渐控制网络编码的复杂程度,减少网络编码需要的额外计算量,从而降低系统实施成本。二是数据传送可靠性研究。现阶段对网络数据传输可靠性的网络编码研究主要是根据多径路由展开的,这也在一定程度上为网络编码中的数据传输提供了可靠性。因此,在多跳动态的网络环境当中,分析研究提高网络编码数据传送的可靠性具有很大的现实意义。
网络编码在数据通信技术中的应用
通常情况下,网络编码是指通过编码与路由信息的有机转换以达到技术目标,网络编码是现代数据通信技术领域内的新技术,将系统所接收到的数据流进行合理重组和排列后,基于不同路径实现多元数据的重新组合,通过对编码系数的有效利用,以实现数据的科学化处理,最终实现原始数据的有效还原。网络编码技术在数据通信技术内的有效应用,能够在一定程度上提升通信容量,改善通信质量,将数据通信领域内原有的网络层次与现代化网络有机融合,通过各自应用价值的有效发挥以及二者之间的协调配合,转变数据通信技术的数据处理方式,推进数据通信技术的现代化发展。也就是说,网络编码技术在数据通信技术领域内具有良好的应用价值,促进大量数据信息有序传输,并且实际传输的效率和稳定性能够得到有效保障。网络编码技术的有效应用,促使网络数据单词数据信息传输的顺利实现,信息传送量明显增加,这就明显减少了传送次数,改善网络运行质量,提高网络数据传送性能,从整体上促进宽带利用率的提升,改善能量资源的利用率,切实增强 无线网络 通信的安全性。因此,在现代社会科学技术不断进步的今天,基于网络编码的数据通信技术正不断实现跨越式发展,将会成为未来通信技术的重要发展趋势,值得加以进一步研究和推广应用。
2基于网络编码的数据通信技术分析与研究
基于网络编码的路由协议
基于网络编码的数据通信技术分析和研究显示,基于网络编码技术的路由协议的优化设计具有一定特殊性,作为网络数据传送分析与研究的重要内容,其对网络数据传送性能具有重要影响。基于网络编码的路由协议为网络编码的实现和合理应用提供可靠基础,通过将网络编码与路由协议有机统一,促进高层次的描述的形成,此种情况下,为网络系统的创新以及网络设备的科学化设计提供了可靠的理论依据,推进数据通信技术的现代化发展。就网络编码的路由协议的实际应用情况来看,其主要体现在独立路由协议的网络编码和编码感知的路由协议两方面,以是否存在主动编码机会为主要区分依据,判断路由协议是否可以创造更多编码机会,从而对相关编码机会进行有效利用,以提高数据通信的质量和效果。
基于网络编码的网络协议结构
当前,基于网络编码的数据通信技术主要基于网络层方面,随着网络编码与路由协议的有机融合,促使网络编码协议结构中的其他协议层得以不断深入,但是,与传统的网络数据传送模式相比,网络编码的内在特性存在一定独特性,在将网络编码引入到现有的网络数据传送协议后,极易出现新的网络编码问题,包括兼容性有限以及网络编码对网络协议层次结构的内在影响。在未来网络编码的数据通信技术发展过程中,此类问题能够在一定程度上为后续网络编码研究提供可靠的基础,促使网络编码与现有网络协议实现有机融合,提高网络数据传送性能的有效性和可靠性,促进网络编码在数据通信领域内实际应用价值的有效发挥。
基于网络编码的数据传送性能保证机制
在标准的网络环境下,网络数据传送极易受到网络拓扑结构的易变性和数据传送的突发性等因素的影响和作用,导致网络数据传送不稳定,甚至出现分组丢失以及数据传送延时等问题。因此,基于网络编码的数据通信技术应依据网络实际运行状态,探讨数据传送性能保证的编码策略方法,最大程度上提高数据传送的可靠性,避免数据传送延时情况出现。相关学者研究表明,采用多速率编码机制并利用不同链路的数据执行相关决策机制,有助于降低网络编码对数据传输的影响,使数据传送延时问题得以有效控制,在未来发展过程中,相关解决方案仍有待进一步探索。
基于网络编码的数据传送模型
构造算法的提出,为网络编码的成功构造以及保证网络各节点成功解码数据奠定了可靠的基础,在实际应用中,算法的复杂程度较低,易于部署应用。当前,网络编码的码构造算法主要有线性网络编码和随机网络编码等,就编码机制设计的实际情况来看,其中比较常用的是线性网络编码,基于网络中间节点对接收到的不同输入链路信息实现线性组合,进而将组合的数据进行转发。就线性网络编码的实际应用情况来看,其主要包括指数时间算法、多项式算法以及随机网络编码算法等比较典型的码构造算法。而随机线性网络编码方案往往具有相对独立的网络拓扑结构的灵活性,因此,线性编码运算形式具有简便性,可以提高数据通信质量和效果,在实际编码过程中大多采用随机线性网络编码构造方案。
3结语
通过对基于网络编码的数据通信技术进行分析和研究可知,当前我国网络编码在实际应用中仍处于初级阶段,在方案设计以及复杂编码的简化上有待进一步完善,以降低网络编码的复杂度,减少协议运行开销,促进数据通信技术应用过程中各项问题的有效解决。在未来的研究中,应不断加强网络编码的数据通信技术创新,从而更加广泛地应用于社会各个领域内。
参考文献
[1]余翔,吕世起,曾银强.C-RAN平台下信道编码与网络编码的联合算法设计[J].广东通信技术,2016(4).
[2]杨蕊.网络编码在无线网络中的应用及发展趋势[J].科技创业月刊,2013(5).
[3]李繁.网络编码技术原理及应用[J].成都纺织高等专科学校学报,2012(1).
《 高铁数据通信网路由的完善 措施 分析 》
一、简介IS-IS协议运用原理
在铁路数据通信网协议中,其中作为NSAP的主要地址格式。其AA代表私网的地址;其B1,B2作为设备归属自治域的号码后两位数组。我们都明确了解,广铁集团的AS值为65115,所以B1B2的值为15;其设备的Loopback地址在转换后所得到,我们以怀集站AR01为主要例子,将转换Loopback的地址之后,可得到010000000162,再每4位进行分段,也就是。这就我们就会得到怀集站的AR01最后的NASP是。
二、概述IS-IS协议工作过程
根据IS-IS链路状态中的路由协议规定,在分享和交换链路状态信息时,需要建立起相应的邻居关系,这也为链路信息的交换和分享打下坚实的基础。其中IS-IS主要是运用IIH报文,才能建立起相应的邻居关系,如果接口启用了IS-IS协议,这就需要将IIH报文立即发出[1]。在建立邻居关系之后,各邻居之间会分享同步链路数据库中的信息,在LSDB之中,包括很多链路状态基本信息,这些信息会被封锁在链路状态数据报文信息总,简单来讲,同步LSDB也就是对LSP的同步。IS-IS中,运用链路状态数据报文,部分队列报文PSNP3种或者完整队列号报文CSNP,这两者都需要在规定的时间内,完成链路状态数据库信息的同步。但是PSNP以及CSNP,都需要应用到数据库同步中,但CS-NP中,包括了PSNP中却只包括LSDB的部分信息,但是LSDB中全部LSP的摘要基本信息。
三、优化和调整方案
我们以贵广高铁的数据通信网络工程的实际状况为主要例子,并且结合IS-IS协议原理与铁路通信网建设标准相结合,这样可对广高铁数据通信网进行调整,在调整之后,可解决所存在的一些问题。因为其他冗余链路的Metric值,可设置为1024,并且考虑到贵广铁路通信网络的结构特点,可以引导业务流量共同分担负荷,需要将汇聚层以及接入层的全部链路的Metric值设置成为1024,这样就能将不同站点的业务流量,转发到不同链路层之中,进一步提高网络的性能。修改的具体方法,是在广州南站DR04的佛山西站AR01的GE3/1/1端口以及DR04的GE5/1/1端口中,执行isiscost1024level-2命令,然后不断调整Metric值。
四、优化验证结果
在修改之后,并且在查看怀集站路由表后发现,在通往广州南站的DR03,其下一地址为POS2/1/4,同时Cost值也再不断转变,去往广州南站的DR04下一跳为RAGG1,或者POS2/1/4。在调整参数后,可深入研究调整后的参数变化值,其路由器下端行口的数据流量也发生明显的变化。五、结语总而言之,在设置数据通信网路参数时,不但要考虑到铁路规范的具体要求,而且也需要结合工程建设实际情况,深入分析和研究对网络拓扑结构的设计,根据工程实际情况,科学合理对数据流量加以引导,分担好负荷,这样才能促使数据通信业务的稳定、有序运行。
《 GPRS网络下无线数据通信系统设计分析 》
【摘要】随着GSM应用范围的不断扩大,其在数据传输效率、频谱利用率等方面的缺陷逐渐暴露,而GPRS网络在分组交换技术的作用下,不仅可以有效的弥补GSM的不足,而且在通信费计算方式方面更加合理,为跨地区接入提供了可能,所以基于GPRS网络的无线数据通信系统越来越受到关注,在此背景下,本文针对GPRS网络的无线数据通信系统结构设计展开研究,为推广GPRS网络的无线数据通信系统的应用范围作出努力。
【关键词】GPRS网络;无线数据通信系统;设计
前言
移动台MS、BSS基站子系统、SGSN和GGSN是GPRS网络的主要构成,其在运行的过程中,GPRS与GSM基站先实现有效的通信,然后由基站将GPRS分组向SGSN传送,在SGSN和GGSN通信后,后者对具体的GPRS分组完成处理过程,将处理结果向对应的网络传输,而无线数据通信系统通常依托无线网络实现通信功能,其需要相应的设备、模块、服务器和网络结构,所以对基于GPRS网络的无线数据通信系统的设计研究,需要结合GPRS网络运行原理和无线数据通信系统构成进行。
1基于GPRS网络的无线数据通信系统的设计思路
现阶段将固定且合法的IP地址直接应用于用户数据中心、将存在固定且合法的路由器应用于不存在合法IP地址的用户数据中心、将动态IP地址直接应用于用户数据处理中心、利用专线直接将用户数据中心与GPRS网络相连接四种方案均可以实现网络数据传输;而MobiteehModule模块设备在GPRS网络总应用可以实现太网向GPRS网络的转换、串口向GPRS网络的转换、串口向以太网的转换,为多台计算机同时访问GPRS网络资源、远程无线联网、用户终端对计算机网络资源共享等三种功能的实现提供了可能,所以在针对基于GPRS网络的无线数据通信系统进行设计的过程中,只要针对通信接口、通信协议和通信策略三方面进行具体的设计,即可以推动基于GPRS网络的无线数据通信系统功能的实现。
2基于GPRS网络的无线数据通信系统的设计过程
通信接口设计
通常情况下无线数据通信系统要实现其无线数据传输的功能,需要利用M2M模块向数据发出数据请求和发送数据的数据下发接口和数据上报接口;需要服务其主动发送命令所需的远程控制接口;服务器对相关结构状态参数进行设定和查询所需的接口;模块以检测规则为依据提出相关警告的警告监测接口、利用M2M模块相服务器发送非文字信息的接口以及模块自身对手机短信实施收发的短信通道接口,所以在针对基于GPRS网络的无线数据通信系统接口进行设计的过程中要保证以上类型的接口均存在[1]。
通信协议设计
只有无线数据通信中心和远程终端双方能够共同理解某种语言,才能保证无线数据传输的实现,这种语言即通信协议,所以在设计的过程中要对通信协议进行针对性的设计,通常其需要对无线数据通信系统的功能进行描述或反映,笔者设计的通信协议为表示层、业务逻辑层和数据层相互独立的C/S结构,并将重心和远程中观信息交互功能独立设计为消息代理模块,这对提升无线数据通信系统反映的灵活性和功能的扩展性等具有积极的作用,而且对提升业务逻辑系统的运行效率和整个系统的安全性也具有较显著的效果。需要注意的是此通信协议在应用的过程中会使原本存在的网络传输差异被人为忽视,为GPRS网络无线数据传输提供平台,换言之其只针对应用层进行定义。在无线数据通信中心和远程终端的信息交互过程中考虑到GPRS网络支持IP协议,所以经UDP协议应用于MA和RTU网络层通信过程中,但考虑到其安全性,需要在请示消息发出后立即出现对应的应答消息,在请示消息发出但并未获取应答消息后应及时重发以此保证通信过程的可靠性[2]。考虑到GPRS网络以流量作为收费的主要依据,所以在通信协议交互消息的过程中以数据传输量相对较少的二进制格式或XML格式为主,以此节省成本,通常情况下其交互消息由通信前导标识、协议类型、服务器ID、模块ID、总计包数、当前包索引、所述包组、内容等结构构成。
通信策略设计
通常情况下通信策略针对GPRS非确认发送、可靠发送但需手机短信确认、可靠发送不需确认、图像发送不需确认等情况编辑相应的策略。具体设计结合系统的相应程序进行确定和更改。
3结论
通过上述分析可以发现,以GPRS网络为基础的无线数据通信系统在通信设备基站等方面具有广阔的应用空间,GPRS网络运行原理和无线数据通信系统构成决定,在具体设计的过程中需要针对通信的接口、协议、通信策略等多方面进行,任何方面存在设计缺陷,均会影响无线数据通信的正常实现。
参考文献
[1]刘媛媛,朱路,黄德昌.基于GPRS与无线传感器网络的农田环境监测系统设计[J].农机化研究,2013,07:229~232.
[2]程伟,龙昭华,蒋贵全.基于GPRS网络的无线IP语音通信系统[J].计算机工程,2011,14:82~84+87.
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基于 AT89C52 的多周期同步测频技术的实现黄晓峰 上海工程技术大学高职学院,上海 200437 摘 要:论述了传统的频率测量方法的原理及误差。提出了基于 AT89C52 实现多周期同步测频的新方法。 构造了与待测信号同步的多周期闸门时间,实现了时基信号与待测信号的准同步计数,系统只用一个定时/ 计数器 T2 实现了多周期同步测频。该频率测试仪结构简单,成本较低,能够在高低频段范围内实现频率参 数的等精度测量,具有较高的测量精度和较短的系统反应时间。 关键词:频率测量;多周期同步;闸门时间;AT89C52;捕捉方式; 关键词:频率测量;多周期同步;闸门时间;AT89C52;捕捉方式;等精度测量 中图分类号: 中图分类号: 文献标识码: 文献标识码:B 文章编号: 文章编号: Realization of multi-cycle synchronization based on AT89C52 HUANG Xiao-Feng Vocational Technical College, Shanghai University of Engineering Science, Shanghai, 200437 Abstract:The traditional frequency measuring principles and the errors are introduced. The new way of : multi-cycle synchronization based on 89C52 is presented. By structuring multi-cycle gate time synchronistically with the frequency signal, the system use only T2 to acquire under synchronous time base with the frequency signal, and realize the new method of multi-cycle synchronization frequency measuring .With the characteristics of a simple structure ,low cost, high accuracy and short measuring time, this frequency meter can realize equal precision measurement from high frequency to low frequency . Keyword:frequency measurement; multi-cycle synchronization; gate time;AT89C52; capture function;equal : precision measurement 0 引言 频率作为一种最基本的物理量,是电子测量技术中最重要的被测量之一。本文详细论 述了传统频率测量方法及原理, 并对各种方法的测量误差进行了分析。 为保证频率测量精度 和兼顾测量反应时间, 采用多周期同步测频技术, 设计了以 AT89C52 单片机为核心的频率参 数测试仪, 由于充分利用 AT89C52 片内定时器/计数器 T2 所特有的捕捉功能, 使得该频率参 数测试仪的软硬件结构简单, 实现了对高低频段频率参数的等精度测量, 具有较高的测量精 度和较短的系统反应时间。 1 传统测频方法及其误差分析 频率测量的方法主要有 M 法、T 法以及 M/T 法 [1] 。M 法的基本测频原理是在选定的 闸门时间 T 内对被测脉冲信号进行计数,根据计数值 N x 和闸门时间 T 求得所测脉冲信号的 频率。在 M 法中,由于闸门时间 T 由标准频率源决定,而单片机的标准频率源是由晶振频 率分频后获得, 因而保证了闸门时间 T 的精确性。 但由于闸门的启闭与待测计数脉冲不同步, 闸 门开 通时间 通常 不是待 测信 号周期 的整数 倍, 存在 待测脉 冲信号 的计 数量 化误差 ?N x = ±1 。由 M 法的测频原理可知,待测信号频率 1 fx = Nx N ? f0 = x N0 T (1) 设待测脉冲频率的准确值为 f xd , 由于单片机测频系统中的标准频率源通常是由晶振产 生的频率信号分频后得到的, 而晶振的稳定性很高, 只要按测量精度要求选择合适的晶振后, 由标准频率源的不稳定性所造成的测频误差就可以被忽略掉 (文中的误差分析均是在忽略标 准频率源的不稳定性下做出的) 。设 δ Mx 为测量的相对误差 δM x = f xd = 得 δ Mx = f xd ? f x f xd (2) N x + ?N x T = ?N x N x + ?N x ≤ (3) f xd ? f x f xd 1 Nx (4) 由式(4)知, 当待测脉冲信号频率较高时, 在闸门时间 T 内被测信号脉冲的计数值 N x 较 大, δ Mx 很小,M 法能够达到较高的测量精度;而当待测脉冲信号频率较低时,在闸门时间 T 内 N x 较小, δ Mx 很大,测频精度降低。例如,被测信号的频率为 100HZ,则在 1S 内的相对误差 δ M x =1%。 而当待测脉冲信号的频率为 10HZ, f x 在 T =1S 内的相对误差 δ M x =10%。 则 虽然可以通过增大闸门时间 T 来提高测量精度,但闸门时间 T 过长将使系统的测量时间过 长,无法满足实时性的要求。 T 法的基本原理是在待测脉冲的一个周期内对标准频率信号进行计数,根据计数值 N 0 和标准信号的频率 f 0 求得待测脉冲信号的频率。在 T 法中,由于闸门时间 T 由待测脉冲信 号决定,不存在待测脉冲信号计数的量化误差 ?N x 。但由于闸门的启闭与标准频率源不同 步,故存在对标准频率源信号的计数量化误差 ?N 0 = ±1 。由 T 法的测频原理可知,待测信 号频率 f x = 1 N 0T0 = f 0 N 0 其中 T0 为标准频率源信号的周期。同理,可得 (5) δ Tx = f xd ? f x f0 f = ? 0 N 0 + ?N 0 N 0 f xd f0 N 0 + ?N 0 (6) 2 = ?N 0 N 0 ≤ 1 N 0 由于闸门时间 T 是待测脉冲信号周期的整数倍, 当待测脉冲频率较低时, 闸门时间 T 较 长,对标准频率源的计数值 N 0 较大,测量精度高;而当待测脉冲频率较高时,闸门时间 T 过短,甚至与标准频率源信号周期相近,故高频测量时 T 法存在严重的测量误差。 理论分析表明, 无论采取何种补偿措施, 都无法同时消除对待测脉冲和标准信号的计数 量化误差。将 M 法和 T 法结合起来就是 M/T 法,M/T 法结合了 M 法和 T 法各自的优点,在被 测信号频率较高时采用 M 法,频率较低时采用 T 法,这样在高、低频信号测量中都能获得较 高的精度。但由于在 M 法中, ?N x 随着被测信号频率的降低而增大,在 T 法中 ?N 0 随着被 测信号频率的增大而增大, 因此必存在 M 法和 T 法的分界点, 在该点高低频测量的相对误差 相等且达到最大,即 δ max = δ M x = δ T x 。我们将该点的频率称为中界频率 f C ,由式(1)知 N x = f x ? T ,由式(5)得 N 0 = f 0 f x ,则中界频率 f C = f 0 T 。虽然 M/T 法能够在两端获 得高精度,但在中界频率处的误差却总是最大的。本系统采用多周期同步测频原理,利用 AT89C52 片内定时器/计数器 T2 所特有的捕捉方式,实现对信号频率、周期、脉宽以及占空 比的测量。 2 多周期同步测频原理及其误差分析 多周期同步测频技术的基本原理是在待测脉冲的 m 个周期内同时对对待测脉冲和标准 信号计数, 根据待测脉冲的计数值 N x 和标准信号的计数值 N 0 求得被测信号的频率 [2,3] 。 由 于闸门时间 T 为待测脉冲的 m 个周期即闸门时间与待测脉冲同步,从而消除了待测脉冲的 计数量化误差 ?N x 。但由于闸门的启闭与标准信号不同步,故仍存在对标准信号的计数量 化误差 ?N 0 = ±1 。设两个计数器在闸门时间 T 内同时对待测脉冲和标准信号的计数值分别 为 N x 和 N 0 ,则待测信号频率 fx = Nx T f0 = N0 T 消去闸门时间 T ,得 f x = N x ? f 0 N 0 (7) (8) (9) 同理,相对误差 δ = f xd ? f x f xd f0 f ?N ? Nx ? 0 x N + ?N 0 N0 = 0 f0 ? Nx N 0 + ?N 0 (10) = ?N 0 N 0 ≤ 1 N 0 = 1 f 0T 3 由式(10)知, δ 只与标准频率源的频率 f 0 和闸门时间 T 有关,与待测脉冲的频率 f x 无 关,实现了整个测量频段内的等精度测量,使测量精度大大提高。对于标准信号的计数量化 误差 ?N 0 ,虽然可以通过提高标准频率源的频率 f 0 和加大闸门宽度 T 来减小,但需要考虑 标准频率源工作频率的限制,以及加大闸门宽度 T 所带来的系统测量时间的增加。 3 基于 AT89C52 的多周期同步测频技术的实现 AT89C52 片内有 1 个 16 位的定时/计数器 T2,T2 除具备和定时/计数器 T0、T1 相同的 功能外,还具有捕捉方式、16 位自动重装等功能 [4,5] 。所谓捕捉功能就是当 T2 的外部输入 端 T2EX()的输入电平发生负跳变时,就会把 TH2 和 TL2 的内容同时记录到特殊功能寄存 器 RCAP2H 和 RCAP2L 中,并将外部中断标志 EXF2 置位,向 CPU 发出中断申请信号。T2 的 捕捉功能避免了 CPU 在读计数值的高字节时, 低字节还在变化所引起的读数误差, 更重要的 是,T2EX()上输入电平连续两次负跳变的计数差值,就是外部输入脉冲的周期。 依据多周期同步测频技术的原理,将 AT89C52 的定时/计数器 T2 设置为定时器捕捉工 作方式,闸门时间 T 为 m 个待测脉冲周期,被测信号经放大、整形、分频后送入 T2 的外部 输入端 T2EX(),在待测信号产生第一次负跳变时,TH2 和 TL2 中的内容(即时基脉冲计 数值)被同时捕捉至特殊功能寄存器 RCAP2H 和 RCAP2L,并在 T2 外部中断服务程序中记录 待测信号下降沿的数目, 以此实现闸门开启及待测脉冲及和时基脉冲的同时计数, 闸门时间 到时(即 T2 的外部输入端 T2EX 检测到第 m + 1 个待测脉冲下降沿) ,一次测量过程结束。 在此过程中, 当外部待测脉冲的下降沿到来或定时器 T2 产生对时基脉冲的计数溢出时, T2 外部中断标志 EXF2 或 T2 溢出标志 TF2 置位,并向 CPU 发出中断申请信号。CPU 相应中 断后,在 T2 中断服务程序中通过软件判断是 EXF2 还是 TF2 产生的中断,并进行相应的处 理,是 EXF2 产生的中断就记录下待测脉冲下降沿的数目,若是 TF2 就记录下 T2 对时基脉 冲的溢出次数。待测频率具体的计算如下: 设闸门时间 T 内共产生了 m + 1 次 T2 外部中断( m 个待测脉冲)及 N 次 T2 溢出中断, 且设第一个待测脉冲的下降沿到来时 T2 对时基的计数值为 l1 , m + 1 个待测脉冲的下降沿 第 到来时 T2 对时基的计数值为 l2 ,则 T2 对时基的计数过程如下(包括 N 次 T2 溢出中断) 。 l1 L65535 → 0L65535 → 0L65535 → 0LLL0L65535 → 0Ll2 则闸门时间 T = ( l2 ? l1 + 65536 × N ) × T0 = mTx 其中 T0 为单片机时基信号周期, Tx 为待测脉冲信号周期,故被测信号频率为 fx = k ( l2 ? l1 + 65536 × N ) × mT0 (11) 其中 k 为可编程分频器相应的分频数 4 4 系统的软硬件设计 本系统采用多周期同 步 测 频 原 理 [3] , 以 盘 AT89C52 单片机为核心, 显 利用其片内定时器/计数 示 器 T2 所特有的捕捉功能, 器 XTAL2 利用定时器 T2 的捕捉功 复位电路 RESET VSS 能及外部中断,软硬件结 GND 合完成待测信号与闸门信 图1 系统硬件组成框图 号的同步,以及待测信号 与时基信号的同时刻计数,使用一个定时器/计数器 T2 实现多周期同步测频技术,使得频率 测试仪的软硬件结构简单易于实现。系统硬件组成框图如图 1 所示,主要由放大限幅电路、 波形转换与整形电路、可编程分频器电路、单片机最小应用系统及键盘显示器电路组成。输 入的正弦波、 三角波等各种形式的小信号电压经放大限幅后, 通过波形转换电路转换为方波 信号,再利用 7414 整形为 TTL 电平信号,利用可编程分频器来扩展频率测量范围的上限, 这样将经过了放大、整形、分频后的待测脉冲送入单片机最小应用系统的 (T2 的外部 输入端 T2EX) ,通过键盘显示器电路来实现被测频率参数(频率、周期、脉宽和占空比) 的选择与动态显示。 放 大 被测信号 与 限 幅 波 形 变 换 整 形 可 编 程 待测脉冲 分 频 器 +5V VCC XTAL1 键 软件采用自顶向下的模块化设计方法 [6] ,将 T2中断服务程序流程图 N 各个功能分成独立的模块,由系统的监控程序统 一管理执行。整个系统由初始化模块、键输入模 块(用于测量参数的选择)、信号频率测量模块、 数据处理模块、数据显示模块等组成。上电后, 首先进入系统初始化模块,在初始化子程序中完 成对定时/计数器 T2 的定时器及捕捉方式的设置, 并启动 T2。 频率测量模块由 T2 中断服务程序完成, 当外 部待测脉冲的下降沿到来或定时器 T2 产生对时基 脉冲的计数溢出时,T2 向 CPU 发出中断申请。 CPU 响应中断后, 通过软件判断是 EXF2 还使 TF2 产生的中断,并进行相应处理。T2 中断服务程序 流程图如图 2 所示。 5 结束语 本文讨论了传统频率测量方法的原理及误 差。在此基础上,对多周期同步测频技术的原理 及其误差进行了详细分析。由于多周期同步测频 技术的测量精度与被测信号的频率无关,实现了 整个测量频段内的等精度测量,消除了 M 法中对 T2外部中断? Y T2外中断次数加1 T2溢出中断 次数加1 Y 第1个外部 脉冲下降沿? N 第m+1个外部 脉冲下降沿? 捕捉寄存器 内容送时基 计数单元1 Y 捕捉寄存器内容 送时基计数单元2 存外中断次数 外中断次数清零 存T2溢出次数 溢出次数清零 清TF2中断 标志 清EXF2中断标志 中断返回 图2 T2中断服务程序流程图 5 被测脉冲信号的计数量化误差 ?N x = ±1 , 克服了 M/T 法中高低频两端精度高而中界频率附 近测量误差最大的缺陷。 本文提出了基于 AT89C52 实现多周期同步测频方法, 利用 T2 的捕 捉功能和外部中断产生与待测信号同步的闸门时间,通过 T2 的定时功能实现了时基信号与 待测信号的同步计数,使得系统只用一个定时器/计数器 T2 就实现了多周期同步测频技术, 该系统软硬件结构简单,具有较高的测量精度和较短的系统反应时间。 参考文献: 参考文献: [1] 尹克荣.智能仪表中的频率测量方法[J].长沙电力学院学报,2002, 17(1):74-76 [2] 章军,张平,于刚.多周期同步测频测量精度的提高[J].电测与仪表,2003,40(6):16-18 [3] 王连符.测频系统测量误差分析及其应用[J].中国科技信息,2005,(18A):94-94 [4] 李全利.单片机原理及应用技术[M].北京:高等教育出版社,2001 [5] 李群芳 黄建.单片微型计算机与接口技术[M].北京:电子工业出版社,2002 [6] 孙传友,孙晓斌,汉泽西等,测控系统原理与设计[M].北京:北京航空航天大学出版社,2002 作者简介: 作者简介: 黄晓峰(1969-),男,甘肃省甘谷县人,副教授,硕士,研究方向为检测技术及智能仪器仪表、计算机控制。 E-mail: 电话: 6 基于 MCS_51单片机的直流电机转速测控系统设计摘要: 给出了一种基于89C51单片机以及 PWM 控制思想的高精度、高稳定、多任务直流电机转速测控系 统的硬件组成及关键单元设计方法。实验结果表明该系统能实时、有效地对直流电机转速进行监测与控制, 而且输出转速精度高、稳定性好。 0 引言 目前使用的电机模拟控制电路都比较复杂,测量范围与精度不能兼顾, 且采样时间较长, 难以测得 瞬时转速。本文介绍的电机控制系统利用 PWM 控制原理, 同时结合霍尔传感器来采集电机转速, 并经 单片机检测后在显示器上显示出转速值, 而单片机则根据传感器输出的脉冲信号来分析转速的过程量, 并 超限自动报警。本系统同时设置有按键操作仪表, 可用于调节电机的转速。 1 系统方案的制定 直流电机控制系统主要是以 C8051单片机为核心组成的控制系统, 本系统中的电机转速与电机两端的 电压成比例, 而电机两端的电压与控制波形的占空比成正比, 因此, 由 MCU 内部的可编程计数器阵列 输出 PWM 波, 以调整电机两端电压与控制波形的占空比, 从而实现调速。本系统通过霍尔传感器来实 现对直流电机转速的实时监测。系统的设计任务包括硬件和软件两大部分,其中硬件设计包括方案选定、 电路原理图设计、PCB 绘制、线路调试; 软件设计包括内存空间的分配, 直流电机控制应用程序模块的 设计, 程序调试、软件仿真等。 2 硬件设计 C8051是完全集成的混合信号系统级 MCU 芯片, 具有64个数字 I/O 引脚, 片内含有 VDD 监视器、 看门狗定时器和时钟振荡器, 是真正能独立工作的片上系统, 并能快捷准确地完成信号采集和调节。同 时也方便软件编程、干扰防制、以及前向通道的结构优化。 本单片机控制系统与外部连接可实时接收到外部信号, 以进行对外部设备的控制, 这种闭环系统可 以较准确的实现设计要求, 从而制定出一个合理的方案, 图1所示是电机测控系统框图。 图1 电机测控系统框图。 本系统先由单片机发出控制信号给驱动电机, 同时通过传感器检测电机的转速信号并传送给单片机, 单片机再通过软件将测速信号与给定转速进行比较, 从而决定电机转速, 同时将当前电机转速值送 LED 显示。此外, 也可以通过设置键盘来设定电机转速。系统中的转速检测装置由霍尔传感器组成, 并通过 A/D 转换将转速转换为电压信号, 再以脉冲形式传给单片机。这种设计方法具有频率响应高(响应频率达 20 kHz 以上)、输出幅值不变、抗电磁干扰能力强等特点。其中霍尔传感器输入为脉冲信号, 十分容易与 微处理器相连接, 也便于实现信号的分析处理。单片机的 T0口可对该脉冲信号进行计数。 设计时, 可通过单片机的 ~ 五个接口来完成键盘的输入, 口可完成鸣叫和报警, 接电机, ~接显示器的位选, P0口为显示器段选码, 其硬件连接电路如图2所示。 图2 硬件连接电路图。 本系统的脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation)原理是: 脉冲宽度调制波由一列占空比不同的矩形脉 冲构成, 其占空比与信号的瞬时采样值成比例。该系统由一个比较器和一个周期为 Ts 的锯齿波发生器组 成。脉冲信号如果大于锯齿波信号, 比较器输出正常数 A, 否则输出0。图3所示为脉冲宽度调制系统的 调制原理和波形图。 图3 脉宽调制过程。 设样本 τk 为均匀脉冲信号, 它的第 k 个矩形脉冲可以表示为: 其中, x {t} 是离散化信号; Ts 是采样周期,τ0是未调制宽度, m 是调制指数。现假设脉冲幅度为 A, 中心在 t=kTs 处, τk 在相邻脉冲间变化缓慢, 那么, 其 Xp (t) 可表示为: 其中, 为电机角速度,结合式(2) 可见, 脉冲宽度信号可由信 号 x (t)加上一个直流成分以及相位调制波构成。当 τ0<<> 因此, 脉冲宽度调制波可以直接通过低通滤波器进行解调。C8051单片机有2个12位的电压方式 DAC, 每个 DAC 的输出摆幅为0 V~VREF, 对应的输入码范围是0x000~0xFFF。通过交叉开关配置可将 CEX0~CEX4 配置到 P2 端口, 这样, 改变 PWM 的占空比就可以调整电机速度。 LED 显示采用动态扫描方式, 并用单片机 I/O 接口扩展输出, 再由三极管驱动各显示器的位选端并 放大电流。独立式按键采用查询方式, 按键输入均采用低有效, 上拉电阻可用于保证在按键断开使其 I/O 口为高电平。单片机的 I/O ()引脚所扩展的5个按键分别定义为: 设置、启动、移位、开始、+1 功能。硬件电路确定以后, 电机转速控制的主要功能将依赖于软件来实现。 3 软件设计 本系统的软件程序的设计可分为5个步骤: 分别是综合分析并确定算法; 设计程序流程图;合理选择和分配内存单元以及工作寄存器; 编写程 序; 上机调试运行程序。 应用软件的设计可采用模块化结构设计, 其优点是每个模块的程序结构相对简单, 且任务明确, 易 于编写、调试和修改; 其次是程序可读性好, 对程序的修改可局部进行, 而其他部分可以保持不变, 这 样便于功能扩充和版本升级; 另外, 对于使用频繁的子程序, 可以建立子程序库, 以便于多个模块调 用; 最后是便于分工合作, 多个程序员可同时进行程序的编写和调试工作, 故可加快软件研制进度。 本程序采用8051单片机的 C 语言编程来实现。 在系统的程序设计中, 可采用模块化编程实现。 整个软件由主程序模块、转速测量模块、时钟模块、数据通信模块、动态显示模块等组成。各模块均 采用结构化程序设计思想设计, 因而具有较强的通用性; 而采用模块化程序结构则可使软件易于调试、 维护和移植。 系统软件可根据硬件电路的功能与 AT89C51各管脚的连接情况对软件进行设计。以便明确各引脚所要 完成的功能, 从而方便进行程序设计和内存地址的分配, 最终完成程序模块化设计。 本系统为直流电机测控系统。根据系统性能要求, 除复位电路外, 还应该设置一些功能键: 包括启动键、设置键、确定键、移位键、加1键等。由于本系统中的单片机还有闲置的 I/O 口线,而系 统要求所设置的按键数量也不多, 因此, 可以采用独立式按键结构。 根据直流电机控制系统的结构, 该电机转速控制系统为一简单的应用系统, 可以采用顺序的设计方 法。这种设计由主程序和若干个中断服务程序构成, 整个电机转速测控系统可分成六大模块, 每个模块 完成一定的功能。图4所示是根据电路图确定的程序设计模块图。 图4 直流电机控制软件设计模块图。 其中主程序模块主要设置主程序的起始地址、中断服务程序的起始地址、有关内存单元及相关部件的 初始化和一些子程序调用等。其主程序流程图如图5所示。 图5 主程序流程图。 对于定时器 T1 (1s) 子程序的设计,其实在单片机中,定时功能既可以由硬件(定时/计数器) 实现,也 可以通过软件定时程序来实现。软件延时程序要占用 CPU 的时间, 因而会降低 CPU 的利用率。而硬件定 时则通过单片机内的定时器来定时, 而且, 定时器启动以后可与 CPU 并行工作, 故不占用 CPU 的时间, 从而可使 CPU 具有较高的工作效率。 本系统采用硬件定时和软件定时并用的方式, 即用 T1溢出中断功能来实现10 ms 定时, 而通过软件 延时程序实现1 ms 定时。其中 T1定时器中断服务程序的功能主要实现转速值的读入、检测与缓存处理。 对于定时器 T1的计数初值计算, 由于本系统采用的是6 MHz 的时钟频率, 所以, 一个机器周期时 间是2 ?s。这样, 根据 T1定时器产生500 ?s 的定时, 便可以计算出计数初值。 本文设计的转速测控系统的工作方式寄存器 TMOD=00010000B, T1定时器以工作方式2来完成定时。 4 程序调试 程序调试可在伟福仿真软件上进行编制, 该软件支持脱机运行, 纯软件环境可模拟单步、跟踪、全 速、 断点; 源文件仿真、 汇编等, 并可支持多文件混合编程。 仿真调试后的目标程序可以固化到 EPROM, 然后用专门的程序烧写器对89C51单片机进行程序烧写。 5 结束语 本设计采用 C51进行编程, 程序占用存储器单元少, 执行速度快, 并能够准确掌握执行时间, 实 现精细控制。同时由于采用89C51为 CPU,并利用噪声抵抗能力较强的 PWM 控制技术、串行口扩展显示 器接口和 I/O 口扩展键盘, 因而可省去片外 RAM, 而且体积小, 功能全, 小巧灵活,操作方便, 又 可安装在工作现场单独工作。因而具有较大的实用价值和良好的应用前景。
现如今,随着社会经济发展,机器人开始被广泛应用于各行各业中,替工人进行一些复杂、繁重的体力劳动,能减轻人们的工作负担。下面是由我整理的工业机器人技术论文 范文 ,希望能对大家有所帮助!工业机器人技术论文范文篇一:《浅谈工业机器人在工业生产中的应用》 工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥,也可以按照预先编排的程序运行,现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。就工业机器人在工业生产中的应用进行探讨。 关键词:工业机器人 应用 工业 1 引言 工业机器人最早应用于汽车制造工业,常用于焊接,喷漆,上、下料和搬运。工业机器人延伸和扩大了人的手、足和大脑功能,它可代替人从事危险、有害、有毒、低温和高热等恶劣环境中的工作;代替人完成繁重、单调的重复劳动,提高劳动生产率,保证产品质量。工业机器人与数控加工中心、自动搬运小车以及自动检测系统可组成柔性制造系统和计算机集成制造系统,实现生产自动化。 2 工业机器人的主要运用 (1)恶劣工作环境及危险工作军事领域及核工业领域有些作业是有害于人体健康并危及生命,或不安全因素很大而不宜由人去做的作业,用工业机器人去做最合适。例如核工厂设备的检验和维修机器人,核工业上沸腾水式反应堆燃料自动交换机。 (2)特殊作业场合和极限作业火山探险、深海探密和空间探索等领域对于人类来说是力所不能及的,只有机器人才能进行作业。如航天飞机上用来回收卫星的操作臂;用于海底采矿和打捞的遥控海洋作业机器人。 (3)自动化生产领域早期的工业机器人在生产上主要用于机床上、下料,点焊和喷漆。用得最多的制造工业包括电机制造、汽车制造、塑料成形、通用机械制造和金属加工等工业。随着柔性自动化的出现,机器人在自动化生产领域扮演了更重要的角色。下面主要针对工业机器人在自动化生产领域的应用进行简单介绍。 焊接机器人 点焊机器人工业机器人首先应用于汽车的点焊作业,点焊机器人广泛应用于焊接车体薄板件。装焊一台汽车车体一般大约需要完成3000~4000个焊点,其中60%是由点焊机器人来完成的。在有些大批量汽车生产线上,服役的点焊机器人数量甚至高达150多台。 点焊机器人主要性能要求:安装面积小,工件空间大;快速完成小节距的多点定位;定位精度高(土0 .25 mm ),以确保焊接质量;持重大(490~980N ) ,以便携带内装变压器的焊钳;示教简单,节省工时。 弧焊机器人 弧焊机器人应用于焊接金属连续结合的焊缝工艺,绝大多数可以完成自动送丝、熔化电极和气体保护下进行焊接工作。弧焊机器人应用范围很广,除汽车行业外,在通用机械、金属结构等许多行业中都有应用。弧焊机器人应是包括各种焊接附属装置在内的焊接系统,而不只是一台以规划的速度和姿态携带焊枪移动的单机。如图1所示为弧焊机器人的基本组成。适合机器人应用的弧焊 方法 主要有惰性握体保护焊、混合所体保护焊、埋弧焊和等离子弧焊接。 1-机器人控制柜2-焊接电源3-气瓶4-气体流量计5-气路6-焊丝轮7-柔性导管8-弧焊机器人9-送丝机器人10-焊枪11-工件电缆12-焊接电缆13-控制电缆 图1 弧焊机器人系统的基本组成 弧焊机器人的主要性能要求:在弧焊作业中,要求焊枪跟踪工件的焊道运动,并不断填充金属形成焊道。因此,运动过程中速度的稳定性和轨迹是两项重要指标,一般情况下,焊接速度约取5~50 mm/s ,轨迹精度约为.2 ~ ) mm;由于焊枪的姿态对焊缝质量也有一定影响,因此希望在跟踪焊道的同时,焊枪姿态的可调范围尽量大。此外,还有一些其他性能要求,这些要求包括:设定焊接条件(电流、电压、速度等)、抖动功能、坡口填充功能、焊接异常检测功能(断弧、工件熔化)及焊接传感器(起始焊点检测,焊道跟踪)的接口功能。 喷漆机器人 喷漆机器人广泛应用于汽车车体、家电产品和各种塑料制品的喷漆作业。喷漆机器人在使用环境和动作要求上有如下特点: (1)工作环境空气中含有易爆的喷漆剂蒸气; (2)沿轨迹高速运动,途经各点均为作业点; (3)多数被喷漆部件都搭载在传送带上,边移动边喷漆。如图2所示为关节式喷漆机器人。 搬运机器人 随着计算机集成制造技术、物流技术、自动仓储技术的发展,搬运机器人在现代制造业中的应用也越来越广泛。机器人可用于零件的加工过程中,物料、工辅量具的装卸和储运,可用来将零件从一个输送装置送到另一个输送装置,或从一台机床上将加工完的零件取下再安装到另一台机床上去。 装配机器人 装配在现代工业生产中占有十分重要的地位。有关资料统计表明,装配劳动量占产品生产劳动量的50%~60%,在有些场合,这一比例甚至更高。例如,在电子器件厂的芯片装配、电路板的生产中,装配劳动量占产品生产劳动量的70 %~80%。因此,用机器人来实现自动化装配作业是十分重要的。 机器人柔性装配系统 机器人正式进入装配作业领域是在“机器人普及元年”的1980年前后,引人装配作业的机器人在早期主要用来代替装配线上手工作业的工序,随后很快出现了以机器人为主体的装配线。装配机器人的应用极大地推动了装配生产自动化的进展。装配机器人建立的柔性自动装配系统能自动装配中小型、中等复杂程度的产品,如电机、水泵齿轮箱等,特别适应于中小批量生产的装配,可实现自动装卸、传送、检测、装配、监控、判断、决策等机能。 机器人柔性装配系统通常以机器人为中心,并有诸多周边设备,如零件供给装置、工件输送装置、夹具、涂抹器等与之配合,此外还常备有可换手等。但是如果零件的种类过多,整个系统将过于庞大,效率降低,这是不可取的。在机器人柔性装配系统中,机器人的数量可根据产量选定,而零件供给装置等周边设备则视零件和作业的种类而定。因此,和装配线比较,产量越少,机器人柔性装配系统的投资越大。 3 结束语 工业机器人是以机械、电子、电子计算机和自动控制等学科领域的技术为基础,融合而成的一种系统技术;也可说是一门知识、技术密集的,多学科交叉的综合化的高新技术。随着这些相关学科技术的进步和发展,工业机器人技术也一定会到迅速发展和提高。 工业机器人技术论文范文篇二:《探讨工业机器人的发展趋势》 摘 要 随着社会经济发展,机器人开始被广泛应用于各行各业中,替工人进行一些复杂、繁重的体力劳动。目前,机器人是一种制造业与自动化设备中的典型代表,这将会是人造机器的“终极”版。它的应用已经涉及信息化、自动化、智能化、传感器与知识化等多个学科和领域,这是目前,是我国乃至世界高新技术成果的最佳集成,因此,它的发展是与许多学科的发展有着密切的联系。以现在的发展趋势来看,工业机器人的应用范围越来越广泛,同时在技术操作中,他也变得越来越标准化、规范化,提高工业机器人的安全性。另一方面,工业机器人发展越来越微型化、智能化,在人类生活中应用越来越广泛。 关键词 工业机器人 智能化 应用领域 安全性 随着社会复杂的需求,工业机器人在应用领域中越来越广泛。一方面,工业机器人被广泛应用于工业生产中,代替工人危险、复杂、单调的长时间的作业,例如在机械加工、压力铸造、塑料制品成形及金属制品业等各种工序上,同时还应用于原子能工业等高危险的部门,这已经在发达国家中应用比较广泛。另一方面,工业机器人在其他的领域应用也比较多,随着科学技术的飞速发展,提高了工业机器人的使用性能和安全性能,其应用的范围越来越广泛,应用的范围已经突破了工业,尤其在医疗业中应用比较好。 一、工业机器人的发展历程 第一代机器人,一般指工业上大量使用的可编程机器人及遥控操作机。可编程机器人可根据操作人员所编程序完成一些简单重复性作业。遥控操作机制每一步动作都要靠操作人员发出。1982年,美国通用汽车公司在装配线上为机器人装备了视觉系统,从而宣告了第二代机器人―感知机器人的问世。这代机器人,带有外部传感器,可进行离线编程。能在传感系统支持下,具有不同程度感知环境并自行修正程序的功能。第三代机器人为自治机器人,正在各国研制和发展。它不但具有感知功能,还具有一定决策和规划能力。能根据人的命令或按照所处环境自行做出决策规划动作即按任务编程。 我国机器人研究工作起步较晚,从“七五”开始国家投入资金,对工业机器及其零部件进行攻关,完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发和研制。1986 年国家高技术研究发展计划开始实施,智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿,经过几年的研究,取得了一大批科研成果,成功地研制出了一批特种机器人。 我国工业机器人起步于70年代初期,经过30多年的发展,大致经历了3个阶段:70年代的萌芽期,80年代的开发期和90年代的适用化期。 上世纪70年代是世界科技发展的一个里程碑:人类登上了月球,实现了金星、火星的软着陆。我国也发射了人造卫星。世界上工业机器人应用掀起一个高潮,尤其在日本发展更为迅猛,它补充了日益短缺的劳动力。在这种背景下,我国于1972年开始研制自己的工业机器人。 进入80年代后,在高技术浪潮的冲击下,随着改革开放的不断深入,我国机器人技术的开发与研究得到了政府的重视与支持。“七五”期间,国家投入资金,对工业机器人及其零部件进行攻关,完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发,研制出了喷涂、点焊、弧焊和搬运机器人。1986年国家高技术研究发展计划(863计划)开始实施,智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿,经过几年的研究,取得了一大批科研成果,成功地研制出了一批特种机器人。 从90年代初期起,中国的国民经济进入实现两个根本转变时期,掀起了新一轮的经济体制改革和技术进步热潮,我国的工业机器人又在实践中迈进一大步,先后研制出了点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等各种用途的工业机器人,并实施了一批机器人应用工程,形成了一批机器人产业化基地,为我国机器人产业的腾飞奠定了基础。 我国工业机器人经过“七五”攻关计划、“九五”攻关计划和863计划的支持已经取得了较大进展,工业机器人市场也已经成熟,应用上已经遍及各行各业。 我国未来工业机器人技术发展的重点有:第一,危险、恶劣环境作业机器人:主要有防暴、高压带电清扫、星球检测、油汽管道等机器人;第二,医用机器人:主要有脑外科手术辅助机器人,遥控操作辅助正骨等;第三,仿生机器人:主要有移动机器人,网络遥控操作机器人等。其发展趋势是智能化、低成本、高可靠性和易于集成。 二、工业机器人的发展趋势 机器人是先进制造技术和自动化装备的典型代表,是人造机器的“终极”形式。它涉及到机械、电子、自动控制、计算机、人工智能、传感器、通讯与网络等多个学科和领域,是多种高新技术发展成果的综合集成,因此它的发展与众多学科发展密切相关。当今工业机器人的发展趋势主要有:一是工业机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修),而单机价格不断下降。二是机械结构向模块化可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化;有关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人。三是工业机器人控制系统向基于 PC机的开放型控制器方向发展,便于标准化,网络化;器件集成度提高,控制柜日渐小巧,采用模块化结构,大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。四是机器人中的传感器作用日益重要,除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外,视觉、力觉、声觉、触觉等多传感器的融合技术在产品化系统中已有成熟应用。五是机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出“虚拟轴机床”以来这种新型装置已成为国际研究的 热点 之一,纷纷探索开拓其实际应用的领域。 总体趋势是,从狭义的机器人概念向广义的机器人技术概念转移,从工业机器人产业向解决方案业务的机器人技术产业发展。机器人技术的内涵已变为 灵活应用机器人技术的、具有实际动作功能的智能化系统。机器人结构越来越灵巧,控制系统愈来愈小,其智能也越来越高,并正朝着一体化方向发展。 三、我国工业机器人发展面临的挑战与前景 我国工业底子薄,工业机器人发展一直处于一个初步发展阶段,虽然我国从上个世纪70年代开始研发工业机器人,但是技术力量不足与西方国家的技术封锁,对此,在发展过程中,存在着比较多的问题。细分起来,有如下几点: 首先,我国基础零部件制造能力差。虽然我国在相关零部件方面有了一定的基础,但是无论从质量、产品系列全面,还是批量化供给方面都与国外存在较大的差距。特别是在高性能交流伺服电机和精密减速器方面的差距尤其明显,因此造成关键零部件的进口,影响了我国机器人的价格竞争力。 第二,我国的机器人还没有形成自己的品牌。虽然已经拥有一批企业从事机器人的开发,但是都没有形成较大的规模,缺乏市场的品牌认知度,在机器人市场方面一直面临国外机器人品牌的打压。国外机器人作为成熟的产业采用整机降价,吸引国内企业购买,而在后续的维护备件费用很高的策略,逐步占领中国市场。 第三,认识不到位,在鼓励工业机器人产品方面的政策少。工业机器人的制造及应用水平,代表了一个国家的制造业水平,我们必须从国家高度认识发展中国工业机器人产业的重要性,这是我国从制造大国向制造强国转变的重要手段和途径。□ 参考文献: [1]任俊.面向熔射快速制模的机器人辅助曲面自动抛光系统的研究.华中科技大学,2006年. [2]钟新华,蔡自兴,邹小兵.移动机器人运动控制系统设计及控制算法研究.华中科技大学学报(自然科学版),2004年S1期. [3]张中英.基于遗传算法的机器人神经网络控制系统.太原理工大学,2005年. [4]李磊,叶涛,谭民,陈细军.移动机器人技术研究现状与未来.机器人,2002年05期. [5]杜玉红,李修仁.生产线组装单元气动搬运机械手的设计.液压与气动,2006年05期. [6]徐晓峰.基于串行通信技术的机器人实时控制研究.南京林业大学,2005年. 工业机器人技术论文范文篇三:《试论工业机器人机电一体化》 1机电一体化技术的应用现状 工业机器人。 工业机器人的出现在一定程度上可替代人的劳动,对于高辐射、高噪声污染、高浓度有害气体的工作场合来说,工业机器人是一个理想的选择。工业机器人的发展经历了三个阶段,第一代工业机器人智能化程度较低,只能通过预设的程序进行简单的重复动作,无法应对多变的工作环境和工作岗位。随着科技的发展,在第一代机器人的基础上通过各种传感器的应用使其可通过对环境信息的获取、分析、处理并反馈给动作单元,从而进行一些适应性的工作,这种机器人虽然智能化程度较低,但已经在一些特定的领域得以成功应用。在机电一体化技术相对成熟的今天,第三代机器人的智能化水平已经得到了较大的提升,其可以通过强大的传感原件收集信息数据,并根据实际情况作出类似于人脑的判断,因此可以在多种环境下进行独立作业,但成本较高,在一定程度上限制了实际应用。 分布式控制系统。 分布式控制系统是相对于集中式控制系统而言的,是通过一台中央计算机对负责现场测控的多台计算机进行控制和指挥,由于其强大的功能和安全性,使其成为当前大型机电一体化系统的主流技术。根据实际情况分布式控制系统的层级可分为两级、三级或更多级,通过中央计算机完成对现场生产过程的实时监控、管理和操作控制等,同时,随着测控技术的不断发展与创新,分布式控制系统还可以对生产过程实现实时调度、在线最优化、生产计划统计管理等功能,成为一种集测、控、管于一体的综合系统,具有功能丰富、可靠性高、操作方便、低故障率、便于维护和可扩展等优点,因此使系统的可靠性大幅提高。 2机电一体化技术的发展趋势 人工智能化。 人工智能就是使工业机器人或数控机床模拟人脑的智力,使其在生产过程中具备一定的推理判断、 逻辑思维 和自主决策的能力,可大幅提升工业生产过程的自动化程度,甚至实现真正的无人值守,对于降低人力成本,提高加工精度和工作效率具有十分重要的意义。目前,人工智能已经不只是停留在概念上,因此可预见机电一体化技术将向着人工智能化的方向发展。虽然以当前的科学技术水平不可能使机器人或数控机床完全具备人类的思维模式和智力特点,但在工业生产中,使这些机电一体化设备具备部分人类的职能是完全可以通过先进的技术达到的。 网络化。 网络技术 的发展给机电一体化设备远程监视和远程控制提供了便利条件,因此,将网络技术与机电一体化技术结合起来将是机电一体化技术发展的重点。在生产过程中,操作人员需要在车间内来回走动,对设备的状态进行掌握,并对机床的操作面板进行操作,通过在机电一体化设备与控制终端之间建立通信协议,并通过光纤等介质实现信息数据的传递,即可实现远程监视和操作,降低工人的劳动量,并且各种控制系统功能的实现,理论上来说都是建立在网络技术基础上的。 环保化。 在人类社会发展的最近几十年里,虽然经济得到了迅猛的发展,人们生活水平得到了显著的提高,然而以牺牲资源和环境为代价的发展模式使得人类赖以生存的环境遭到严重的污染,因此,在可持续发展战略提出的今天,发展任何技术都应当以对环境友好作为前提,否则就是没有前途的,故环保化是机电一体化技术发展的必然趋势。在机电一体化应用过程中,通过对资源的高效利用,并在制造过程中做到达标排放甚至零排放,产品在使用过程中对生态环境不造成影响,即便报废后也可对其进行有效回收利用,这就是机电一体化技术环保化的具体表现形式,符合可持续发展的要求。 模块化。 由于机电一体化装置的制造商较多,为降低系统升级改造的成本,并为维修提供便利,模块化将是一个非常有前途的研究方向。通过对功能单元进行模块化改造,可在需要增加或改变功能时直接将对应的功能模块进行组装或更换,即便出现故障,只需将损害的模块进行更换即可,工作效率极高,通用性的增强为企业节约了大量的成本。 自带能源化。 机电一体化对电力的要求较高,如果没有充足的电能供应就会影响生产效率,甚至由于停电造成数据的丢失等,因此通过设备自带动力能源系统可始终保持充足的电力供应,使系统运行更流畅。 3结语 综上所述,机电一体化技术的应用可使产品的生产效率和精度大幅提高,在当前工业生产中具有较大的技术优势,相信随着科技的发展,机电一体化技术水平也会不断提高,为工业生产做出更大贡献。 猜你喜欢: 1. 初三机器人科学论文2000字 2. 工业智能技术论文 3. 传感器技术论文范文 4. 机器人科技论文3000字 5. 初三智能机器人科技论文2000字 6. 人工智能机器人的相关论文
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双相不锈钢焊接工艺 双相不锈钢焊接工艺,采用%氩气惰性气体保护,进行手工钨极氩弧焊打底焊接;采用80%氩气加20%二氧化碳气体保护进行半自动填充盖面焊接。本发明在焊接双相不锈钢时,可获得铁素体和奥氏体比例相对均衡的金相组织,经测定铁素体含量约在45-65%之间;焊接接头的机械性能和耐腐蚀性可充分得到保证,经测定其抗拉强度在640牛顿/平方毫米左右,硬度值在220-280HV10之间。使用二氧化碳+氮气混合气体做保护气体,可减少焊接飞溅,焊缝成型美观。 双相不锈钢焊接工艺,包括打底和填充盖面的焊接。 (1)采用%氩气惰性气体保护,进行手工钨极氩弧焊打底焊接包括如下工艺步骤:a、选用的电源为松下TSP-300型手工/氩弧焊机,电源极性为直流正接,熔池保护气体为%氩气,流量为10-18升/分钟,背保护气体为%氩气,氩弧焊丝为林肯LNT4462Φ,:ER2209,钨极为钍钨极Φ,ANSI/,焊接位置为水平固定,壁厚为8-10毫米,接头形式为对接V型接口,坡口角度为60°±5°,钝边为毫米,间隙为3-5毫米;b、将组对好的工件水平固定于焊架上,密封管口只留进出气口,管内通氩气作背保护气体3-5分钟,气体流量为5-10升/分钟;c、持证焊工进行打底焊接,电流为70-90安培,电压为11-13伏特,焊接速度为30-50毫米/分钟,继续通背保护气体;d、整圈焊完后进行第二层热焊,电流为105-150安培,电压为13-18伏特,焊接速度为75-130毫米/分钟,熔池保护气体流量为10-15升/分钟,控制层间温度≤150℃;e、第二层焊完后,继续通背保护气体。 (2)采用80%氩气加20%二氧化碳气体保护进行半自动填充盖面焊接包括如下工艺步骤:a、选用的电源为松下KRII-350型二氧化碳焊机,电源极性为直流反接,熔池保护气体为80%氩气+20%二氧化碳,背保护气体为%氩气,药芯焊丝为林肯Cor-A-RostaP4462Φ,:E2209T1-4;b、测量已打底热焊完毕的焊缝温度,保持层间温度≤150℃;c、持证焊工进行填充焊接,电流为140-180安培,电压为23-29伏特,焊接速度为140-210毫米/分钟,熔池保护气体流量为15-20升/分钟,管内通氩气作背保护气体直至结束焊接或填充至10毫米厚,控制层间温度≤150℃;d、填充焊接完毕后进行盖面焊接,电流为130-160安培,电压为23-27伏特,焊接速度为170-230毫米/分钟,熔池保护气体流量为15-20升/分钟,控制层间温度≤150℃。
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文献综述近年来,随着建筑施工和资源开发规模的扩大,对工程机械需求量迅速增加,因而对其可靠性、维修性、安全性和燃油经济性也提出了更高的要求。随着微电子技术向工程机械的渗透,现代推土机日益向智能化和机电一体化方向发展。自20世纪90年代以来,国外工程机械进入了一个新的发展时期,在广泛应用新技术的同时,不断涌现出新结构和新产品。继完成提高整机可靠性任务之后,技术发展的重点在于增加产品的电子信息技术含量和智能化程度,努力完善产品的标准化、系列化和通用化,改善驾驶人员的工作条件,向节能、环保方向发展。1新技术发展现状:a.系列化、特大型化系列化是工程机械发展的重要趋势。国外著名大公司逐步实现其产品系列化进程,形成了从微型到特大型不同规格的产品。与此同时,产品更新换代的周期明显缩短。所谓特大型工程机械,是指其装备的发动机额定功率超过746kW(1 000HP)。它们主要用于大型露天矿山或大型水电工程工地。产品特点是科技含量高,研制与生产周期较长,投资大,市场容量有限,市场竞争主要集中在少数几家公司。以装载机为例,目前仅有马拉松•勒图尔勒、卡特彼勒和小松一德雷塞这三家公司能够生产特大型装载机。b.多用途、超小型化、微型化为了全方位地满足不同用户的需求,国外工程机械在朝着系列化、特大型化方向发展的同时,已进入多用途、超小型化、微型化发展阶段。推动这一发展的因素首先源于液压技术的发展——通过对液压系统的合理设计,使得工作装置能够完成多种作业功能;其次,快速可更换连接装置的诞生——安装在工作装置上的液压快速可更换连接器,能在作业现场完成各种附属作业装置的快速装卸及液压软管的自动连接,使得更换附属作业装置的工作在司机室通过操纵手柄即可快速完成。一方面,工作机械通用性的提高,可使用户在不增加投资的前提下充分发挥设备本身的效能,能完成更多的工作;另一方面,为了尽可能地用机器作业替代人力劳动,提高生产效率,适应城市狭窄施工场所以及在货栈、码头、仓库、舱位、农舍、建筑物层内和地下工程作业环境的使用要求,小型及微型工程机械有了用武之地,并得到了较快的发展。为占领这一市场,各生产厂商都相继推出了多用途、小型和微型工程机械。如卡特彼勒公司生产的汀系列综合多用机、克拉克公司生产的“山猫”牌产品等。目前国际上推出微型工程机械的公司主要有:Komatsu、Case、Textron等公司。Caterpillar公司也成了国际微型工程机械的带头人,涉及的产品主要有:挖掘机、挖掘装载机、振动压路机、冲击锤、高空作业车等,其中最小的挖掘机斗宽为200mm,车宽小于1m。c.多功能化多功能化作业装置改变了单一作业功能,多种作业已从中、大型工程机械应用的局限中解脱出来,在小型和微型工程机械上也开始了应用。如Caterpillar公司在926G型轮式装载机基础上开发出的IT62G就具有快速连接装置,驾驶员可在驾驶室里完成更换不同作业装置的动作:如更换铲叉、抓斗、卸载斗、扫雷装置、路面清扫装置、破碎装置等。d.微电子技术、信息技术的普及和应用利用GPS(全球定位系统)、GIS和GSM技术,卡特彼勒将其雄伟计划命名为采矿铲土运输技术系统(METS)。METS包括多种多样的技术产品,如无线电数据通信、机器监测、诊断、工作与业务管理软件和机器控制等装置。METS由以下3部分组成:1)计算机辅助铲土运输系统(CAES)。包括机载计算、em级GPS微波定位和高速无线电通信3项技术。在运行中,机载系统通过无线电接收整个无线网络中的铲土运输数据、工程数据或现场规划数据。这些数据都显示在驾驶室内的一个屏幕上,司机在驾驶室内能直观地了解机器的作业位置,并准确地判断需要挖掘、回填或装载的土方量。2)关键信息管理系统(VIMS)。VIMS系统监测机器中极其关键的性能与作业参数,并且通过无线电将数据从该机器传送到业主办公室。业主可立即分析数据以便估量机器的当前状态,或加以收集和整理,以便显示机器的作业趋势。3)CAES office软件。这种软件与来自装有CAES的机器的数据相结合,产生一个集成的现时作业模型,使业主能在接近实时条件下对现场或远处监控各种作业。GPS导航系统与电子地图、无线电通信网络及计算机车辆管理信息系统相结合,可以实现车辆跟踪和交通管理等许多功能,这些功能包括:利用GPS和电子地图可以实时显示出车辆的实际位置,并任意放大、缩小、还原、换图;可以随目标移动,使目标始终保持在屏幕上;还可实现多窗口、多车辆、多屏幕同时跟踪。利用该功能可对重要车辆进行跟踪。完成施工工地信息的地貌高精度测量、多目标采集数据的事后回放、显示记录的功能。e.节能与环保为提高产品的节能效果和满足日益苛刻的环保要求,国外工程机械公司主要从降低发动机排放、提高液压系统效率和减振、降噪等方面人手。目前,卡特彼勒公司生产功率为15~150kW的柴油发动机。其中6缸、7�2L、自重588kg、功率为131~205kW的3126B型环保指标最好,满足EPATierⅡ和EUStageⅡ排放标准。卡特彼勒3516B型发动机装有电子喷射装置及ADEM模块,可提高22%的喷射压力,便于燃油完全、高效燃烧,燃烧效率可提高5%,NOX下降40%,扭矩增加35%。个别厂家生产的工程机械产品,机外噪声已降至72dB(A)。绿色环保型工程机械理念已经显露。人机工程学、无污染绿色施工等成为人们的共识。近几年来国外装载机的设计和制造进一步体现了以人为本的理念,要为司机提供一个更加舒适的环境,以达到他们称之为全自动化型的境地。根据人体工程学设计了座椅、操纵台、环保型的低噪声发动机,赏心悦目的流线型驾驶室。大中型装载机驾驶室普遍采用翻车保护机构(ROPS)和落物撞击保护机构(FOPS),室内安装空调装置;采用防尘、减振和隔音材料;按人机工程学设计的司机座椅可全方位调节,有的已达轿车座椅的舒适程度,座椅右侧还设计有摆放饭盒、水瓶及其它物品的地方,司机台上安装AM/FM立体声盒式磁带收录机,为司机安全作业提供音频和视频信号。有的还安装网络电话等,极大地提高了作业的舒适性。2工程机械新结构工程机械不仅要有科学的合理的结构,满足实际需要,而且还要结合美学法则、形态法则和色彩配置等技法来展示工程机械造型的艺术性。工程机械利用材料、工艺等条件充分体现出产品外观的形体美、线型美、色彩美和面饰美等。以下以轮式装载机(以下简称“装载机”)为例,就其新技术和新结构,作简单介绍。a.连杆机构以装载机为例,工作装置已不再采用单一的“Z型”连杆机构,在相继出现了八杆平行结构和TP连杆机构之后,卡特彼勒公司于1996年首次在矿用大型装载机上采用了单动臂铸钢结构的特殊工作装置,即所谓的“VersaLink机构”。这种机构替代综合多用机上的八杆平行举升机构和传统的“Z型”连杆机构,可承受极大的扭矩载荷和具有卓越的可靠性(耐用性),驾驶室前端视野开阔。O&K公司研制的创新LEAR连杆机构,专为小型装载机而设计。Schaeff公司于2000年3月在Intermat展览会上展出的高卸位式SKL873型轮式装载机的可折叠式创新连杆机构工作装置,进一步增加了轮式装载机的工作装置的种类。b.行驶平稳性控制系统德国汉诺马格公司的大中型装载机上安装有负荷自动稳定系统(ALS),在动臂举升液压缸液压回路中增加一个蓄能器,一对钢膜氮气蓄能器,安装在前车架中,与工作装置液压系统连通。当作业或低速行驶时,系统自动断开; 当车速超过4�8km/h时,由电子速度开关控制的电磁阀自动开启,蓄能器吸收工作装置液压系统的振动与冲击载荷,提高了操作的稳定性、安全性和舒适性。日本小松公司WA500-3上配用的类似系统称为电控悬挂系统(ECSS),由主监控器、ECSS开关、高低压储能器及压力速度传感器组成,可根据装载机的行驶情况发出控制信号,消除因高速行驶而引起车体的摆动;可提供工作装置上下移动的伸缩性,防止铲斗中物料颠出,使物料保持性好;还可使类似纵向及垂直方向的低频振动降低40%~50%。c.附着力控制系统在每个车轮上安装一个速度传感器,自动将所需的制动力施加到车轮上,并将扭矩传给与之紧密相连的车轮,便于装载机直线行驶及转向。d.动力电子控制管理系统根据传动装置及液压系统的工作状态,自动调节发动机输出功率,以满足不同作业工况的需要,提高燃料的经济性。e.发动机自动控制系统当装载机处于非作业工况时,自动降低发动机转速,减少燃料消耗及发动机噪声。例如,卡特彼勒公司994D装载机采用的新一代Cat3516柴油发动机就安装有HEUI(电液控制的燃油喷射)装置以及ADEM(先进的柴油机管理)系统,可根据外载荷的大小有效地控制发动机的功率与转速,从而降低燃油消耗及尾气排放,减少噪声。马拉松雷图尔诺公司的L系列大型装载机则采用电脑控制的柴油机一电动轮驱动系统,4个驱动轮同时又充当制动器,其输出功率可反馈到交流电机和柴油机,使转速增加,从而提高工作总效率,使牵引效率高达77%(普通装载机为60%左右),此电脑控制系统能监控装载机的整个作业过程,在最大车速范围内尽量提高发动机的输出功率。f.转向变速集成控制系统取消传统的方向盘和变速杆,将转向与变速操纵装置集成为一个操纵手柄,并采用简单的触发式方向控制开关和选挡用的分装式加速按钮。利用肘节式自然动作左右扳动操纵杆,实现转向;利用大拇指选择按钮,实现前进与后退、加速与减速行驶。g.负载感应变速系统根据负载状态,自动调节车速及发动机飞轮扭矩,实现高速、小扭矩或低速、大扭矩的动力输出。h.司机辅助操作系统近年来,国外装载机公司已经或者正在研制一些能够帮助司机更有效地进行操作的辅助操作系统,用计算机编制作业循环就是其中的一种。轮式装载机上安装的电子计算机可编制作业循环程序,使铲装作业自动化或部分自动化。例如从一个碎石料堆向卡车铲装碎石作业的一个循环为:放下动臂—驶向料堆—铲人料堆—提升动臂并收斗—转向后驶向卡车—卸料,司机将此循环全部或部分编程后装载机的作业即可全部或部分自动化,从而大大减少司机的操作。3发展趋势广泛应用微电子技术与信息技术,完善计算机辅助驾驶系统、信息管理系统及故障诊断系统;采用单一吸声材料、噪声抑制方法等消除或降低机器噪声;通过不断改进电喷装置,进一步降低柴油发动机的尾气排放量;研制无污染、经济型、环保型的动力装置;提高液压元件、传感元件和控制元件的可靠性与灵敏性,提高整机的机—电—信—体化水平;在控制系统方面,将广泛采用电子监控和自动报警系统、自动换挡变速装置;用于物料精确挖(铲)、装、载、运作业的工程机械将安装GPS定位与重量自动称量装置;开发特种用途的“机器人式”工程机械等;转向变速集成控制系统和命令控制系统,总线技术;计算机控制的发动机管理系统,计算机管理及故障诊断、监控系统,电子自动换挡变速控制系统,转向变速集成控制系统和命令控制系统。
卧式钢筋切断机的设计钢筋切断技术的应用现状和发展前景摘要:钢筋切断技术作为一个应用很广的技术,使普遍都很重视的。本文对钢筋切断机的工作原理其技术特点进行了概述,同时介绍了钢筋切断技术在实际中的应用和研究情况,其发展前景广阔。 关键词:钢筋;切断机;现状;前景随着我国经济建设的迅猛发展,建筑市场呈现出前所未有的喜人景象。作为建筑工程中重要材料的钢筋需求量猛增,有力地拉动了钢筋调直切断机的市场需求[1]。现代建筑工程中广泛采用钢筋砼结构、预应力钢筋砼结构, 钢筋作为一种特殊的建筑材料起着极其重要作用。目前全国每年用于砼结构的钢筋, 包括非预应力钢筋和预应力钢筋总量超过5 000万 t , 接近我国钢产量的一半, 1999 年我国建筑用螺纹钢筋产量达 2 495 万 t , 已占钢产量的 1/ 5 , 因此钢筋加工成为一个重要的生产环节。在钢筋砼结构工程中由于钢筋加工生产落后于商品砼和建筑模板, 现已成为制约施工机械化程度提高的瓶颈[2]。1钢筋调直切断机的种类和特点经过几十年的发展,我国的建筑用钢筋调直切断机市场现已基本形成。目前,市场上生产和销售的钢筋调直切断机种类很多,根据设备组成的各工作机构特点可以按6种方法进行分类,见表1。[3]表1钢筋调直切断机分类形 式 特 点调直方式 调直模式 钢筋调直效果好,比较容易控制。但调直速度低,被加工钢筋表面有划伤,工作噪声较大;适合各种光圆钢筋。 曲线辊式 调直速度较快,钢筋调直效果好,且易控制。但被加工钢筋表面划伤较重,工作噪声较大;适合各种光圆钢筋和对钢筋表面划伤要求不高的场合。 对辊式 调直速度快,被加工钢筋表面有划伤轻微,工作噪声小;钢筋调直效果一般,控制要求较高。适合各种钢筋,特别适合冷、热轧带肋钢筋。 调直模式+对辊复合式 钢筋调直效果比较好,比较容易控制。调直速度高于曲线辊式,低于对辊式。被加工钢筋表面有划伤。工作噪声比较小;适合各种钢筋。切断方式 锤击切断方式 适用中、小直径钢筋,工作噪声连续、较大。易出现连切现象,定尺误差最小。适用于中、低速度的钢筋调直机和对定尺精度要求较高的场合。 飞剪切断方式 适用大、中直径钢筋,工作噪声较大,不连续。定尺精度不高,但没有连切现象。适用于高速钢筋调直机。 液压切断方式 适用大、中直径钢筋,工作噪声小。没有连切现象。适用于速度不太高的钢筋调直机。落料方式 支撑柱式 结构简单,工作噪声小。适用于小直径光圆钢筋,且钢筋调直度较高的场合。 翻板式 结构较复杂,工作噪声较大,适用大、中直径钢筋。 撤板式 结构较复杂,工作噪声较大,适用大、中直径钢筋。 敞口式 结构简单,工作噪声较小,适用于大、中直径钢筋,且钢筋调直较好的场合。定尺方式 机械式 定尺误差小,易控制。噪声较大,寿命短。适用于对定尺误差要求较高,速度要求不高的场合。 机电式 定尺误差稍大,噪声较小,寿命长。适用于对定尺误差要求较低, 调直速度要求较高的场合。控制方式 普通电气控制 线路复杂,对维护人员要求较高。控制精度低,易发生故障,初期调试麻烦。 PLC控制 线路简单,对维护人员要求不高。控制精度较高,运行比较稳定,初期调试简单。上料方式 开卷式 设备复杂,放线速度快、钢筋不扭转,特别适合于高速工作状态。 非开卷式 设备单一,适于调直速度不太高的工作场合。放线时钢筋自然扭转。2. 常用钢筋切断机的剪切形式分类按调直切断机的剪切方式分类:大体可分为三种,旋转式剪切,上下移动式剪切,下移式剪切。 旋转式剪切[4]该剪切系统主要由承料架,定长开关,电磁铁,牙嵌离合器,主动齿轮,切断齿轮,制动器等组成。当钢筋通过两切断齿轮中间的缝隙进入成料加并触动定长开关后,通过电磁铁带动牙嵌离合器使非轮轴与主动齿轮轴联接,主动齿轮旋转一周带动切断齿轮旋转三分之一周,同时切断钢筋。切断齿轮上均布三对刀齿并轮流工作,以延长刀具寿命。上下移动式剪切[4]该系统主要由承料架、定长开关,电磁铁,转键离合器,曲柄连杆,平移式下切刀台,摆动式上切刀片,制动器等组成。当钢筋通过平移式下切刀台进入承料架并触动定长开关后,电磁铁带动转键离合器使飞轮轴与曲柄连杆联接,曲柄上的连杆推动平移式下切刀台在四连杆机构的作用下前进。摆动式上切刀片的一端固定在机架上,另一端刃口紧贴在平移式下切刀台的刃口处,当平移式下切刀台沿圆弧轨迹运动时,两刀片刃口相对运动,切断钢筋,曲柄使刀台复位,等待下一次剪切。下切式剪切[4]设计说明书目 录 1 引言 概述 21.2 技术要求 31.3 钢筋切断机的结构和工作原理 32 电机选择 切断钢筋需用力计算 功率计算 43. 传动结构设计 基本传动数据计算 带传动设计 齿轮传动设计 轴的校核 键的校核 轴承的校核 214 钢筋切断机的摩擦、磨损和润滑 235 结论与讨论 236致谢 23参 考 文 献 25外文翻译Failure Analysis,Dimensional Determination And Analysis,Applications Of CamsErnestINTRODUCTIONIt is absolutely essential that a design engineer know how and why parts fail so that reliable machines that require minimum maintenance can be designed.Sometimes a failure can be serious,such as when a tire blows out on an automobile traveling at high speed.On the other hand,a failure may be no more than a nuisance.An example is the loosening of the radiator hose in an automobile cooling system.The consequence of this latter failure is usually the loss of some radiator coolant,a condition that is readily detected and corrected.The type of load a part absorbs is just as significant as the magnitude.Generally speaking,dynamic loads with direction reversals cause greater difficulty than static loads,and therefore,fatigue strength must be considered.Another concern is whether the material is ductile or brittle.For example,brittle materials are considered to be unacceptable where fatigue is involved.Many people mistakingly interpret the word failure to mean the actual breakage of a part.However,a design engineer must consider a broader understanding of what appreciable deformation occurs.A ductile material,however will deform a large amount prior to rupture.Excessive deformation,without fracture,may cause a machine to fail because the deformed part interferes with a moving second part.Therefore,a part fails(even if it has not physically broken)whenever it no longer fulfills its required function.Sometimes failure may be due to abnormal friction or vibration between two mating parts.Failure also may be due to a phenomenon called creep,which is the plastic flow of a material under load at elevated temperatures.In addition,the actual shape of a part may be responsible for failure.For example,stress concentrations due to sudden changes in contour must be taken into account.Evaluation of stress considerations is especially important when there are dynamic loads with direction reversals and the material is not very ductile.凸轮的分析应用和疲劳失效恩斯特凸轮是被应用的最广泛的机械结构之一。凸轮是一种仅仅有两个组件构成的设备。主动件本身就是凸轮,而输出件被称为从动件。通过使用凸轮,一个简单的输入动作可以被修改成几乎可以想像得到的任何输出运动。常见的一些关于凸轮应用的例子有:——凸轮轴和汽车发动机工程的装配——专用机床——自动电唱机——印刷机——自动的洗衣机——自动的洗碗机高速凸轮(凸轮超过1000 rpm的速度)的轮廓必须从数学意义上来定义。无论如何,大多数凸轮以低速(少于500 rpm)运行而中速的凸轮可以通过一个大比例的图形表示出来。一般说来,凸轮的速度和输出负载越大,凸轮的轮廓在被床上被加工时就一定要更加精密。材料的设计属性当他们与抗拉的试验有关时,材料的下列设计特性被定义如下。静强度:一个零件的强度是指零件在不会失去它被要求的能力的前提下能够承受的最大应力。因此静强度可以被认为是大约等于比例极限,从理论上来说,我们可以认为在这种情况下,材料没有发生塑性变形和物理破坏。刚度: 装配图截图
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相关范文:智能无线防盗系统的设计摘要:系统地介绍智能无线防盗系统的基本原理、组成框图,详细地描述电话网络的接收方法;论述热释电红外传感器、语音等电路,给出部分基本电路和软件流程。关键词:无线防盗 报警 热释电红外传感器随着国家智能化小区建设的推广,防盗系统已成为智能小区的必需设备。本文利用单片机控制技术和无线网络技术,开发一种具有联网功能的智能无线防盗系统,并开发相关的传感器。采用无线数据传输方式,不需重新布线,特别适用于已装修用户及布线不方便的场合。1 智能无线防盗系统的基本原理智能无线防盗系统由传感器、家庭智能报警器、物业管理中心接警主机及相关的控制管理软件组成。图1为家庭智能报警器方框图,图2为物业管理中心接警主机方框图。 主机电路如图1所示,主机电路由射频接收模块接收传大吃一惊器发来的报警信号,通过解码器(PT2272)解码后得到报警传感器的地址和数据类型只有主机和传感器地址相同时才能被主机接收。解码输出的数字代表传感器类型解骊输出信号进入CPU的INT1,触发中断处理程序。中断处理程序通过DTMF收发电路,拨打用户预先设好的电话号码(如手机号码,办公室号码)进行远程拨号报警;同时,启动语音电路,将预先录制好的语音信号通过电话线传给主人,实现语音提示通信功能。CPU输出警笛触发信号,经放大后推动警笛或喇叭,以驱赶和震胁盗贼。用户还可通过电话线进行远程设/布防,及输入远程控制信号,通过8路控制输出端控制有线连接的电器设备,也可通过编码电路和射频发射模块控制无线连接的电器设备。显示部分采用RT12232A图形点阵LCD模块,实现汉字显示功能;显示报警时间与报警类型。键盘可实现密码修改、语音录入和信息查看功能。物业管理中心的接收主机具有家庭报警主机的功能外,还可以通过RS232实现与物业管理中心的通信 功能,实现联网和小区控制。 DTMF收发电路要实现电话线远程通信,关键部分为DTMF收发电路。它将实现自动拨号、忙音识别、铃声识别、远程接键数字信号识别等功能。我们选用MT8888双音多频(DTMF)收发器,与单片机及音频放大电路组合,实现各种信号音的检测及DTMF信号的产生,并将DTMF信号送到电话线上,如图3所示。MT8888是采用CMOS工艺生产的DTMF信号收发一体的集成电路。它的发送部分采用信号失真小、频率稳定性高的开关电容式D/A变换器,可发出16种双音多频DTMF信号。接收部分用于完成DTMF信号的妆收、分离和译码,并以4位并行二进制码的方式输出。图3选择中断模式时,当接收或发送了有效的音频信号后IRQ/CP脚输出低电平,产生中断信号供给CPU,在延迟控制电压的跳变缘将数据锁存至输出端;当选择呼叫过程(CP)方式时,只能接收250~550Hz的信号音,在拒收或无输入时,IRQ/CP脚输出低电平。(1)电话信号音格式忙音:450Hz,350ms有,350ms无。拨号音:450Hz,持续。回铃音:450Hz,1s有,4s无。(2)信号音的判断方式将MT8888的IRQ/CP脚连到AT89S52的T0脚,电话呼叫过程中的各种信号音经MT8888滤波限幅后得到方波,由MT8888的IRQ输出到AT89S52的T0脚,对T0脚信号记数5s。计数值位于2175~2357范围内,为拨号音;计数值位于1041~1212范围内,为忙音;计数值位于425~475范围内,为回铃音。在实际编程中,考虑到计数的误差以及程序的简化,可将范围适当放宽,但不能重叠。(3)自动摘机控制器与家里电话并接在一条电话线上。为了实现报警放打电话共用一条线,摘机电路按如下设置:将电话振铃信号通过光电耦合器TP521输入到AT89S52的IT脚,进行计数。接到振铃信号时,若连续振铃10次用户还没有摘机,则自动转到家庭智能报警器,CPU置脚为“1”,使继电器K1吸合,实现自动摘机功能。若在这10次振铃过程中,用户接通了电话,则控制器不响应,这样,使得控制器与电话不互相干扰。摘机后,检测MT8888输出的双音多频信号,以读出用户发来的远程信息,实现远程通信与控制功能。图4(4)自动报警当接收到热释电传感器等发来的无线报警信号后,CPU立即发出报警信号,通过电话线传到远程用户。报警方式如下:用户通过面板设备10个报警电话,将它们存入24C04存储器中。当接到警情后,从第1个电话开始拨号,一直拨到第10个,来回拨3遍。如果任意一个电话回送了“#”键确认信号,即意味着报警已收到,不再继续拨号。每个号码需拨号。每个号码需拨号时间100ms,号码之间留500ms间隔。拨号时,先检测24C04中存储的电话号码。若为空,即未设此电话,跳过不拨,继续拨下一个电话号码。这样,用户可随意设置数个报警电话号码。我们规定号码长度最多不超过4位,以便存在24C04中。 语音电路为了便于通信,采用了语音芯片,实现语音指示和报警功能。ISD1420为单片语音记录、回放一体化芯片,记录时长为20s;可被划分为160小段,每段125ms。当REC脚为低电平时,进行录音,PLAYE或PLAYL为低时进行放音,ISD1420可进行连续录音,也可进行分段录音。分段放音:先送停止录放音码~,再送放音首地址A7~A0,或为低电平(PLAYE或PLAYL)开始放音;延时进行放音,最后送停止录放音码~,完成本段放音。重复上述过程,可分段放出数段语音。图4为语音电路原理。 编/解码电路PT2262/2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗、低价位、通用编解码电路。PT2262/2272最多可有12位(A0~A11)三态地址端引脚(悬空、接高电平、接低电平),任意组合可提供531441地址码。PT2262最多可有6位(D0~D5)数据端引脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出。编码芯片PT2262发出的编码信号由地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字。地址码必须与家庭控制主机内解码芯片PT2272编址相同,以区分家庭控制器;数据码可用于区分传感器类型。当有报警信号时,PT2262的14脚为低电平,使能PT2262,从17脚输出编码信号,通过射频模块发射出去。解码芯片PT2272接收到信号后,其地址码经过两次比较核对,VT脚才输出高电平,送到89S52的INT1,触发中断处理程序,以读取D0~D3的数据码,得知报警传感器状态和报警类型。图5为编/解码电路原理。 射频发射模块与射频接收模块射频发射模块与射频接收模块原理如图6和图7所示,工作频率为433MHz。最大传输距离可达1000m。 传感器设计 被动红外热释电传感器人体有恒定的体温,一般在37℃,所以会发出特定波长为10μm左右的红外线。被动式红外探头就是靠探测人体发射的10μm左右的红外线而进行工作的。人体发射的10μm左右的红外线,通过菲涅尔滤光片增强后,聚集到红外感应源上。红外感应源泉通常采用热释电元件。这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时将会失去电荷平衡,向外释放电荷,后续电路经检测处理后产生报警信号。图8为双元热释电红外检测元件LHI968的内部电路。它由两个双元热释电陶瓷,感应红外信号,再经场效应管放大输出。D端的电阻和S端的电容具有抗电磁干扰能力。图7信号从S端引出经前级放大,通过47μF电容后再次放大,与设定门限电压进行比较,获得报警输出信号。47μF电容能够除直流成分,从而消除了使用环境(阳光、灯光、火源泉等)对探测器的影响,后面再加一延时触发电路以便主人设防与撤防。现在已有专用集成芯片BISS0001实现以上功能。为了适应主人进门时撤防的需要,设计一报警延时电路。延时长度须满足:当人以1m/s的速度从探测器的正前方移动,不产生报警;但移动3m应报警,测试速度应能检测~3m/s或更宽的速度范围。 门磁传大吃一惊器无线门磁传感器一般案卷在门内侧的上方。它由两部分组成:较小的部件为永磁体,内部有一块永久磁铁,用来产生恒定的磁场;较大的是无线门磁主体,内部有一个常开型的干簧管。当永磁体和干簧管靠得很近时(小于5mm),无线门磁传感器处于工作守候状态;当永磁体离开干簧管一定距离后,无线门磁传感器立即发射包含地址编码和自身识别码(也就是数据码)的433MHz的高频无线电信号。主机通过识别这个无线电信号的地址码,判断是否为同一个报警系统,然后根据自身识别码(也就是数据码),确定是哪一个无线门磁报警。2 网络中心控制主机设计网络中心控制主机设计与家庭控制器基本相同,只是加了一个RS232接口,实现与PC机相连。通过放在物管中心的PC机实现小区网络监控功能。结语采用现有电话网络,结合射频无线通信技术和单片机网络控制技术,使本防盗报警系统经济、可靠,组网灵活;家庭无需为传感器布线;具有广泛的市场发展前景。其他相关:仅供参考,请自借鉴希望对您有帮助
我这里有 并且带gsm无线报警模块基于GSM平台的小区防盗报警系统设计摘 要现在单片机和PC机通过串行接口构成的多微机系统已经广泛应用于工业控制、,环境监测等场合,这些系统大多采用RS-232, RS-485或是有线Modem的通信方式,虽然很经济适用,但是有线数据传输方式很大程度上限制了其使用的场合,针对这种情况,可以利用GSM网络进行数据传输,在单片机系统中利用GSM引擎模块,结合已有的单片机系统通过RS-232接口实现数据的无线传输。本系统主要由单片机和GSM短信模块组成,借助最可靠、最成熟的GSM移动网络,以最直观的中文短消息或电话形式,直接把报警地点的情况反映到您的手机屏幕上。它采用主动式红外传感器进行检测,变有形的传统防盗网防盗窗为无形,给火灾时的逃生提供方便。。【关键词】单片机 GSM模块 传感器The guard against theft and alarm system Based on GSM ModemAbstractNowadays, the mufti-microcomputers system, which constituted with the single chip computer and PC through the serial interface, is already widely applied in many situations such as industry control, environment monitoring and so on. These systems are mostly based on RS-232, RS-485 or wired modem. Although very economical they are, their application is limited by the wired data transmission way in very great degree. To solve the problem, the data transmission would carry on through the GSM network, in other words, the GSM engine module would be combined with the traditional single chip system, and realize wireless data transmission through the RS-232 System is made up of MCU and GSM Modem. It will display the alarm content in Chinese directly at your mobile screen, and it recurs to the most reliable GSM mobile network. The system adopted initiative infrared sensor to detect, and it turned the traditional alarm net and alarm windows to immateriality..【keywords】 MCU GSM modem sensor绪论 22 89C51单片机简介 53 GSM系统简介 144系统硬件设计 195 家庭防盗报警系统的软件设计 29结 论 31致 谢 32参考文献 32
智能无线防盗系统的设计 摘要:系统地介绍智能无线防盗系统的基本原理、组成框图,详细地描述电话网络的接收方法;论述热释电红外传感器、语音等电路,给出部分基本电路和软件流程。 关键词:无线防盗 报警 热释电红外传感器 随着国家智能化小区建设的推广,防盗系统已成为智能小区的必需设备。本文利用单片机控制技术和无线网络技术,开发一种具有联网功能的智能无线防盗系统,并开发相关的传感器。采用无线数据传输方式,不需重新布线,特别适用于已装修用户及布线不方便的场合。 1 智能无线防盗系统的基本原理 智能无线防盗系统由传感器、家庭智能报警器、物业管理中心接警主机及相关的控制管理软件组成。图1为家庭智能报警器方框图,图2为物业管理中心接警主机方框图。 主机电路 如图1所示,主机电路由射频接收模块接收传大吃一惊器发来的报警信号,通过解码器(PT2272)解码后得到报警传感器的地址和数据类型只有主机和传感器地址相同时才能被主机接收。解码输出的数字代表传感器类型解骊输出信号进入CPU的INT1,触发中断处理程序。中断处理程序通过DTMF收发电路,拨打用户预先设好的电话号码(如手机号码,办公室号码)进行远程拨号报警;同时,启动语音电路,将预先录制好的语音信号通过电话线传给主人,实现语音提示通信功能。CPU输出警笛触发信号,经放大后推动警笛或喇叭,以驱赶和震胁盗贼。用户还可通过电话线进行远程设/布防,及输入远程控制信号,通过8路控制输出端控制有线连接的电器设备,也可通过编码电路和射频发射模块控制无线连接的电器设备。显示部分采用RT12232A图形点阵LCD模块,实现汉字显示功能;显示报警时间与报警类型。键盘可实现密码修改、语音录入和信息查看功能。 物业管理中心的接收主机具有家庭报警主机的功能外,还可以通过RS232实现与物业管理中心的通信 功能,实现联网和小区控制。 DTMF收发电路 要实现电话线远程通信,关键部分为DTMF收发电路。它将实现自动拨号、忙音识别、铃声识别、远程接键数字信号识别等功能。我们选用MT8888双音多频(DTMF)收发器,与单片机及音频放大电路组合,实现各种信号音的检测及DTMF信号的产生,并将DTMF信号送到电话线上,如图3所示。 MT8888是采用CMOS工艺生产的DTMF信号收发一体的集成电路。它的发送部分采用信号失真小、频率稳定性高的开关电容式D/A变换器,可发出16种双音多频DTMF信号。接收部分用于完成DTMF信号的妆收、分离和译码,并以4位并行二进制码的方式输出。 图3 选择中断模式时,当接收或发送了有效的音频信号后IRQ/CP脚输出低电平,产生中断信号供给CPU,在延迟控制电压的跳变缘将数据锁存至输出端;当选择呼叫过程(CP)方式时,只能接收250~550Hz的信号音,在拒收或无输入时,IRQ/CP脚输出低电平。 (1)电话信号音格式 忙音:450Hz,350ms有,350ms无。拨号音:450Hz,持续。回铃音:450Hz,1s有,4s无。 (2)信号音的判断方式 将MT8888的IRQ/CP脚连到AT89S52的T0脚,电话呼叫过程中的各种信号音经MT8888滤波限幅后得到方波,由MT8888的IRQ输出到AT89S52的T0脚,对T0脚信号记数5s。计数值位于2175~2357范围内,为拨号音;计数值位于1041~1212范围内,为忙音;计数值位于425~475范围内,为回铃音。在实际编程中,考虑到计数的误差以及程序的简化,可将范围适当放宽,但不能重叠。 (3)自动摘机 控制器与家里电话并接在一条电话线上。为了实现报警放打电话共用一条线,摘机电路按如下设置:将电话振铃信号通过光电耦合器TP521输入到AT89S52的IT脚,进行计数。接到振铃信号时,若连续振铃10次用户还没有摘机,则自动转到家庭智能报警器,CPU置脚为“1”,使继电器K1吸合,实现自动摘机功能。若在这10次振铃过程中,用户接通了电话,则控制器不响应,这样,使得控制器与电话不互相干扰。摘机后,检测MT8888输出的双音多频信号,以读出用户发来的远程信息,实现远程通信与控制功能。 图4 (4)自动报警 当接收到热释电传感器等发来的无线报警信号后,CPU立即发出报警信号,通过电话线传到远程用户。报警方式如下:用户通过面板设备10个报警电话,将它们存入24C04存储器中。当接到警情后,从第1个电话开始拨号,一直拨到第10个,来回拨3遍。如果任意一个电话回送了“#”键确认信号,即意味着报警已收到,不再继续拨号。每个号码需拨号。每个号码需拨号时间100ms,号码之间留500ms间隔。拨号时,先检测24C04中存储的电话号码。若为空,即未设此电话,跳过不拨,继续拨下一个电话号码。这样,用户可随意设置数个报警电话号码。我们规定号码长度最多不超过4位,以便存在24C04中。 语音电路 为了便于通信,采用了语音芯片,实现语音指示和报警功能。ISD1420为单片语音记录、回放一体化芯片,记录时长为20s;可被划分为160小段,每段125ms。当REC脚为低电平时,进行录音,PLAYE或PLAYL为低时进行放音,ISD1420可进行连续录音,也可进行分段录音。 分段放音:先送停止录放音码~,再送放音首地址A7~A0,或为低电平(PLAYE或PLAYL)开始放音;延时进行放音,最后送停止录放音码~,完成本段放音。重复上述过程,可分段放出数段语音。图4为语音电路原理。 编/解码电路 PT2262/2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗、低价位、通用编解码电路。PT2262/2272最多可有12位(A0~A11)三态地址端引脚(悬空、接高电平、接低电平),任意组合可提供531441地址码。 PT2262最多可有6位(D0~D5)数据端引脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出。编码芯片PT2262发出的编码信号由地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字。地址码必须与家庭控制主机内解码芯片PT2272编址相同,以区分家庭控制器;数据码可用于区分传感器类型。当有报警信号时,PT2262的14脚为低电平,使能PT2262,从17脚输出编码信号,通过射频模块发射出去。 解码芯片PT2272接收到信号后,其地址码经过两次比较核对,VT脚才输出高电平,送到89S52的INT1,触发中断处理程序,以读取D0~D3的数据码,得知报警传感器状态和报警类型。图5为编/解码电路原理。 射频发射模块与射频接收模块 射频发射模块与射频接收模块原理如图6和图7所示,工作频率为433MHz。最大传输距离可达1000m。 传感器设计 被动红外热释电传感器 人体有恒定的体温,一般在37℃,所以会发出特定波长为10μm左右的红外线。被动式红外探头就是靠探测人体发射的10μm左右的红外线而进行工作的。人体发射的10μm左右的红外线,通过菲涅尔滤光片增强后,聚集到红外感应源上。红外感应源泉通常采用热释电元件。这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时将会失去电荷平衡,向外释放电荷,后续电路经检测处理后产生报警信号。 图8为双元热释电红外检测元件LHI968的内部电路。它由两个双元热释电陶瓷,感应红外信号,再经场效应管放大输出。D端的电阻和S端的电容具有抗电磁干扰能力。 图7 信号从S端引出经前级放大,通过47μF电容后再次放大,与设定门限电压进行比较,获得报警输出信号。47μF电容能够除直流成分,从而消除了使用环境(阳光、灯光、火源泉等)对探测器的影响,后面再加一延时触发电路以便主人设防与撤防。现在已有专用集成芯片BISS0001实现以上功能。为了适应主人进门时撤防的需要,设计一报警延时电路。延时长度须满足:当人以1m/s的速度从探测器的正前方移动,不产生报警;但移动3m应报警,测试速度应能检测~3m/s或更宽的速度范围。 门磁传大吃一惊器 无线门磁传感器一般案卷在门内侧的上方。它由两部分组成:较小的部件为永磁体,内部有一块永久磁铁,用来产生恒定的磁场;较大的是无线门磁主体,内部有一个常开型的干簧管。当永磁体和干簧管靠得很近时(小于5mm),无线门磁传感器处于工作守候状态;当永磁体离开干簧管一定距离后,无线门磁传感器立即发射包含地址编码和自身识别码(也就是数据码)的433MHz的高频无线电信号。主机通过识别这个无线电信号的地址码,判断是否为同一个报警系统,然后根据自身识别码(也就是数据码),确定是哪一个无线门磁报警。 2 网络中心控制主机设计 网络中心控制主机设计与家庭控制器基本相同,只是加了一个RS232接口,实现与PC机相连。通过放在物管中心的PC机实现小区网络监控功能。 结语 采用现有电话网络,结合射频无线通信技术和单片机网络控制技术,使本防盗报警系统经济、可靠,组网灵活;家庭无需为传感器布线;具有广泛的市场发展前景。
RS232在实现串口通信时存在的问题1、电平问题,与TTL电路相连需要电平转换,如用 max232等;2、只能是一对一通信,不能组成局域网;3、通信距离比较近,通信的速度慢;4、易受静电、电磁干扰
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实现单片机模块与设备模块之间的串口通讯,首先需要将双方正确地连接起来。异步串行通讯是很常用的一种模块间互连方式,一般会使同三条连接线,分别标记为Tx(或TxD)、Rx(或RxD),以及GND。其中Tx用于数据发送,是输出信号; Rx用于数据接收,是输入信亐,GND为公共地线。题目图1中的USART1_Rx表示单片机的数据接收端,应该与图2中的GSM_TxD相连接,而图1中的∪SART1_Tx表示单片机的数据犮送端,应与图2中的GSM_RxD相连,单片机的GND与GSM模块的GND共在一起。然后就是软件工作,双方要约定一致的通讯参数(如波特率,数据位,校验位,停止位等),在单片机一端编写串口设置程序,并根据GSM模块的命令集和命令格式编写控制程序。需要注意一点,常用的异步串行通讯接口的电平标准有RS232和TTL,RS232用于远距离长线连接,而TTL用于短距离连接。这两者是不可以直接互联的。如果需要连接,必须先转换成相同的电平标准。单片机引脚:信号是TTL标准的,而外购模块串口电平与模块制造厂家,模块型号等有关,需要查看模块的技术说明文件。
32. 直序扩频技术的仿真与应用(字数:14521,页数:37 )33. 带CC1100无线收发模块基本控制系统(字数:15224,页数:50 )34. 基于CPLD的CDMA扩频调制解调器建模设计与实现(字数:14327,页数:63 )35. 基于单片机的智能教师点名器(字数:10627,页数:29 )36. Butterworth滤波器设计(字数:8348,页数:28 )37. MPEG-4播放技术(字数:13207,页数:38 )38. NAND Flash设备(字数:10928,页数:49 )39. P2P网络通信设计(字数:8075,页数:39 )40. PAM调制解调系统设计(字数:13922,页数:43 )41. Visual C++环境下的基于肤色图像的人脸检测算法(字数:11186,页数:28 )42. 红外异步数字通信的数据采集装置设计与实现(字数:19577,页数:68 )43. 基于FPGA的交织编码器设计(字数:13239,页数:39 )44. 基于ofdm系统的接受分集技术(字数:11057,页数:28 )45. 基于编码的OFDM系统的C语言设计与实(字数:11190,页数:34 )46. 基于计算机视觉库OpenCV的文本定位算法改进(字数:9674,页数:32 )47. 简易数字电压表设计实现(字数:7436,页数:24 )48. 图像梯形退化校正的研究与实现(字数:12616,页数:34 )49. 上位PC机与下位单片机之间进行串口通信(字数:12645,页数:30 )50. 基于Zigbee技术和Atmega128单片机的无线传感器硬件开发(字数:17571,页数:51 )