【摘要】：雷電是一種直接或間接的引起災(zāi)害性事故的常見(jiàn)自然現(xiàn)象。從最近幾年雷電監(jiān)測(cè)網(wǎng)的資料中得知我國(guó)云地閃發(fā)生頻繁。雷電在自然界中起著不可替代的作用,其維持著由雷暴、大氣與地球所構(gòu)成的全球電路;但是雷電在當(dāng)下生活中,仍對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成極大傷害,對(duì)航空航天、通信、電力、建筑等國(guó)防和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的大多數(shù)部門(mén)都產(chǎn)生了嚴(yán)重影響,因此雷電也是一種的自然強(qiáng)電磁危害源。隨著信息時(shí)代的來(lái)到,智能傳感器、計(jì)算機(jī)、電子信息等顯示與處理的弱電設(shè)備在人們生活中成為不可或缺的部分,雷電造成的損失也不斷在增長(zhǎng)。因此為減少國(guó)民財(cái)產(chǎn)的損失,需在認(rèn)知上提高人們對(duì)雷電災(zāi)害的了解,在技術(shù)上提升閃電定位的精確度以及在管理上加強(qiáng)雷電防護(hù)的措施。本論文首先對(duì)雷電回?fù)敉ǖ赖撞侩娏鬟M(jìn)行推導(dǎo),使用MATLAB對(duì)其進(jìn)行仿真,該建模使用TCS模型基電流采樣脈沖函數(shù),回?fù)艋娏魇褂妹}沖函數(shù),分析回?fù)羲俣�、通道高度、觀測(cè)距離對(duì)地表電磁場(chǎng)的影響,簡(jiǎn)要闡述了閃電定位的原理及定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu),本設(shè)計(jì)主要以綜合法閃電定位理論為核心;從硬件上介紹本設(shè)計(jì)的控制主板的原理、各外圍電路的功能及使用參數(shù);采用了以Nios II處理器為核心的SOPC硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,搭載外部設(shè)備組件,部分組件需要編寫(xiě)其硬件描述語(yǔ)言,并完成組件模塊的定制。選用所需組件,完成SOPC系統(tǒng)的搭建;使用軟件開(kāi)發(fā)工具完成程序設(shè)計(jì),使用HAL API函數(shù)完成程序的開(kāi)發(fā),并從軟件側(cè)面介紹了本閃電定位儀設(shè)計(jì)的方案,對(duì)軟件系統(tǒng)的工作流程及各個(gè)模塊的詳細(xì)運(yùn)行步驟進(jìn)行了介紹,并使用最小二乘法對(duì)定位點(diǎn)進(jìn)行算法處理;對(duì)控制主板進(jìn)行聯(lián)調(diào),從調(diào)試結(jié)果中分析閃電定位儀能否正常運(yùn)行及滿足設(shè)計(jì)需求。
【圖文】：

LED狀態(tài)指示燈8位撥碼開(kāi)關(guān)恒溫晶振主控芯片CPU（EP4CE22F17I7N）非易失性SRAM看門(mén)狗電路電平轉(zhuǎn)換電路JTAG下載口FPGA電源電路益控制電路抬升限幅電路ADC采樣電路開(kāi)關(guān)電路溫度采集電路信號(hào)信號(hào)地址線數(shù)據(jù)線圖 3-2 控制主板硬件整體框圖3.2 硬件系統(tǒng)電源電路本設(shè)計(jì)中電源箱只能提供模擬±15 V 和數(shù)字 5 V 的電源電壓，但設(shè)計(jì)使用的 EP4CE22F17I7N 芯片只有在數(shù)字 3.3 V、2.5 V、1.2 V 的條件下才能進(jìn)行正常工作，因此控制主板的電源需要對(duì)數(shù)字 5 V 進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)化，從而獲得主芯片所需電壓。電壓轉(zhuǎn)化電路結(jié)構(gòu)如圖 3-3 所示。

圖 3-4 電源濾波電路3.3 看門(mén)狗電路由于控制主板軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中可能發(fā)生了錯(cuò)誤導(dǎo)致程序跑飛，同時(shí)也為了在調(diào)試階段能夠方便快捷的復(fù)位控制主板，因此控制主板設(shè)計(jì)了看門(mén)狗電路，并且該看門(mén)狗電路能為控制主板芯片提供一個(gè)獨(dú)立的保護(hù)系統(tǒng)�？撮T(mén)狗電路結(jié)構(gòu)如圖3-5 所示。復(fù)位芯片采用 ADM823TYRJ-R7 芯片，，根據(jù)芯片資料可知該看門(mén)狗電路會(huì)在三種情況下復(fù)位控制主板芯片：1、當(dāng)按下控制主板電源復(fù)位按鈕的時(shí)間超過(guò)了 140 ms，看門(mén)狗電路會(huì)自動(dòng)復(fù)位，若按下復(fù)位按鈕的時(shí)間小于 1.6 ms 時(shí)該芯片會(huì)自動(dòng)無(wú)視本次操作；2、當(dāng) ADM823TYRJ-R7 供電電壓不在 3.15 V~3.60 V范圍內(nèi)時(shí)，看門(mén)狗電路也會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位；3、由于ADM823TYRJ-R7 的 RESET 引腳接 VCC，當(dāng)引腳 WDI 在 1.12~2.40 s 的周期（即看門(mén)狗超時(shí)周期為 1.12~2.40 s）內(nèi)下降沿電平?jīng)]有出現(xiàn)跳變時(shí)，看門(mén)狗電路會(huì)自動(dòng)復(fù)位系統(tǒng)。
【學(xué)位授予單位】：成都信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN791;P415.35

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 王浩;陳亞洲;萬(wàn)浩江;王曉嘉;;通道高度對(duì)斜向通道雷電電磁場(chǎng)影響研究[J];高壓電器;2015年01期

2 劉尚合;劉衛(wèi)東;;電磁兼容與電磁防護(hù)相關(guān)研究進(jìn)展[J];高電壓技術(shù);2014年06期

3 王錚;;探析防雷減災(zāi)的措施及雷電災(zāi)害的檢測(cè)預(yù)警[J];河南科技;2013年21期

4 鄧德文;周筠s

本文編號(hào)：2604161