針對某型號火箭炮控制信號通道多、檢測點分散,無法同時監(jiān)測多路信號的問題,設計了一種基于單片機和以太網的火箭炮智能檢測系統(tǒng)。系統(tǒng)數據采集部分采用STM32F4系列單片機進行設計,完成火箭炮各通道數據采集;數據傳輸部分充分利用以太網帶寬大、結構簡單、成本低廉等特點實現前端監(jiān)測數據與上位機進行通信;數據采集部分供電采用PoE供電技術,簡化了系統(tǒng)供電電源設計。上位機采用基于LabVIEW的數據處理技術,對檢測的各路信號進行圖形圖像化顯示、數據存儲、故障分析及狀態(tài)顯示。試驗表明,該系統(tǒng)可實現同時對裝備多通道信號進行動態(tài)實時檢測和故障診斷功能,縮短裝備故障診斷時間,并可將采集信號以TDMS格式保存,為后續(xù)故障定量分析提供數據支持。 

【文章來源】：新技術新工藝. 2020,(12)

【文章頁數】：5 頁

【部分圖文】：

火箭炮檢測系統(tǒng)總體結構圖

數據采集系統(tǒng)硬件部分由MCU控制板、AD信號采集板、電氣接口及結構件組成。數據采集系統(tǒng)原理框圖如圖2所示。MCU控制板主要功能是處理AD采集板上傳數據并進行打包處理，并按預定格式發(fā)送至PoE交換機端。采用基于ARM的STM32F407芯片作為核心處理器。該芯片為意法半導體公司推出的以Cortex M4為內核的芯片[4-6]，其主要特點是：高主頻（168MHz）、豐富的外設（3個SPI、6個串口、2種定時器：16位和32位、1個10/100 M以太網MAC控制器、112個通用I/O口等）、強大的運算處理能力（具有ART自適應實時加速器功能，且應用了32位多重AHB總線矩陣等）以及低功耗（僅為238μA/MHz）。

選用LAN8720AIQFN24芯片作為數據傳輸芯片。該芯片為以太網PHY層芯片，I/O引腳電壓符合IEEE802.3-2005技術標準。通過對芯片RMII或MLL的控制來實現與STM32F407內置以太網MAC層的通信。芯片內含10-BASE-T/100-BASE-TX全雙工傳輸模塊，傳輸速率可達10Mbps和100 Mbps。MCU控制板如圖3所示。AD信號采集電路板主要實現對監(jiān)測點模擬信號變換為用于系統(tǒng)采集的數字信號，完成模擬信號的實時采集；并將數字量上傳至MCU主控板。AD采集板以集成電路AD7490BRU作為信號采集核心芯片。該芯片是ADI公司推出的一款12位16通道的高速、低功耗的AD轉換芯片，芯片內含低噪聲、高頻帶的跟蹤/保持放大器，可以處理1 MHz的寬頻信號。同時芯片內帶高速串行接口SPI，可容易實現與MCU之間的快速通信。AD信號板如圖4所示。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于以太網的分布式數據采集與雙模式管理系統(tǒng)[J]. 任磊磊,周建,羅萃文,潘衛(wèi),馬瑞,李佳鮮.  核聚變與等離子體物理. 2020(01)
[2]采用PoE供電的高速以太網分布式數據采集系統(tǒng)[J]. 王偉.  單片機與嵌入式系統(tǒng)應用. 2018(09)
[3]基于閱讀器UDP通信的聲表面波射頻識別系統(tǒng)[J]. 陳濤,陳智軍,韓超,付俊,鐘悅蕓.  壓電與聲光. 2017(03)
[4]某型火箭炮數據采集設備的設計與實現[J]. 邢立新,沈中卿.  兵工自動化. 2014(08)
[5]單片數字溫、濕度集成電路SHT75的應用[J]. 甄廣炬,胡兆剛.  電子制作. 2011(01)
[6]基于灰度相關的圖像匹配算法的改進[J]. 劉瑩,曹劍中,許朝暉,田雁,付同堂,王鋒.  應用光學. 2007(05)
[7]基于LabVIEW的數字信號控制及檢測技術[J]. 康泉,張之敬,張艷,王戰(zhàn)鋒.  新技術新工藝. 2004(08)
[8]新的基于邊緣特征的圖像相關匹配方法[J]. 張志佳,黃莎白,史澤林.  紅外與激光工程. 2003(06)

碩士論文
[1]基于CC2530的ZigBee無線傳感器網絡的設計與實現[D]. 王風.西安電子科技大學 2012



本文編號：3456963