針對某型號火箭炮控制信號通道多、檢測點(diǎn)分散,無法同時監(jiān)測多路信號的問題,設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)和以太網(wǎng)的火箭炮智能檢測系統(tǒng)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集部分采用STM32F4系列單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì),完成火箭炮各通道數(shù)據(jù)采集;數(shù)據(jù)傳輸部分充分利用以太網(wǎng)帶寬大、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉等特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)前端監(jiān)測數(shù)據(jù)與上位機(jī)進(jìn)行通信;數(shù)據(jù)采集部分供電采用PoE供電技術(shù),簡化了系統(tǒng)供電電源設(shè)計(jì)。上位機(jī)采用基于LabVIEW的數(shù)據(jù)處理技術(shù),對檢測的各路信號進(jìn)行圖形圖像化顯示、數(shù)據(jù)存儲、故障分析及狀態(tài)顯示。試驗(yàn)表明,該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)同時對裝備多通道信號進(jìn)行動態(tài)實(shí)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(shù)據(jù)支持。 

【文章來源】：新技術(shù)新工藝. 2020,(12)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

火箭炮檢測系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

數(shù)據(jù)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(jié)構(gòu)件組成。數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)并進(jìn)行打包處理，并按預(yù)定格式發(fā)送至PoE交換機(jī)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(dǎo)體公司推出的以Cortex M4為內(nèi)核的芯片[4-6]，其主要特點(diǎn)是：高主頻（168MHz）、豐富的外設(shè)（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(wǎng)MAC控制器、112個通用I/O口等）、強(qiáng)大的運(yùn)算處理能力（具有ART自適應(yīng)實(shí)時加速器功能，且應(yīng)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(shù)據(jù)傳輸芯片。該芯片為以太網(wǎng)PHY層芯片，I/O引腳電壓符合IEEE802.3-2005技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。通過對芯片RMII或MLL的控制來實(shí)現(xiàn)與STM32F407內(nèi)置以太網(wǎng)MAC層的通信。芯片內(nèi)含10-BASE-T/100-BASE-TX全雙工傳輸模塊，傳輸速率可達(dá)10Mbps和100 Mbps。MCU控制板如圖3所示。AD信號采集電路板主要實(shí)現(xiàn)對監(jiān)測點(diǎn)模擬信號變換為用于系統(tǒng)采集的數(shù)字信號，完成模擬信號的實(shí)時采集；并將數(shù)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(zhuǎn)換芯片，芯片內(nèi)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(nèi)帶高速串行接口SPI，可容易實(shí)現(xiàn)與MCU之間的快速通信。AD信號板如圖4所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于以太網(wǎng)的分布式數(shù)據(jù)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(wǎng)分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J]. 王偉.  單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)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(shù)據(jù)采集設(shè)備的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 邢立新,沈中卿.  兵工自動化. 2014(08)
[5]單片數(shù)字溫、濕度集成電路SHT75的應(yīng)用[J]. 甄廣炬,胡兆剛.  電子制作. 2011(01)
[6]基于灰度相關(guān)的圖像匹配算法的改進(jìn)[J]. 劉瑩,曹劍中,許朝暉,田雁,付同堂,王鋒.  應(yīng)用光學(xué). 2007(05)
[7]基于LabVIEW的數(shù)字信號控制及檢測技術(shù)[J]. 康泉,張之敬,張艷,王戰(zhàn)鋒.  新技術(shù)新工藝. 2004(08)
[8]新的基于邊緣特征的圖像相關(guān)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(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 王風(fēng).西安電子科技大學(xué) 2012



本文編號：3456963