基于单片机的双通道比色检测系统开发及应用

光电比色法是现代仪器分析常用的一种分析方法,本研究开发了一种基于Aducm360单片机的双通道光电比色检测系统。该系统包括电源模块、光源发射模块、光敏接收模块、信号采集模块、通讯模块。通过单片机实现对光源、信号的调制、解调,同时将接收的光电信号进行转换、同步检波、滤波、高精度采集,从而得到稳定的光强值。该系统可进行单通道比色,也可使用双通道进行更高精度的比色。因为该系统使用的是调制光源和同步检波的工作方式而不是传统比色检测系统直接恒流控制光源、直接采集光敏信号的工作方式,降低了背景噪声、电路及元器件噪声对自身系统的干扰,从而大大提升了本系统比色检测的准确度和精度。     

输送带纵向撕裂故障检测系统信号采集器的研究

提出一种输送带纵向撕裂故障检测系统信号采集器的设计方案。该信号采集器包括线阵CMOS传感器模块、信号采集控制模块和数据处理传输模块。采用线阵CMOS传感器ELIS-1024设计了CMOS传感器模块;采用XC3S500E芯片设计了信号采集控制模块,采用VHDL语言编写FPGA程序;采用TMS320C6748芯片设计了数据处理传输模块。搭建了输送带纵向撕裂故障检测系统信号采集器的实验平台,并进行了实验。结果表明:该信号采集器能够实现对线阵CMOS传感器信号的采集、存储和处理,并通过以太网传输到上位机的功能,具有采集信号质量好、可靠性高、组网方便等优点。     

多视点输送带纵向撕裂检测系统采集控制模块的研究

文中针对输送带纵向撕裂检测问题,提出一种基于FPGA的多视点输送带纵向撕裂检测系统采集控制模块的研究方案。采用FPGA XC3S500E芯片设计了采集控制模块硬件电路,包括CMOS图像传感器电路、信号调理电路、模数转换电路、信号采集控制电路和数据传输接口电路等。采用VHDL语言设计了FPGA软件,包括CMOS传感器驱动模块、模数转换驱动模块、乒乓存储模块等,并采用Modelism仿真工具对程序进行了时序仿真。经实验验证,该采集控制模块能够实现对多路线性CMOS信号的高速采集、实时存储和处理,满足系统对实时性和同步性的要求,可用于对多视点采集的同步性和实时性要求较高的工业检测系统。     

用于音乐治疗的人体脑电检测系统设计

本文介绍了一种基于音乐治疗的人体脑电信号采集和处理系统,该系统可以对人在音乐治疗前后的脑电信号进行采集、处理和分析。系统的检测电极从人的脑部采集信号,通过预处理电路传到单片机控制模块,再采用nRF24L01无线通信模块将采集到的信号传给上位机,上位机程序对脑电信号进行处理、分析、显示。实验表呀,系统能够较好的获取人体脑电信号,数据处理结果显示,有音乐刺激时的脑电信号和无音乐刺激时的脑电信号相比,信号幅值增大、复杂度降低。     

基于PID算法的可配置多通道温度控制系统

介绍一种基于可配置思想、易于对复杂设备进行多点控温的系统软硬件设计方案.系统温度采集模块可同时采集64路温度信号数据;反馈执行模块可输出16路直接驱动小型加热片的PWM信号和12路0～10 V模拟控制电压信号;数据处理算法模块采用可配置技术使得各闭环控制通道都能配置其输入输出以及在算法中的权重,增强了系统灵活性,控制算法采用PID及其变种算法.该系统在某星载遥感仪器的热真空试验和真空定标试验中成功应用.     

基于智能控制的汽车防撞系统研制

采用单片机作为核心控制元件,对超声波传感器和红外传感器采集回来的信号滤波和分析计算;再转换成控制信号,经过放大驱动变换成可以控制电机转速的模拟信号控制汽车防撞以防追尾.其中采集的超声波信号经过核心电路、电源控制模块、检测反馈模块、电机驱动模块和液晶显示模块等模块,完成了对车距的检测;红外传感器采集和反馈的信号主要是车速的控制,防止车与车之间发生碰撞.同时,对车速智能控制系统进行了性能指标分析、可靠性设计、电路兼容性设计,并最终完成了整个电路的设计.试验结果表明,该装置性能可靠,分辨率高,控制准确,有效防止了车与车的相撞,保护了驾驶员的人身安全.     

基于STM32和CPLD的小型化近紫外CCD光谱仪

针对传统紫外光谱仪体积大、价格昂贵、测量时间长的缺点,研制了基于STM32和CPLD的小型化近紫外光谱仪。该仪器以STM32为主控制器,用CPLD驱动具有3 648像素的紫外增强型线阵CCD来采集光信号,采用SD卡存储数据并通过液晶屏来显示测量结果。该系统主要由分光模块、信号采集与处理模块、A/D转换模块和STM32控制处理模块构成。利用多块线阵CCD,实现了从近紫外到可见光波段的测量。采用低压汞灯作为标定光源,利用三次多项式拟合的算法,实现对光谱仪的波长定标。所设计的仪器体积小、质量轻、成本低、稳定性好、操作简单,具有一定的实际推广价值。     

多参数水质在线智能检测仪监控模块设计和实现

在研究水质检测仪器的检测原理基础上,利用现代电子技术、计算机技术和网络技术设计了多参数水质在线智能检测仪。该仪器针对不同水质参数传感器信号的特点设计了不同的前端模拟信号调理模块;控制主机采用数字信号处理器TMS320LF2407,实现对数据的采集和处理;同时利用微处理器丰富的I/O接口和外围设备实现了对键盘、显示器的监控管理。重点研究检测仪监控模块的硬件设计和软件实现,详细介绍键盘管理程序设计。     

波形采集、存储与回放系统的设计

该系统以单片机和FPGA为核心控制器件,实现了波形采集、存储与回放功能。整个系统由信号调理、比较电路、采集存储、数据处理、人机交互等模块组成。信号调理模块采用高速低躁声运放AD8038实现高阻输入、幅度控制;比较电路采用LM311实现被采集信号周期的测量;数据采集模块采用AD5540芯片,在FPGA时序控制下采样;C8051F020单片机作为总控制器,与FP-GA内部的双口RAM和读写信号相结合,实现数据的存储,以及回放前数据的读取;信号输出部分采用DA芯片THS5651和高速运放AD8039相结合,实现了低输出阻抗和信号幅度的控制。经测试,系统功能齐全,波形完整,回放频率非常准确。     

基于LabWindows/CVI技术开发虚拟动态应变测试系统

鉴于虚拟仪器技术在机械工程领域具有广阔的应用前景,采用嵌入式MCU控制技术及最新的USB总线数据采集技术设计完成了程控动态应变测试系统.利用LabWindows/CVI软件设计方法,构建出了图形逼真、功能强大的虚拟式动态应变测试系统.该系统的软件含盖如下功能模块:建立标定文件模块,单通道示波模块,多通道示波模块,数据采集模块,历史数据回放功能模块,实现了对应变信号的采集、处理、分析和显示,系统可对多类型参量进行实时测量,将信号的采集和处理一体化,数据和结果实现可视化.同时对仪器功能进行了测试验证实验.     

游泳池水中尿素在线自动监测仪的研究与开发

研制了一种用于测量游泳池水中尿素含量的在线尿素自动监测仪,并通过信号传导实现远程监控。该仪器设计包括液路控制模块、化学反应控制模块、光电检测模块、信号处理与自动控制模块。实验表明该仪器达到较高的检测灵敏度和准确度,自动化程度高,可以用于游泳池水中尿素含量的自动在线测量。     

高精度智能定硫仪的设计

为了测量煤中硫的含量,设计了基于库仑滴定法的高精度智能定硫仪.对智能定硫仪的结构和工作原理进行了介绍,重点分析了仪器的数据采集模块、电解电流控制模块和炉温控制模块.该仪器采用12位串行A/D转换器对4路输入信号进行采集,通过冷端补偿和PID控制实现了炉温的高精度测量与控制,并采用D/A转换器对电解电流进行精确控制,最后对测量数据的精密度和准确度进行了检验.测试结果表明,用该仪器测量低硫煤时标准偏差为0.012%,测量高硫煤时标准偏差为0.027%,精度远高于国家标准.     

多路信号采集及显示实验仪器设计

研究了基于MAX114多路信号采集及显示实验仪器系统的实现方案、组成结构及软件设计。应用单片机控制AD转换器件及液晶显示模块实现了对多种传感器的数据采集及信号测量,可简单实现对多种传感器信号的采集与处理;为传感器信号测量提供了一个平台。该实验仪器可以对4路模拟信号进行采样,采样精度为8位,转换速率可达1MSPS;同时该实验仪器具有对4路传感器模拟信号进行加工处理并具有液晶实时显示的功能。     

吹塑机温度智能实时控制系统研究与设计

温度实时控制系统是吹塑机加工的关键因素之一,其控制精度直接影响到产品的成型质量和品质。在分析现有PID控制器特性的基础上,提出了一种并行实时智能温度控制系统,系统硬件由中心控制模块、温度采集模块、控制输出模块、控制实现模块等4个模块组成。其中,中心控制模块单元采用三个目标温区设计模式与PLC在线编程方式实时温度控制;温度采集模块采用SM331型温度采集器,通过PLC智能温控系统实现温度采集;控制输出模块通过SM331直接将信号通过DAC变换为相应比例的控制电压信号,联合控制系统实现控制输出;控制实现模块采用多核并联执行的方式,对3个温度目标控制区进行实时性控制。整个系统基于经典PID控制理论基础,结合PLC芯片,采用模块化设计思想,分别完成输入调节系统、目标温区控制系统和输出调节系统的设计,采用并行控制的思路,确保系统的实时性。通过实验证明,控制系统对三个目标温区进行实时检测控制分析,通过升温和降温期间的检测和调节,检测了本研究提出控制方法的有效性和精确性。     

嵌入式网络仪器的设计和实现

以一种嵌入式图像采集系统为例，从硬件组成和软件设计两方面介绍了嵌入式网络仪器的设计和实现。系统利用微控制器SX52作为控制芯片，控制整个系统的运行；以图像采集模块DB200完成对图像信号的采集；用以太网控制器RTL8019作为网络接口芯片，实现网络传输的底层功能。软件方面进行了传送协议实现、仪器远程控制和系统软件的设计，接入以太网，组成嵌入式网络仪器。该系统实现了远程数据网络共享的方法，完成图像的远程实时传送，为广泛应用的嵌入式系统的Internet化提供了一个解决方案。     

基于NVIDIA TX2模块的双目视觉信号采集系统设计

针对汽车零配件胶体三维信息检测面临的缺失高帧率、采集实时性的问题,设计了一套基于嵌入式模块的双目视觉信号采集系统。该系统以NVIDIA TX2为核心,在Linux系统下控制4路板级相机采集图像,达到实时控制其中2路相机进行采集、处理、发送的效果。测试表明,该系统体积小,方便移动,处理、传输2路相机中心线速度最高可达140 fps,为PC机后续实时处理提供了保障,具有较好的实用价值。     

一种用于POCT的嵌入式实时图像采集处理系统

本文设计并构建了一种基于带有数字处理模块FPGA的实时图像采集处理系统,介绍了该系统的软硬件设计和构建流程。调试结果表明该系统能在TFT显示屏上实时显示130万像素,15fps的视频图像。该系统可用于POCT（Point-of-care Test）中生化分析结果中图像信号的采集和处理,为POCT仪器提供了一种新的硬件平台。实验结果表明,该系统提供的高分辨率的彩色图像能够满足生化分析中图像信号的检测工作。     

齿轮跳动检查仪电动测量的改造

采用Inventor三维设计软件,对仪器新增机构进行了三维建模设计、模拟装配、多方案比较选优等工作。采用TWX小型位移差动式传感器采集被测信号,经AD7705进行模数转换;计算机与单片机和机械部分控制的实现,以及测量结果的显示、输出均采用的是"组态王"软件。改造后的仪器,对测量技术教学有较好的示范作用。学生们可以较为直观地了解检测系统信号拾取、信号处理、显示记录等各构成部分的主要内容。     

新型局放特高频传感器的开发和特性分析

为了提高电力变压器局部放电信号的特高频在线监测效果,设计制作了特高频采集天线、放大电路、检波电路和采集系统软件。采用了HFSS软件设计优化特高频传感器的天线,实现了变压器局部放电特高频频段的有效采集;采用了Altium Designer软件设计特高频传感器的分离放大和检波电路,提高对信号检测的灵敏度和抗干扰能力等,并制作了电路模块。将天线于信号处理模块结合,形成了完整的特高频在线监测传感器;采用了labview软件编译检测所需的采集程序,具备信号采集、阈值设定和报警、历史数据查看和导出等功能;研究了特高频信号采集装置与基于labview编译检测所需的采集程序结合的方法,形成了完整的特高频局放监测系统。研究结果表明:监测系统能够完成天线采集、信号放大、检波和输入采集系统等功能。     

水环境的重金属离子嵌入式在线检测系统

研发了水环境重金属离子在线检测的嵌入式智能系统。该系统采用基于485总线的多微处理器结构,文中给出了系统的软硬件设计,包括电源模块、步进电机驱动模块、A/D采集模块,详细描述了各主要模块的处理流程。该系统在实际应用中运行稳定,取得了较好的检测结果。