红外光通信装置的设计与实现

介绍2013年大学生电子设计竞赛F题红外光通信装置的设计与实现。整个系统采用两个LM567（PLL）音频锁相环集成电路来完成红外光通信,性价比高,结构简单。     

基于LoRa和STM32的路灯自动监控系统的研究

如今大部分地区的路灯系统还处在传统控制方式、现场人工巡检、传统电路故障排查、没有统一管理平台等阶段,从而造成了巨大的能源浪费.针对以上现状,设计了一种基于LoRa和STM32的路灯自动监控系统.系统以STM32系列的MCU为核心处理器,通过4G通信网络实现路灯与后台服务器之间的数据传输,采用L o Ra级联组网方式,设计有蓝牙接口,方便用户现场维护及参数设置.系统主要功能有路灯状态实时监测与控制、实时智能调光、地理位置检测、环境信息数据采集、故障信息实时检测与报警、电量信息实时检测与预警等.实验结果表明,该系统稳定可靠,数据采集准确,能广泛应用于路灯系统中,为社会节约电能,能有效地提高路灯科学管理水平,提升路灯所在地区的形象.     

高性能MCU的FPGA原型验证系统研究与平台实现

本文研究并实现了一种基于Cortex-A7核的高性能MCU在FPGA原型阶段的验证平台。该设计研究可以针对高性能MCU芯片或其FPGA原型验证阶段的软硬件验证环境快速搭建,通过交互式、软硬件协同的方式对MCU芯片各个模块功能进行实时、可靠的功能验证。高效的FPGA原型验证可以提高MCU研发速度、缩短验证时间、提高验证效率、及时发现芯片设计的缺陷、缩短芯片研发周期。     

一种低功耗无线传感器网络节点设计

无线传感网络节点功耗直接决定了无线网络的生存周期,为了降低节点能耗,在对多种微处理器芯片和射频芯片性能分析比较的基础上,选择了MSP430F2618处理器芯片和射频芯片CC2520射频芯片,采用微处理器与无线模块独立架构,设计了一种性能灵活无线网络节点;提出了微处理器、射频芯片在工作模式与多种低功耗模式之间切换,以及微处理器时钟的控制等节能策略,在此基础上设计了网络路由节点和端节点软件系统;实验证明:在发射功率为0 dBm,数据传输速率为1 MHz时,设计的节点运行电流和休眠电流(26.1 mA,1.57μA)与传统的Imote节点(35.1 mA,3.6μA)、Mica2节点(56.2 mA,21μA)相比,明显低于传统节点;当节点电池容量为2*700 mAh,工作周期为10分钟时,其生存周期为7.2个月;设计的节点的寿命达到预期目标。     

基于STM32的航天器电气负载监控系统设计

针对传统电气负载监控系统通信纠错率较低,造成航天器电气负载监控准确率较差的问题,基于STM32设计一种新的航天器电气负载监控系统;分别设计电气负载监控系统的硬件和软件;系统硬件主要设计了嵌入式数据接口以及外接设备、驱动芯片以及监控继电器控制模块,WLAN驱动芯片能够有效降低成本和功耗,提高通信速率;通过电气负载监控执行实现软件功能,建立电力负载管理中心软件,提高监控系统的通信能力,提升负载监控的准确性;实验结果表明,基于STM32的航天器电气负载监控系统通信纠错率平均值为92%,航天器电气负载监控过程误差较小,具有一定的实际应用性。     

基于STM32的植物补光调控系统设计

光照是植物生长和发育的重要环境因子之一,在植物组织培养过程中,为了更好地利用LED光源对组培室内植物进行补光,节约能源和提高补光效率,设计了一种基于STM32的植物补光调控系统;系统采用STM32作为微控制器,设计植物补光总控中心和补光调控节点电路,补光总控中心通过RS485通信模块与安装在组培室内的多个补光调控节点进行指令和数据的通信,补光调控节点根据补光总控中心的任务指令和补光参数,协调补光调控节点的各个电路模块之间相互工作,实现按时、按量对组培室内的植物进行补光;经过实验测试结果表明,该系统环保、易操作且性能稳定可靠,能够实现补光的同时节约能源,进而减少了组培室的育苗成本,为在植物组培室内实现植物的补光提供参考。     

一种高压开关综合数据采集与监测系统设计

高压开关是电力系统中实现电路分合控制的重要电力装备,对高压开关进行在线监测可以实时监测其运行状态,进而为故障诊断、预测、电寿命、绝缘等分析提供数据来源,可以提高高压开关整体运行可靠性和减少故障时间;数据采集与监测装置是实现这种在线监测功能的核心装置,基于FPGA+STM32双处理器架构的高速数据采集系统,利用FPGA灵活的可编程特性实现高速并行数据采集,利用STM32微控制器强大的处理能力和丰富的外围接口实现数据处理、控制和传输,FPGA和STM32之间通过FSMC接口实现快速数据交换;装置采集了高压开关设备多个传感器数据,通过工业串口液晶屏作为本地人机交互界面,同时以太网接口通过TCP协议上传数据给远端,实现了高压开关运行状态的在线监测。     

面向同步发电机励磁控制交流采集系统的设计

励磁控制系统对同步发电机的稳定运行起着至关重要的作用,既能保证电网运行的稳定,又保证输出更高质量的电能;交流采集是励磁控制的输入,是整个环节中不可缺少的一部分;基于此,对面向STM32F103RCT6的励磁控制系统的交流采集系统进行了研究;采用分模块化的思想,使用C语言编程;首先介绍了励磁控制系统的总体结构,然后进行系统整体设计,再通过硬软件设计和调试分析完成整个课题;经试验测试得出,以STM32F103RCT6单片机为核心设计的同步发电机励磁控制系统交流采集系统总体结构易于理解,交流采样模块和有效值计算模块用软件也易于实现,运行过程中准确性高,较为安全可靠。     

基于嵌入式系统STM32的UUV通用运动控制层设计

为提高UUV分布式控制系统架构中运动控制层的通用性,依据分布式计算和模块化设计的原则,设计了一种基于嵌入式系统STM32的通用运动控制层架构;硬件电路设计以STM32F407ZGT6型芯片为核心微控制器,支持两路CAN总线进行层间通信和推进器控制,输出4路PWM进行舵机控制,对外提供多路RS232和RS485总线接口与各种传感器进行数据交互,并设计了一片IIC接口的掉电非易失EEPROM进行参数保存;软件设计实现CAN总线数据通信和X舵到十字舵的转换逻辑控制;经实验测试,该设计方案能够完成UUV的推进器推进功率控制和X舵的上下左右转向打舵控制,实现了与上层决策规划层进行1 Mbps速率的CAN总线数据通信;结果表明,该设计方案达到了运动控制层的设计目标,实现了具有较强通用性的UUV运动控制层设计.     

基于无线传感网络的爆炸场振动监测系统

爆炸场振动测试中节点分布范围广、数量多,对各测试节点的状态监控及全局管理难以有效实现,传统测试方案中节点部署后难以快速更改状态;针对上述问题,依据模块化、标准化和稳定性原则,设计了一种基于无线技术的振动监测系统;给出了爆炸场振动监测系统的基本功能单元,包括数据采集设备、无线组网设备;数据采集设备具有高精度采集、数据存储、高精度同步、定位定姿等功能;利用无线网桥技术构建了覆盖广域范围的无线网络,支持IEEE802.11 n/ac协议,实现了对远程分布式测试节点的集中管理、状态监控、数据传输,也可对指定测试节点的工作模式进行快速设置,以满足测试需求;测试节点的振动测量范围为0～10 g,室外1公里数据传输;通过模拟测试试验验证了系统的有效性,各项功能满足工程需要.