深圳市組創(chuàng)微電子有限公司
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03-10
2021
智能輪式機器人設計
基于Arduino單片機的智能輪式機器人設計輪式機器人在工業(yè)應用方面可以完成自動化搬運作業(yè)的任務，當今社會,隨著生產(chǎn)條件日益現(xiàn)代化,勞動生產(chǎn)率要求越來越高,企業(yè)更注重效率,機器人在社會各領域的作用越來越大,對機器人的研究成為熱門話題,各項機器人比賽也備受人們的關注。如今在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的背景之下，催生了網(wǎng)上購物等平臺，同時也為物流業(yè)的蓬勃發(fā)展注入了強大的動力。在物流中心，快遞的分揀基本上還是依靠人工來實現(xiàn)，人工揀貨既效率低下而且又容易出錯，隨著業(yè)務量的增加還得增加更多的人手，所以自動分揀的建設是快遞發(fā)展的必然方向。因此智能分揀機器人的研究與創(chuàng)新應用將很大程度的解決物流行業(yè)所面臨的一些問題，更重要的是機器人實現(xiàn)的一些功能能被應用于各行各業(yè)，充分體現(xiàn)出智能化為人們生活和生產(chǎn)帶來的便利。本次機器人實驗項目采用輪式機器人的設計方式，即移動機器人的一種。要求機器人能夠?qū)崿F(xiàn)將搬運物通過指定路線搬運到相應位置，同時搬運機器人能夠自動躲避路線中的障礙，自主應對復雜的道路環(huán)境。搬運機器人能夠通過無線傳輸技術(shù)實現(xiàn)遠距離控制，能夠更好的服務于人類。一、智能輪式機器人方案開發(fā)思路智能搬運機器人通過四輪驅(qū)動，每個車輪都由一個直流電機控制，通過控制電機的轉(zhuǎn)動來控制機器人的轉(zhuǎn)向。通過超聲波模塊或者紅外感應模塊實現(xiàn)機器人對障礙物的識別，并將模塊采集的信息傳送給單片機，由單片機判斷后對控制電機的IO口發(fā)送指令，使機器人完成相應的轉(zhuǎn)向動作。人工無線控制是通過藍牙模塊與手機軟件實現(xiàn)?？梢詿o線控制機器人完成前進，后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的指令，從而讓機器人到達指定位置。二、智能輪式機器人硬件系統(tǒng)設計本次實驗項目采用Arduino控制板，此芯片負責控制電機狀態(tài)，并處理從各個模塊收集的信息，然后發(fā)出相應指令。本次項目以實驗創(chuàng)新為主，由于干電池體積小，使用方便，可任意組合成所需電壓的直流電源，所以采用干電池供電。本實驗采用2節(jié)3.7V大容量18650鋰電池供電，為系統(tǒng)中的各個模塊提供穩(wěn)定可靠的工作電壓。機器人設計采用輪式機器人的設計概念，每個輪子配有一塊DC3-6V直流減速馬達電機，減速比為1：48，工作電壓為3-6V。合適的電機在實驗中占有非常重要的位置，耐用、環(huán)保和屏蔽環(huán)境干擾等都是其要考慮的參數(shù)，并且好的電機在代碼的包容度上也有明顯的幫助。本次實驗項目采用的電機驅(qū)動方案是TB6612FNG電路。TB6612FNG是雙驅(qū)動，電機電源接口帶有反接保護電路。相對于傳統(tǒng)的L298N效率上提高好多，體積上也大幅減少。超聲波模塊由發(fā)射電路和接收電路組成。本次實驗采用的超聲波傳感器是最常見的HC-SR04，使用電壓為DC5V，輸出5v高電平和0v低電平。靜態(tài)電流小于2mA,感應角度不大于15度,探測距離為500cm,精度可達0.3cm。SR04是利用超聲波特性檢測距離的傳感器，其帶有兩個超聲波探頭，分別用作發(fā)射和接收超聲波。先使用Arduino的數(shù)字引腳13向TRIG腳輸入至少10us的觸發(fā)信號，模塊將自動發(fā)出8個40KHZ的超聲波脈沖，并自動檢測是否有信號返回。一旦檢測到有回波信號則ECHO引腳會輸出高電平，根據(jù)高電平持續(xù)時間就可以獲得機器人與被測障礙物的距離，從而完成避障任務。紅外傳感器尋線的基本原理是利用物體的反射性質(zhì)。本次實驗是巡黑線行駛，采用的是四路紅外傳感器分別連接在Ar-duino主控板上的A1，A2，A3，A4口上，當紅外線發(fā)射到黑線上時會被黑線吸收掉，發(fā)射到其它的顏色上將會反射到紅外的接收管上。以主控板上IO口高低電平的變化來判斷小車行駛軌跡。三、智能輪式機器人軟件設計在進行微機控制系統(tǒng)設計時，除了系統(tǒng)硬件設計外，大量的工作就是如何根據(jù)每個生產(chǎn)對象的實際需要設計應用程序。因此，軟件設計在微機控制系統(tǒng)設計中占重地位。對于本系統(tǒng)，軟件更為重要。在單片機控制系統(tǒng)中，大體上可分為數(shù)據(jù)處理、過程控制兩個基本類型。數(shù)據(jù)處理包括：數(shù)據(jù)的采集、數(shù)字濾波、標度變換等。過程控制程序主要是使單片機按一定的方法進行計算，然后再輸出，以便控制生產(chǎn)。為了完成上述任務，在進行軟件設計時，通常把整個過程分成若干個部分，每一部分叫做一個模塊。所謂“模塊”，實質(zhì)上就是所完成一定功能，相對獨立的程序段，這種程序設計方法叫模塊程序設計法。模塊程序設計法的主要優(yōu)點是：單個模塊比起一個完整的程序易編寫及調(diào)試；模塊可以共存，一個模塊可以被多個任務在不同條件下調(diào)用；模塊程序允許設計者分割任務和利用已有程序，為設計者提供方便。本系統(tǒng)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)，由主程序、定時子程序、避障子程序、中斷子程序顯示子程序、調(diào)速子程序、算法子程序構(gòu)成。智能分檢機器人在承載物件后應按照規(guī)劃路線行駛到指定的區(qū)域等待物件被卸載，不同顏色的物件將被運送到不同的分類區(qū)域。然后機器人將回到初始區(qū)域開始下一輪的任務，如此循環(huán)往復。本項目系統(tǒng)軟件設計主要包括尋線運動子程序，避障子程序以及顏色識別子程序。智能分揀機器人能夠?qū)崿F(xiàn)整套的任務流程離不開各個模塊功能的配合。本次實驗采用的是Arduino單片機，設計出能實現(xiàn)分揀的機器人，具有尋線運動，顏色識別，避障等特點。以上就是我們深圳市組創(chuàng)微電子有限公司為您介紹的基于Arduino單片機的智能輪式機器人設計技術(shù)。我們有豐富的智能電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗，可以盡快評估開發(fā)周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是松翰單片機代理商、應廣單片機代理商，出售并開發(fā)sonix與應廣的MCU與語音IC方案。我們代理并開發(fā)杰理、安凱、全志、realtek等系列的IC與方案，還開發(fā)BLE藍牙IC、雙模藍牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設計與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設計、PCB設計、單片機開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號開發(fā)、語音識別技術(shù)、藍牙開發(fā)、wifi技術(shù)等。還可以承接智能電子產(chǎn)品研發(fā)、家用電器方案設計、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)、智能家居方案設計、TWS耳機開發(fā)、藍牙耳機音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。
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03-09
2021
語音警示系統(tǒng)設計
基于超聲波及單片機技術(shù)的交通風險語音警示系統(tǒng)目前人們駕駛汽車行駛在道路上，仍然是以肉眼判斷為主，觀察路況，車間以信號燈進行信息傳遞。其次我國的車載道路交通預警系統(tǒng)比較落后，超聲波技術(shù)一般只用到了倒車雷達當中，應用的范圍還比較窄。在車輛中，大部分語音警示還是基于GPS的限速和超速提醒。目前汽車倒車雷達主要是具備數(shù)碼管或者液晶屏的距離顯示并且?guī)в蟹澍Q器的語音報警為主的汽車安全系統(tǒng)。車上安裝有實時測量車距和前后車輛車速的裝置還很少，大部分汽車都還沒有自己的“眼睛”，而激光測距等設備成本較高，而且目前的報警系統(tǒng)大多是通過液晶數(shù)碼管顯示車速或者距離，容易分散駕駛員的注意力，造成很多事故。一、交通風險語音警示系統(tǒng)設計原理本作品的汽車語音風險警示裝置包含有單片機控制電路、超聲波測距傳感器、語音芯片等，該裝置將各部件有機地結(jié)合起來，通過超聲波的發(fā)射與接收，完成對速度的測量，同時單片機工作，完成語音播報的工程。本系統(tǒng)在工作的時候采用的是兩個超聲波探頭分別進行超聲波發(fā)射和接收來進行距離和相對速度的測量。本系統(tǒng)能測量前后車的速度和距離，當車距小于5m的時候語音提示實時距離及其相對速度，從而起到提示和報警的作用。本系統(tǒng)利用單片機對超聲波信號循環(huán)不斷地進行采集。系統(tǒng)包括超聲波傳感器、單片機控制、語音芯片。這個設計能夠連續(xù)測距測速，數(shù)據(jù)經(jīng)過單片機的處理后，進行語音播報警示。1.1超聲波模塊的選擇根據(jù)本系統(tǒng)的設計要求，應用T/R-40超聲波傳感器到本系統(tǒng)。超聲波發(fā)射過程：發(fā)射電路主要由超聲波發(fā)射換能器T40和反相器74LS04構(gòu)成。工作時單片機P1.0端口輸出的40kHz的方波信號一路經(jīng)一級反向器后送到超聲波換能器的一個電極，另一路方波信號經(jīng)兩級反向器后送到超聲波換能器的另一個電極，采用推換形式將方波信號加到超聲波換能器的兩端，這樣就可以提高超聲波的發(fā)射強度。輸出端采用兩個反向器并聯(lián)，用以提高驅(qū)動能力。上位電阻R1、R2一方面可以增加超聲波換能器的阻尼效果，縮短其自由振蕩時間，另一方面可以提高反向器74LS04輸出高電平的驅(qū)動能力。超聲波接收過程：超聲波接收電路由兩級放大電路、超聲波傳感器和鎖相環(huán)電路組成。由于超聲波傳感器接收到的反射波信號非常微弱，所以兩級放大電路用于對傳感器接收到的信號進行放大。當鎖相環(huán)電路接收到頻率符合要求的信號后向單片機發(fā)出中斷請求。由于發(fā)送的超聲波頻率為40kHz，幫調(diào)整相關元件使鎖相環(huán)的中心頻率為40kHz，只響應該頻率的信號，避免了其他頻率信號的干擾。當超聲波傳感器接收到超聲波信號后，送入兩級放大器放大，放大后的信號進入鎖相環(huán)檢波，如果頻率為40kHz，則從8腳發(fā)出低電平中斷請求信號送單片機P3.3端，單片機檢測到低電平后停止定時器的工作。1.2單片機的選擇根據(jù)本系統(tǒng)設計的實際要求，選擇AT89S51單片機作為本設計的單片機使用。51系列單片機在硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)和片內(nèi)資源等方面與標準的52系列的單片機可以完全兼容。51系列的單片機功耗低，執(zhí)行速率很快，最高時鐘頻率可以達到90MHz，在應用、在系統(tǒng)都可以編程，不占用用戶的資源。1.3語音芯片的選擇ISD2560語音芯片錄放時間32s~120s，音質(zhì)較好。該芯片內(nèi)含振蕩器，采用CMOS技術(shù)，具有自動增益控制、話筒前置放大、平滑濾波器、防混淆濾波器、揚聲器驅(qū)動及EEPRIM陣列等特點。該語音芯片的采樣頻率為8kHz，相同系列的產(chǎn)品采樣頻率越低，錄放時間越長，但是通頻帶和音質(zhì)會有所降低。ISD2560可以重復錄放10萬次，它是一種永久記憶型語音錄放電路，ISD2560省去了A/D和D/A轉(zhuǎn)換器，集成度較高。1.4距離、相對速度計算的工作原理系統(tǒng)對距離、速度進行測量時，由安裝在同一水平線上的超聲波傳感器發(fā)射超聲波，遇到障礙物后超聲波被反射回來，被接收器接受，然后通過超聲波反射的時間，確定距離。具體操作首先是由超聲波發(fā)射探頭向倒車的方向發(fā)射超聲波，與此同時定時器開始工作，記錄時間，超聲波在空氣中傳播的途中只要遇到障礙物后就會被反射回來，當超聲波接收器接收到反射波后就會給負脈沖到單片機使其立刻停止計時。這樣，定時器就能夠準確的記錄下超聲波發(fā)射點至所測量的障礙物之間往返傳播所用的時間，通過得到的數(shù)據(jù)，運用固定的公式算出安全距離，并提示。1.5系統(tǒng)C程序設計主程序首先會對整個系統(tǒng)進行初始化，刪除必要的數(shù)據(jù)，然后將超聲波的回波接收標志位置位，并且使單片機的某個端口輸出一個低電平用來啟動超聲波發(fā)射電路，此時定時器開始工作，同時計算距離的子程序也開始工作，然后再根據(jù)定時器記錄的時間計算出所需要測量的相對速度以及距離，再調(diào)用聲音處理程序來報警。最后主程序通過對回波信號的接收，完成后續(xù)的工作，就這樣，該系統(tǒng)會連續(xù)不斷地運行，以兩個測量周期為一個計算單位，計算出相對的速度，然后循環(huán)不斷地進行此操作，最終完成對距離、速度的測量。該系統(tǒng)采用的是模塊化設計方法，由超聲波發(fā)生子程序、主超聲波程序、距離計算子程序、超聲波接收中斷子程序等程序組成。二、語音警示系統(tǒng)單片機研究通過查閱資料學習，了解超聲波的物理性質(zhì)和單片機的基礎知識。其實很多方法都已經(jīng)被專家們論證過，已經(jīng)有了一定的成果，可以加以修改后使用。由于筆者能力有限，知識欠缺，只能對要用的知識進行簡單修改和整理，應用到自己的想法當中。通過查閱每一個選用的器件的參數(shù)，看其是否符合主流的應用，能不能實現(xiàn)設計的要求。本作品基于單片機實現(xiàn)距離和相對速度的提示，將超聲波測距和傳感器聯(lián)系在一起，利用單片機的實時控制和數(shù)據(jù)處理功能測量并提示汽車與障礙物之間的距離和相對于自己行車的速度。這樣駕駛員就能直接判斷汽車之間的距離。本裝置的設計簡易，完善度不高，但規(guī)模小，器件少、調(diào)試方便，成本也低，器件更換容易，并且不占用駕駛員的視覺空間，可以完全解除駕駛員在倒車過程中的顧慮和困擾，減少事故的發(fā)生?？偨Y(jié)汽車交通風險提示系統(tǒng)設計主要是基于AT89C51單片機控制核心，同時是以超聲波測距為主的語音報警系統(tǒng)。通過理論上大致的分析，設計方案基本可行。本系統(tǒng)工作時，通過超聲波傳感器完成對數(shù)據(jù)的采集，然后單片機開始工作，進行數(shù)據(jù)的計算以及處理，最后將結(jié)果通過語音芯片提示駕駛員。各個器件價格低廉，易于普及?？茖W技術(shù)在不斷的發(fā)展，越來越多的超聲波技術(shù)會出現(xiàn)在傳感器中，超聲波的應用可以極大的提高精度，而且設計簡單，易于操作，但是目前我國在這方面的技術(shù)十分的有限，還不能夠完全的制造超聲波傳感器，在不久的將來，超聲波技術(shù)一定會以精確方便的優(yōu)勢滿足各個行業(yè)的應用。本系統(tǒng)欠缺完善度，缺乏修正，忽略了溫度的影響，精確度也比較低，但是作為安全輔助系統(tǒng)，配合以駕駛員的經(jīng)驗和主觀判斷，還是能夠規(guī)避一定程度的風險，有比較廣闊的應用前景的。以上就是我們深圳市組創(chuàng)微電子有限公司為您介紹的基于超聲波及單片機技術(shù)的交通風險語音警示系統(tǒng)設計。我們有豐富的智能電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗，可以盡快評估開發(fā)周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是松翰單片機代理商、應廣單片機代理商，出售并開發(fā)sonix與應廣的MCU與語音IC方案。我們代理并開發(fā)杰理、安凱、全志、realtek等系列的IC與方案，還開發(fā)BLE藍牙IC、雙模藍牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設計與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設計、PCB設計、單片機開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號開發(fā)、語音識別技術(shù)、藍牙開發(fā)、wifi技術(shù)等。還可以承接智能電子產(chǎn)品研發(fā)、家用電器方案設計、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)、智能家居方案設計、TWS耳機開發(fā)、藍牙耳機音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。
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03-08
2021
智能服裝系統(tǒng)設計
基于單片機的智能服裝系統(tǒng)設計微電子、網(wǎng)絡通信和嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展，推進了物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新成果的普及和應用。近年來，智能化可穿戴設備作為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的一部分，受到社會各界的廣泛關注，正逐漸走進人們的生活，如智能手表、智能眼鏡、智能服裝等。為使智能化可穿戴設備更好地滿足社會需求和實際應用，給人類提供智能、便捷和高效的服務，各領域科研、技術(shù)人員加大了對可穿戴設備技術(shù)的研究和應用力度。服裝作為人們?nèi)粘Ｉ畹谋匦杵?，位居“衣食住行”之首，將可穿戴技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入服裝，研究集感知、驅(qū)動、處理和傳輸于一體的智能服裝成為市場主流趨勢和時代發(fā)展熱點。智能服裝最早應用于軍事、航天等特殊領域，后來逐漸拓展至醫(yī)療、保健、體育等行業(yè)。例如，針對人體健康方面的智能服裝，通常將嵌入式技術(shù)和多傳感器技術(shù)應用到服裝上，可實現(xiàn)對監(jiān)測人員的血壓、脈搏、心率、體溫等信息的采集和處理。在醫(yī)療領域，智能服裝還用來研究高血壓、心臟病等患者的實時監(jiān)測問題，特別是將醫(yī)療器械與智能服裝相結(jié)合的產(chǎn)品設計已成為當前及未來的發(fā)展趨勢。為使智能服裝更加滿足用戶需求，研究者還將無線通信及數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)應用于智能服裝。與有線傳輸技術(shù)相比，無線通信在經(jīng)濟性、便攜性及舒適性等方面都有顯著優(yōu)勢。此外，智能服裝還可以從服裝的新功能、智能化程度及新型材料等方面進行深入研究。由于病人、兒童、老人等屬于弱勢群體，對體溫和外界環(huán)境反應不太敏感，需要全方位、全過程的實時護理。本文基于STC89 C52單片機設計了一種智能服裝系統(tǒng)，能實時感知人體與環(huán)境溫度、大氣氣壓和空氣質(zhì)量等數(shù)據(jù)，并通過短距離無線通信技術(shù)將數(shù)據(jù)傳遞到電腦或手機終端，有助于實現(xiàn)對病人、兒童、老人等24 h實時監(jiān)控。此外，還利用特殊的紫外線LE D發(fā)光二極管和超聲波傳感器，設計了具有驅(qū)蚊功能的驅(qū)蚊傳感器模塊，使智能服裝系統(tǒng)能夠有效驅(qū)除蚊蟲。同時，多傳感器數(shù)據(jù)融合模式的設計也是本文研究的重點，其目的是剔除監(jiān)測過程中出現(xiàn)的錯誤、冗余等數(shù)據(jù)，避免造成不必要的干擾，以正確獲取監(jiān)測人員的綜合健康評價值，從而有助于做出健康評估并采取有效應對措施。一、智能服裝系統(tǒng)總體方案設計1.1系統(tǒng)總體方案設計智能服裝系統(tǒng)采用插拔技術(shù)，將感知人體健康的傳感器(如溫度傳感器LM335 A)、微處理器STC89 C52等微電子器件嵌入智能服裝，實現(xiàn)對監(jiān)測人員的健康狀態(tài)和環(huán)境信息的實時監(jiān)測、處理、顯示、預警等功能。該系統(tǒng)主要包括微處理器模塊、傳感器模塊、通信模塊、上位機和監(jiān)測終端。智能服裝系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設計如圖1所示。1.2智能服裝系統(tǒng)工作原理本文設計的智能服裝系統(tǒng)基于S T C8 9 C5 2微處理器，集成了溫度傳感器、氣壓傳感器、驅(qū)蚊傳感器和環(huán)境氣體傳感器等模塊，并采用了藍牙無線通信技術(shù)。首先，智能服裝系統(tǒng)將多傳感器采集的數(shù)據(jù)，通過安裝的藍牙設備(藍牙收發(fā)器)進行接收、轉(zhuǎn)發(fā)，即采用藍牙無線通信協(xié)議將接收的監(jiān)測人員健康狀態(tài)數(shù)據(jù)及環(huán)境數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至附近的上位機。其次，在上位機對數(shù)據(jù)進行處理、優(yōu)化和存儲，再由I n te r n e t、4G、GPＲS等網(wǎng)絡傳輸至遠程監(jiān)測終端，實現(xiàn)信息的存儲、處理、顯示等功能。最后，用戶可以在遠程監(jiān)測終端通過APP、IPAD、WEB等實時查看人員的綜合健康狀況。同時，該系統(tǒng)還利用光傳感器與物理驅(qū)蟲模塊相結(jié)合，不僅可以全天候監(jiān)測人體健康狀況，還能達到驅(qū)除蚊蟲的效果。智能服裝系統(tǒng)綜合運用了傳感器、嵌入式開發(fā)、通信及軟件開發(fā)等技術(shù)，可以實時感知人體健康狀況數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)，方便用戶通過連接的遠程電腦或移動設備終端查看各類監(jiān)測信息和綜合健康評價值。二、智能服裝系統(tǒng)的硬件設計2.1傳感器模塊硬件設計主要是對安裝在服裝上的監(jiān)測設備進行設計，包括使用的微處理器、溫度傳感器、氣壓傳感器、驅(qū)蚊傳感器和環(huán)境氣體傳感器等模塊的設計。智能服裝系統(tǒng)的微處理器和各傳感器模塊設計原理如圖2所示。溫度傳感器模塊采用LM335 A高精度溫度傳感器芯片，主要采集監(jiān)測人員的實時體溫和環(huán)境溫度。LM335 A溫度傳感器精度高、體積小，電源供電靈活、方便，比較適合嵌入到智能服裝系統(tǒng)。驅(qū)蚊傳感器模塊的關鍵技術(shù)是利用蚊蟲對特殊光源特別厭惡，以及對一定頻率的超聲波比較敏感，以達到驅(qū)趕蚊蟲的效果。設計的驅(qū)蚊傳感器模塊的發(fā)光源采用3 mm紫外線LED發(fā)光二極管;超聲波傳感器采用SSE1625T塑殼超聲波傳感器(16 mm/25 kHz)。氣壓傳感器模塊主要是輔助智能服裝系統(tǒng)監(jiān)測的人體健康狀況數(shù)據(jù)更加準確、有效。環(huán)境氣壓不同，會對傳感器數(shù)據(jù)造成一定的影響。因此，為了使監(jiān)測的各類數(shù)據(jù)能準確反映人體的實時健康狀況，特別在智能服裝系統(tǒng)中嵌入了氣壓傳感器模塊。本文設計的氣壓傳感器模塊采用的氣壓傳感器為MS5611－01 B A03傳感器芯片。環(huán)境氣體檢測傳感器模塊主要是為了實時了解監(jiān)測人員所處的環(huán)境狀況。近年來，環(huán)境污染日趨嚴峻，造成生活環(huán)境嚴重影響人們的健康和生命。病人、兒童、老人等弱勢群體對生活環(huán)境更加敏感，在某種場合或情況下需要時刻關注空氣質(zhì)量。本文設計的智能服裝系統(tǒng)集成了環(huán)境氣體檢測傳感器模塊，通過環(huán)境氣體傳感器實時感知監(jiān)測人員所處環(huán)境的空氣質(zhì)量，并綜合監(jiān)測的各項動態(tài)數(shù)據(jù)，有效評估監(jiān)測人員的健康狀況。智能服裝系統(tǒng)采用功耗低、體積小的C C S8 1 1數(shù)字型空氣質(zhì)量監(jiān)測傳感器，通過單片機控制氣體傳感器進行氣體數(shù)據(jù)的采集。2.2控制電路模塊STC89 C52處理器是一種低功耗、高性能的微控制器，具有8 K的系統(tǒng)可編程Flash存儲器。STC89 C52微處理器被廣泛應用于單片機中，為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供更靈活、有效的解決方案。智能服裝系統(tǒng)可在STC89C52單片機最小系統(tǒng)電路原理圖的基礎上，結(jié)合上述各類傳感器模塊，利用藍牙通信技術(shù)實現(xiàn)感知數(shù)據(jù)的采集與傳輸。2.3通信電路原理Proteus是英國著名的E DA工具(仿真軟件)，包括原理圖布圖、代碼調(diào)試及單片機與外圍電路協(xié)同仿真等，是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺。利用該工具可實現(xiàn)智能服裝系統(tǒng)通信電路的設計、調(diào)試和仿真。三、智能服裝系統(tǒng)的軟件設計智能服裝系統(tǒng)設計的硬件設備必須依賴程序才能實現(xiàn)各傳感器數(shù)據(jù)采集和傳輸功能。3.1監(jiān)控平臺設計智能服裝系統(tǒng)的監(jiān)控平臺可以方便用戶查看監(jiān)測信息。系統(tǒng)監(jiān)控平臺可以在上位機、遠程WE B終端、移動終端等進行訪問，其功能主要包括各傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)、人體健康綜合評價等信息的顯示、查詢等功能。其中，人體健康綜合評價值是通過多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)處理之后的融合值;人體溫度值可以同時查看監(jiān)測者的左腋窩、右腋窩、前胸和后背4個部位的局部溫度。所有數(shù)據(jù)不但可以直觀顯示數(shù)字形式，而且可以顯示出實時性的數(shù)據(jù)變化曲線。3.2數(shù)據(jù)處理在數(shù)據(jù)處理方面，智能服裝系統(tǒng)主要采用多傳感器數(shù)據(jù)融合方法，將多傳感器數(shù)據(jù)傳送至上位機后進行數(shù)據(jù)融合。通常，在人體健康狀態(tài)數(shù)據(jù)采集過程中可能存在外界環(huán)境、系統(tǒng)異常等因素影響，使監(jiān)測數(shù)據(jù)存在丟包、冗余、不準確或錯誤等現(xiàn)象。因此，對智能服裝系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過融合處理為更準確、有效的數(shù)據(jù)，以達到綜合評估人體健康的目的。結(jié)論本文通過分析智能服裝的研究現(xiàn)狀，設計了一種基于STC89C52單片機的智能服裝系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過實時感知監(jiān)測人員(如病人、兒童、老人等特殊群體)的健康狀態(tài)信息，通過藍牙技術(shù)將人體溫度、環(huán)境溫度、大氣氣壓和空氣質(zhì)量等多傳感器數(shù)據(jù)上傳至上位機，并對多傳感器數(shù)據(jù)進行一級融合和二級融合，再將融合后更加準確、有效的數(shù)據(jù)以互聯(lián)網(wǎng)或移動網(wǎng)絡傳送到遠程監(jiān)控平臺，用戶即可通過WEB系統(tǒng)或APP進行實時瀏覽、查看監(jiān)測人員的健康狀況，并根據(jù)系統(tǒng)提醒和預警功能及時關注監(jiān)測人員的健康變化，以盡早做出相應補救措施。同時，該系統(tǒng)還利用蚊蟲對特殊光源特別厭惡和對一定頻率的超聲波比較敏感的原理，在智能服裝系統(tǒng)中設計了帶有發(fā)光二極管和超聲波傳感器的驅(qū)蚊傳感器模塊，具有較好的驅(qū)趕蚊蟲效果。本文設計的智能服裝系統(tǒng)功能實用，操作方便，易于實現(xiàn)和推廣，具有廣闊的應用前景。未來智能服裝在材料、技術(shù)、舒適度、款式等方面會不斷提升，將兼具醫(yī)療診斷、健康監(jiān)測、安全防護等多功能于一體。在研究智能服裝系統(tǒng)綜合設計、開發(fā)的同時，人們將會更加關注智能服裝的實用性和健康性，特別是從社會和市場的實際需求出發(fā)，融合新技術(shù)、新材料和多學科交叉進行深入研究，推進智能服裝及可穿戴設備的智能化、網(wǎng)絡化、大眾化和商業(yè)化發(fā)展。以上就是我們深圳市組創(chuàng)微電子有限公司為您介紹的單片機的智能服裝系統(tǒng)設計詳情。我們有豐富的智能電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗，可以盡快評估開發(fā)周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是松翰單片機代理商、應廣單片機代理商，出售并開發(fā)sonix與應廣的MCU與語音IC方案。我們代理并開發(fā)杰理、安凱、全志、realtek等系列的IC與方案，還開發(fā)BLE藍牙IC、雙模藍牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設計與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設計、PCB設計、單片機開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號開發(fā)、語音識別技術(shù)、藍牙開發(fā)、wifi技術(shù)等。還可以承接智能電子產(chǎn)品研發(fā)、家用電器方案設計、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)、智能家居方案設計、TWS耳機開發(fā)、藍牙耳機音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。
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03-07
2021
火災報警系統(tǒng)單片機
基于單片機的火災報警系統(tǒng)設計全球每年發(fā)生的火災數(shù)量逐年上升，其中住宅區(qū)火災占的比重最大，造成了嚴重的人員傷亡和經(jīng)濟損失。當前，有很多火災報警系統(tǒng)正被廣泛應用于各種場所，但它們普遍存在不能及時將報警信號發(fā)送至管理人員的問題。因此，迫切需要設計一款反應速度快且可自動報警的多路火災報警系統(tǒng)，以便在火災初期準確探測災情，及時發(fā)送報警短信至管理人員的手機。一、火災報警系統(tǒng)方案火災報警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，如圖1所示。整個系統(tǒng)可以分為兩部分。一是上位機接收端監(jiān)控顯示報警部分，二是下位機溫度和煙霧濃度測試子系統(tǒng)。在該設計系統(tǒng)中，測試子系統(tǒng)一共有三組。上位機子系統(tǒng)與下位機子系統(tǒng)采用NRF24 L01無線通信模塊進行連接，通信模式是一對三。在下位機各個子系統(tǒng)中，以單片機msp430為中央控制單元，憑借煙霧檢測模塊和溫度檢測模塊檢測周圍環(huán)境的溫度和煙霧濃度，通過無線通信模塊NRF24L01將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C子系統(tǒng)即監(jiān)控顯示端。監(jiān)控顯示端中的控制芯片亦采用msp430。當系統(tǒng)接收到下位機傳送的數(shù)據(jù)后，通過液晶顯示屏12864顯示數(shù)據(jù)。若接收到的數(shù)據(jù)值高于系統(tǒng)的設定值，系統(tǒng)便發(fā)出警報聲，同時通過GSM模塊發(fā)送報警短信至管理員手機進行提醒。其中，上位機可以通過鍵盤模塊調(diào)節(jié)報警的限位值。二、火災報警系統(tǒng)硬件設計火災報警系統(tǒng)包含的硬件部分主要有上位機接收端監(jiān)控顯示部分、NRF24L01無線通信模塊、下位機溫度和煙霧濃度采集單元。2.1上位機接收端監(jiān)控顯示部分上位機接收端硬件部分主要包括核心控制器、12864液晶顯示模塊、設置報警范圍的鍵盤模塊、單片機最小系統(tǒng)模塊、GSM通信模塊和NRF24L01接口電路。（1）核心控制器：MSP430單片機是一種16位超低功耗的微處理器，具有強大的處理能力、高集成度、穩(wěn)定的工作狀態(tài)和豐富的片上外圍模塊等特點。火災報警系統(tǒng)選用msp430系列的msp430f169作為核心控制器，原因在于系統(tǒng)中不僅包含一對三的NRF24L01無線通信模塊，還加入了GSM通信模塊。這些模塊需要的輸入輸出口較多，且對程序處理能力要求較高，51單片機很難實現(xiàn)，而上位機子系統(tǒng)和下位機子系統(tǒng)通過采用msp430作為中央控制器可以解決這些問題。（2）GSM通信模塊：GSM通信模塊采用SIM300，主要原因在于SIM300可以在EGSM 900MHz、DCS1800MHz、PCS1900MHz三種頻率下工作。SIM的外形結(jié)構(gòu)也很輕巧，幾乎所有的工業(yè)應用場合其尺寸都適用。SIM也經(jīng)常被使用于移動設備，如智能手機和掌上電腦。另外，SIM具有語音通話和短信發(fā)送功能，且待機功耗低。該設計系統(tǒng)使用的正是其短信發(fā)送功能。GSM通信模塊的接收端和發(fā)送端需要分別接到單片機的P1.0和P1.1管腳。該模塊發(fā)送短信需要進行三方面設置。第一，設置GSM工作方式；第二，發(fā)送中文短信需要設置PDU模式；第三，設置發(fā)送短信的長度。（3）12864液晶顯示和按鍵電路設計：該系統(tǒng)采用三路數(shù)據(jù)采集模塊采集溫度和煙霧濃度。為方便在接收端顯示三路檢測值，特采用QC12864B液晶顯示屏，在畫面清楚的同時，可以顯示4行數(shù)據(jù)。因為系統(tǒng)包含3個下位機測試系統(tǒng)，在進行上位機顯示時設置為三行分別顯示，每行顯示一組的溫度和煙霧濃度，如“1號：溫度29濃10%”，在液晶屏中另有一行顯示“設置：溫度**濃**”。盡管QC12864液晶顯示屏比LCD1602顯示屏價格高，顯示程序復雜，但其顯示效果優(yōu)勢明顯，可以完整顯示信息。而LCD1602只方便顯示數(shù)字和字母，且只能顯示兩行，顯示字體的大小也有限制。在上位機系統(tǒng)中加入按鍵電路，作用是調(diào)整溫度和濃度的報警限位值。實際使用過程中，系統(tǒng)會遇到季節(jié)的變更，環(huán)境溫度會相應發(fā)生改變。因此，需要調(diào)節(jié)報警溫度值，如夏天環(huán)境溫度很高，報警溫度值需要適當上調(diào)，而冬天正常環(huán)境溫度較低，需把報警溫度值向下調(diào)節(jié)。由于使用時只需要增加、減少和確定三個功能鍵即可順利工作，且矩陣式鍵盤編程較為復雜，按鍵電路在設計時并沒有采用矩陣式按鍵，而是選用了3個獨立的按鍵。2.2NRF24L01無線通信模塊該火災報警系統(tǒng)由上位機子系統(tǒng)和下位機子系統(tǒng)兩部分組成。上位機與下位機之間的通信采用NRF24L01無線通信模塊。NRF24L01與中央控制器以SPI通信方式進行連接。NRF24L01的工作頻率是2.4～2.5GHz，通用性強，可以連接到各種單片機芯片完成無線數(shù)據(jù)傳送工作。此外，它的電流功耗低，在發(fā)送模式時電流消耗約為11.3 mA，接收模式約為12.3 mA，而待機模式下功耗更低。在上位機子系統(tǒng)線路連接中，24L01芯片要與單片機的6個管腳相連接。其中，CSN是無線模塊的片選信號，需要連接到P1.2，由單片機發(fā)出信號來控制是否允許向24L01輸寫數(shù)據(jù)。MOSI是輸入信號，與單片機的P1.3相接，由單片機向無線模塊發(fā)送數(shù)據(jù)。MISO是模塊的輸出信號，是無線模塊向單片機發(fā)送數(shù)據(jù)的接口，與單片機的P1.4相接。IRQ是模塊輸出接口，是無線模塊產(chǎn)生中斷信號并發(fā)送給單片機的接口，與單片機的P1.5相連接。SCK是無線模塊的輸入接口，串行時鐘信號與單片機的P1.6相連接，由單片機發(fā)出信號來控制無線模塊的讀或?qū)懙倪\作節(jié)拍。CE是無線模塊的輸入信號，與單片機的P1.7相接，由單片機給出信號控制24L01內(nèi)部射頻電路是否開始工作。下位機子系統(tǒng)中，無線通信模塊的管腳連接單片機的P2.0～P2.5。在整個火災報警系統(tǒng)中，采用一對三的通信模式，即一個節(jié)點接收，三個節(jié)點發(fā)送。上位機工作在接收模式，而3個下位機中的無線模塊都工作在發(fā)送模式，然后將檢測到的溫度和煙霧濃度數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機系統(tǒng)并顯示出來。2.3下位機溫度和煙霧濃度采集單元（1）煙霧濃度檢測電路設計：煙霧濃度檢測電路采用HIS-07傳感器。它是一種離子式煙霧傳感器，性能遠優(yōu)于氣敏電阻類傳感器，對微小煙霧粒子的感應尤為靈敏。此外，該線路使用了Motorola公司的MC14468。MC14468是一款離子感煙探測報警專用芯片，報警響應時間短。它的1管腳為輸信號端，當檢測到煙霧濃度發(fā)生變化時，從1號腳輸出高電平到單片機的P1.1管腳，原理如圖2所示。（2）溫度檢測電路設計：溫度檢測電路中使用DS18B20傳感器，可以準確有效地采集周圍環(huán)境溫度。它的優(yōu)點是靈敏度高，數(shù)據(jù)精確。DS18B20有3個管腳，兩邊的管腳分別接地和電源正極，中間管腳是數(shù)據(jù)輸出口，與msp430單片機的P1.2端口連接。單片機將溫度傳感器檢測到的溫度通過P1.2端口輸入到內(nèi)部。DS18B20采集到的溫度數(shù)據(jù)為模擬量信號，而msp430單片機內(nèi)部具有模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，電路不需另外再接入模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。模擬量信號經(jīng)內(nèi)容轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號，進而在顯示屏上顯示出來。（3）下位機數(shù)據(jù)顯示：下位機檢測系統(tǒng)顯示電路應用LCD1602顯示屏。由于在下位機采集系統(tǒng)中只需要觀察系統(tǒng)的溫度和煙霧濃度，用LCD1602即可完整顯示。LCD1602的電路接線和驅(qū)動程序較12864都相對簡單，是下位機系統(tǒng)的不二之選。三、火災報警系統(tǒng)軟件設計系統(tǒng)的軟件程序分為上位機程序和下位機程序。其中，上位機程序部分包括液晶顯示、按鍵程序、上位機通信程序與GSM報警程序。下位機程序包括溫度傳感器數(shù)據(jù)采集、煙霧傳感器煙霧檢測和無線通信程序。GSM報警程序的執(zhí)行過程：進入警報程序，輸入1則顯示屏輸出測試組A警報，輸入2則顯示屏輸出B警報，輸入3則顯示屏輸出顯示測試組C警報信號。所有警報信號都需傳送到SMS發(fā)送程序，最后結(jié)束程序。結(jié)論該系統(tǒng)創(chuàng)新之處在于以下幾個方面。第一，煙霧傳感器的使用。系統(tǒng)選用離子式煙霧傳感器HIS-07和離子感煙探測報警專用芯片，可以更快、更靈敏地檢測到火災的發(fā)生。第二，主控芯片選用msp430單片機。msp430單片機與51單片機相比，具有更低的功耗和更強的處理能力，且系統(tǒng)使用場所為火災現(xiàn)場，在火災導致室內(nèi)斷電時，小系統(tǒng)功耗的msp430單片機是最佳的選擇。第三，設計使用GSM模塊進行短信報警，第一時間將火災情況發(fā)送至檢測者，從而及時救援受害者。以上就是我們深圳市組創(chuàng)微電子有限公司為您介紹的基于單片機的火災報警系統(tǒng)設計詳情。我們有豐富的智能電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗，可以盡快評估開發(fā)周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是松翰單片機代理商、應廣單片機代理商，出售并開發(fā)sonix與應廣的MCU與語音IC方案。我們代理并開發(fā)杰理、安凱、全志、realtek等系列的IC與方案，還開發(fā)BLE藍牙IC、雙模藍牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設計與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設計、PCB設計、單片機開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號開發(fā)、語音識別技術(shù)、藍牙開發(fā)、wifi技術(shù)等。還可以承接智能電子產(chǎn)品研發(fā)、家用電器方案設計、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)、智能家居方案設計、TWS耳機開發(fā)、藍牙耳機音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。注：部分圖片內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除。
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03-06
2021
智能全開窗系統(tǒng)設計
基于單片機的智能全開窗設計現(xiàn)今，科技發(fā)展日新月異。以人工智能、微電子半導體技術(shù)、航天、生物、新能源等為代表的一大批現(xiàn)代高新技術(shù)蓬勃發(fā)展?？萍嫉陌l(fā)展給人們帶來了巨大的便利，但窗戶在這個變革的時代中沒有發(fā)生根本性進步。如果有一種多功能的智能窗，用技術(shù)的手段進行設計，便能夠使傳統(tǒng)的智能窗實現(xiàn)遠程開關窗、火災主動開窗、雨天關窗等智能化功能。此外，該窗戶具有結(jié)構(gòu)簡單、適用性強、功能完善等特點，十分符合現(xiàn)代智能家居的要求，具有廣闊的市場應用前景。一、多功能智能窗的功能特點1.1監(jiān)控危險情況：窗戶系統(tǒng)會24h監(jiān)控室內(nèi)各種氣體含量，當可燃氣體或某種特定的氣體濃度達到了預先設計的值時，窗戶將會自動打開，與室外進行通風。如果氣體濃度回歸到正常水平，窗戶則會自動關閉。1.2雨天關窗：當窗戶打開時，窗戶系統(tǒng)將會啟動對于天氣下雨情況的監(jiān)控。一旦雨量達到一定的值而會影響室內(nèi)時，窗戶將自動關閉。1.3遠程遙控：窗戶系統(tǒng)內(nèi)置有藍牙通信模塊，只要通過遙控器，遠程便可以實現(xiàn)對于窗戶的控制。此外，還可對窗戶進行語音控制，只要說出特定語音語句，窗戶識別后便可實現(xiàn)開/關功能。1.4調(diào)節(jié)溫度：窗戶系統(tǒng)監(jiān)控室內(nèi)溫度情況，當溫度過高時，窗戶將自動打開，當溫度回歸到正常水平則關閉。1.5自動上鎖：窗戶內(nèi)置有電磁鎖結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)自動上鎖功能。1.6機械式與電子式操作切換：為了防止停電窗戶無法工作的情況，只需按一個按鈕，窗戶便可切換為手動操作的模式。1.7窗戶具有防盜功能：開啟后，若有人從窗戶進入，窗戶便能監(jiān)控到并立刻發(fā)出報警聲音。二、智能全開窗系統(tǒng)機械設計2.1全開窗結(jié)構(gòu)本智能窗改變了過去傳統(tǒng)窗戶的開關方式，采用了“全開窗”結(jié)構(gòu)，使得空間得到最大化利用。經(jīng)計算，本結(jié)構(gòu)打開率高達94.5%（常規(guī)推拉窗打開空間最高只有45%）。窗戶外框架采用了鋁合金結(jié)構(gòu)，其分格的靈活性比較大，可以將其做出多種立面效果，人們可以把此類窗戶改裝運用到多種場合。窗戶整體機械框架如圖1所示。2.2內(nèi)部機械驅(qū)動多功能智能家居全開窗裝有各類高靈敏度傳感器，如煙霧傳感器、雨滴傳感器等，在此基礎上便可實現(xiàn)感知外部環(huán)境的變化，然后通過電路，使得電機開始工作。電機工作后，帶動窗戶內(nèi)部機械結(jié)構(gòu)相互運行，從而實現(xiàn)了雨天自動關窗、陽光充足時自動開窗等一系列功能。利用大扭矩電動機輪組帶動同步帶，同步帶上安裝一個固定夾，固定夾子與底下的窗戶底座相連接，即可實現(xiàn)窗戶的左右平移滑動。與此同時，利用窗運動的慣性和電磁鐵通斷電實現(xiàn)自動上鎖。而在窗戶的開關運行過程中，會遇到“死點”的問題。當窗戶關閉后，兩窗扇處在同一直線，這時就出現(xiàn)了機構(gòu)的死點問題。如果在該情況下給電機通電，無論多大扭矩都無法使窗戶打開，最后只會令電機燒壞。針對此類情況，人們在兩扇窗中間加上了兩根彈簧進行“儲能”，以確保窗戶在關閉之后仍保持有一定的動力。當窗戶一打開，就能夠使得其不在同一直線上，形成一個較小的角度，從而順利開關窗戶。三、智能全開窗系統(tǒng)電路設計3.1總體設計系統(tǒng)基于STC89C52單片機進行控制，作為系統(tǒng)控制器，其具有功耗低、體積小、存儲容量大、硬件功能容易實現(xiàn)的特點。系統(tǒng)整體電路如圖2所示。3.2電機驅(qū)動模塊設計智能窗是通過步進電機與STC89C52芯片、運算放大器、邏輯門芯片和各種敏感電阻和遙控器組成各種外部環(huán)境變化感應控制電路，實現(xiàn)步進電機的智能開和關，從而簡單地實現(xiàn)窗的自動化。3.3溫濕度檢測模塊設計本智能窗以單片機為核心，采用溫濕度傳感器DHT11設計一個對環(huán)境溫度、濕度的檢測系統(tǒng)。DHT11是一款已經(jīng)校準數(shù)字信號輸出的溫濕度復合傳感器。它應用專用的數(shù)字信號模塊采集技術(shù)和先進的溫度傳感技術(shù)，具有極高的可靠性和卓越的長期穩(wěn)定性，廣泛應用于實驗室、工業(yè)、環(huán)保、衛(wèi)生防疫、倉儲運輸、溫室等領域。溫度測量范圍：0～50℃；濕度測量范圍：20%～90%RH。DHT11有一根數(shù)據(jù)線、一根電源線、一根地線，還有一根（NC）懸空。直接將電源線與單片機的電源VCC相連，地線與單片機的GND相連。數(shù)據(jù)線DATA與單片機的P1.0口相連，外加一個5kΩ的上拉電阻。所需要的溫濕度數(shù)據(jù)便是由DATA引腳通過P1.0送入單片機，在單片機內(nèi)做出相應的處理之后得到相應的溫濕度數(shù)據(jù)。采用該傳感器后，室內(nèi)溫度過高時，智能窗戶自動開啟，以調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。讓室內(nèi)環(huán)境舒服自在。3.4雨滴傳感模塊設計雨滴傳感器過去常被運用到汽車中，以控制雨刮的速度。雨滴傳感器用于檢測是否下雨或者雨滴量的大小。雨滴傳感器可在程序設計的規(guī)定工作條件下進行工作。筆者創(chuàng)新性地把CCD攝像頭雨滴傳感器運用到此智能窗中，使得系統(tǒng)能夠檢測到下雨天氣，以達到下雨天關窗的功能。傳感器安裝于窗戶三角突出的位置，在剛下雨時就能接受到雨滴。當傳感器接收到雨滴后，發(fā)出信號接通控制器，通過控制器使執(zhí)行機構(gòu)動作而關好門窗。3.5煙霧傳感模塊設計窗上裝有煤煙傳感器，當檢測到室內(nèi)一定濃度煤氣對人體造成危險時，警報聲響起，同時向電路傳輸信號，實現(xiàn)自動開窗。煙霧傳感器屬于氣敏傳感器，是氣-電變換器，它將可燃性氣體在空氣中的含量（即濃度）轉(zhuǎn)化成電壓或者電流信號，通過A/D轉(zhuǎn)換電路將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后送到單片機，進而由單片機完成數(shù)據(jù)處理、濃度處理及報警控制等工作。此感應器靈敏度高，當測試到有氣體濃度異常時，窗戶將關閉，待煙霧回歸到正常范圍才會重新開啟。四、智能全開窗系統(tǒng)軟件設計該智能窗控制系統(tǒng)的控制單元選用了STC89C52單片機，這是ATMEL公司的一款低功耗、高性能CMOS的8位微控制器，具有8kΩ系統(tǒng)可編程Flash存儲器。系統(tǒng)以Keil作為編程軟件，以C語言為編程語言。通過各個傳感器對外界和室內(nèi)環(huán)境條件進行檢測，由單片機判斷采取相應的開關窗動作。接通電源后，各個傳感器各自初始化，開始檢測環(huán)境的各種參數(shù)，當數(shù)值達到所設定值后，便開始動作。程序中設置了手動開關窗是最高優(yōu)先級，所有窗戶的自動操作都可被手動主動停止，這充分體現(xiàn)了人性化設計，人的意愿是最優(yōu)先考慮的。第二優(yōu)先級為防燃氣泄漏，當檢測到燃氣泄露時，電機正轉(zhuǎn)開窗并語音報警及時通風換氣。其后根據(jù)更傳感器的重要性，依次進行優(yōu)先級排序。結(jié)語本智能窗結(jié)構(gòu)設計巧妙，集合了溫度、濕度、煙霧等多種傳感器。機、電高度融合，可靠性高、穩(wěn)定性強。其集成后的智能化程度十分高，人性化理念強。而其制造、安裝簡易，可適用范圍廣，其適合引進到高檔住宅、酒店、學校等場景，具有十分廣闊的應用前景。以上就是我們深圳市組創(chuàng)微電子有限公司為您介紹的基于單片機的智能全開窗設計詳情。我們有豐富的智能電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗，可以盡快評估開發(fā)周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是松翰單片機代理商、應廣單片機代理商，出售并開發(fā)sonix與應廣的MCU與語音IC方案。我們代理并開發(fā)杰理、安凱、全志、realtek等系列的IC與方案，還開發(fā)BLE藍牙IC、雙模藍牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設計與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設計、PCB設計、單片機開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號開發(fā)、語音識別技術(shù)、藍牙開發(fā)、wifi技術(shù)等。還可以承接智能電子產(chǎn)品研發(fā)、家用電器方案設計、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)、智能家居方案設計、TWS耳機開發(fā)、藍牙耳機音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。注：部分圖片內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除。
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03-05
2021
單片機聲光控燈系統(tǒng)
基于單片機的聲光控燈系統(tǒng)設計社會快速發(fā)展的同時技術(shù)也緊跟其后，很多公共場所在照明方面做出了很多措施，這也將是目前的一個發(fā)展趨勢，現(xiàn)實生活中有了聲音和光控制開光外，利用微波感應和人體紅外感應開關也有。但是，微波感應不夠穩(wěn)定抗干擾方面不夠理想，紅外感應雖然它在性能方面是比微波感應上理想，但由于它的安裝是比較復雜的，賣的的價格也偏貴，紅外感應適用的范圍有限，只能用在一些管理的比較完善的地方，比如：賓館、飯店、樓道和一些固定走廊。雖然這些地方可以使用紅外感應來控制照明，從另外方面考慮到價格問題，還有安裝管理方面不利因素。電路設計中避免了以上不穩(wěn)定、性能、價格還有安裝的局限性問題。能夠滿足大多數(shù)的環(huán)境，可以有限的節(jié)約能源。系統(tǒng)工作是按設定好的先后順序執(zhí)行的如圖1所示。一、聲光控燈系統(tǒng)硬件電路設計課程設計電路由51單片機、LM393電壓比較器電路、駐極體話筒控制電路、光敏電阻控制電路、繼電器控制電路、數(shù)碼管倒計時，按鍵切換顯示部分組成。1.1單片機及顯示部分電路組成由單片機、三極管、兩位共陽數(shù)碼管組成。時間倒計時數(shù)碼管顯示電路如圖2所示；當程序進入初始化時數(shù)碼管顯示十秒，夜晚且有聲音時，繼電器吸合的同時數(shù)碼管開始倒計時。單片機的引腳輸出高低電平改變?nèi)龢O管的基極電壓，讓Q2、Q3截止或者導通，從而改變數(shù)碼管的位顯示。單片機的P0口輸出高低電平改變a、b、c、d、e、f的值，利用人的視覺效應，顯示不同的數(shù)字兩位數(shù)碼管是共陽極數(shù)碼管，段選接在P0口，通過改變P0口引腳的高低電平，來顯示數(shù)字，而P2.3引腳用來控制個位數(shù)碼管的亮滅，P2.7用來控制十位數(shù)碼管的亮滅，與一定的時間間隔掃描，拉高或者拉低P0口、P2.3、P2.7的引腳將顯示不同位數(shù)碼管亮滅的變化。單片機的驅(qū)動電流有限，不能同時驅(qū)動數(shù)碼管亮，所以增加兩個PNP型三極管Q2、Q3來驅(qū)動數(shù)碼管顯示。按鍵S2按下數(shù)碼管暫停顯示同時燈常亮，再次按下數(shù)碼管繼續(xù)倒計時。1.2聲光部分圖3所示是聲音和光的控制電路。通過改變光敏電阻RRR的阻值，來改變同向輸入端INA+的電壓，同時與反向輸入端INA-的電壓作比較，光敏電阻RRR的阻值是受外界光線的強弱而變化，外界光線較強時RRR的阻值只有幾百歐，外界光線較弱時RRR的阻值有幾十兆歐。光敏電阻RRR與R5電阻串聯(lián)在電路中，RRR電阻的變化引起INA+腳電壓的變化。INA+引腳電壓低于INA-引腳電壓OUTA輸出低電平，此時是晚上光敏電阻工作。INA-引腳電壓可以通過滑動變阻器R4調(diào)節(jié)。駐極體話筒MK1將聲音轉(zhuǎn)換成微弱的電壓信號。當有聲音時話筒感應到聲音，產(chǎn)生交流信號，然后交流信號將C4的兩端電壓產(chǎn)生壓降，迫使C4充電此時三極管基極有電壓，滿足三極管的導通條件，此時集電極引腳變?yōu)槌龈唠娖?。INB-的電壓與INB+的電壓比較后OUTB輸出低電平，三極管導通時間取決于電容C4的容量。1.3繼電器部分單片機的引腳P3.7接在三極管Q1的基極，三極管用來接通和斷開繼電器，這樣就變成了繼電器驅(qū)動電路如圖4所示：三極管Q1的基極接到單片機的P3.7口，單片機的I/O口輸出電流大概20mA這樣，所以不能直接用來帶動負載。Q1用來放大電流，放大的電流是九十倍，繼電器額定電流是40mA,Q1基極電流經(jīng)過放大足以驅(qū)動繼電器工作。P3.7口輸出高電平時Q1三極管截止，P3.7口輸出低電平時Q1三極管導通，繼電器得電，繼電器吸合常開觸電閉合接通負載燈亮。LED用來顯示繼電器的吸合斷開狀態(tài)，當繼電器吸合時LED燈亮，繼電器斷開時LED燈滅。二、聲光控燈系統(tǒng)的安裝首先畫好原理圖檢查，編好程序畫好仿真電路并調(diào)試，軟件方面能實現(xiàn)，再次準備好焊接所需要的材料，以及各種工具器，先測試各個器件好壞，并且能正確區(qū)分各個器件正負極，以及怎么使用，焊接要注意什么，焊的過程先后順序，焊完一部分調(diào)試一部分，焊完一部分檢查一部分，懂得修改程序有問題能解決。三、聲光控燈系統(tǒng)全面檢查焊接電路前要對各元件單獨進行測量，看有沒有壞的元件，弄清楚各元件的正負極以及它的作用，在焊接時的先后順序。有些元件有插座的先焊接插座，焊接完插座把元件插在插座里面。焊接電解電容、數(shù)碼管和LED燈時，烙鐵溫度不要太高，焊接時間不要太久，以免燒壞元件。電路焊接完成，要對各個引腳進行檢查，看看各個引腳有沒有虛焊、漏焊，用萬用表檢查各個元件的正負極是否連在一起。各個引腳有沒有短接的，有些引腳本來要連接在一起的有沒有漏焊或者焊錯。特別是單片機的引腳靠的太近，要用萬用表檢查相鄰引腳是否有短路。檢查各個引腳的接法是否正確，有沒有把引腳的各個功能給焊錯。檢查完基本的測量先不要急著上電，把元件插到插座里面，再用萬用表測量各個引腳看看有沒有短路、斷路、虛焊。最后一定要測量一次電路的正負極，看看有沒有短路。結(jié)論本課程就是針對節(jié)能方面而設計的，利用單片機、聲音、光的結(jié)合，實現(xiàn)照明。本論文的研究適合用在家庭、辦公司、走廊、樓房、一些公共場合可當作路燈用。其工作原理利用人走路發(fā)出的聲音被電路檢測到，以此同時確定是晚上燈就會亮，當人離開后燈延時一下才熄滅。白天即使有人經(jīng)過燈也不亮，電路本身功耗也低采用五伏電源供電，再加上電路本身自身的特點，此電路有節(jié)能的作用。該設計使用范圍廣而且穩(wěn)定可靠，值得應用到生活中。本課程設計聲音和光敏電路可以調(diào)節(jié)其靈敏度，增加了按鍵可以讓燈常亮，還增加了燈亮顯示時間，提高了其實用性。當有人連續(xù)經(jīng)過時，會重新更新以最后一個人為倒計時，這樣設計比較符合實際情況。以上就是我們深圳市組創(chuàng)微電子有限公司為您介紹的基于單片機的聲光控燈系統(tǒng)設計方法。我們有豐富的智能電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗，可以盡快評估開發(fā)周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是松翰單片機代理商、應廣單片機代理商，出售并開發(fā)sonix與應廣的MCU與語音IC方案。我們代理并開發(fā)杰理、安凱、全志、realtek等系列的IC與方案，還開發(fā)BLE藍牙IC、雙模藍牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設計與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設計、PCB設計、單片機開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號開發(fā)、語音識別技術(shù)、藍牙開發(fā)、wifi技術(shù)等。還可以承接智能電子產(chǎn)品研發(fā)、家用電器方案設計、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)、智能家居方案設計、TWS耳機開發(fā)、藍牙耳機音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。
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03-04
2021
智能抄表單片機設計
基于單片機的智能化抄表系統(tǒng)設計分析伴隨科學技術(shù)的不斷發(fā)展，人們的生活越來越離不開電力的支持。在信息化時代的當下，人們的生產(chǎn)、生活、學習等各個方面都與電力有著緊密的聯(lián)系。因此，人們的用電量逐漸增多，對于抄表工作提出了更高的要求，傳統(tǒng)抄表工作無法適應當下需要，所以電力企業(yè)要大力發(fā)展智能化抄表系統(tǒng)。一、抄表系統(tǒng)的硬件設計1.1整體架構(gòu)設計為了使抄表系統(tǒng)更加智能化，要對其增添脈沖計數(shù)、數(shù)據(jù)存儲與處理、顯示電量及狀態(tài)、具有控制通訊中心等功能。首先，電能采集技術(shù)模塊會按照脈沖計數(shù)將電表數(shù)據(jù)計算出來，并將數(shù)據(jù)存儲在系統(tǒng)內(nèi)部的RAM之中。其次，系統(tǒng)內(nèi)核會按照所設定的時間，按時將數(shù)據(jù)傳輸命定發(fā)送至脈沖技術(shù)模塊中，使其對電表數(shù)據(jù)進行收集，并按照提前設置的約定，將數(shù)據(jù)存儲在RAM中，然后等上位機進行查詢，同時記錄反應較慢的上位機號碼并反饋給上位機。最后，上位機有兩種操作方式，一是定時抄送，二是隨時抄送。定時抄送表現(xiàn)為上位機會按照系統(tǒng)所設定的時間對各個脈沖技術(shù)模塊所采集到的數(shù)據(jù)進行查詢；而隨時抄送是指在特殊狀況下，單獨復查某個用戶的數(shù)據(jù)。值得注意的是，在這兩種模式下，要對沒有響應的電腦數(shù)據(jù)進行備份，并予以警告。系統(tǒng)整體架構(gòu)設計如圖1所示。1.2各個模塊設計系統(tǒng)各個模塊的設計是智能化抄表系統(tǒng)的核心點，主要包括備用電源、電能采集模塊、通訊模塊、時鐘模塊、顯示模塊等，每個模塊的選擇與設計都關乎著整個抄表系統(tǒng)的運行效率及質(zhì)量。第一，電能數(shù)據(jù)采集的電路設計。電能表的測試模塊有兩種設計方案，一是使用分立元件PT、CT、S/H、FIR與乘法器，來計算電壓、電流及功率。二是根據(jù)數(shù)字乘法器原理，按其專有大規(guī)模集成的電能計量芯片來進行電壓與電流的采樣等，通過脈沖的方式將有功功率輸出，進而便于微型處理器進行處理，使用起來也較為方便，性能可靠、具有較高的計算精準度。第二，譯碼電路的設計。譯碼電路可以使用74LS138芯片，并通過P2.5-2.7的I/O線譯碼，按照時間選用合理的芯片，將其電能信號輸送至單片機內(nèi)。此外，在對其進行設計時，還要使用許多片并行取樣的電路芯片、存儲芯片以及現(xiàn)場總線芯片。這些芯片能夠在單片機的I/O口進行共用，并將其當做數(shù)據(jù)或是地址線，而且可以在譯碼器電路的支持下實現(xiàn)此些芯片的選通，以免數(shù)據(jù)線的地址發(fā)生沖突狀況。第三，CPU的選擇，CPU作為智能化抄表系統(tǒng)的核心，會對系統(tǒng)的運作起到直接影響。所以對于CPU來說，其能夠與指令系統(tǒng)兼容，能夠大于1000次的反復擦寫，具有多個雙向I/O口，時鐘頻率要保持在0-33MHZ，要有兩個16位能夠進行編程的定時器或計數(shù)器，還要擁有雙全工的串行中斷口線、中斷喚醒的省電模式、看門狗電路以及軟件空閑功能。第四，看門狗與外圍存儲設計。大部分單片機都要擁有復位電路，要求復位電路可以在單片機通電時可靠復位，在斷電時可以保持程序歸整，確保存儲于內(nèi)部的數(shù)據(jù)不會被篡改。此外，單片機在運行時會受到多種因素的侵擾，甚至出現(xiàn)死機問題，為了解決這一問題，可以添置看門狗電路。當單片機運行出現(xiàn)問題時，其能夠在短時間內(nèi)為單片機提供復位信號，進行系統(tǒng)復位。另外，為了避免在突然斷電的狀況下，單片機數(shù)據(jù)丟失，要進行外圍存儲設計，安裝未處理監(jiān)控芯片，當發(fā)生斷電事故時，能夠提前告知單片機，進行數(shù)據(jù)存儲。第五，時鐘模塊的設計。因為智能化抄表系統(tǒng)屬于自動化測控系統(tǒng)，不僅要記錄數(shù)據(jù)，還要存儲記錄數(shù)據(jù)的時間，當出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時，能夠按照數(shù)據(jù)記錄時間來查找問題根源。為了實現(xiàn)自動化抄表，同時記錄抄表時間，可以使用時鐘芯片進行定時處理，在設定好抄表時間后，智能化抄表系統(tǒng)會按照芯片所設定的時間來查抄電表數(shù)據(jù)。第六，顯示模塊與電源電路的設計。顯示模塊可以使用PS7219靜態(tài)顯示芯片。因其具備15*8RAM的功能控制寄存器，選址便捷，能夠?qū)γ课粩?shù)字進行單獨控制及刷新，無需重寫。而且數(shù)字還能夠控制顯示數(shù)字的亮度，每個數(shù)字都可以閃爍。對于電路來說，可以分兩個部分進行供電，一是對電路的數(shù)字芯片進行供電，二是對總線電路進行供電，二者電源電壓控制在+5V。為了保證電網(wǎng)在突發(fā)斷電時，采集器可以繼續(xù)工作，要設計備用電源。可以選擇6V、4A的蓄電池，并且備用電源的控制電路要由備用電源切換以及電源充電兩部分構(gòu)成。當突發(fā)斷電事故時，電源可以自動切換至備用電源，確保單片機可以正常運作。二、抄表系統(tǒng)通訊部分的設計2.1通訊的方式計算機的CPU有兩種與外界進行信息交換的方式，一是并行通信，二是串行通信。并行通信是指數(shù)據(jù)可以在同一時間內(nèi)進行傳遞，具有傳輸速度快、效率好的特點，但是其傳輸線數(shù)量受到傳輸數(shù)據(jù)位數(shù)的控制，所以設計成本較高。另外并行傳遞距離一般不超過30m。而串行通信是指按照數(shù)據(jù)的順序進行傳輸，具備傳輸線數(shù)量較少、成本低、效率低與傳輸速度慢的特點，但其傳輸距離在幾米至幾千公里不等。對于智能化抄表系統(tǒng)來說，因為測控對象和測控中心距離不確定，所以會選用串行通信方式。按照數(shù)據(jù)流分界來看，其定時與同步方式不一致，所以串行通信又能夠分成同步串行與異步串行兩種方式。其中同步串行通信方式是將數(shù)據(jù)塊作為信息單位進行數(shù)據(jù)傳輸，每一幀信息都含有大量的字符，并且信息傳輸量較大。而異步串行通信方式是指將字符作為信息單位進行數(shù)據(jù)傳輸，每次信息傳輸量較少，每一幀信息只含有一字符。由此可見，異步串行通信會被運用在數(shù)據(jù)傳輸量較少、傳輸效率較低的場合中。對于智能化抄表系統(tǒng)來說，要使用異步串行通信方式。在對其通訊接口進行設計時，要按照實際情況合理選擇接口，同時還要考慮到傳輸介質(zhì)、通訊控制芯片以及電平轉(zhuǎn)換等多個問題，進而確保通訊具有較高的可靠性，同時通訊的距離、速度及抗干擾能力都能夠與標準相一致。2.2數(shù)據(jù)的上傳數(shù)據(jù)上傳就是將采集器所采集的電表數(shù)據(jù)以異步串行的方式傳輸?shù)骄W(wǎng)絡設備之中，主要表現(xiàn)為電平轉(zhuǎn)換作用。首先，對于RS-232總線標準來說，其是現(xiàn)階段使用率最高的串行通信總線接口。將RS-232與系統(tǒng)進行連接時，通信方式分為近程與遠程，其中近程通訊又分成三種方式，一是具備硬件握手功能，數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收互通互連，兩個設備可以同時進行數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。數(shù)據(jù)的終端就緒與設備就緒也是互通互連的，能夠有效的檢測出對方是都準備就緒。二是CTS與RTS的握手功能。在向?qū)Ψ桨l(fā)送請求后，會通過清除發(fā)送端來表示對方的響應。并且其發(fā)送線會與對方的檢測線相連接。三是將數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收進行交叉連接，共同使用對接功能，不使用其他信號，并將其懸空，通過軟件實現(xiàn)握手功能。在智能化抄表系統(tǒng)設計中，系統(tǒng)的兩端分別是網(wǎng)絡接入設備、單片機電平轉(zhuǎn)換的芯片，三線在二者間進行連接，將計算機數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡中，進而實現(xiàn)遠程傳播。2.3數(shù)據(jù)的傳輸對于數(shù)據(jù)傳輸模塊來說，最適合的總線設計標準為RS485。因為RS485是雙半工，能夠在同一時間進行數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收，可以用在多占互聯(lián)中，能夠有效減少信號線的浪費，方便遠距離傳輸數(shù)據(jù)。并且它能夠使用公共電話線進行網(wǎng)絡通信，從其電路結(jié)構(gòu)上看，在平衡連接的兩端安裝了終端電阻，并在平衡電纜中安設了數(shù)據(jù)發(fā)送器、接收器或是收發(fā)器。另外，它不具備數(shù)據(jù)收發(fā)規(guī)則，當傳輸距離小于1200m時，其傳輸速度可以達到10KB/s。因此，可以在智能化抄表系統(tǒng)中應用RS485串行標準進行數(shù)據(jù)傳輸。對于數(shù)據(jù)傳輸芯片可以選擇MA485芯片，因為其不僅適用于RS485標準，還適用于RS422標準。具有眾多優(yōu)點，具備+5V電源供電；功耗較低，工作電流為120微安，靜態(tài)電流為300微安；驅(qū)動器具備過載保護功能；通信傳輸線能夠掛多個收發(fā)器；適合半雙工通信。三、抄表系統(tǒng)的軟件設計3.1軟件總體設計的需求為了滿足智能化抄表系統(tǒng)的要求，使其具備較高的質(zhì)量與效率，在設計軟件時要達到以下幾點要求。第一，要容易理解、容易維護。因為隨著生產(chǎn)自動化程度的提升，測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變得愈發(fā)復雜，設計者不能夠在短時間對整個系統(tǒng)進行充分的了解，而且軟件只有經(jīng)過反復的設計與調(diào)試，才能具備較高的性能。對于智能化抄表系統(tǒng)來說，其模塊設計如果目標明確，思路也十分清晰，那么在檢查錯誤與調(diào)試時就會變得便捷。將每個子程序當作積木一般，按照合理的循序?qū)⑵渑帕衅饋?，一般情況下是不會出現(xiàn)差錯的。當有問題發(fā)生時，檢修人員可以按照問題的現(xiàn)象及種類進行判斷，從而找到故障點并將其解決。而使用模塊化設計方式便于擴充或修改系統(tǒng)的功能。第二，要具備實時性。此特性是智能化抄表系統(tǒng)的基本要求，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，硬件集成度的提升，合理選用軟件就能夠滿足這一需求。第三，具有可測試性。對于智能化抄表系統(tǒng)來說，一方面要根據(jù)已有測試結(jié)果來測試軟件，另一方面要在軟件設計完成后，先進性模擬運行，通過靜態(tài)及動態(tài)的仿真分析證明沒有問題后，再將其運用在實際生活中。第四，準確性與可靠性，只有智能化抄表系統(tǒng)具備較高的準確性與可靠性，才能夠?qū)⑵渫度胧褂?，以此加強用戶的切身利益，促進我國電力事業(yè)更好的發(fā)展。3.2主程序的設計對于系統(tǒng)主程序設計來說，主要是通過調(diào)用對應子程序的方式使電能脈沖進行采集行為、分時段顯示以及通信，它是抄表系統(tǒng)的設計主線。當上電復位后達到主程序中，除了將初始化程序與上電量數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)清零外，其他部分處于無限循環(huán)狀態(tài)，電表的全部功能都要在循環(huán)中進行，若是不出現(xiàn)系統(tǒng)掉電或程序因干擾而癱瘓，此執(zhí)行過程會一直不斷地循環(huán)。3.3子程序的設計在抄表系統(tǒng)中，為了避免因操作失誤而使電表存儲數(shù)據(jù)丟失，應在此系統(tǒng)設置完波特率后添置清零程序，就是在通電之前將清零鍵按住，當顯示屏清零并出現(xiàn)閃爍后，將清零鍵松開，系統(tǒng)就能夠正常運行。清零鍵要按照脈沖計數(shù)單元清零、脈沖單元清零、運算單元清零、能量存儲單元清零的順序排序。對于接受數(shù)據(jù)和通信程序的設計，首先進行上電，初始化程序，再向電腦端做出命令，同時對采集成功的數(shù)目進行記錄。并且主程序應處于待接收狀態(tài)，此時其與PC機之間處于通信狀態(tài)，在PC機進行命令發(fā)送時，主程序會中斷并得到數(shù)據(jù)采集模塊中收集數(shù)據(jù)，當PC機命令成功后，會出現(xiàn)接收成功標志。對數(shù)據(jù)采集程序來說，其包含參數(shù)的設置、抄表數(shù)、數(shù)據(jù)的存儲、戶號的設計以及電表數(shù)清零等多個模塊，模塊的使用要按照命令來執(zhí)行。除此之外，子程序還包含脈沖采集程序、顯示子程序、校驗子程序以及數(shù)據(jù)傳送子程序，只有將此些子程序設計好，才能夠保證智能化抄表系統(tǒng)運行穩(wěn)定。四、抄表系統(tǒng)的抗干擾設計4.1單片機硬件抗干擾設計對于單片機來說，其干擾因素眾多，有些干擾來自于內(nèi)部，有些來自于外部。其內(nèi)部干擾是制造工藝等多個方面決定的，而外部干擾與系統(tǒng)機構(gòu)無關，是外部因素所決定的。電源上的干擾問題有欠壓、過壓以及停電，這需要在系統(tǒng)中加設后備電池。對于射頻干擾來說，要縮小帶路電寬。對于浪涌、下陷以及幅度較大的尖峰脈沖來說，可以使用兩路隔離的電源進行供電，或是在電源電路中安裝吸收元件，以此來提升系統(tǒng)的抗干擾能力。4.2單片機軟件抗干擾設計在智能化抄表系統(tǒng)運行過程中，為了免受其他頻段的侵害，使用傳統(tǒng)的硬件抗干擾措施只能夠阻止一部分的頻段干擾。所以為了保證應用程序可以根據(jù)既定順序進行有序執(zhí)行，要在系統(tǒng)設計過程中采取相關措施，提升系統(tǒng)運行的可靠性，降低軟件錯誤發(fā)生率，或者當軟件存在錯誤后能夠自行恢復正常狀態(tài)。通過設計指令冗余，能夠使在程序區(qū)內(nèi)的跑飛程序恢復正常；通過設計軟件陷阱，能夠使不處于程序區(qū)內(nèi)的跑飛程序恢復正常；通過Watchdog技術(shù)，能夠?qū)⒁恍┨幱谒姥h(huán)狀態(tài)的失控程序恢復正常。所以在設計智能化抄表系統(tǒng)時，要包含以上設計，從而使系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行?？偨Y(jié)單片機的智能化抄表系統(tǒng)設計包括：抄表系統(tǒng)的硬件設計、通訊部分設計、抄表系統(tǒng)的軟件設計以及抄表系統(tǒng)的抗干擾設計，只有做好此些設計，智能化抄表系統(tǒng)才能夠穩(wěn)定、有效的運行，從而促進我國電力事業(yè)可持續(xù)發(fā)展。以上就是我們深圳市組創(chuàng)微電子有限公司為您介紹的基于單片機的智能化抄表系統(tǒng)設計分析詳情。我們有豐富的智能電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗，可以盡快評估開發(fā)周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是松翰單片機代理商、應廣單片機代理商，出售并開發(fā)sonix與應廣的MCU與語音IC方案。我們代理并開發(fā)杰理、安凱、全志、realtek等系列的IC與方案，還開發(fā)BLE藍牙IC、雙模藍牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設計與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設計、PCB設計、單片機開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號開發(fā)、語音識別技術(shù)、藍牙開發(fā)、wifi技術(shù)等。還可以承接智能電子產(chǎn)品研發(fā)、家用電器方案設計、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)、智能家居方案設計、TWS耳機開發(fā)、藍牙耳機音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。
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03-03
2021
單片機電磁干擾技術(shù)
單片機應用系統(tǒng)電磁干擾技術(shù)研究單片機系統(tǒng)在工業(yè)應用中越來越廣泛，是產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)中的重要技術(shù)手段，但由于系統(tǒng)所處的電磁環(huán)境往往比較惡劣，單片機工作時，常受到內(nèi)部和外部的各種干擾，對單片機正常工作帶來不利影響。為了確保單片機系統(tǒng)的可靠性和安全性，必須了解干擾原因，這是解決干擾的重要問題。一、單片機系統(tǒng)干擾類別及分析1.1單片機系統(tǒng)電磁干擾的要素單片機系統(tǒng)發(fā)生電磁干擾問題，存在三個因素，即電磁干擾源、耦合途徑、敏感設備。其中干擾源是指產(chǎn)生干擾的元器件、設備和信號；耦合途徑是指從干擾源到敏感設備的通路和媒介。典型的耦合途徑是通過導線的傳導和空間的輻射；敏感設備是指被干擾的對象，比如單片機、放大器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器等。1.2單片機電磁干擾的分類單片機系統(tǒng)中電磁的干擾通常分為好多種，按照傳播方式、噪聲產(chǎn)生的原因、波形特征等進行分類。按照傳播方式可分為串模噪聲和共模噪聲；2）按產(chǎn)生的原因可分為高頻振蕩噪聲，放電噪聲，浪涌噪聲；3）波形特征可分為脈沖電壓，持續(xù)正弦波，脈沖序列等。單片機系統(tǒng)的干擾源主要是電磁能量干擾。干擾源主要分為內(nèi)部干擾源和外部干擾源：（1）內(nèi)部的干擾源主要來自印制電路板和電路之間形成相互的干擾；主要由于系統(tǒng)內(nèi)部印制電路板設計走線不合理，元器件布局不正確及接地等使得單片機系統(tǒng)不能正常工作。（2）外部干擾源主要是電磁波和電磁場。強烈的電磁場干擾信號會影響單片機系統(tǒng)工作，較強的外部干擾信號主要通過電源而進入單片機內(nèi)部系統(tǒng)，所以，供電電源的抗干擾的方法是我們進行電磁抗干擾的一個研究重點。1.3電磁干擾對單片機造成的影響1）單片機系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集誤差加大，使得RAM數(shù)據(jù)發(fā)生篡改，降低數(shù)據(jù)的可靠性。2）單片機控制系統(tǒng)失靈，自動控制系統(tǒng)受到電磁干擾時，可能出現(xiàn)誤動作誤控和失控，使單片機控制系統(tǒng)的有效性和可靠性降低。3）程序運行失常，干擾使得單片機的PC值到了未使用的地址空間而進行毫無意義的運行，或者程序雖然在正常的地址空間運行，但干擾使程序跳轉(zhuǎn)到不應去的地方運行或進入死循環(huán)。二、電磁干擾抑制技術(shù)2.1硬件的抗干擾技術(shù)硬件的抗干擾技術(shù)是單片機系統(tǒng)應用和設計中首選抗干擾措施，能有效阻斷干擾傳播途徑，抑制干擾源，合理地布置與選擇有關參數(shù)，硬件抗干擾措施能抑制絕大部分電磁干擾，常用的硬件干擾如下。1）印制電路板設計。印制電路板的設計與布局合理與否對單片機系統(tǒng)的可靠性很重要，這里是噪聲的產(chǎn)生、傳播和吸收的關鍵步驟。從減小輻射干擾的角度出發(fā)，盡量選用多層板。內(nèi)層分別做電源層、接地層。對信號形成均勻的接地面，加大信號線和接地面間的分布電容，抑制其向空間輻射的內(nèi)力。對于多層線路板，不同區(qū)域的地線面在邊遠處要滿足20 H法則（即地線面的邊沿要比電源層或信號線層的邊沿外延出20 H，H為地線面與信號層之間的高度）。電源線、地線、印制板走線對高頻信號應保持低阻抗。在頻率很高的情況下，電源線、地線或印制板走線都會成為接收與發(fā)射干擾的小天線。減低這種干擾是減少電源線、地線、印制板走線本身的高頻阻抗，而且排列要恰當，盡量做到短而直。線路板上有不同的功能電路時，不同類型的電路應分離，其接地也應分離；不能有信號線穿過地線面上的裂縫。I/O接口上使用獨立的地線，為濾波和屏蔽層提供干凈地點，濾波器盡量靠近電纜進出口。高速時鐘地線盡量短，不要換層，拐角不要90°，盡量遠離I/O端口；芯片上安裝的散熱片要多接到信號地上；I/O接口的驅(qū)動電路要靠近。2）選擇元器件。元器件是系統(tǒng)的基礎，同時也是控制系統(tǒng)中重要環(huán)節(jié)，只有合理地選擇元器件，才能提高整個系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，因此，應選擇集成度高，抗干擾能力強，功耗小的電子器件。3）接地技術(shù)。信號地通常分為單點接地、多點接地和混合接地等種類。按信號頻率小于1MHz時，采用單點接地；工作頻率在1 MHz～10 MHz時，采用單點接地時，地線長度不得超過波長的1/20，否則采用多點接地；信號工作頻率大于10 MHz時，為了降低地線阻抗應采用多點接地。多級電路接地點應選在低電平電路輸入端，使該端最接近于基準地位，輸入級的接地縮短，受到的電磁干擾可能性減少。4）隔離技術(shù)。通過隔離可以把外來的干擾通斷切斷，同時起到抑制漂移和安全保護的作用。一般分為物理隔離和光電隔離。物理隔離一般針對單片機前段的輸入信號，在工業(yè)測量中分為兩部分。（1）顯示及控制部分，稱為二次儀表；（2）傳感器，稱為一次儀表。有時一次儀表和二次儀表距離較遠，在傳輸過程中信號容易受到干擾，其信號線要遠大于功率導線；光電隔離是將兩個電路系統(tǒng)的電信號隔離開，通過光耦來傳遞信號，既能確保隔斷噪聲信號從一個電路傳輸?shù)搅硪粋€電路，也能保證信號的正確傳輸。在直流和低頻系統(tǒng)中，大多采用光電耦合的方法來隔離，由于以光為媒介進行間接耦合，因而具有較高的電氣隔離和干擾抑制能力。2.2軟件的抗干擾技術(shù)盡管采用了硬件抗干擾技術(shù)，但由于產(chǎn)生干擾的原因復雜，具有很大的隨機性，難保證單片機系統(tǒng)不受到干擾，所以采用采用軟件抗干擾技術(shù)措施加以補充。1）指令冗余技術(shù)。單片機受到強干擾會造成程序計數(shù)器PC值改變，程序脫離正常運行軌跡，出現(xiàn)亂飛，操作數(shù)值改變，及操作數(shù)當作操作碼放入錯誤。指令冗余與軟件陷阱相似，但有區(qū)別，軟件陷阱用在程序存儲器的未使用區(qū)域中，而指令冗余通常在程序中，其做法是在正常的指令后插入一些NOP指令或?qū)⒂行ё止?jié)重寫，采用指令冗余技術(shù)不僅可以使跑飛的程序納入正規(guī)，還有助于消除隨機干擾，提高可靠性。2）軟件陷阱技術(shù)。軟件陷阱是指一些可以使失控程序恢復正常運行或恢復到初始狀態(tài)的一系列指令，通常采用NOP空指令充當軟件陷阱，當程序失控時，只要PC指向這些單元，連續(xù)執(zhí)行幾個空操作后，程序就會執(zhí)行后面的正常程序或被強制跳轉(zhuǎn)到某個指定位置而自動恢復正常，在程序正常工作，該軟件陷阱并不影響系統(tǒng)的正常工作。3）數(shù)字濾波技術(shù)。數(shù)字濾波是用程序?qū)崿F(xiàn)的，不用增加硬件設備可多通道共用，具有高可靠性和高穩(wěn)定性，可對低頻信號濾波。而模擬RC濾波器受電容量的限制頻率不能太低，靈活性好，改變程序就可改變不同的濾波方法。4）看門狗。有時單片機在受理電磁干擾就會出現(xiàn)程序的無序執(zhí)行，如果程序進入死循環(huán)則使單片機死機，解決這個問題的方法是在系統(tǒng)上加看門狗。在各程序段中加如下程序：其中YS為延時子程序，WATCHDOG是看門狗子程序，計數(shù)器的計數(shù)值（計數(shù)時間）要大于主程序循環(huán)一次的時間，否則系統(tǒng)就會總復位而不能正常運行。正常工作時程序每運行一次LCALL WATCHDOG就從P2.7送一個脈沖使計數(shù)器清零，其Qn輸出端始終為低電平，不會使系統(tǒng)復位，一但系統(tǒng)受到電磁干擾后程序進入死循環(huán)，程序不能被正常執(zhí)行也就不能從P2.7送脈沖，就會使計數(shù)計滿Qn被罩“1”通過47uF電容送至8051的RESET腳，使系統(tǒng)復位，重新執(zhí)行主程序?？偨Y(jié)在設計單片機應用系統(tǒng)中，只要認真分析系統(tǒng)的硬件構(gòu)成，精心選擇元器件，確認干擾源和敏感器件，對他們進行合理布局，能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。實踐證明，只有從硬件和軟件兩個方面采取措施，以硬件抗干擾技術(shù)為主，軟件抗干擾技術(shù)為輔，二者相結(jié)合，才能有效地排除干擾信號的影響，使系統(tǒng)穩(wěn)定性得到提高。以上就是我們深圳市組創(chuàng)微電子有限公司為您介紹的單片機應用系統(tǒng)電磁干擾技術(shù)研究。我們有豐富的智能電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗，可以盡快評估開發(fā)周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是松翰單片機代理商、應廣單片機代理商，出售并開發(fā)sonix與應廣的MCU與語音IC方案。我們代理并開發(fā)杰理、安凱、全志、realtek等系列的IC與方案，還開發(fā)BLE藍牙IC、雙模藍牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設計與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設計、PCB設計、單片機開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號開發(fā)、語音識別技術(shù)、藍牙開發(fā)、wifi技術(shù)等。還可以承接智能電子產(chǎn)品研發(fā)、家用電器方案設計、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)、智能家居方案設計、TWS耳機開發(fā)、藍牙耳機音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。
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03-02
2021
純BLE數(shù)據(jù)通訊模塊
純BLE數(shù)據(jù)通訊模塊是一種基于藍牙低功耗（Bluetooth Low Energy，簡稱BLE）技術(shù)的通信模塊，用于實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸。BLE是一種低功耗的藍牙技術(shù)，專門設計用于低功耗設備之間的短距離通信。與傳統(tǒng)藍牙技術(shù)相比，BLE具有更低的功耗、較簡單的通信協(xié)議和更短的連接時間，使其成為物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設備、傳感器和其他低功耗應用的理想選擇。純BLE數(shù)據(jù)通訊模塊通常包含藍牙無線收發(fā)器、射頻前端、微控制器單元（MCU）和相關的外圍電路。它可以直接與其他BLE設備進行通信，例如智能手機、平板電腦、電腦或其他支持BLE的設備。通過BLE通訊模塊，設備可以通過無線方式傳輸數(shù)據(jù)、發(fā)送命令或接收控制信號。純BLE數(shù)據(jù)通訊模塊常用于各種應用領域，如物聯(lián)網(wǎng)設備、健康監(jiān)測設備、智能家居、可穿戴設備、無線傳感器網(wǎng)絡等。它們可以通過BLE技術(shù)實現(xiàn)設備之間的互聯(lián)互通，并支持各種數(shù)據(jù)傳輸需求，例如傳感器數(shù)據(jù)采集、遠程控制、固件升級等功能。通常，BLE通訊模塊會支持其他功能和通信協(xié)議，例如串口通信、GPIO控制等，以滿足不同應用場景的需求。因此，在實際應用中，可以根據(jù)具體的技術(shù)規(guī)格和功能需求選擇適合的BLE通訊模塊。
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03-01
2021
藍牙文件傳輸
藍牙文件傳輸是指通過藍牙技術(shù)實現(xiàn)設備之間的文件傳輸。它允許用戶在藍牙設備之間無線傳輸各種類型的文件，如照片、音頻、視頻、文檔等。藍牙文件傳輸提供了一種方便快捷的方式，使用戶可以在不需要使用數(shù)據(jù)線或互聯(lián)網(wǎng)連接的情況下共享文件。藍牙文件傳輸涉及以下幾項關鍵技術(shù)：藍牙技術(shù)：藍牙是一種無線通信技術(shù)，通過無線電波在短距離范圍內(nèi)（通常為幾米）傳輸數(shù)據(jù)。藍牙技術(shù)提供了可靠的連接和數(shù)據(jù)傳輸能力，使設備能夠進行互聯(lián)和通信。藍牙文件傳輸協(xié)議（OBEX）：OBEX是一種在藍牙設備之間傳輸文件的協(xié)議。它定義了一套通用的命令和規(guī)范，使設備能夠識別和解釋傳輸?shù)奈募?，并在文件傳輸過程中進行適當?shù)奶幚?。文件格式和編碼：在藍牙文件傳輸中，要考慮到不同設備之間的文件格式和編碼兼容性。通常，文件會以特定格式（如JPEG、MP3、MP4等）存儲和傳輸，并使用適當?shù)木幋a方式進行數(shù)據(jù)壓縮和解碼。設備識別和配對：為了進行藍牙文件傳輸，參與傳輸?shù)脑O備需要相互識別和配對。這通常涉及設備的藍牙地址（Bluetooth address）和配對碼（Passkey），以建立安全的連接和數(shù)據(jù)傳輸。用戶界面和應用程序：藍牙文件傳輸通常需要用戶界面和應用程序來管理傳輸過程。這些界面和應用程序可以提供文件選擇、連接管理、傳輸進度顯示等功能，以方便用戶控制和監(jiān)視文件傳輸過程?？偟膩碚f，藍牙文件傳輸利用藍牙技術(shù)和相關協(xié)議，在設備之間實現(xiàn)無線文件傳輸。通過簡單的操作和配置，用戶可以輕松地共享文件，并在不同設備之間傳輸數(shù)據(jù)。
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07-30
2020
MDA軟件設計方法
由于傳統(tǒng)的軟件開發(fā)模式其最終生成產(chǎn)品是程序代碼，難以適應需求的快速變化。雖然目前部分生產(chǎn)環(huán)節(jié)已經(jīng)有模型可以參與，但模型仍不能應用于大規(guī)模的軟件開發(fā)中，因此軟件開發(fā)過程中不可避免地出現(xiàn)非標準化與非自動化的問題。為了解決軟件開發(fā)中存在的這些問題，OMG組織發(fā)布了模型驅(qū)動架構(gòu)（Model Driven Architecture，MDA）。本文在介紹MDA開發(fā)過程的基礎上，探討了平臺無關模型和平臺相關模型的定義、映射和轉(zhuǎn)化等，并將MDA開發(fā)方法和傳統(tǒng)軟件開發(fā)方法進行了分析比較。一、MDA體系結(jié)構(gòu)模型驅(qū)動式軟件開發(fā)是指通過對問題進行分析然后建模、轉(zhuǎn)化和精化模型，最終生成可執(zhí)行代碼的過程。模型驅(qū)動架構(gòu)是一種建立業(yè)務邏輯抽象模型并自動產(chǎn)生完備的應用程序的方法，其核心思想是通過計算無關模型（Computation Independent Mode，CIM）描述系統(tǒng)的行為與功能，用與使用平臺無關的建模語言（例如UML）來構(gòu)建在實現(xiàn)時無需關心所用技術(shù)的平臺無關模型（Platform Independent Mode，PIM），隨后平臺無關模型通過一定的轉(zhuǎn)化規(guī)則與輔助工具被轉(zhuǎn)化為平臺相關模型（Platform Specific Mode，PSM），最后PSM精化生成可執(zhí)行代碼。MDA軟件開發(fā)方法將標準的系統(tǒng)模型放在了驅(qū)動架構(gòu)的核心位置，如圖1所示。MDA通過PIM和PSM將系統(tǒng)說明和實現(xiàn)技術(shù)與平臺獨立開來，確保軟件開發(fā)成果不受需求變化與技術(shù)變遷的影響。MDA模型組織分為4層結(jié)構(gòu)，如圖2所示。下一個層次是上一個層次的應用，上一個層次是下一個層次的基礎，MOF位于M3層，其是MDA框架中基礎與核心的模型，同時也是M2層所有模型的元模型。M2層為MOF上不同模型所對應的模型語言，不同的領域通過M2層能夠獲取與所在領域相匹配的建模語言，為M1層的建模提供了建模符號。M1層是軟件開發(fā)過程中建模人員采用模型語言為企業(yè)應用建立的模型描述，PIM，CIM，PSM應用模型就位于該層之中。最底層為M0層，即實例層，其將M1層的模型轉(zhuǎn)化為具體的可使用的應用程序。MDA的核心是由OMG制定的一系列標準，元對象設施（Meta Object Facilit，MOF）、統(tǒng)一建模語言（UnifiedModeling Languag，UML）、數(shù)據(jù)倉庫元模型（CommonWarehouse Metamodel，CWM）、XML元數(shù)據(jù)交換（XML?based Metadata Interchange，XMI）以及對象約束語言（Object Constraint Language，OCL）。這些標準構(gòu)成了一個構(gòu)建模型驅(qū)動架構(gòu)的基準，其不但決定了MDA的核心架構(gòu)，并在State?of?art的系統(tǒng)建模中起到了關鍵性的作用。二、MDA實現(xiàn)與基于模型驅(qū)動架構(gòu)的軟件開發(fā)基于MDA的軟件開發(fā)過程可分為：（1）模型驅(qū)動軟件開發(fā)過程。此方案中使用的模型為PIM和PSM，利用模型驅(qū)動代碼的產(chǎn)生，具體操作步驟為代碼通過模型產(chǎn)生，接著通過人工的方式進行商業(yè)邏輯代碼的編寫，最后將手工編寫的商業(yè)邏輯代碼進行部署及發(fā)布。（2）通過模型驅(qū)動來控制系統(tǒng)運行時的行為。此時軟件模型能夠被一個操作系統(tǒng)運行時通用模型直接執(zhí)行，該過程無需產(chǎn)生具體的軟件代碼，最后部署和發(fā)布的僅是模型，因為模型中已經(jīng)將應用程序的各個層面均做出了表達。基于MDA的軟件開發(fā)包括建模、開發(fā)和發(fā)布三個階段，如圖3所示。模型階段：創(chuàng)建無關平臺模型PIM，并以此為核心，ISM和PSM均可通過PIM自動轉(zhuǎn)換生成。該模型應用如XMI的MOF映射方法進行映射。開發(fā)階段：產(chǎn)生平臺無關代碼，即MDA工具自動產(chǎn)生和程序員手工編寫客戶端及服務器端的代碼。MDA中代碼的生成是MDA工程的最終目標，其具體是指PSM到代碼的映射，映射生成ISM模型。發(fā)布階段：該階段將諸多內(nèi)容放在一起組成可運行組件，其包括模型、MOF映射、手工編寫的代碼和MDA運行時庫及待發(fā)布的配置信息，最終將組建發(fā)布到運行平臺上。三、軟件開發(fā)過程比較雖然基于MDA的軟件開發(fā)過程是一種新型模型驅(qū)動軟件開發(fā)方法，與傳統(tǒng)的軟件開發(fā)方法相比具有以下優(yōu)點：（1）模型變換可自動實現(xiàn)。相比較傳統(tǒng)的軟件開發(fā)過程由手工完成模型與模型、模型與代碼之間的變換，基于MDA的軟件開發(fā)過程均是MDA開發(fā)工具自動完成的。（2）便于維護，模型與代碼同步。在基于MDA的軟件開發(fā)過程中，模型通過轉(zhuǎn)換即可直接生成可執(zhí)行代碼，無需要其他步驟，從而實現(xiàn)模型與代碼的同步。軟件開發(fā)人員對軟件的維護重點從程序代碼變?yōu)榕c技術(shù)平臺無關、與業(yè)務邏輯相關的平臺無關模型。（3）開發(fā)效率高，軟件可靠性強。MDA模型架構(gòu)對系統(tǒng)的不同層次進行抽象，每一層代表的含義簡單易懂，從而使得系統(tǒng)的整個框架可被軟件開發(fā)人員清晰地了解與掌握，而不必困惑于具體的實現(xiàn)技術(shù)。由于模型通過轉(zhuǎn)換即可直接生成可執(zhí)行代碼，使得開發(fā)過程中減少了編碼環(huán)節(jié)，所以若構(gòu)建PIM正確，整個系統(tǒng)的正確性便可得到保證。（4）業(yè)務邏輯模型獨立于技術(shù)實現(xiàn)平臺。PIM模型可根據(jù)技術(shù)平臺的不同，自動生成基于該模型的軟件系統(tǒng)，從而實現(xiàn)PIM模型與技術(shù)實驗平臺的獨立。（5）模型是程序生成的基礎設施。在基于MDA的軟件開發(fā)過程中，模型被作為其生命周期中的設計工作，是程序生成的基礎設施。模型通過一系列轉(zhuǎn)化最終可自動生成可執(zhí)行代碼。總結(jié)本文在介紹和分析了MDA的架構(gòu)和基于其軟件開發(fā)過程的基礎上，將其與傳統(tǒng)軟件設計方法進行了對比，說明了其在軟件開發(fā)過程中的顯著優(yōu)勢，并在文中最后設計基于MDA的決策支持系統(tǒng)，證明了使用MDA開發(fā)方法設計的軟件系統(tǒng)獨立于技術(shù)平臺，通用性強、可移植性強，其可通過建模、轉(zhuǎn)化和精化模型，直至最終生成可執(zhí)行代碼，大幅降低了設計成本且提高了開發(fā)效率。以上就是我們深圳市組創(chuàng)微電子有限公司為您介紹的基于MDA的軟件開發(fā)方法的研究。如果您有智能電子產(chǎn)品的軟硬件功能開發(fā)需求，可以放心交給我們，我們有豐富的電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗，可以盡快評估開發(fā)周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是多家國內(nèi)外芯片代理商，有MCU、語音IC、藍牙IC與模塊、wifi模塊。我們的擁有硬件設計與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設計、PCB設計、單片機開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號開發(fā)、語音識別技術(shù)、藍牙wifi開發(fā)等。還可以承接智能電子產(chǎn)品研發(fā)、家用電器方案設計、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)、智能家居方案設計、TWS方案開發(fā)、藍牙音頻開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。
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07-29
2020
數(shù)據(jù)庫技術(shù)軟件開發(fā)
數(shù)據(jù)庫技術(shù)在ARX軟件開發(fā)中的應用工程實踐中為提高繪圖與設計的效率，采用ARX技術(shù)對CAD進行二次開發(fā)，這一方法在工程中廣泛應用，為設計流程提供了規(guī)范的模式。在CAD的三種開發(fā)接口技術(shù)中，ARX程序是最適合對CAD進行二次開發(fā)的工具，可以對ARX提供的資源進行有效利用，以及在VC開發(fā)環(huán)境下，利用豐富的資源從而將產(chǎn)品對外發(fā)布。對CAD進行二次開發(fā)時，可以發(fā)現(xiàn)，其軟件的設計僅僅只能滿足對圖形的繪制，對數(shù)據(jù)及軟件結(jié)構(gòu)不能進行有效的管理。因此數(shù)據(jù)庫技術(shù)在ARX程序軟件開發(fā)中的應用，能對二次軟件開發(fā)的框架體系進行改善，對軟件開發(fā)后期的管理工作提供便利，從而實現(xiàn)CAD系統(tǒng)與ERP、PDM數(shù)據(jù)進行集中管理，以及其他子系統(tǒng)集成工作。一、ARX程序含義簡介ARX是現(xiàn)代最新的軟件二次開發(fā)技術(shù)，支持c語言的編寫及應用程序，允許開發(fā)者對CAD圖形軟件的充分利用，并可以直接訪問，ARX程序可以與CAD軟件的編程接口一起配合使用，在ARX程序中開發(fā)的應用程序?qū)嵸|(zhì)上是動態(tài)鏈接庫，即DLL，從而使得CAD與其地址空間共享，進行通信。ARX程序的運行速度得到提高，程序的功能也得到增強，通過ARX程序建立新的派生物，對其他程序進行共享，從而對編程能夠充分利用。ARX程序與其LISP、VBA程序這三個屬于第三發(fā)軟件開發(fā)工具，ARX程序是一歌開放式的體系結(jié)構(gòu)，對CAD軟件可以進行直接的訪問與操作，ARX程序可以通過對數(shù)據(jù)庫的庫外函數(shù)進行調(diào)用，從而對圖形數(shù)據(jù)庫進行初始化操作，并對數(shù)據(jù)庫的對象進行創(chuàng)建，并對數(shù)據(jù)庫的對象進行編輯與保存，從而使圖形數(shù)據(jù)庫CAD生成可見及不可見的實體幾何對象，構(gòu)建符號表與字典，其本質(zhì)是對CAD增加塊表記錄，形成動態(tài)鏈接，使CAD軟件與其他應用系統(tǒng)能夠進行共享，提高程序的功能，對CAD軟件進行直接訪問和瀏覽。二、ARX程序中數(shù)據(jù)庫技術(shù)選擇ARX程序?qū)ν獠繑?shù)據(jù)庫的訪問，可以根據(jù)CAD提供的編程接口ASI，在VC開發(fā)平臺上對提供的數(shù)據(jù)庫進行訪問并開發(fā)。用ASI庫函數(shù)對數(shù)據(jù)庫外部進行訪問需要開發(fā)人員學習ASI的相關專業(yè)知識，由于ASI編程的資料嚴重匱乏，不利于外部數(shù)據(jù)庫對CAD進行二次開發(fā)。對MFC進行編程需要在ARX程序在一定的初始化進程后進行，對ARX程序的開發(fā)需要根據(jù)MFC提供的類庫函數(shù)，訪問外部數(shù)據(jù)庫，可以有效縮小開發(fā)周期，降低開發(fā)的難度，還可以使程序功能得到增強，從而為實現(xiàn)ARX程序的C/S模式提供便利。三、數(shù)據(jù)庫技術(shù)在ARX程序中的應用3.1基于ADO的ARX程序開發(fā)應用對CAD進行二次開發(fā)，首先需要建立標準件與基本零件庫，標準件及與基本零部件的形狀結(jié)構(gòu)一般為定型，可形成系列，零部件之間的尺寸關系用參數(shù)表明，工程數(shù)據(jù)庫的重要組成部分及相關基礎數(shù)據(jù)首先需要對零部件的幾何關系數(shù)據(jù)特有的靜態(tài)性與共享性進行確定。一般在化工設備中，零部件應按照國家標準進行設計與制定研發(fā)。且化工設備當中零部件的數(shù)量大，形式多，其數(shù)據(jù)的規(guī)律性較強，因此在化工設備也常常使用，并通過數(shù)據(jù)庫對零部件的數(shù)據(jù)進行管理。本文根據(jù)JBFF4713～92這一支座零部件的開發(fā)為例，支座的開發(fā)主要有四種系列，分別是A、AN、B、BN這四種形式，這四種系列當中大多數(shù)都是具有標準化的數(shù)據(jù)，通過標準化公式進行表示，通過函數(shù)的重載實現(xiàn)，將這四種系列的支架進行獨立分別，主要是由于其他的模塊有可能會單獨調(diào)用某一支架，為了能更加清晰的描述。而ARX程序的數(shù)據(jù)公式是在用戶輸入及選定數(shù)據(jù)之后，對相應的結(jié)構(gòu)函數(shù)進行數(shù)據(jù)調(diào)用，并將數(shù)據(jù)進行傳遞，再根據(jù)所得數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫中提出相應的數(shù)據(jù)，即相的應類，對數(shù)據(jù)的正確性進行詳細的檢查，最后根據(jù)ARX程序提供的類庫函數(shù)對圖形進行繪制，完成MFCDAO的數(shù)據(jù)庫看訪問。3.2基于ODBC的ARX程序開發(fā)在工程圖紙管理中的應用PDM是對工程圖紙進行計算機化管理的技術(shù)，根據(jù)PDM技術(shù)建立工程圖紙管理系統(tǒng)，從而實現(xiàn)工程電子文檔與資料管理，工作流程與產(chǎn)品配置管理，及項目的分類檢索管理等多種管理功能。工程圖紙的設計一般是由設計者在設計后向服務器提交設計方案，并通過審核與校驗等詳細流程。在審核過程中圖紙的設計將會被瀏覽及做出修改，且圖紙的設計一般是在CAD軟件上進行長時間的設計，與工程圖紙管理系統(tǒng)沒有進行融合。目前可通過多種技術(shù)對CAD軟件與工程圖紙管理系統(tǒng)進行連接，但在特定場合下，例如對工程圖紙的設計與修改，CAD與工程圖紙管理系統(tǒng)仍沒有徹底的融合，設計者在不同軟件下存在操作上的多種問題，例如使用OLE技術(shù)將CAD與工程圖紙管理系統(tǒng)建立通信，其內(nèi)嵌的方式仍不滿足用戶的需求，且系統(tǒng)的反應遲緩，對用戶的使用造成不便。對ARX程序進行開發(fā)，需要與MFC在開發(fā)數(shù)據(jù)庫的優(yōu)勢進行結(jié)合，才能使CAD軟件與工程圖紙管理系統(tǒng)進行有效的融合，保證設計人員在CAD軟件熟悉的環(huán)境下進行辦公和設計。但如果對圖紙進行只讀瀏覽，采用OLE技術(shù)與快速瀏覽工具結(jié)合較為實用。工程圖紙的提交，需要采用ARx程序?qū)嵱肕FCODBC對數(shù)據(jù)庫進行訪問，而提交繪制的CAD文件可以采用多種方法，例如在數(shù)據(jù)庫中運用varbinary字段以及Winsock。ARX程序是根據(jù)CAD客戶端建立只讀文件夾，為服務器管理者提供使用，并在只讀文件夾中將ARX提供的類庫函數(shù)保存為dwg格式文件，調(diào)用數(shù)據(jù)庫執(zhí)行的系統(tǒng)命令，將拷貝下來的文件復制到服務器的相關文件夾中，保證服務器的安全，避免服務器目錄的安全性受損。具體流程如圖1所示。結(jié)語數(shù)據(jù)庫技術(shù)在ARX程序中對軟件進行二次開發(fā)主要是對外部數(shù)據(jù)庫進行調(diào)用，并將數(shù)據(jù)庫的開發(fā)技術(shù)與CAD技術(shù)進行綜合利用，根據(jù)CAD軟件在圖形上的優(yōu)勢，提高軟件開發(fā)的質(zhì)量，為ARX軟件開發(fā)提供規(guī)范的數(shù)據(jù)管理，有效解決CAD系統(tǒng)與其他子系統(tǒng)之間的集成問題，為CAD軟件的二次開發(fā)提供新的解決思路與方法。以上就是我們深圳市組創(chuàng)微電子有限公司為您介紹的數(shù)據(jù)庫技術(shù)在ARX軟件開發(fā)中的應用。如果您有智能電子產(chǎn)品的軟硬件功能開發(fā)需求，可以放心交給我們，我們有豐富的電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗，可以盡快評估開發(fā)周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是多家國內(nèi)外芯片代理商：松翰、應廣、杰理、安凱、全志、realtek，有MCU、語音IC、藍牙IC與模塊、wifi模塊。我們的擁有硬件設計與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設計、PCB設計、單片機開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號開發(fā)、語音識別技術(shù)、藍牙wifi開發(fā)等。還可以承接智能電子產(chǎn)品研發(fā)、家用電器方案設計、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)、智能家居方案設計、TWS耳機開發(fā)、藍牙耳機音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。
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