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(jī)器人設(shè)計(jì)
基于Arduino單片機(jī)的智能輪式機(jī)器人設(shè)計(jì)輪式機(jī)器人在工業(yè)應(yīng)用方面可以完成自動(dòng)化搬運(yùn)作業(yè)的任務(wù)，當(dāng)今社會(huì),隨著生產(chǎn)條件日益現(xiàn)代化,勞動(dòng)生產(chǎn)率要求越來越高,企業(yè)更注重效率,機(jī)器人在社會(huì)各領(lǐng)域的作用越來越大,對機(jī)器人的研究成為熱門話題,各項(xiàng)機(jī)器人比賽也備受人們的關(guān)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(tái)，同時(shí)也為物流業(yè)的蓬勃發(fā)展注入了強(qiáng)大的動(dòng)力。在物流中心，快遞的分揀基本上還是依靠人工來實(shí)現(xiàn)，人工揀貨既效率低下而且又容易出錯(cuò)，隨著業(yè)務(wù)量的增加還得增加更多的人手，所以自動(dòng)分揀的建設(shè)是快遞發(fā)展的必然方向。因此智能分揀機(jī)器人的研究與創(chuàng)新應(yīng)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(jī)器人實(shí)現(xiàn)的一些功能能被應(yīng)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(jī)器人實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目采用輪式機(jī)器人的設(shè)計(jì)方式，即移動(dòng)機(jī)器人的一種。要求機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)將搬運(yùn)物通過指定路線搬運(yùn)到相應(yīng)位置，同時(shí)搬運(yùn)機(jī)器人能夠自動(dòng)躲避路線中的障礙，自主應(yīng)對復(fù)雜的道路環(huán)境。搬運(yùn)機(jī)器人能夠通過無線傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，能夠更好的服務(wù)于人類。一、智能輪式機(jī)器人方案開發(fā)思路智能搬運(yùn)機(jī)器人通過四輪驅(qū)動(dòng)，每個(gè)車輪都由一個(gè)直流電機(jī)控制，通過控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)來控制機(jī)器人的轉(zhuǎn)向。通過超聲波模塊或者紅外感應(yīng)模塊實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對障礙物的識(shí)別，并將模塊采集的信息傳送給單片機(jī)，由單片機(jī)判斷后對控制電機(jī)的IO口發(fā)送指令，使機(jī)器人完成相應(yīng)的轉(zhuǎn)向動(dòng)作。人工無線控制是通過藍(lán)牙模塊與手機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)?？梢詿o線控制機(jī)器人完成前進(jìn)，后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的指令，從而讓機(jī)器人到達(dá)指定位置。二、智能輪式機(jī)器人硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)本次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目采用Arduino控制板，此芯片負(fù)責(zé)控制電機(jī)狀態(tài)，并處理從各個(gè)模塊收集的信息，然后發(fā)出相應(yīng)指令。本次項(xiàng)目以實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)采用2節(jié)3.7V大容量18650鋰電池供電，為系統(tǒng)中的各個(gè)模塊提供穩(wěn)定可靠的工作電壓。機(jī)器人設(shè)計(jì)采用輪式機(jī)器人的設(shè)計(jì)概念，每個(gè)輪子配有一塊DC3-6V直流減速馬達(dá)電機(jī)，減速比為1：48，工作電壓為3-6V。合適的電機(jī)在實(shí)驗(yàn)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(jī)在代碼的包容度上也有明顯的幫助。本次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目采用的電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案是TB6612FNG電路。TB6612FNG是雙驅(qū)動(dòng)，電機(jī)電源接口帶有反接保護(hù)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(shí)驗(yàn)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(yīng)角度不大于15度,探測距離為500cm,精度可達(dá)0.3cm。SR04是利用超聲波特性檢測距離的傳感器，其帶有兩個(gè)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(hào)，模塊將自動(dòng)發(fā)出8個(gè)40KHZ的超聲波脈沖，并自動(dòng)檢測是否有信號(hào)返回。一旦檢測到有回波信號(hào)則ECHO引腳會(huì)輸出高電平，根據(jù)高電平持續(xù)時(shí)間就可以獲得機(jī)器人與被測障礙物的距離，從而完成避障任務(wù)。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(shí)驗(yàn)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(dāng)紅外線發(fā)射到黑線上時(shí)會(huì)被黑線吸收掉，發(fā)射到其它的顏色上將會(huì)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(jī)器人軟件設(shè)計(jì)在進(jìn)行微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，除了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)外，大量的工作就是如何根據(jù)每個(gè)生產(chǎn)對象的實(shí)際需要設(shè)計(jì)應(yīng)用程序。因此，軟件設(shè)計(jì)在微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中占重地位。對于本系統(tǒng)，軟件更為重要。在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，大體上可分為數(shù)據(jù)處理、過程控制兩個(gè)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(biāo)度變換等。過程控制程序主要是使單片機(jī)按一定的方法進(jìn)行計(jì)算，然后再輸出，以便控制生產(chǎn)。為了完成上述任務(wù)，在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，通常把整個(gè)過程分成若干個(gè)部分，每一部分叫做一個(gè)模塊。所謂“模塊”，實(shí)質(zhì)上就是所完成一定功能，相對獨(dú)立的程序段，這種程序設(shè)計(jì)方法叫模塊程序設(shè)計(jì)法。模塊程序設(shè)計(jì)法的主要優(yōu)點(diǎn)是：單個(gè)模塊比起一個(gè)完整的程序易編寫及調(diào)試；模塊可以共存，一個(gè)模塊可以被多個(gè)任務(wù)在不同條件下調(diào)用；模塊程序允許設(shè)計(jì)者分割任務(wù)和利用已有程序，為設(shè)計(jì)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(shí)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(jī)器人在承載物件后應(yīng)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(yùn)送到不同的分類區(qū)域。然后機(jī)器人將回到初始區(qū)域開始下一輪的任務(wù)，如此循環(huán)往復(fù)。本項(xiàng)目系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要包括尋線運(yùn)動(dòng)子程序，避障子程序以及顏色識(shí)別子程序。智能分揀機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)整套的任務(wù)流程離不開各個(gè)模塊功能的配合。本次實(shí)驗(yàn)采用的是Arduino單片機(jī)，設(shè)計(jì)出能實(shí)現(xiàn)分揀的機(jī)器人，具有尋線運(yùn)動(dòng)，顏色識(shí)別，避障等特點(diǎn)。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(jī)的智能輪式機(jī)器人設(shè)計(jì)技術(shù)。我們有豐富的智能電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，可以盡快評(píng)估開發(fā)周期與IC價(jià)格，也可以核算PCBA報(bào)價(jià)。我們是松翰單片機(jī)代理商、應(yīng)廣單片機(jī)代理商，出售并開發(fā)sonix與應(yīng)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(lán)牙IC、雙模藍(lán)牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、單片機(jī)開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號(hào)開發(fā)、語音識(shí)別技術(shù)、藍(lán)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(shè)計(jì)、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、智能家居方案設(shè)計(jì)、TWS耳機(jī)開發(fā)、藍(lán)牙耳機(jī)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(shè)計(jì)
基于超聲波及單片機(jī)技術(shù)的交通風(fēng)險(xiǎn)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(hào)燈進(jìn)行信息傳遞。其次我國的車載道路交通預(yù)警系統(tǒng)比較落后，超聲波技術(shù)一般只用到了倒車?yán)走_(dá)當(dāng)中，應(yīng)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?yán)走_(dá)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(bào)警為主的汽車安全系統(tǒng)。車上安裝有實(shí)時(shí)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(shè)備成本較高，而且目前的報(bào)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(fēng)險(xiǎn)語音警示系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理本作品的汽車語音風(fēng)險(xiǎn)警示裝置包含有單片機(jī)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(jī)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(shí)單片機(jī)工作，完成語音播報(bào)的工程。本系統(tǒng)在工作的時(shí)候采用的是兩個(gè)超聲波探頭分別進(jìn)行超聲波發(fā)射和接收來進(jìn)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(dāng)車距小于5m的時(shí)候語音提示實(shí)時(shí)距離及其相對速度，從而起到提示和報(bào)警的作用。本系統(tǒng)利用單片機(jī)對超聲波信號(hào)循環(huán)不斷地進(jìn)行采集。系統(tǒng)包括超聲波傳感器、單片機(jī)控制、語音芯片。這個(gè)設(shè)計(jì)能夠連續(xù)測距測速，數(shù)據(jù)經(jīng)過單片機(jī)的處理后，進(jìn)行語音播報(bào)警示。1.1超聲波模塊的選擇根據(jù)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，應(yīng)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(shí)單片機(jī)P1.0端口輸出的40kHz的方波信號(hào)一路經(jīng)一級(jí)反向器后送到超聲波換能器的一個(gè)電極，另一路方波信號(hào)經(jīng)兩級(jí)反向器后送到超聲波換能器的另一個(gè)電極，采用推換形式將方波信號(hào)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(qiáng)度。輸出端采用兩個(gè)反向器并聯(lián)，用以提高驅(qū)動(dòng)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(shí)間，另一方面可以提高反向器74LS04輸出高電平的驅(qū)動(dòng)能力。超聲波接收過程：超聲波接收電路由兩級(jí)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(hào)非常微弱，所以兩級(jí)放大電路用于對傳感器接收到的信號(hào)進(jìn)行放大。當(dāng)鎖相環(huán)電路接收到頻率符合要求的信號(hào)后向單片機(jī)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(guān)元件使鎖相環(huán)的中心頻率為40kHz，只響應(yīng)該頻率的信號(hào)，避免了其他頻率信號(hào)的干擾。當(dāng)超聲波傳感器接收到超聲波信號(hào)后，送入兩級(jí)放大器放大，放大后的信號(hào)進(jìn)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(hào)送單片機(jī)P3.3端，單片機(jī)檢測到低電平后停止定時(shí)器的工作。1.2單片機(jī)的選擇根據(jù)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)際要求，選擇AT89S51單片機(jī)作為本設(shè)計(jì)的單片機(jī)使用。51系列單片機(jī)在硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)和片內(nèi)資源等方面與標(biāo)準(zhǔn)的52系列的單片機(jī)可以完全兼容。51系列的單片機(jī)功耗低，執(zhí)行速率很快，最高時(shí)鐘頻率可以達(dá)到90MHz，在應(yīng)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(shí)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(dòng)增益控制、話筒前置放大、平滑濾波器、防混淆濾波器、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)及EEPRIM陣列等特點(diǎn)。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(shí)間越長，但是通頻帶和音質(zhì)會(huì)有所降低。ISD2560可以重復(fù)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(jì)算的工作原理系統(tǒng)對距離、速度進(jìn)行測量時(shí)，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(shí)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(shí)定時(shí)器開始工作，記錄時(shí)間，超聲波在空氣中傳播的途中只要遇到障礙物后就會(huì)被反射回來，當(dāng)超聲波接收器接收到反射波后就會(huì)給負(fù)脈沖到單片機(jī)使其立刻停止計(jì)時(shí)。這樣，定時(shí)器就能夠準(zhǔn)確的記錄下超聲波發(fā)射點(diǎn)至所測量的障礙物之間往返傳播所用的時(shí)間，通過得到的數(shù)據(jù)，運(yùn)用固定的公式算出安全距離，并提示。1.5系統(tǒng)C程序設(shè)計(jì)主程序首先會(huì)對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)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(biāo)志位置位，并且使單片機(jī)的某個(gè)端口輸出一個(gè)低電平用來啟動(dòng)超聲波發(fā)射電路，此時(shí)定時(shí)器開始工作，同時(shí)計(jì)算距離的子程序也開始工作，然后再根據(jù)定時(shí)器記錄的時(shí)間計(jì)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(bào)警。最后主程序通過對回波信號(hào)的接收，完成后續(xù)的工作，就這樣，該系統(tǒng)會(huì)連續(xù)不斷地運(yùn)行，以兩個(gè)測量周期為一個(gè)計(jì)算單位，計(jì)算出相對的速度，然后循環(huán)不斷地進(jìn)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(shè)計(jì)方法，由超聲波發(fā)生子程序、主超聲波程序、距離計(jì)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(jī)研究通過查閱資料學(xué)習(xí)，了解超聲波的物理性質(zhì)和單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)。其實(shí)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(shí)欠缺，只能對要用的知識(shí)進(jìn)行簡單修改和整理，應(yīng)用到自己的想法當(dāng)中。通過查閱每一個(gè)選用的器件的參數(shù)，看其是否符合主流的應(yīng)用，能不能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的要求。本作品基于單片機(jī)實(shí)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(jī)的實(shí)時(shí)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(shè)計(jì)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(fēng)險(xiǎn)提示系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是基于AT89C51單片機(jī)控制核心，同時(shí)是以超聲波測距為主的語音報(bào)警系統(tǒng)。通過理論上大致的分析，設(shè)計(jì)方案基本可行。本系統(tǒng)工作時(shí)，通過超聲波傳感器完成對數(shù)據(jù)的采集，然后單片機(jī)開始工作，進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算以及處理，最后將結(jié)果通過語音芯片提示駕駛員。各個(gè)器件價(jià)格低廉，易于普及?？茖W(xué)技術(shù)在不斷的發(fā)展，越來越多的超聲波技術(shù)會(huì)出現(xiàn)在傳感器中，超聲波的應(yīng)用可以極大的提高精度，而且設(shè)計(jì)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(huì)以精確方便的優(yōu)勢滿足各個(gè)行業(yè)的應(yīng)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(yàn)和主觀判斷，還是能夠規(guī)避一定程度的風(fēng)險(xiǎn)，有比較廣闊的應(yīng)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(jī)技術(shù)的交通風(fēng)險(xiǎn)語音警示系統(tǒng)設(shè)計(jì)。我們有豐富的智能電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，可以盡快評(píng)估開發(fā)周期與IC價(jià)格，也可以核算PCBA報(bào)價(jià)。我們是松翰單片機(jī)代理商、應(yīng)廣單片機(jī)代理商，出售并開發(fā)sonix與應(yīng)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(lán)牙IC、雙模藍(lán)牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、單片機(jī)開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號(hào)開發(fā)、語音識(shí)別技術(shù)、藍(lán)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(shè)計(jì)、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、智能家居方案設(shè)計(jì)、TWS耳機(jī)開發(fā)、藍(lán)牙耳機(jī)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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2021
智能服裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)
基于單片機(jī)的智能服裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)微電子、網(wǎng)絡(luò)通信和嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展，推進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新成果的普及和應(yīng)用。近年來，智能化可穿戴設(shè)備作為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的一部分，受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，正逐漸走進(jìn)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(shè)備更好地滿足社會(huì)需求和實(shí)際應(yīng)用，給人類提供智能、便捷和高效的服務(wù)，各領(lǐng)域科研、技術(shù)人員加大了對可穿戴設(shè)備技術(shù)的研究和應(yīng)用力度。服裝作為人們?nèi)粘Ｉ畹谋匦杵罚痪印耙率匙⌒小敝?，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(dòng)、處理和傳輸于一體的智能服裝成為市場主流趨勢和時(shí)代發(fā)展熱點(diǎn)。智能服裝最早應(yīng)用于軍事、航天等特殊領(lǐng)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(yīng)用到服裝上，可實(shí)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(lǐng)域，智能服裝還用來研究高血壓、心臟病等患者的實(shí)時(shí)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(shè)計(jì)已成為當(dāng)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(yīng)用于智能服裝。與有線傳輸技術(shù)相比，無線通信在經(jīng)濟(jì)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(jìn)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(yīng)不太敏感，需要全方位、全過程的實(shí)時(shí)護(hù)理。本文基于STC89 C52單片機(jī)設(shè)計(jì)了一種智能服裝系統(tǒng)，能實(shí)時(shí)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(jī)終端，有助于實(shí)現(xiàn)對病人、兒童、老人等24 h實(shí)時(shí)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(shè)計(jì)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(shí)，多傳感器數(shù)據(jù)融合模式的設(shè)計(jì)也是本文研究的重點(diǎn)，其目的是剔除監(jiān)測過程中出現(xiàn)的錯(cuò)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(píng)價(jià)值，從而有助于做出健康評(píng)估并采取有效應(yīng)對措施。一、智能服裝系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)1.1系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)對監(jiān)測人員的健康狀態(tài)和環(huán)境信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測、處理、顯示、預(yù)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(jī)和監(jiān)測終端。智能服裝系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。1.2智能服裝系統(tǒng)工作原理本文設(shè)計(jì)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(lán)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(lán)牙設(shè)備(藍(lán)牙收發(fā)器)進(jìn)行接收、轉(zhuǎn)發(fā)，即采用藍(lán)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(jī)。其次，在上位機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、優(yōu)化和存儲(chǔ)，再由I n te r n e t、4G、GPＲS等網(wǎng)絡(luò)傳輸至遠(yuǎn)程監(jiān)測終端，實(shí)現(xiàn)信息的存儲(chǔ)、處理、顯示等功能。最后，用戶可以在遠(yuǎn)程監(jiān)測終端通過APP、IPAD、WEB等實(shí)時(shí)查看人員的綜合健康狀況。同時(shí)，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(dá)到驅(qū)除蚊蟲的效果。智能服裝系統(tǒng)綜合運(yùn)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(shí)時(shí)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(yuǎn)程電腦或移動(dòng)設(shè)備終端查看各類監(jiān)測信息和綜合健康評(píng)價(jià)值。二、智能服裝系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)2.1傳感器模塊硬件設(shè)計(jì)主要是對安裝在服裝上的監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)。智能服裝系統(tǒng)的微處理器和各傳感器模塊設(shè)計(jì)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(shí)時(shí)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(guān)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(dá)到驅(qū)趕蚊蟲的效果。設(shè)計(jì)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(zhǔn)確、有效。環(huán)境氣壓不同，會(huì)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(zhǔn)確反映人體的實(shí)時(shí)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(shè)計(jì)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(shí)時(shí)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(yán)峻，造成生活環(huán)境嚴(yán)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(shí)刻關(guān)注空氣質(zhì)量。本文設(shè)計(jì)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(shí)時(shí)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(xiàng)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，有效評(píng)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(jī)控制氣體傳感器進(jìn)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(chǔ)器。STC89 C52微處理器被廣泛應(yīng)用于單片機(jī)中，為眾多嵌入式控制應(yīng)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(jī)最小系統(tǒng)電路原理圖的基礎(chǔ)上，結(jié)合上述各類傳感器模塊，利用藍(lán)牙通信技術(shù)實(shí)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(jī)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(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)。利用該工具可實(shí)現(xiàn)智能服裝系統(tǒng)通信電路的設(shè)計(jì)、調(diào)試和仿真。三、智能服裝系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)智能服裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)的硬件設(shè)備必須依賴程序才能實(shí)現(xiàn)各傳感器數(shù)據(jù)采集和傳輸功能。3.1監(jiān)控平臺(tái)設(shè)計(jì)智能服裝系統(tǒng)的監(jiān)控平臺(tái)可以方便用戶查看監(jiān)測信息。系統(tǒng)監(jiān)控平臺(tái)可以在上位機(jī)、遠(yuǎn)程WE B終端、移動(dòng)終端等進(jìn)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(píng)價(jià)等信息的顯示、查詢等功能。其中，人體健康綜合評(píng)價(jià)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(shí)查看監(jiān)測者的左腋窩、右腋窩、前胸和后背4個(gè)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(shí)時(shí)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(jī)后進(jìn)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(zhǔn)確或錯(cuò)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(zhǔn)確、有效的數(shù)據(jù)，以達(dá)到綜合評(píng)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(shè)計(jì)了一種基于STC89C52單片機(jī)的智能服裝系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)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(lán)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(jī)，并對多傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行一級(jí)融合和二級(jí)融合，再將融合后更加準(zhǔn)確、有效的數(shù)據(jù)以互聯(lián)網(wǎng)或移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳送到遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)，用戶即可通過WEB系統(tǒng)或APP進(jìn)行實(shí)時(shí)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(yù)警功能及時(shí)關(guān)注監(jiān)測人員的健康變化，以盡早做出相應(yīng)補(bǔ)救措施。同時(shí)，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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的智能服裝系統(tǒng)功能實(shí)用，操作方便，易于實(shí)現(xiàn)和推廣，具有廣闊的應(yīng)用前景。未來智能服裝在材料、技術(shù)、舒適度、款式等方面會(huì)不斷提升，將兼具醫(yī)療診斷、健康監(jiān)測、安全防護(hù)等多功能于一體。在研究智能服裝系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)、開發(fā)的同時(shí)，人們將會(huì)更加關(guān)注智能服裝的實(shí)用性和健康性，特別是從社會(huì)和市場的實(shí)際需求出發(fā)，融合新技術(shù)、新材料和多學(xué)科交叉進(jìn)行深入研究，推進(jìn)智能服裝及可穿戴設(shè)備的智能化、網(wǎng)絡(luò)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(jī)的智能服裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)詳情。我們有豐富的智能電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，可以盡快評(píng)估開發(fā)周期與IC價(jià)格，也可以核算PCBA報(bào)價(jià)。我們是松翰單片機(jī)代理商、應(yīng)廣單片機(jī)代理商，出售并開發(fā)sonix與應(yīng)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(lán)牙IC、雙模藍(lán)牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、單片機(jī)開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號(hào)開發(fā)、語音識(shí)別技術(shù)、藍(lán)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(shè)計(jì)、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、智能家居方案設(shè)計(jì)、TWS耳機(jī)開發(fā)、藍(lán)牙耳機(jī)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(zāi)報(bào)警系統(tǒng)單片機(jī)
基于單片機(jī)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)全球每年發(fā)生的火災(zāi)數(shù)量逐年上升，其中住宅區(qū)火災(zāi)占的比重最大，造成了嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。當(dāng)前，有很多火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)正被廣泛應(yīng)用于各種場所，但它們普遍存在不能及時(shí)將報(bào)警信號(hào)發(fā)送至管理人員的問題。因此，迫切需要設(shè)計(jì)一款反應(yīng)速度快且可自動(dòng)報(bào)警的多路火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，以便在火災(zāi)初期準(zhǔn)確探測災(zāi)情，及時(shí)發(fā)送報(bào)警短信至管理人員的手機(jī)。一、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)方案火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，如圖1所示。整個(gè)系統(tǒng)可以分為兩部分。一是上位機(jī)接收端監(jiān)控顯示報(bào)警部分，二是下位機(jī)溫度和煙霧濃度測試子系統(tǒng)。在該設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，測試子系統(tǒng)一共有三組。上位機(jī)子系統(tǒng)與下位機(jī)子系統(tǒng)采用NRF24 L01無線通信模塊進(jìn)行連接，通信模式是一對三。在下位機(jī)各個(gè)子系統(tǒng)中，以單片機(jī)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(jī)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(dāng)系統(tǒng)接收到下位機(jī)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(shè)定值，系統(tǒng)便發(fā)出警報(bào)聲，同時(shí)通過GSM模塊發(fā)送報(bào)警短信至管理員手機(jī)進(jìn)行提醒。其中，上位機(jī)可以通過鍵盤模塊調(diào)節(jié)報(bào)警的限位值。二、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)包含的硬件部分主要有上位機(jī)接收端監(jiān)控顯示部分、NRF24L01無線通信模塊、下位機(jī)溫度和煙霧濃度采集單元。2.1上位機(jī)接收端監(jiān)控顯示部分上位機(jī)接收端硬件部分主要包括核心控制器、12864液晶顯示模塊、設(shè)置報(bào)警范圍的鍵盤模塊、單片機(jī)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(jī)是一種16位超低功耗的微處理器，具有強(qiáng)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(diǎn)?；馂?zāi)報(bào)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(jī)很難實(shí)現(xiàn)，而上位機(jī)子系統(tǒng)和下位機(jī)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(yīng)用場合其尺寸都適用。SIM也經(jīng)常被使用于移動(dòng)設(shè)備，如智能手機(jī)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(jī)功耗低。該設(shè)計(jì)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(jī)的P1.0和P1.1管腳。該模塊發(fā)送短信需要進(jìn)行三方面設(shè)置。第一，設(shè)置GSM工作方式；第二，發(fā)送中文短信需要設(shè)置PDU模式；第三，設(shè)置發(fā)送短信的長度。（3）12864液晶顯示和按鍵電路設(shè)計(jì)：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(shí)，可以顯示4行數(shù)據(jù)。因?yàn)橄到y(tǒng)包含3個(gè)下位機(jī)測試系統(tǒng)，在進(jìn)行上位機(jī)顯示時(shí)設(shè)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(hào)：溫度29濃10%”，在液晶屏中另有一行顯示“設(shè)置：溫度**濃**”。盡管QC12864液晶顯示屏比LCD1602顯示屏價(jià)格高，顯示程序復(fù)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(jī)系統(tǒng)中加入按鍵電路，作用是調(diào)整溫度和濃度的報(bào)警限位值。實(shí)際使用過程中，系統(tǒng)會(huì)遇到季節(jié)的變更，環(huán)境溫度會(huì)相應(yīng)發(fā)生改變。因此，需要調(diào)節(jié)報(bào)警溫度值，如夏天環(huán)境溫度很高，報(bào)警溫度值需要適當(dāng)上調(diào)，而冬天正常環(huán)境溫度較低，需把報(bào)警溫度值向下調(diào)節(jié)。由于使用時(shí)只需要增加、減少和確定三個(gè)功能鍵即可順利工作，且矩陣式鍵盤編程較為復(fù)雜，按鍵電路在設(shè)計(jì)時(shí)并沒有采用矩陣式按鍵，而是選用了3個(gè)獨(dú)立的按鍵。2.2NRF24L01無線通信模塊該火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)由上位機(jī)子系統(tǒng)和下位機(jī)子系統(tǒng)兩部分組成。上位機(jī)與下位機(jī)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(jìn)行連接。NRF24L01的工作頻率是2.4～2.5GHz，通用性強(qiáng)，可以連接到各種單片機(jī)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(shí)電流消耗約為11.3 mA，接收模式約為12.3 mA，而待機(jī)模式下功耗更低。在上位機(jī)子系統(tǒng)線路連接中，24L01芯片要與單片機(jī)的6個(gè)管腳相連接。其中，CSN是無線模塊的片選信號(hào)，需要連接到P1.2，由單片機(jī)發(fā)出信號(hào)來控制是否允許向24L01輸寫數(shù)據(jù)。MOSI是輸入信號(hào)，與單片機(jī)的P1.3相接，由單片機(jī)向無線模塊發(fā)送數(shù)據(jù)。MISO是模塊的輸出信號(hào)，是無線模塊向單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的接口，與單片機(jī)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(hào)并發(fā)送給單片機(jī)的接口，與單片機(jī)的P1.5相連接。SCK是無線模塊的輸入接口，串行時(shí)鐘信號(hào)與單片機(jī)的P1.6相連接，由單片機(jī)發(fā)出信號(hào)來控制無線模塊的讀或?qū)懙倪\(yùn)作節(jié)拍。CE是無線模塊的輸入信號(hào)，與單片機(jī)的P1.7相接，由單片機(jī)給出信號(hào)控制24L01內(nèi)部射頻電路是否開始工作。下位機(jī)子系統(tǒng)中，無線通信模塊的管腳連接單片機(jī)的P2.0～P2.5。在整個(gè)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中，采用一對三的通信模式，即一個(gè)節(jié)點(diǎn)接收，三個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送。上位機(jī)工作在接收模式，而3個(gè)下位機(jī)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(jī)系統(tǒng)并顯示出來。2.3下位機(jī)溫度和煙霧濃度采集單元（1）煙霧濃度檢測電路設(shè)計(jì)：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(yuǎn)優(yōu)于氣敏電阻類傳感器，對微小煙霧粒子的感應(yīng)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(bào)警專用芯片，報(bào)警響應(yīng)時(shí)間短。它的1管腳為輸信號(hào)端，當(dāng)檢測到煙霧濃度發(fā)生變化時(shí)，從1號(hào)腳輸出高電平到單片機(jī)的P1.1管腳，原理如圖2所示。（2）溫度檢測電路設(shè)計(jì)：溫度檢測電路中使用DS18B20傳感器，可以準(zhǔn)確有效地采集周圍環(huán)境溫度。它的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，數(shù)據(jù)精確。DS18B20有3個(gè)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(jī)的P1.2端口連接。單片機(jī)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(hào)，而msp430單片機(jī)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(hào)經(jīng)內(nèi)容轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)，進(jìn)而在顯示屏上顯示出來。（3）下位機(jī)數(shù)據(jù)顯示：下位機(jī)檢測系統(tǒng)顯示電路應(yīng)用LCD1602顯示屏。由于在下位機(jī)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(dòng)程序較12864都相對簡單，是下位機(jī)系統(tǒng)的不二之選。三、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件程序分為上位機(jī)程序和下位機(jī)程序。其中，上位機(jī)程序部分包括液晶顯示、按鍵程序、上位機(jī)通信程序與GSM報(bào)警程序。下位機(jī)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(bào)警程序的執(zhí)行過程：進(jìn)入警報(bào)程序，輸入1則顯示屏輸出測試組A警報(bào)，輸入2則顯示屏輸出B警報(bào)，輸入3則顯示屏輸出顯示測試組C警報(bào)信號(hào)。所有警報(bào)信號(hào)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(gè)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(bào)警專用芯片，可以更快、更靈敏地檢測到火災(zāi)的發(fā)生。第二，主控芯片選用msp430單片機(jī)。msp430單片機(jī)與51單片機(jī)相比，具有更低的功耗和更強(qiáng)的處理能力，且系統(tǒng)使用場所為火災(zāi)現(xiàn)場，在火災(zāi)導(dǎo)致室內(nèi)斷電時(shí)，小系統(tǒng)功耗的msp430單片機(jī)是最佳的選擇。第三，設(shè)計(jì)使用GSM模塊進(jìn)行短信報(bào)警，第一時(shí)間將火災(zāi)情況發(fā)送至檢測者，從而及時(shí)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(jī)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)詳情。我們有豐富的智能電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，可以盡快評(píng)估開發(fā)周期與IC價(jià)格，也可以核算PCBA報(bào)價(jià)。我們是松翰單片機(jī)代理商、應(yīng)廣單片機(jī)代理商，出售并開發(fā)sonix與應(yīng)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(lán)牙IC、雙模藍(lán)牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、單片機(jī)開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號(hào)開發(fā)、語音識(shí)別技術(shù)、藍(lán)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(shè)計(jì)、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、智能家居方案設(shè)計(jì)、TWS耳機(jī)開發(fā)、藍(lán)牙耳機(jī)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(luò)，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(shè)計(jì)
基于單片機(jī)的智能全開窗設(shè)計(jì)現(xiàn)今，科技發(fā)展日新月異。以人工智能、微電子半導(dǎo)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。科技的發(fā)展給人們帶來了巨大的便利，但窗戶在這個(gè)變革的時(shí)代中沒有發(fā)生根本性進(jìn)步。如果有一種多功能的智能窗，用技術(shù)的手段進(jìn)行設(shè)計(jì)，便能夠使傳統(tǒng)的智能窗實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開關(guān)窗、火災(zāi)主動(dòng)開窗、雨天關(guān)窗等智能化功能。此外，該窗戶具有結(jié)構(gòu)簡單、適用性強(qiáng)、功能完善等特點(diǎn)，十分符合現(xiàn)代智能家居的要求，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。一、多功能智能窗的功能特點(diǎn)1.1監(jiān)控危險(xiǎn)情況：窗戶系統(tǒng)會(huì)24h監(jiān)控室內(nèi)各種氣體含量，當(dāng)可燃?xì)怏w或某種特定的氣體濃度達(dá)到了預(yù)先設(shè)計(jì)的值時(shí)，窗戶將會(huì)自動(dòng)打開，與室外進(jìn)行通風(fēng)。如果氣體濃度回歸到正常水平，窗戶則會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。1.2雨天關(guān)窗：當(dāng)窗戶打開時(shí)，窗戶系統(tǒng)將會(huì)啟動(dòng)對于天氣下雨情況的監(jiān)控。一旦雨量達(dá)到一定的值而會(huì)影響室內(nèi)時(shí)，窗戶將自動(dòng)關(guān)閉。1.3遠(yuǎn)程遙控：窗戶系統(tǒng)內(nèi)置有藍(lán)牙通信模塊，只要通過遙控器，遠(yuǎn)程便可以實(shí)現(xiàn)對于窗戶的控制。此外，還可對窗戶進(jìn)行語音控制，只要說出特定語音語句，窗戶識(shí)別后便可實(shí)現(xiàn)開/關(guān)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(dāng)溫度過高時(shí)，窗戶將自動(dòng)打開，當(dāng)溫度回歸到正常水平則關(guān)閉。1.5自動(dòng)上鎖：窗戶內(nèi)置有電磁鎖結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上鎖功能。1.6機(jī)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(gè)按鈕，窗戶便可切換為手動(dòng)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(jìn)入，窗戶便能監(jiān)控到并立刻發(fā)出報(bào)警聲音。二、智能全開窗系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)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(guān)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(jì)算，本結(jié)構(gòu)打開率高達(dá)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(yùn)用到多種場合。窗戶整體機(jī)械框架如圖1所示。2.2內(nèi)部機(jī)械驅(qū)動(dòng)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(chǔ)上便可實(shí)現(xiàn)感知外部環(huán)境的變化，然后通過電路，使得電機(jī)開始工作。電機(jī)工作后，帶動(dòng)窗戶內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)相互運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)了雨天自動(dòng)關(guān)窗、陽光充足時(shí)自動(dòng)開窗等一系列功能。利用大扭矩電動(dòng)機(jī)輪組帶動(dòng)同步帶，同步帶上安裝一個(gè)固定夾，固定夾子與底下的窗戶底座相連接，即可實(shí)現(xiàn)窗戶的左右平移滑動(dòng)。與此同時(shí)，利用窗運(yùn)動(dòng)的慣性和電磁鐵通斷電實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上鎖。而在窗戶的開關(guān)運(yùn)行過程中，會(huì)遇到“死點(diǎn)”的問題。當(dāng)窗戶關(guān)閉后，兩窗扇處在同一直線，這時(shí)就出現(xiàn)了機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)問題。如果在該情況下給電機(jī)通電，無論多大扭矩都無法使窗戶打開，最后只會(huì)令電機(jī)燒壞。針對此類情況，人們在兩扇窗中間加上了兩根彈簧進(jìn)行“儲(chǔ)能”，以確保窗戶在關(guān)閉之后仍保持有一定的動(dòng)力。當(dāng)窗戶一打開，就能夠使得其不在同一直線上，形成一個(gè)較小的角度，從而順利開關(guān)窗戶。三、智能全開窗系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)3.1總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)基于STC89C52單片機(jī)進(jìn)行控制，作為系統(tǒng)控制器，其具有功耗低、體積小、存儲(chǔ)容量大、硬件功能容易實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)。系統(tǒng)整體電路如圖2所示。3.2電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)智能窗是通過步進(jìn)電機(jī)與STC89C52芯片、運(yùn)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(yīng)控制電路，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的智能開和關(guān)，從而簡單地實(shí)現(xiàn)窗的自動(dòng)化。3.3溫濕度檢測模塊設(shè)計(jì)本智能窗以單片機(jī)為核心，采用溫濕度傳感器DHT11設(shè)計(jì)一個(gè)對環(huán)境溫度、濕度的檢測系統(tǒng)。DHT11是一款已經(jīng)校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字信號(hào)模塊采集技術(shù)和先進(jìn)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(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室、工業(yè)、環(huán)保、衛(wèi)生防疫、倉儲(chǔ)運(yùn)輸、溫室等領(lǐng)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(jī)的電源VCC相連，地線與單片機(jī)的GND相連。數(shù)據(jù)線DATA與單片機(jī)的P1.0口相連，外加一個(gè)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(jī)，在單片機(jī)內(nèi)做出相應(yīng)的處理之后得到相應(yīng)的溫濕度數(shù)據(jù)。采用該傳感器后，室內(nèi)溫度過高時(shí)，智能窗戶自動(dòng)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(shè)計(jì)雨滴傳感器過去常被運(yùn)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(shè)計(jì)的規(guī)定工作條件下進(jìn)行工作。筆者創(chuàng)新性地把CCD攝像頭雨滴傳感器運(yùn)用到此智能窗中，使得系統(tǒng)能夠檢測到下雨天氣，以達(dá)到下雨天關(guān)窗的功能。傳感器安裝于窗戶三角突出的位置，在剛下雨時(shí)就能接受到雨滴。當(dāng)傳感器接收到雨滴后，發(fā)出信號(hào)接通控制器，通過控制器使執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作而關(guān)好門窗。3.5煙霧傳感模塊設(shè)計(jì)窗上裝有煤煙傳感器，當(dāng)檢測到室內(nèi)一定濃度煤氣對人體造成危險(xiǎn)時(shí)，警報(bào)聲響起，同時(shí)向電路傳輸信號(hào)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(hào)，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(jī)，進(jìn)而由單片機(jī)完成數(shù)據(jù)處理、濃度處理及報(bào)警控制等工作。此感應(yīng)器靈敏度高，當(dāng)測試到有氣體濃度異常時(shí)，窗戶將關(guān)閉，待煙霧回歸到正常范圍才會(huì)重新開啟。四、智能全開窗系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)該智能窗控制系統(tǒng)的控制單元選用了STC89C52單片機(jī)，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(chǔ)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(gè)傳感器對外界和室內(nèi)環(huán)境條件進(jìn)行檢測，由單片機(jī)判斷采取相應(yīng)的開關(guān)窗動(dòng)作。接通電源后，各個(gè)傳感器各自初始化，開始檢測環(huán)境的各種參數(shù)，當(dāng)數(shù)值達(dá)到所設(shè)定值后，便開始動(dòng)作。程序中設(shè)置了手動(dòng)開關(guān)窗是最高優(yōu)先級(jí)，所有窗戶的自動(dòng)操作都可被手動(dòng)主動(dòng)停止，這充分體現(xiàn)了人性化設(shè)計(jì)，人的意愿是最優(yōu)先考慮的。第二優(yōu)先級(jí)為防燃?xì)庑孤?dāng)檢測到燃?xì)庑孤稌r(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)開窗并語音報(bào)警及時(shí)通風(fēng)換氣。其后根據(jù)更傳感器的重要性，依次進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序。結(jié)語本智能窗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，集合了溫度、濕度、煙霧等多種傳感器。機(jī)、電高度融合，可靠性高、穩(wěn)定性強(qiáng)。其集成后的智能化程度十分高，人性化理念強(qiáng)。而其制造、安裝簡易，可適用范圍廣，其適合引進(jìn)到高檔住宅、酒店、學(xué)校等場景，具有十分廣闊的應(yīng)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(jī)的智能全開窗設(shè)計(jì)詳情。我們有豐富的智能電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，可以盡快評(píng)估開發(fā)周期與IC價(jià)格，也可以核算PCBA報(bào)價(jià)。我們是松翰單片機(jī)代理商、應(yīng)廣單片機(jī)代理商，出售并開發(fā)sonix與應(yīng)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(lán)牙IC、雙模藍(lán)牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、單片機(jī)開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號(hào)開發(fā)、語音識(shí)別技術(shù)、藍(lán)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(shè)計(jì)、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、智能家居方案設(shè)計(jì)、TWS耳機(jī)開發(fā)、藍(lán)牙耳機(jī)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(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除。
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03-05
2021
單片機(jī)聲光控?zé)粝到y(tǒng)
基于單片機(jī)的聲光控?zé)粝到y(tǒng)設(shè)計(jì)社會(huì)快速發(fā)展的同時(shí)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(gè)發(fā)展趨勢，現(xiàn)實(shí)生活中有了聲音和光控制開光外，利用微波感應(yīng)和人體紅外感應(yīng)開關(guān)也有。但是，微波感應(yīng)不夠穩(wěn)定抗干擾方面不夠理想，紅外感應(yīng)雖然它在性能方面是比微波感應(yīng)上理想，但由于它的安裝是比較復(fù)雜的，賣的的價(jià)格也偏貴，紅外感應(yīng)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(yīng)來控制照明，從另外方面考慮到價(jià)格問題，還有安裝管理方面不利因素。電路設(shè)計(jì)中避免了以上不穩(wěn)定、性能、價(jià)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(shè)定好的先后順序執(zhí)行的如圖1所示。一、聲光控?zé)粝到y(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)電路由51單片機(jī)、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(jì)時(shí)，按鍵切換顯示部分組成。1.1單片機(jī)及顯示部分電路組成由單片機(jī)、三極管、兩位共陽數(shù)碼管組成。時(shí)間倒計(jì)時(shí)數(shù)碼管顯示電路如圖2所示；當(dāng)程序進(jìn)入初始化時(shí)數(shù)碼管顯示十秒，夜晚且有聲音時(shí)，繼電器吸合的同時(shí)數(shù)碼管開始倒計(jì)時(shí)。單片機(jī)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(dǎo)通，從而改變數(shù)碼管的位顯示。單片機(jī)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(yīng)，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(gè)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(shí)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(jī)的驅(qū)動(dòng)電流有限，不能同時(shí)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管亮，所以增加兩個(gè)PNP型三極管Q2、Q3來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示。按鍵S2按下數(shù)碼管暫停顯示同時(shí)燈常亮，再次按下數(shù)碼管繼續(xù)倒計(jì)時(shí)。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(shí)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(qiáng)弱而變化，外界光線較強(qiáng)時(shí)RRR的阻值只有幾百歐，外界光線較弱時(shí)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(shí)是晚上光敏電阻工作。INA-引腳電壓可以通過滑動(dòng)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(hào)。當(dāng)有聲音時(shí)話筒感應(yīng)到聲音，產(chǎn)生交流信號(hào)，然后交流信號(hào)將C4的兩端電壓產(chǎn)生壓降，迫使C4充電此時(shí)三極管基極有電壓，滿足三極管的導(dǎo)通條件，此時(shí)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(dǎo)通時(shí)間取決于電容C4的容量。1.3繼電器部分單片機(jī)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(dòng)電路如圖4所示：三極管Q1的基極接到單片機(jī)的P3.7口，單片機(jī)的I/O口輸出電流大概20mA這樣，所以不能直接用來帶動(dòng)負(fù)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(dòng)繼電器工作。P3.7口輸出高電平時(shí)Q1三極管截止，P3.7口輸出低電平時(shí)Q1三極管導(dǎo)通，繼電器得電，繼電器吸合常開觸電閉合接通負(fù)載燈亮。LED用來顯示繼電器的吸合斷開狀態(tài)，當(dāng)繼電器吸合時(shí)LED燈亮，繼電器斷開時(shí)LED燈滅。二、聲光控?zé)粝到y(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(shí)現(xiàn)，再次準(zhǔn)備好焊接所需要的材料，以及各種工具器，先測試各個(gè)器件好壞，并且能正確區(qū)分各個(gè)器件正負(fù)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?zé)粝到y(tǒng)全面檢查焊接電路前要對各元件單獨(dú)進(jìn)行測量，看有沒有壞的元件，弄清楚各元件的正負(fù)極以及它的作用，在焊接時(shí)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(shí)，烙鐵溫度不要太高，焊接時(shí)間不要太久，以免燒壞元件。電路焊接完成，要對各個(gè)引腳進(jìn)行檢查，看看各個(gè)引腳有沒有虛焊、漏焊，用萬用表檢查各個(gè)元件的正負(fù)極是否連在一起。各個(gè)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(cuò)。特別是單片機(jī)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(gè)引腳的接法是否正確，有沒有把引腳的各個(gè)功能給焊錯(cuò)。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(gè)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(fù)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(shè)計(jì)的，利用單片機(jī)、聲音、光的結(jié)合，實(shí)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(dāng)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(shí)確定是晚上燈就會(huì)亮，當(dāng)人離開后燈延時(shí)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(diǎn)，此電路有節(jié)能的作用。該設(shè)計(jì)使用范圍廣而且穩(wěn)定可靠，值得應(yīng)用到生活中。本課程設(shè)計(jì)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(shí)間，提高了其實(shí)用性。當(dāng)有人連續(xù)經(jīng)過時(shí)，會(huì)重新更新以最后一個(gè)人為倒計(jì)時(shí)，這樣設(shè)計(jì)比較符合實(shí)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(jī)的聲光控?zé)粝到y(tǒng)設(shè)計(jì)方法。我們有豐富的智能電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，可以盡快評(píng)估開發(fā)周期與IC價(jià)格，也可以核算PCBA報(bào)價(jià)。我們是松翰單片機(jī)代理商、應(yīng)廣單片機(jī)代理商，出售并開發(fā)sonix與應(yīng)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(lán)牙IC、雙模藍(lán)牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、單片機(jī)開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號(hào)開發(fā)、語音識(shí)別技術(shù)、藍(lán)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(shè)計(jì)、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、智能家居方案設(shè)計(jì)、TWS耳機(jī)開發(fā)、藍(lán)牙耳機(jī)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(jī)設(shè)計(jì)
基于單片機(jī)的智能化抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析伴隨科學(xué)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(shí)代的當(dāng)下，人們的生產(chǎn)、生活、學(xué)習(xí)等各個(gè)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(yīng)當(dāng)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(shè)計(jì)1.1整體架構(gòu)設(shè)計(jì)為了使抄表系統(tǒng)更加智能化，要對其增添脈沖計(jì)數(shù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(huì)按照脈沖計(jì)數(shù)將電表數(shù)據(jù)計(jì)算出來，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在系統(tǒng)內(nèi)部的RAM之中。其次，系統(tǒng)內(nèi)核會(huì)按照所設(shè)定的時(shí)間，按時(shí)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(jìn)行收集，并按照提前設(shè)置的約定，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在RAM中，然后等上位機(jī)進(jìn)行查詢，同時(shí)記錄反應(yīng)較慢的上位機(jī)號(hào)碼并反饋給上位機(jī)。最后，上位機(jī)有兩種操作方式，一是定時(shí)抄送，二是隨時(shí)抄送。定時(shí)抄送表現(xiàn)為上位機(jī)會(huì)按照系統(tǒng)所設(shè)定的時(shí)間對各個(gè)脈沖技術(shù)模塊所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢；而隨時(shí)抄送是指在特殊狀況下，單獨(dú)復(fù)查某個(gè)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(yīng)的電腦數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，并予以警告。系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。1.2各個(gè)模塊設(shè)計(jì)系統(tǒng)各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)是智能化抄表系統(tǒng)的核心點(diǎn)，主要包括備用電源、電能采集模塊、通訊模塊、時(shí)鐘模塊、顯示模塊等，每個(gè)模塊的選擇與設(shè)計(jì)都關(guān)乎著整個(gè)抄表系統(tǒng)的運(yùn)行效率及質(zhì)量。第一，電能數(shù)據(jù)采集的電路設(shè)計(jì)。電能表的測試模塊有兩種設(shè)計(jì)方案，一是使用分立元件PT、CT、S/H、FIR與乘法器，來計(jì)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(jì)量芯片來進(jìn)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(jìn)而便于微型處理器進(jìn)行處理，使用起來也較為方便，性能可靠、具有較高的計(jì)算精準(zhǔn)度。第二，譯碼電路的設(shè)計(jì)。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(shí)間選用合理的芯片，將其電能信號(hào)輸送至單片機(jī)內(nèi)。此外，在對其進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，還要使用許多片并行取樣的電路芯片、存儲(chǔ)芯片以及現(xiàn)場總線芯片。這些芯片能夠在單片機(jī)的I/O口進(jìn)行共用，并將其當(dāng)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(shí)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(huì)對系統(tǒng)的運(yùn)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(fù)擦寫，具有多個(gè)雙向I/O口，時(shí)鐘頻率要保持在0-33MHZ，要有兩個(gè)16位能夠進(jìn)行編程的定時(shí)器或計(jì)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(chǔ)設(shè)計(jì)。大部分單片機(jī)都要擁有復(fù)位電路，要求復(fù)位電路可以在單片機(jī)通電時(shí)可靠復(fù)位，在斷電時(shí)可以保持程序歸整，確保存儲(chǔ)于內(nèi)部的數(shù)據(jù)不會(huì)被篡改。此外，單片機(jī)在運(yùn)行時(shí)會(huì)受到多種因素的侵?jǐn)_，甚至出現(xiàn)死機(jī)問題，為了解決這一問題，可以添置看門狗電路。當(dāng)單片機(jī)運(yùn)行出現(xiàn)問題時(shí)，其能夠在短時(shí)間內(nèi)為單片機(jī)提供復(fù)位信號(hào)，進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位。另外，為了避免在突然斷電的狀況下，單片機(jī)數(shù)據(jù)丟失，要進(jìn)行外圍存儲(chǔ)設(shè)計(jì)，安裝未處理監(jiān)控芯片，當(dāng)發(fā)生斷電事故時(shí)，能夠提前告知單片機(jī)，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。第五，時(shí)鐘模塊的設(shè)計(jì)。因?yàn)橹悄芑硐到y(tǒng)屬于自動(dòng)化測控系統(tǒng)，不僅要記錄數(shù)據(jù)，還要存儲(chǔ)記錄數(shù)據(jù)的時(shí)間，當(dāng)出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時(shí)，能夠按照數(shù)據(jù)記錄時(shí)間來查找問題根源。為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化抄表，同時(shí)記錄抄表時(shí)間，可以使用時(shí)鐘芯片進(jìn)行定時(shí)處理，在設(shè)定好抄表時(shí)間后，智能化抄表系統(tǒng)會(huì)按照芯片所設(shè)定的時(shí)間來查抄電表數(shù)據(jù)。第六，顯示模塊與電源電路的設(shè)計(jì)。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(jìn)行單獨(dú)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(gè)數(shù)字都可以閃爍。對于電路來說，可以分兩個(gè)部分進(jìn)行供電，一是對電路的數(shù)字芯片進(jìn)行供電，二是對總線電路進(jìn)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(shí)，采集器可以繼續(xù)工作，要設(shè)計(jì)備用電源?？梢赃x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(dāng)突發(fā)斷電事故時(shí)，電源可以自動(dòng)切換至備用電源，確保單片機(jī)可以正常運(yùn)作。二、抄表系統(tǒng)通訊部分的設(shè)計(jì)2.1通訊的方式計(jì)算機(jī)的CPU有兩種與外界進(jìn)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(shí)間內(nèi)進(jìn)行傳遞，具有傳輸速度快、效率好的特點(diǎn)，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(shè)計(jì)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(jìn)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(diǎn)，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?yàn)闇y控對象和測控中心距離不確定，所以會(huì)選用串行通信方式。按照數(shù)據(jù)流分界來看，其定時(shí)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(jìn)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(jìn)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(huì)被運(yùn)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(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要按照實(shí)際情況合理選擇接口，同時(shí)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(gè)問題，進(jìn)而確保通訊具有較高的可靠性，同時(shí)通訊的距離、速度及抗干擾能力都能夠與標(biāo)準(zhǔn)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(luò)設(shè)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行連接時(shí)，通信方式分為近程與遠(yuǎn)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(gè)設(shè)備可以同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。數(shù)據(jù)的終端就緒與設(shè)備就緒也是互通互連的，能夠有效的檢測出對方是都準(zhǔn)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(huì)通過清除發(fā)送端來表示對方的響應(yīng)。并且其發(fā)送線會(huì)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(jìn)行交叉連接，共同使用對接功能，不使用其他信號(hào)，并將其懸空，通過軟件實(shí)現(xiàn)握手功能。在智能化抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)的兩端分別是網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備、單片機(jī)電平轉(zhuǎn)換的芯片，三線在二者間進(jìn)行連接，將計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為RS485。因?yàn)镽S485是雙半工，能夠在同一時(shí)間進(jìn)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(hào)線的浪費(fèi)，方便遠(yuǎn)距離傳輸數(shù)據(jù)。并且它能夠使用公共電話線進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)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(shè)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(dāng)傳輸距離小于1200m時(shí)，其傳輸速度可以達(dá)到10KB/s。因此，可以在智能化抄表系統(tǒng)中應(yīng)用RS485串行標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)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?yàn)槠洳粌H適用于RS485標(biāo)準(zhǔn)，還適用于RS422標(biāo)準(zhǔn)。具有眾多優(yōu)點(diǎn)，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(dòng)器具備過載保護(hù)功能；通信傳輸線能夠掛多個(gè)收發(fā)器；適合半雙工通信。三、抄表系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)3.1軟件總體設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)軟件時(shí)要達(dá)到以下幾點(diǎn)要求。第一，要容易理解、容易維護(hù)。因?yàn)殡S著生產(chǎn)自動(dòng)化程度的提升，測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變得愈發(fā)復(fù)雜，設(shè)計(jì)者不能夠在短時(shí)間對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行充分的了解，而且軟件只有經(jīng)過反復(fù)的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)如果目標(biāo)明確，思路也十分清晰，那么在檢查錯(cuò)誤與調(diào)試時(shí)就會(huì)變得便捷。將每個(gè)子程序當(dāng)作積木一般，按照合理的循序?qū)⑵渑帕衅饋恚话闱闆r下是不會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)的。當(dāng)有問題發(fā)生時(shí)，檢修人員可以按照問題的現(xiàn)象及種類進(jìn)行判斷，從而找到故障點(diǎn)并將其解決。而使用模塊化設(shè)計(jì)方式便于擴(kuò)充或修改系統(tǒng)的功能。第二，要具備實(shí)時(shí)性。此特性是智能化抄表系統(tǒng)的基本要求，隨著科學(xué)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(shè)計(jì)完成后，先進(jìn)性模擬運(yùn)行，通過靜態(tài)及動(dòng)態(tài)的仿真分析證明沒有問題后，再將其運(yùn)用在實(shí)際生活中。第四，準(zhǔn)確性與可靠性，只有智能化抄表系統(tǒng)具備較高的準(zhǔn)確性與可靠性，才能夠?qū)⑵渫度胧褂茫源思訌?qiáng)用戶的切身利益，促進(jìn)我國電力事業(yè)更好的發(fā)展。3.2主程序的設(shè)計(jì)對于系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)來說，主要是通過調(diào)用對應(yīng)子程序的方式使電能脈沖進(jìn)行采集行為、分時(shí)段顯示以及通信，它是抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主線。當(dāng)上電復(fù)位后達(dá)到主程序中，除了將初始化程序與上電量數(shù)據(jù)進(jìn)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(jìn)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(huì)一直不斷地循環(huán)。3.3子程序的設(shè)計(jì)在抄表系統(tǒng)中，為了避免因操作失誤而使電表存儲(chǔ)數(shù)據(jù)丟失，應(yīng)在此系統(tǒng)設(shè)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(dāng)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(yùn)行。清零鍵要按照脈沖計(jì)數(shù)單元清零、脈沖單元清零、運(yùn)算單元清零、能量存儲(chǔ)單元清零的順序排序。對于接受數(shù)據(jù)和通信程序的設(shè)計(jì)，首先進(jìn)行上電，初始化程序，再向電腦端做出命令，同時(shí)對采集成功的數(shù)目進(jìn)行記錄。并且主程序應(yīng)處于待接收狀態(tài)，此時(shí)其與PC機(jī)之間處于通信狀態(tài)，在PC機(jī)進(jìn)行命令發(fā)送時(shí)，主程序會(huì)中斷并得到數(shù)據(jù)采集模塊中收集數(shù)據(jù)，當(dāng)PC機(jī)命令成功后，會(huì)出現(xiàn)接收成功標(biāo)志。對數(shù)據(jù)采集程序來說，其包含參數(shù)的設(shè)置、抄表數(shù)、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、戶號(hào)的設(shè)計(jì)以及電表數(shù)清零等多個(gè)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(yàn)子程序以及數(shù)據(jù)傳送子程序，只有將此些子程序設(shè)計(jì)好，才能夠保證智能化抄表系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。四、抄表系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)4.1單片機(jī)硬件抗干擾設(shè)計(jì)對于單片機(jī)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(gè)方面決定的，而外部干擾與系統(tǒng)機(jī)構(gòu)無關(guān)，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(shè)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(jìn)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(jī)軟件抗干擾設(shè)計(jì)在智能化抄表系統(tǒng)運(yùn)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(yīng)用程序可以根據(jù)既定順序進(jìn)行有序執(zhí)行，要在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中采取相關(guān)措施，提升系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，降低軟件錯(cuò)誤發(fā)生率，或者當(dāng)軟件存在錯(cuò)誤后能夠自行恢復(fù)正常狀態(tài)。通過設(shè)計(jì)指令冗余，能夠使在程序區(qū)內(nèi)的跑飛程序恢復(fù)正常；通過設(shè)計(jì)軟件陷阱，能夠使不處于程序區(qū)內(nèi)的跑飛程序恢復(fù)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(fù)正常。所以在設(shè)計(jì)智能化抄表系統(tǒng)時(shí)，要包含以上設(shè)計(jì)，從而使系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行。總結(jié)單片機(jī)的智能化抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括：抄表系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)、通訊部分設(shè)計(jì)、抄表系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)以及抄表系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)，只有做好此些設(shè)計(jì)，智能化抄表系統(tǒng)才能夠穩(wěn)定、有效的運(yùn)行，從而促進(jìn)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(jī)的智能化抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(yàn)，可以盡快評(píng)估開發(fā)周期與IC價(jià)格，也可以核算PCBA報(bào)價(jià)。我們是松翰單片機(jī)代理商、應(yīng)廣單片機(jī)代理商，出售并開發(fā)sonix與應(yīng)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(lán)牙IC、雙模藍(lán)牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、單片機(jī)開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號(hào)開發(fā)、語音識(shí)別技術(shù)、藍(lán)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(shè)計(jì)、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、智能家居方案設(shè)計(jì)、TWS耳機(jī)開發(fā)、藍(lán)牙耳機(jī)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(jī)電磁干擾技術(shù)
單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)電磁干擾技術(shù)研究單片機(jī)系統(tǒng)在工業(yè)應(yīng)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(jī)工作時(shí)，常受到內(nèi)部和外部的各種干擾，對單片機(jī)正常工作帶來不利影響。為了確保單片機(jī)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(jī)系統(tǒng)干擾類別及分析1.1單片機(jī)系統(tǒng)電磁干擾的要素單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)生電磁干擾問題，存在三個(gè)因素，即電磁干擾源、耦合途徑、敏感設(shè)備。其中干擾源是指產(chǎn)生干擾的元器件、設(shè)備和信號(hào)；耦合途徑是指從干擾源到敏感設(shè)備的通路和媒介。典型的耦合途徑是通過導(dǎo)線的傳導(dǎo)和空間的輻射；敏感設(shè)備是指被干擾的對象，比如單片機(jī)、放大器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器等。1.2單片機(jī)電磁干擾的分類單片機(jī)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(jìn)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(jī)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(shè)計(jì)走線不合理，元器件布局不正確及接地等使得單片機(jī)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(qiáng)烈的電磁場干擾信號(hào)會(huì)影響單片機(jī)系統(tǒng)工作，較強(qiáng)的外部干擾信號(hào)主要通過電源而進(jìn)入單片機(jī)內(nèi)部系統(tǒng)，所以，供電電源的抗干擾的方法是我們進(jìn)行電磁抗干擾的一個(gè)研究重點(diǎn)。1.3電磁干擾對單片機(jī)造成的影響1）單片機(jī)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(jī)控制系統(tǒng)失靈，自動(dòng)控制系統(tǒng)受到電磁干擾時(shí)，可能出現(xiàn)誤動(dòng)作誤控和失控，使單片機(jī)控制系統(tǒng)的有效性和可靠性降低。3）程序運(yùn)行失常，干擾使得單片機(jī)的PC值到了未使用的地址空間而進(jìn)行毫無意義的運(yùn)行，或者程序雖然在正常的地址空間運(yùn)行，但干擾使程序跳轉(zhuǎn)到不應(yīng)去的地方運(yùn)行或進(jìn)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(jī)系統(tǒng)應(yīng)用和設(shè)計(jì)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(guān)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(shè)計(jì)。印制電路板的設(shè)計(jì)與布局合理與否對單片機(jī)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(guān)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(hào)形成均勻的接地面，加大信號(hào)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(yuǎn)處要滿足20 H法則（即地線面的邊沿要比電源層或信號(hào)線層的邊沿外延出20 H，H為地線面與信號(hào)層之間的高度）。電源線、地線、印制板走線對高頻信號(hào)應(yīng)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(huì)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(dāng)，盡量做到短而直。線路板上有不同的功能電路時(shí)，不同類型的電路應(yīng)分離，其接地也應(yīng)分離；不能有信號(hào)線穿過地線面上的裂縫。I/O接口上使用獨(dú)立的地線，為濾波和屏蔽層提供干凈地點(diǎn)，濾波器盡量靠近電纜進(jìn)出口。高速時(shí)鐘地線盡量短，不要換層，拐角不要90°，盡量遠(yuǎn)離I/O端口；芯片上安裝的散熱片要多接到信號(hào)地上；I/O接口的驅(qū)動(dòng)電路要靠近。2）選擇元器件。元器件是系統(tǒng)的基礎(chǔ)，同時(shí)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(gè)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，因此，應(yīng)選擇集成度高，抗干擾能力強(qiáng)，功耗小的電子器件。3）接地技術(shù)。信號(hào)地通常分為單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地和混合接地等種類。按信號(hào)頻率小于1MHz時(shí)，采用單點(diǎn)接地；工作頻率在1 MHz～10 MHz時(shí)，采用單點(diǎn)接地時(shí)，地線長度不得超過波長的1/20，否則采用多點(diǎn)接地；信號(hào)工作頻率大于10 MHz時(shí)，為了降低地線阻抗應(yīng)采用多點(diǎn)接地。多級(jí)電路接地點(diǎn)應(yīng)選在低電平電路輸入端，使該端最接近于基準(zhǔn)地位，輸入級(jí)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(shí)起到抑制漂移和安全保護(hù)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(jī)前段的輸入信號(hào)，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(shí)一次儀表和二次儀表距離較遠(yuǎn)，在傳輸過程中信號(hào)容易受到干擾，其信號(hào)線要遠(yuǎn)大于功率導(dǎo)線；光電隔離是將兩個(gè)電路系統(tǒng)的電信號(hào)隔離開，通過光耦來傳遞信號(hào)，既能確保隔斷噪聲信號(hào)從一個(gè)電路傳輸?shù)搅硪粋€(gè)電路，也能保證信號(hào)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(jìn)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(fù)雜，具有很大的隨機(jī)性，難保證單片機(jī)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(bǔ)充。1）指令冗余技術(shù)。單片機(jī)受到強(qiáng)干擾會(huì)造成程序計(jì)數(shù)器PC值改變，程序脫離正常運(yùn)行軌跡，出現(xiàn)亂飛，操作數(shù)值改變，及操作數(shù)當(dāng)作操作碼放入錯(cuò)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(chǔ)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(jī)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(fù)正常運(yùn)行或恢復(fù)到初始狀態(tài)的一系列指令，通常采用NOP空指令充當(dāng)軟件陷阱，當(dāng)程序失控時(shí)，只要PC指向這些單元，連續(xù)執(zhí)行幾個(gè)空操作后，程序就會(huì)執(zhí)行后面的正常程序或被強(qiáng)制跳轉(zhuǎn)到某個(gè)指定位置而自動(dòng)恢復(fù)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(shè)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(hào)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(shí)單片機(jī)在受理電磁干擾就會(huì)出現(xiàn)程序的無序執(zhí)行，如果程序進(jìn)入死循環(huán)則使單片機(jī)死機(jī)，解決這個(gè)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(shí)子程序，WATCHDOG是看門狗子程序，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值（計(jì)數(shù)時(shí)間）要大于主程序循環(huán)一次的時(shí)間，否則系統(tǒng)就會(huì)總復(fù)位而不能正常運(yùn)行。正常工作時(shí)程序每運(yùn)行一次LCALL WATCHDOG就從P2.7送一個(gè)脈沖使計(jì)數(shù)器清零，其Qn輸出端始終為低電平，不會(huì)使系統(tǒng)復(fù)位，一但系統(tǒng)受到電磁干擾后程序進(jìn)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(huì)使計(jì)數(shù)計(jì)滿Qn被罩“1”通過47uF電容送至8051的RESET腳，使系統(tǒng)復(fù)位，重新執(zhí)行主程序?？偨Y(jié)在設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，只要認(rèn)真分析系統(tǒng)的硬件構(gòu)成，精心選擇元器件，確認(rèn)干擾源和敏感器件，對他們進(jìn)行合理布局，能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。實(shí)踐證明，只有從硬件和軟件兩個(gè)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(hào)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(jī)應(yīng)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(yàn)，可以盡快評(píng)估開發(fā)周期與IC價(jià)格，也可以核算PCBA報(bào)價(jià)。我們是松翰單片機(jī)代理商、應(yīng)廣單片機(jī)代理商，出售并開發(fā)sonix與應(yīng)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(lán)牙IC、雙模藍(lán)牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、單片機(jī)開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號(hào)開發(fā)、語音識(shí)別技術(shù)、藍(lán)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(shè)計(jì)、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、智能家居方案設(shè)計(jì)、TWS耳機(jī)開發(fā)、藍(lán)牙耳機(jī)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(lán)牙低功耗（Bluetooth Low Energy，簡稱BLE）技術(shù)的通信模塊，用于實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸。BLE是一種低功耗的藍(lán)牙技術(shù)，專門設(shè)計(jì)用于低功耗設(shè)備之間的短距離通信。與傳統(tǒng)藍(lán)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(shí)間，使其成為物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)備、傳感器和其他低功耗應(yīng)用的理想選擇。純BLE數(shù)據(jù)通訊模塊通常包含藍(lán)牙無線收發(fā)器、射頻前端、微控制器單元（MCU）和相關(guān)的外圍電路。它可以直接與其他BLE設(shè)備進(jìn)行通信，例如智能手機(jī)、平板電腦、電腦或其他支持BLE的設(shè)備。通過BLE通訊模塊，設(shè)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(hào)。純BLE數(shù)據(jù)通訊模塊常用于各種應(yīng)用領(lǐng)域，如物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、健康監(jiān)測設(shè)備、智能家居、可穿戴設(shè)備、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等。它們可以通過BLE技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)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(yuǎn)程控制、固件升級(jí)等功能。通常，BLE通訊模塊會(huì)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(yīng)用場景的需求。因此，在實(shí)際應(yīng)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(lán)牙文件傳輸
藍(lán)牙文件傳輸是指通過藍(lán)牙技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的文件傳輸。它允許用戶在藍(lán)牙設(shè)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(lán)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(lán)牙文件傳輸涉及以下幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：藍(lán)牙技術(shù)：藍(lán)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(lán)牙技術(shù)提供了可靠的連接和數(shù)據(jù)傳輸能力，使設(shè)備能夠進(jìn)行互聯(lián)和通信。藍(lán)牙文件傳輸協(xié)議（OBEX）：OBEX是一種在藍(lán)牙設(shè)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(shè)備能夠識(shí)別和解釋傳輸?shù)奈募?，并在文件傳輸過程中進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚怼Ｎ募袷胶途幋a：在藍(lán)牙文件傳輸中，要考慮到不同設(shè)備之間的文件格式和編碼兼容性。通常，文件會(huì)以特定格式（如JPEG、MP3、MP4等）存儲(chǔ)和傳輸，并使用適當(dāng)?shù)木幋a方式進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮和解碼。設(shè)備識(shí)別和配對：為了進(jìn)行藍(lán)牙文件傳輸，參與傳輸?shù)脑O(shè)備需要相互識(shí)別和配對。這通常涉及設(shè)備的藍(lán)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(yīng)用程序：藍(lán)牙文件傳輸通常需要用戶界面和應(yīng)用程序來管理傳輸過程。這些界面和應(yīng)用程序可以提供文件選擇、連接管理、傳輸進(jìn)度顯示等功能，以方便用戶控制和監(jiān)視文件傳輸過程。總的來說，藍(lán)牙文件傳輸利用藍(lán)牙技術(shù)和相關(guān)協(xié)議，在設(shè)備之間實(shí)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(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)。
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07-30
2020
MDA軟件設(shè)計(jì)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(yīng)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)化與非自動(dòng)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(dòng)架構(gòu)（Model Driven Architecture，MDA）。本文在介紹MDA開發(fā)過程的基礎(chǔ)上，探討了平臺(tái)無關(guān)模型和平臺(tái)相關(guān)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(jìn)行了分析比較。一、MDA體系結(jié)構(gòu)模型驅(qū)動(dòng)式軟件開發(fā)是指通過對問題進(jìn)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(dòng)架構(gòu)是一種建立業(yè)務(wù)邏輯抽象模型并自動(dòng)產(chǎn)生完備的應(yīng)用程序的方法，其核心思想是通過計(jì)算無關(guān)模型（Computation Independent Mode，CIM）描述系統(tǒng)的行為與功能，用與使用平臺(tái)無關(guān)的建模語言（例如UML）來構(gòu)建在實(shí)現(xiàn)時(shí)無需關(guān)心所用技術(shù)的平臺(tái)無關(guān)模型（Platform Independent Mode，PIM），隨后平臺(tái)無關(guān)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(tái)相關(guān)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(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)模型放在了驅(qū)動(dòng)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(shí)現(xiàn)技術(shù)與平臺(tái)獨(dú)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(gè)層次是上一個(gè)層次的應(yīng)用，上一個(gè)層次是下一個(gè)層次的基礎(chǔ)，MOF位于M3層，其是MDA框架中基礎(chǔ)與核心的模型，同時(shí)也是M2層所有模型的元模型。M2層為MOF上不同模型所對應(yīng)的模型語言，不同的領(lǐng)域通過M2層能夠獲取與所在領(lǐng)域相匹配的建模語言，為M1層的建模提供了建模符號(hào)。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(yīng)用建立的模型描述，PIM，CIM，PSM應(yīng)用模型就位于該層之中。最底層為M0層，即實(shí)例層，其將M1層的模型轉(zhuǎn)化為具體的可使用的應(yīng)用程序。MDA的核心是由OMG制定的一系列標(biāo)準(zhǔn)，元對象設(shè)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(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成了一個(gè)構(gòu)建模型驅(qū)動(dòng)架構(gòu)的基準(zhǔn)，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(guān)鍵性的作用。二、MDA實(shí)現(xiàn)與基于模型驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(jìn)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(jìn)行部署及發(fā)布。（2）通過模型驅(qū)動(dòng)來控制系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的行為。此時(shí)軟件模型能夠被一個(gè)操作系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)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?yàn)槟Ｐ椭幸呀?jīng)將應(yīng)用程序的各個(gè)層面均做出了表達(dá)?；贛DA的軟件開發(fā)包括建模、開發(fā)和發(fā)布三個(gè)階段，如圖3所示。模型階段：創(chuàng)建無關(guān)平臺(tái)模型PIM，并以此為核心，ISM和PSM均可通過PIM自動(dòng)轉(zhuǎn)換生成。該模型應(yīng)用如XMI的MOF映射方法進(jìn)行映射。開發(fā)階段：產(chǎn)生平臺(tái)無關(guān)代碼，即MDA工具自動(dòng)產(chǎn)生和程序員手工編寫客戶端及服務(wù)器端的代碼。MDA中代碼的生成是MDA工程的最終目標(biāo)，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(yùn)行組件，其包括模型、MOF映射、手工編寫的代碼和MDA運(yùn)行時(shí)庫及待發(fā)布的配置信息，最終將組建發(fā)布到運(yùn)行平臺(tái)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(dòng)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(diǎn)：（1）模型變換可自動(dòng)實(shí)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(dòng)完成的。（2）便于維護(hù)，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(shí)現(xiàn)模型與代碼的同步。軟件開發(fā)人員對軟件的維護(hù)重點(diǎn)從程序代碼變?yōu)榕c技術(shù)平臺(tái)無關(guān)、與業(yè)務(wù)邏輯相關(guān)的平臺(tái)無關(guān)模型。（3）開發(fā)效率高，軟件可靠性強(qiáng)。MDA模型架構(gòu)對系統(tǒng)的不同層次進(jìn)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(gè)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(shí)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(gè)系統(tǒng)的正確性便可得到保證。（4）業(yè)務(wù)邏輯模型獨(dú)立于技術(shù)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)。PIM模型可根據(jù)技術(shù)平臺(tái)的不同，自動(dòng)生成基于該模型的軟件系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)PIM模型與技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的獨(dú)立。（5）模型是程序生成的基礎(chǔ)設(shè)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(shè)計(jì)工作，是程序生成的基礎(chǔ)設(shè)施。模型通過一系列轉(zhuǎn)化最終可自動(dòng)生成可執(zhí)行代碼?？偨Y(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(chǔ)上，將其與傳統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方法進(jìn)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(shè)計(jì)基于MDA的決策支持系統(tǒng)，證明了使用MDA開發(fā)方法設(shè)計(jì)的軟件系統(tǒng)獨(dú)立于技術(shù)平臺(tái)，通用性強(qiáng)、可移植性強(qiáng)，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(shè)計(jì)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(yàn)，可以盡快評(píng)估開發(fā)周期與IC價(jià)格，也可以核算PCBA報(bào)價(jià)。我們是多家國內(nèi)外芯片代理商，有MCU、語音IC、藍(lán)牙IC與模塊、wifi模塊。我們的擁有硬件設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、單片機(jī)開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號(hào)開發(fā)、語音識(shí)別技術(shù)、藍(lán)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(shè)計(jì)、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、智能家居方案設(shè)計(jì)、TWS方案開發(fā)、藍(lán)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(yīng)用工程實(shí)踐中為提高繪圖與設(shè)計(jì)的效率，采用ARX技術(shù)對CAD進(jìn)行二次開發(fā)，這一方法在工程中廣泛應(yīng)用，為設(shè)計(jì)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(jìn)行二次開發(fā)的工具，可以對ARX提供的資源進(jìn)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(jìn)行二次開發(fā)時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)，其軟件的設(shè)計(jì)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(jìn)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(yīng)用，能對二次軟件開發(fā)的框架體系進(jìn)行改善，對軟件開發(fā)后期的管理工作提供便利，從而實(shí)現(xiàn)CAD系統(tǒng)與ERP、PDM數(shù)據(jù)進(jìn)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(yīng)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(yīng)用程序?qū)嵸|(zhì)上是動(dòng)態(tài)鏈接庫，即DLL，從而使得CAD與其地址空間共享，進(jìn)行通信。ARX程序的運(yùn)行速度得到提高，程序的功能也得到增強(qiáng)，通過ARX程序建立新的派生物，對其他程序進(jìn)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(gè)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(jìn)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(jìn)行調(diào)用，從而對圖形數(shù)據(jù)庫進(jìn)行初始化操作，并對數(shù)據(jù)庫的對象進(jìn)行創(chuàng)建，并對數(shù)據(jù)庫的對象進(jìn)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(shí)體幾何對象，構(gòu)建符號(hào)表與字典，其本質(zhì)是對CAD增加塊表記錄，形成動(dòng)態(tài)鏈接，使CAD軟件與其他應(yīng)用系統(tǒng)能夠進(jìn)行共享，提高程序的功能，對CAD軟件進(jìn)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(tái)上對提供的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訪問并開發(fā)。用ASI庫函數(shù)對數(shù)據(jù)庫外部進(jìn)行訪問需要開發(fā)人員學(xué)習(xí)ASI的相關(guān)專業(yè)知識(shí)，由于ASI編程的資料嚴(yán)重匱乏，不利于外部數(shù)據(jù)庫對CAD進(jìn)行二次開發(fā)。對MFC進(jìn)行編程需要在ARX程序在一定的初始化進(jìn)程后進(jìn)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(qiáng)，從而為實(shí)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(yīng)用3.1基于ADO的ARX程序開發(fā)應(yīng)用對CAD進(jìn)行二次開發(fā)，首先需要建立標(biāo)準(zhǔn)件與基本零件庫，標(biāo)準(zhǔn)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(guān)系用參數(shù)表明，工程數(shù)據(jù)庫的重要組成部分及相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)首先需要對零部件的幾何關(guān)系數(shù)據(jù)特有的靜態(tài)性與共享性進(jìn)行確定。一般在化工設(shè)備中，零部件應(yīng)按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)與制定研發(fā)。且化工設(shè)備當(dāng)中零部件的數(shù)量大，形式多，其數(shù)據(jù)的規(guī)律性較強(qiáng)，因此在化工設(shè)備也常常使用，并通過數(shù)據(jù)庫對零部件的數(shù)據(jù)進(jìn)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(dāng)中大多數(shù)都是具有標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)，通過標(biāo)準(zhǔn)化公式進(jìn)行表示，通過函數(shù)的重載實(shí)現(xiàn)，將這四種系列的支架進(jìn)行獨(dú)立分別，主要是由于其他的模塊有可能會(huì)單獨(dú)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(yīng)的結(jié)構(gòu)函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)用，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞，再根據(jù)所得數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫中提出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，即相的應(yīng)類，對數(shù)據(jù)的正確性進(jìn)行詳細(xì)的檢查，最后根據(jù)ARX程序提供的類庫函數(shù)對圖形進(jìn)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(yīng)用PDM是對工程圖紙進(jìn)行計(jì)算機(jī)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(shí)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(xiàng)目的分類檢索管理等多種管理功能。工程圖紙的設(shè)計(jì)一般是由設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)后向服務(wù)器提交設(shè)計(jì)方案，并通過審核與校驗(yàn)等詳細(xì)流程。在審核過程中圖紙的設(shè)計(jì)將會(huì)被瀏覽及做出修改，且圖紙的設(shè)計(jì)一般是在CAD軟件上進(jìn)行長時(shí)間的設(shè)計(jì)，與工程圖紙管理系統(tǒng)沒有進(jìn)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(jìn)行連接，但在特定場合下，例如對工程圖紙的設(shè)計(jì)與修改，CAD與工程圖紙管理系統(tǒng)仍沒有徹底的融合，設(shè)計(jì)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(yīng)遲緩，對用戶的使用造成不便。對ARX程序進(jìn)行開發(fā)，需要與MFC在開發(fā)數(shù)據(jù)庫的優(yōu)勢進(jìn)行結(jié)合，才能使CAD軟件與工程圖紙管理系統(tǒng)進(jìn)行有效的融合，保證設(shè)計(jì)人員在CAD軟件熟悉的環(huán)境下進(jìn)行辦公和設(shè)計(jì)。但如果對圖紙進(jìn)行只讀瀏覽，采用OLE技術(shù)與快速瀏覽工具結(jié)合較為實(shí)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(jìn)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(yùn)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(wù)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(fù)制到服務(wù)器的相關(guān)文件夾中，保證服務(wù)器的安全，避免服務(wù)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(jìn)行二次開發(fā)主要是對外部數(shù)據(jù)庫進(jìn)行調(diào)用，并將數(shù)據(jù)庫的開發(fā)技術(shù)與CAD技術(shù)進(jìn)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(yīng)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(yàn)，可以盡快評(píng)估開發(fā)周期與IC價(jià)格，也可以核算PCBA報(bào)價(jià)。我們是多家國內(nèi)外芯片代理商：松翰、應(yīng)廣、杰理、安凱、全志、realtek，有MCU、語音IC、藍(lán)牙IC與模塊、wifi模塊。我們的擁有硬件設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)、單片機(jī)開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號(hào)開發(fā)、語音識(shí)別技術(shù)、藍(lán)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(shè)計(jì)、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、智能家居方案設(shè)計(jì)、TWS耳機(jī)開發(fā)、藍(lán)牙耳機(jī)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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