大型烘干塔风速风压无线测试系统的制作方法

xiaoxiao2021-02-23  1

大型烘干塔风速风压无线测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种大型烘干塔风速风压无线测试系统。
【背景技术】
[0002]大型烘干塔主要应用于粮食入库前的烘干工作中。粮食烘干是粮食生产过程中的关键环节,也是实现粮食生产全程机械化的重要组成部分,粮食干燥机械化技术是以机械为主要手段,采用相应的工艺和技术措施,人为地控制温度、湿度、风速、风压等,在不损害粮食品质的前提下,降低粮食含水率,使其达到国家安全贮存标准的干燥技术。目前粮食烘干塔在许多方面如(机械结构、节能供电)出现了技术革新,但新建的粮食烘干塔绝大多数是低水平的重复建设,应用高新检测技术的粮食烘干塔依然很少,而且现有的烘干塔排风口调速装置的实际性能较差,缺少精确的风速风压参数检测及反馈,使得干燥出来的粮食水分不均匀度很大,严重影响粮食烘干后质量的稳定性。

【发明内容】

[0003]本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术的上述缺陷,提供一种大型烘干塔风速风压无线测试系统。
[0004]为解决上述技术问题,本大型烘干塔风速风压无线测试系统整体结构分为三个部分,即信息节点、通信节点、测试节点;信息节点包括烘干塔内各个传感器及其外围电路;通信节点包括数据发射、接收端;测试节点包括上位机和数据存储端。具体来说,该系统包括上位机PC,其还包括数据采集装置、信号放大装置、信号滤波装置、信号采样装置、高速数字信号处理装置、无线传输装置和上位机PC的高速数据传输接口部分,所述数据采集装置包括热电偶式风速传感器、差压式风压传感器和热线式风速传感器,所述信号放大装置为AD8544放大器,所述信号采样装置为12位串行模数转换器TLC2543,所述高速数字信号处理装置包括主控芯片EPM7128SLC-84,所述无线传输装置包括无线传输模块发射器、无线传输模块接收器,所述热电偶式风速传感器、差压式风压传感器和热线式风速传感器采集数据后,依次传输给AD8544放大器、信号滤波装置、模数转换器TLC2543、主控芯片EPM7128SLC-84、无线传输模块发射器、无线传输模块接收器,然后通过高速数据传输接口部分至上位机PC,所述主控芯片EPM7128SLC-84通过电源稳压芯片L7805ABD2T产生5V电压进行供电。如此设计,信号放大装置是对输入信号进行调理以满足采样的要求;信号滤波装置是防止信号产生“混叠现象”;信号采样装置是完成模拟信号的数字化;高速数字信号处理装置是在建立随机共振模型的基础上完成各种算法;与主计算机的高速数据传输接口是满足信号检测的实时性,将MCU处理的数据传给计算机以进行进一步的处理,其中数据采集和处理以及无线传输模块是核心;先利用传感器采集风速和风压,再对传感器采集的信号进行处理,并将处理好的数据发送给主控芯片EPM7128SLC-84,主控芯片会通过I/O方式将数据发送给无线传输模块,无线传输模块最后将数据发送给PC端;具体的,热电偶式风速传感器、差压式风压传感器和热线式风速传感器其测量风速和风压信号,然后利用AD8544放大器对测量到的风速和风压信号进行放大,再利用12位串行模数转换器TLC2543将模拟信号转换成数字信号,转换得到的数字信号会被传输给主控芯片EPM7128SLC-84,主控芯片EPM7128SLC-84接受到上诉数字信号后,会控制SI4432与MAX485为核心的数据无线传输电路将上诉数字信号传送给上位机,最后在上位机上可以看到传感器测量到的风速和风压参数。
[0005]作为优化,该系统软件部分包括监控软件、执行软件,其中所述监控软件是整个控制系统的核心,专门用来协调各执行模块和操作者的关系,所执行软件述用来完成各种实质性的功能如测量、计算、显示、通讯。
[0006]作为优化,所述该系统无线发送程序流程为,完成初始化后,配置寄存器写入相应的初始化RF控制字,然后通过配置SI4432的寄存器3eh来设置包的长度,通过SPI连续写寄存器7fh,往TX FIFO里写入需要发送的数据,然后打开“发送完中断允许”标志,将其他中断都禁止,当有数据包发送完时,引脚NIRQ会被拉低以产生一个低电平从而通知MCU数据包已发送完毕,完成中断使能后,使能发送功能,数据开始发送,等待NIRQ引脚因中断产生而使电平拉低,当NIRQ引脚变为低时读取中断状态并拉高NIRQ,否则继续等待,如果数据发送成功,指示灯会变亮,一次数据发送成功后,进入下一次数据循环发送状态。
[0007]作为优化,该系统无线接收程序流程为,程序完成初始化后,配置寄存器写入相应的初始化RF控制字,通过访问寄存器7fh从RX FIFO中读取接收到的数据,相应的控制字设置好后,若引脚NIRO变成低电平,则表示SI4432准备好接收数据,完成上述初始化配置后,通过寄存器4bh读取包长度信息,然后打开“有效包中断”和“同步字检测中断”,将其他中断都禁止;引脚NIRQ用来检测是否有有效包被检测到,若引脚NIRQ变为低电平,则表示有有效的数据包被检测到;本系统用0x2DD4作为同步模式的标志码,接收模块通过检测这个同步字来同步接收数据;最后,使能接收功能,数据开始接收;等待NIRQ因中断产生而使电平拉低,读取中断标志位复位NIRQ,使其恢复至初始的高电平状态以准备下一次中断触发的检测;通过SPI读取RX FIFO中的数据,之后进入下一次数据接收状态。
[0008]本发明的有益效果包括以下几方面:(1)将EPM7128SLC-84作为主控芯片和以SI4432与MAX485为核心的数据汇总端实现多路风速风压采集器与电脑终端的数据通信引入烘干塔风速风压无线测试系统中。(2)体积小,携带方便:PCB板的面积比名片略大,芯片多采用贴片式的封装,整个模块及外围器件体积都很小。(3)功耗低:选择了低功耗的处理芯片和外围芯片。(4)精度高:为了提高信号采集的准确度,采用了 12位的高精度模数转换器,提高了测试系统的精度。综上所述,本发明便于集成和批量化生产;降低了传感器校准的复杂性和频繁性;还可以实现测量系统的多功能化、系统化和智能化,因而具有明显的积极有益效果。
[0009]本发明大型烘干塔风速风压无线测试系统结构简单、编程处理简单、体积小、重量轻、使用方便,其采用无线链路数据传输技术,并将风速风压的数据采集、处理融为一体,可以完成风速风压数据的实时测量与现实,便于远程风速风压测压。
【附图说明】
[0010]下面结合附图对本发明大型烘干塔风速风压无线测试系统作进一步说明:
[0011]图1是本大型烘干塔风速风压无线测试系统的各节点之间的相互关系图;
[0012]图2是本大型烘干塔风速风压无线测试系统的功能线框图;
[0013]图3是本大型烘干塔风速风压无线测试系统的硬件原理图;
[0014]图4是本大型烘干塔风速风压无线测试系统的工作总流程图;
[0015]图5是本大型烘干塔风速风压无线测试系统的无线发射程序流程图;
[0016]图6是本大型烘干塔风速风压无线测试系统的无线接收程序流程图。
【具体实施方式】
[0017]如图1-3所示,本大型烘干塔风速风压无线测试系统整体结构分为三个部分,即信息节点、通信节点、测试节点;信息节点包括烘干塔内各个传感器及其外围电路;通信节点包括数据发射、接收端;测试节点包括上位机和数据存储端。具体来说,该系统包括上位机PC,其还包括数据采集装置、信号放大装置、信号滤波装置、信号采样装置、高速数字信号处理装置、无线传输装置和上位机PC的高速数据传输接口部分,所述数据采集装置包括热电偶式风速传感器、差压式风压传感器和热线式风速传感器,所述信号放大装置为AD8544放大器,所述信号采样装置为12位串行模数转换器TLC2543,所述高速数字信号处理装置包括主控芯片EPM7128SLC-84,所述无线传输装置包括无线传输模块发射器、无线传输模块接收器,所述热电 偶式风速传感器、差压式风压传感器和热线式风速传感器采集数据后,依次传输给AD8544放大器、信号滤波装置、模数转换器TLC2543、主控芯片EPM7128SLC-84、无线传输模块发射器、无线传输模块接收器,然后通过高速数据传输接口部分至上位机PC,所述主控芯片EPM7128SLC-84通过电源稳压芯片L7805ABD2T产生5V电压进行供电。如此设计,信号放大装置是对输入信号进行调理以满足采样的要求;信号滤波装置是防止信号产生“混叠现象”;信号采样装置是完成模拟信号的数字化;高速数字信号处理装置是在建立随机共振模型的基础上完成各种算法;与主计算机的高速数据传输接口是满足信号检测的实时性,将MCU处理的数据传给计算机以进行进一步的处理,其中数据采集和处理以及无线传输模块是核心;先利用传感器采集风速和风压,再对传感器采集的信号进行处理,并将处理好的数据发送给主控芯片EPM7128SLC-84,主控芯片会通过I/O方式将数据发送给无线传输模块,无线传输模块最后将数据发送给PC端;具体的,热电偶式风速传感器、差压式风压传感器和热线式风速传感器其测量风速和风压信号,然后利用AD8544放大器对测量到的风速和风压信号进行放大,再利用12位串行模数转换器TLC2543将模拟信号转换成数字信号,转换得到的数字信号会被传输给主控芯片EPM7128SLC-84,主控芯片EPM7128SLC-84接受到上诉数字信号后,会控制SI4432与MAX485为核心的数据无线传输电路将上诉数字信号传送给上位机,最后在上位机上可以看到传感器测量到的风速和风压参数。
[0018]如图4所示,该系统软件部分包括监控软件、执行软件,其中所述监控软件是整个控制系统的核心,专门用来协调各执行模块和操作者的关系,所执行软件述用来完成各种实质性的功能如测量、计算、显示、通讯。
[0019]如图5所示,所述该系统无线发送程序流程为,完成初始化后,配置寄存器写入相应的初始化RF控制字,然后通过配置SI4432的寄存器3eh来设置包的长度,通过SPI连续写寄存器7fh,往TX FIFO里写入需要发送的数据,然后打开“发送完中断允许”标志,将其他中断都禁止,当有数据包发送完时,引脚NIRQ会被拉低以产生一个低电平从而通知MCU数据包已发送完毕,完成中断使能后,使能发送功能,数据开始发送,等待NIRQ引脚因中断产生而使电平拉低,当NIRQ引脚变为低时读取中断状态并拉高NIRQ,否则继续等待,如果数据发送成功,指示灯会变亮,一次数据发送成功后,进入下一次数据循环发送状态。
[0020]如图6所示,该系统无线接收程序流程为,程序完成初始化后,配置寄存器写入相应的初始化RF控制字,通过访问寄存器7fh从RX FIFO中读取接收到的数据,相应的控制字设置好后,若引脚NIRO变成低电平,则表示SI4432准备好接收数据,完成上述初始化配置后,通过寄存器4bh读取包长度信息,然后打开“有效包中断”和“同步字检测中断”,将其他中断都禁止;引脚NIRQ用来检测是否有有效包被检测到,若引脚NIRQ变为低电平,则表示有有效的数据包被检测到;本系统用0x2DD4作为同步模式的标志码,接收模块通过检测这个同步字来同步接收数据;最后,使能接收功能,数据开始接收;等待NIRQ因中断产生而使电平拉低,读取中断标志位复位NIRQ,使其恢复至初始的高电平状态以准备下一次中断触发的检测;通过SPI读取RX FIFO中的数据,之后进入下一次数据接收状态。
[0021]上述实施方式旨在举例说明本发明可为本领域专业技术人员实现或使用,对上述实施方式进行修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,故本发明包括但不限于上述实施方式,任何符合本权利要求书或说明书描述,符合与本文所公开的原理和新颖性、创造性特点的方法、工艺、产品,均落入本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种大型烘干塔风速风压无线测试系统,包括上位机PC,其特征是:该系统还包括数据采集装置、信号放大装置、信号滤波装置、信号采样装置、高速数字信号处理装置、无线传输装置和上位机PC的高速数据传输接口部分,所述数据采集装置包括热电偶式风速传感器、差压式风压传感器和热线式风速传感器,所述信号放大装置为AD8544放大器,所述信号采样装置为12位串行模数转换器TLC2543,所述高速数字信号处理装置包括主控芯片EPM7128SLC-84,所述无线传输装置包括无线传输模块发射器、无线传输模块接收器,所述热电偶式风速传感器、差压式风压传感器和热线式风速传感器采集数据后,依次传输给AD8544放大器、信号滤波装置、模数转换器TLC2543、主控芯片EPM7128SLC-84、无线传输模块发射器、无线传输模块接收器,然后通过高速数据传输接口部分至上位机PC,所述主控芯片EPM7128SLC-84通过电源稳压芯片L7805ABD2T产生5V电压进行供电。2.根据权利要求1所述的大型烘干塔风速风压无线测试系统,其特征是:该系统软件部分包括监控软件、执行软件,其中所述监控软件是整个控制系统的核心,专门用来协调各执行模块和操作者的关系,所执行软件述用来完成各种实质性的功能如测量、计算、显示、通讯。3.根据权利要求1所述的大型烘干塔风速风压无线测试系统,其特征是:所述该系统无线发送程序流程为,完成初始化后,配置寄存器写入相应的初始化RF控制字,然后通过配置SI4432的寄存器3eh来设置包的长度,通过SPI连续写寄存器7fh,往TX FIFO里写入需要发送的数据,然后打开“发送完中断允许”标志,将其他中断都禁止,当有数据包发送完时,弓丨脚NIRQ会被拉低以产生一个低电平从而通知MCU数据包已发送完毕,完成中断使能后,使能发送功能,数据开始发送,等待NIRQ引脚因中断产生而使电平拉低,当NIRQ引脚变为低时读取中断状态并拉高NIRQ,否则继续等待,如果数据发送成功,指示灯会变亮,一次数据发送成功后,进入下一次数据循环发送状态。4.根据权利要求1所述的大型烘干塔风速风压无线测试系统,其特征是:该系统无线接收程序流程为,程序完成初始化后,配置寄存器写入相应的初始化RF控制字,通过访问寄存器7fh从RX FIFO中读取接收到的数据,相应的控制字设置好后,若引脚NIRO变成低电平,则表示SI4432准备好接收数据,完成上述初始化配置后,通过寄存器4bh读取包长度信息,然后打开〃有效包中断〃和〃同步字检测中断〃,将其他中断都禁止;引脚NIRQ用来检测是否有有效包被检测到,若引脚NIR Q变为低电平,则表示有有效的数据包被检测到;本系统用0x2DD4作为同步模式的标志码,接收模块通过检测这个同步字来同步接收数据;最后,使能接收功能,数据开始接收;等待NIRQ因中断产生而使电平拉低,读取中断标志位复位NIRQ,使其恢复至初始的高电平状态以准备下一次中断触发的检测;通过SPI读取RX FIFO中的数据,之后进入下一次数据接收状态。
【专利摘要】本发明涉及一种大型烘干塔风速风压无线测试系统,整体结构分为三个部分,即信息节点、通信节点、测试节点;具体来说,该系统包括上位机PC、数据采集装置、信号放大装置、信号滤波装置、信号采样装置、高速数字信号处理装置、无线传输装置和上位机PC的高速数据传输接口部分,数据采集装置采集数据后,依次传输给信号放大装置、信号滤波装置、信号采样装置、高速数字信号处理装置、无线传输装置,然后通过高速数据传输接口部分至上位机PC。本发明采用无线链路数据传输技术,并将风速风压的数据采集、处理融为一体,可以完成风速风压数据的实时测量与现实,便于远程风速风压测压。
【IPC分类】G08C17/02
【公开号】CN105488984
【申请号】CN201510964135
【发明人】张兰勇, 刘泽威, 耿文杰, 刘胜, 刘洪丹, 李冰
【申请人】哈尔滨工程大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月22日

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