導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇溫度傳感器論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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參考文獻(xiàn)

[1]梁瑞冰，孫琪真，沃江海，劉德明.微納尺度光纖布拉格光柵折射率傳感的理論研究[J].物理學(xué)報(bào).2011（10）

[2]錢(qián)銀博.基于SOA的長(zhǎng)距離無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)理論與實(shí)驗(yàn)研究[D].華中科技大學(xué)2010

[3]趙攀，隋成華，葉必卿.微納光纖構(gòu)建M-Z干涉光路進(jìn)行液體折射率變化測(cè)量[J].浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).2009（03）

[4]李宇航，童利民.微納光纖馬赫-澤德干涉儀[J].激光與光電子學(xué)進(jìn)展.2009（02）

[5]劉盛春.基于拍頻解調(diào)技術(shù)的光纖激光傳感技術(shù)研究[D].南京大學(xué)2011

[6]高學(xué)強(qiáng)，楊日杰.潛艇輻射噪聲聲源級(jí)經(jīng)驗(yàn)公式修正[J].聲學(xué)與電子工程.2007（03）

[7]胡家艷，江山.光纖光柵傳感器的應(yīng)力補(bǔ)償及溫度增敏封裝[J].光電子·激光.2006（03）

[8]牛嗣亮.光纖法布里-珀羅水聽(tīng)器技術(shù)研究[D].國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)2011

[9]曹鋒.新一代周界防入侵軟件系統(tǒng)研究及其應(yīng)用[D].華中科技大學(xué)2010

[10]唐天國(guó)，朱以文，蔡德所，劉浩吾，蔡元奇.光纖巖層滑動(dòng)傳感監(jiān)測(cè)原理及試驗(yàn)研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào).2006（02）

[11]詹亞歌，蔡海文，耿建新，瞿榮輝，向世清，王向朝.鋁槽封裝光纖光柵傳感器的增敏特性研究[J].光子學(xué)報(bào).2004（08）

[12]孫運(yùn)強(qiáng).激光內(nèi)通道傳輸?shù)臍怏w熱效應(yīng)研究[D].國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)2011

[13]劉浩吾，吳永紅，丁睿，文利.光纖應(yīng)變傳感檢測(cè)的非線(xiàn)性有限元分析和試驗(yàn)[J].光電子·激光.2003（05）

[14]鄧?yán)?OFDM技術(shù)在無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)及光無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)中的應(yīng)用與研究[D].華中科技大學(xué)2012

[15]胡家雄，伏同先.21世紀(jì)常規(guī)潛艇聲隱身技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)[J].艦船科學(xué)技術(shù).2001（04）

[16]ZuyuanHe，QingwenLiu，TomochikaTokunaga.Ultrahighresolutionfiber-opticquasi-staticstrainsensorsforgeophysicalresearch[J].PhotonicSensors.2013（4）

[17]YiJiang，WenhuiDing.Recentdevelopmentsinfiberopticspectralwhite-lightinterferometry[J].PhotonicSensors.2011（1）

[18]AnSun，YuliyaSemenova，GeraldFarrell.Anovelhighlysensitiveopticalfibermicrophonebasedonsinglemode-multimode-singlemodestructure[J].Microw.Opt.Technol.Lett..2010（2）

參考文獻(xiàn)

[1]孫運(yùn)強(qiáng).激光內(nèi)通道傳輸?shù)臍怏w熱效應(yīng)研究[D].國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)2011

[2]趙興濤.摻鐿、亞波長(zhǎng)空芯及新型高非線(xiàn)性光子晶體光纖的研究[D].北京交通大學(xué)2015

[3]楊春勇.GMPLS智能光網(wǎng)絡(luò)中波長(zhǎng)路由器的研究[D].華中科技大學(xué)2005

[4]許榮榮.光纖環(huán)形腔光譜技術(shù)與傳感應(yīng)用的研究[D].華中科技大學(xué)2012

[5]張磊.基于光子晶體光纖非線(xiàn)性效應(yīng)的超寬帶可調(diào)諧光源[D].清華大學(xué)2014

[6]王超.基于高頻等離子體法制備摻鐿微結(jié)構(gòu)光纖及其特性的研究[D].燕山大學(xué)2014

[7]林楨.新型大模場(chǎng)直徑彎曲不敏感單模及少模光纖的研究[D].北京交通大學(xué)2014

[8]蘇偉.新型光子準(zhǔn)晶光纖及石英基光纖的微觀(guān)機(jī)制研究[D].北京交通大學(xué)2015

[9]許艷.基秒光頻梳的絕對(duì)距離測(cè)量技術(shù)研究[D].華中科技大學(xué)2012

[10]錢(qián)新偉.PCVD單模光纖高速拉絲工藝與光纖性能研究[D].華中科技大學(xué)2009

[11]劉國(guó)華.高功率光纖激光器的理論研究[D].華中科技大學(xué)2007

[12]常宇光.光纖射頻傳輸（ROF）接入系統(tǒng)及無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)應(yīng)用研究[D].華中科技大學(xué)2009

[13]張雅婷.基于光子晶體光纖的表面等離子體傳感技術(shù)研究[D].華中科技大學(xué)2013

[14]張小龍.同軸電纜接入網(wǎng)信道建模與故障診斷方法研究[D].華中科技大學(xué)2013

[15]張傳浩.電信級(jí)以太無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)接入理論與實(shí)驗(yàn)研究[D].華中科技大學(xué)2009

[16]吳廣生.無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)與電網(wǎng)絡(luò)復(fù)合接入技術(shù)研究[D].華中科技大學(xué)2009

[17]江國(guó)舟.10Gbps以太無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用研究[D].華中科技大學(xué)2009

[18]張利.以太無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)安全性與增強(qiáng)技術(shù)研究[D].華中科技大學(xué)2009

[19]馮亭.MOPA光纖激光系統(tǒng)放大級(jí)增益光纖特性與高質(zhì)量種子源關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京交通大學(xué)2015

[20].EPON和WLAN融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的上行鏈路調(diào)度算法研究[D].華中科技大學(xué)2009

[21]孫琪真.分布式光纖傳感與信息處理技術(shù)的研究及應(yīng)用[D].華中科技大學(xué)2008

[22]孫運(yùn)強(qiáng).Ⅰ鉗式鎳配合物的合成及性質(zhì)反應(yīng)研究Ⅱ有機(jī)氟化物的合成新方法研究[D].山東大學(xué)2014

參考文獻(xiàn)

[1]劉鈺旻.納米功能材料在能量轉(zhuǎn)換與儲(chǔ)存器件中的應(yīng)用[D].武漢大學(xué)2013

[2]曾謙.聲表面波技術(shù)在微流控芯片中的集成及應(yīng)用研究[D].武漢大學(xué)2011

[3]彭露，朱紅偉，楊旻，國(guó)世上.微溝道內(nèi)兩相流速比對(duì)液滴形成的影響[J].傳感技術(shù)學(xué)報(bào).2010（09）

[4]郭志霄.微液滴和海藻酸凝膠顆粒在微流控芯片中的應(yīng)用研究[D].武漢大學(xué)2011

[5]全祖賜.環(huán)境友好型多功能氧化物薄膜的微結(jié)構(gòu)、光學(xué)、電學(xué)和磁學(xué)性能研究[D].武漢大學(xué)2010

[6]彭濤.功能電極材料在染料敏化太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用[D].武漢大學(xué)2014

[7]黃妞.光陽(yáng)極修飾和二氧化鈦形貌調(diào)制在染料敏化太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用[D].武漢大學(xué)2013

[8]國(guó)世上.電子輻照鐵電共聚物P（VDF-TrFE）及超聲傳感器的研究[D].武漢大學(xué)2004

[9]韓宏偉.染料敏化二氧化鈦納米晶薄膜太陽(yáng)電池研究[D].武漢大學(xué)2005

[10]何榮祥.納米功能材料器件及其在流體和細(xì)胞檢測(cè)中的應(yīng)用研究[D].武漢大學(xué)2013

[11]周聰華.染料敏化太陽(yáng)能電池中電極材料和寄生電阻的研究[D].武漢大學(xué)2009

[12]胡浩.碳材料對(duì)電極在染料敏化太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用[D].武漢大學(xué)2011

[13]李偉平.鐵電共聚物P（VDF-TrFE）的性能和換能器的模擬研究[D].武漢大學(xué)2004

[14]藍(lán)才紅，蔣炳炎，劉瑤，陳聞.聚合物微流控芯片鍵合微通道變形仿真研究[J].塑料工業(yè).2009（05）

篇2

【關(guān)鍵詞】溫度 at89s52 nrf9e5

1 引言

由于在局部的溫度通常具有不一致性，因此在檢測(cè)環(huán)境溫度時(shí)，傳統(tǒng)的單一測(cè)點(diǎn)測(cè)量溫度的方法并不能夠準(zhǔn)確說(shuō)明實(shí)際的溫度信息。在同一環(huán)境中，對(duì)多點(diǎn)進(jìn)行溫度測(cè)量，能夠有效解決這一問(wèn)題，使得溫度測(cè)量更加準(zhǔn)確。但是多點(diǎn)溫度測(cè)量的溫度測(cè)量點(diǎn)比較分散，如果使用傳統(tǒng)的有線(xiàn)布線(xiàn)方式的話(huà)，則系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，十分麻煩。本論文設(shè)計(jì)了一種基于無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)臏囟炔杉到y(tǒng)，采用了nrf9e5無(wú)線(xiàn)芯片，主控芯片采用的是at89s52單片機(jī)，溫度測(cè)量的傳感器為ds18b20[1]。

本論文首先介紹系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案，然后分別簡(jiǎn)要介紹硬件電路設(shè)計(jì)以及部分軟件程序設(shè)計(jì)。

2 系統(tǒng)方案

無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸按照傳輸方式的不同，可以分為：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)以及多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)。本論文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)由主控芯片51單片機(jī)、主接收器以及多個(gè)測(cè)量終端組成。每個(gè)測(cè)量終端都是通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸模塊nrf9e5傳遞數(shù)據(jù)，進(jìn)而形成無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)臏囟炔杉到y(tǒng)。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

將相應(yīng)的溫度傳感器分布在所要測(cè)量環(huán)境的不同位置，就能夠精確評(píng)估環(huán)境溫度。然后再將這些測(cè)量得到的溫度經(jīng)過(guò)無(wú)線(xiàn)通信模塊發(fā)送到主控芯片上，主控芯片對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和顯示。

3 硬件電路設(shè)計(jì)

3.1 無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸模塊

nrf9e5具有和8051相互兼容的微控制器，但是時(shí)序和指令都與其有些差別。nrf9e5與cpu的數(shù)據(jù)交換是通過(guò)串口來(lái)進(jìn)行的。

nrf9e5和其他模塊通信主要是通過(guò)自身內(nèi)部的并行口和內(nèi)部的spi口。nrf9e5與nrf905等具有一樣的功能。收發(fā)器在與微控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的過(guò)程中，主要是通過(guò)片內(nèi)的spi和并行口。在要傳輸通信的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好之后，就能夠產(chǎn)生中斷，供微控制器使用。

3.2 溫度測(cè)量電路

溫度檢測(cè)的方法有很多，比如采用熱電偶等。但是本論文采用的是ds18b20溫度傳感器。該溫度傳感器采用的是one-wire總線(xiàn)，即只采用一根信號(hào)線(xiàn)與單片機(jī)進(jìn)行連接。該測(cè)溫傳感器能夠測(cè)量零下55度到125攝氏度的溫度范圍，同時(shí)分辨率能夠達(dá)到0.5攝氏度。工作電壓范圍很寬，一般為3.0至5.5v。

3.3 主控芯片

本論文設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集器使用的主控芯片是at89s52單片機(jī)。msc-51單片機(jī)是八位的非常實(shí)用的單片機(jī)。本論文所使用的at89s52單片機(jī)就是基于這款單片機(jī)的。msc-51單片機(jī)的基本架構(gòu)被atmel公司購(gòu)買(mǎi)，繼而在其基本內(nèi)核的基礎(chǔ)上加入了許多新的功能，同時(shí)擴(kuò)展了芯片的容量以及加入flash閃存等等。51內(nèi)核的單片機(jī)具有很多優(yōu)點(diǎn)，因此無(wú)論是在工業(yè)上還是在一些電子產(chǎn)品上應(yīng)用都很多。全球也有許多大公司對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)展，加入新的功能。即使是在今天，51單片機(jī)仍然在控制系統(tǒng)中占據(jù)很大市場(chǎng)。

下面對(duì)本論文所使用的單片機(jī)作簡(jiǎn)要介紹。這款單片機(jī)具有最大能夠支持的64k外部存儲(chǔ)擴(kuò)展，同時(shí)還具有8k字節(jié)的flash空間。該單片機(jī)具有4組i/o口，分別是從p0到p3，同時(shí)每組端口具有8個(gè)引腳。每個(gè)引腳除了能夠作為普通的輸入和輸出端口外，還具有其它功能，也就是我們通常所說(shuō)的引腳復(fù)用。其還具有斷電保護(hù)、看門(mén)口、計(jì)時(shí)器和定時(shí)器。51單片機(jī)一般的工作電壓是5v。

4 軟件設(shè)計(jì)

4.1 通信協(xié)議

本系統(tǒng)為單點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)通信，主接收器在可靠通信范圍內(nèi)分別與每個(gè)數(shù)據(jù)終端通信。主接收器與每個(gè)數(shù)據(jù)終端都有一個(gè)唯一的地址，因此在通信過(guò)程中必須明確接收方的地址。系統(tǒng)通信協(xié)議定制如表1所示。

4.2 溫度測(cè)量程序

本論文采用的溫度傳感器是one-wire總線(xiàn)的器件，與主控芯片進(jìn)行一根數(shù)據(jù)線(xiàn)連接，就能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信號(hào)的雙向傳輸。但是這樣就要求主控芯片的時(shí)序必須具有嚴(yán)格的要求。在出廠(chǎng)之前，每個(gè)器件的rom上都光刻上64位的編碼，這個(gè)編碼地址序列是唯一的，我們可以通過(guò)這個(gè)編碼地址序列來(lái)進(jìn)行多

點(diǎn)的組網(wǎng)。但是本論文所設(shè)計(jì)的溫度采集系統(tǒng)，在每一個(gè)結(jié)點(diǎn)只是用一個(gè)溫度傳感器，因此在程序中并不需要讀取其rom編碼。

5 總結(jié)

在實(shí)際的溫度測(cè)量過(guò)程中，測(cè)量單點(diǎn)的溫度往往并不能夠準(zhǔn)確反映實(shí)際溫度信息，需要對(duì)同一環(huán)境進(jìn)行多次測(cè)量，同時(shí)要對(duì)多個(gè)溫度節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。但是多點(diǎn)溫度測(cè)量的溫度測(cè)量點(diǎn)比較分散，如果使用傳統(tǒng)的有線(xiàn)布線(xiàn)方式的話(huà)，則系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，十分麻煩。本論文設(shè)計(jì)了一種基于無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)臏囟炔杉到y(tǒng)，采用了nrf9e5無(wú)線(xiàn)芯片，主控芯片采用的是at89s52單片機(jī)，溫度測(cè)量的傳感器為ds18b20。本論文首先介紹系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案，然后分別簡(jiǎn)要介紹硬件電路設(shè)計(jì)以及部分軟件程序設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

[1]馬祖長(zhǎng)，孫怡寧，梅濤.無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)綜述[j].北京：通信學(xué)報(bào)，2004，25（4）：15-17.

[2]鄭啟忠，耿四軍，朱宏輝.射頻socnrf9e5及無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[j].單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2004（8）：51-54.

[3]季一錦，尹明德.一種基于nrf9e5的無(wú)線(xiàn)監(jiān)測(cè)局域網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[j].國(guó)外電子元器件，2004，（12）：22-25.

[4]盛超華，陳章龍.無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用[j].微型電腦應(yīng)用，2005，21（6）.10-13.

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關(guān)鍵詞：智能溫度傳感器； 熱敏電阻； 串口通信

中圖分類(lèi)號(hào)：TP274+.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-3315（2012）09-177-001

一、智能集成溫度傳感器DS18B20介紹

DS18B20 是美國(guó)DALLAS 半導(dǎo)體公司繼DS1820 之后最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，它能夠直接讀出被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)9～12 位的數(shù)字值讀數(shù)方式。使用DS18B20 可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡(jiǎn)單，可靠性更高[1]。

DS18B20的適用電壓為3V～5V，分辨率為9～12位可調(diào)，測(cè)溫分辨率為9位時(shí)精度為0.1℃,12位精度為0.01℃，測(cè)溫范圍為：-55℃～+125℃。

由于DS18B20 工作在單總線(xiàn)方式，其硬件接口非常簡(jiǎn)單，僅需利用系統(tǒng)的一條I/O線(xiàn)與DS18B20的數(shù)據(jù)總線(xiàn)相連即可

二、測(cè)溫硬件電路設(shè)計(jì)

本方案設(shè)計(jì)的系統(tǒng)由按鍵控制部分、溫度傳感器部分、數(shù)碼顯示、串口通信部分組成，利用單片機(jī)主模塊控制完成溫度傳感器DS18B20的初始化和讀取溫度值、按鍵識(shí)別和控制、溫度值數(shù)碼顯示和PC機(jī)的串口通信等功能。同時(shí)利用STC89C52單片機(jī)控制4個(gè)溫度傳感器，根據(jù)DS18B20的電路標(biāo)準(zhǔn)連接方法將溫度傳感器與單片機(jī)進(jìn)行連接。

用P2.4至P2.7四個(gè)I\O口分別連接四個(gè)DS18B20溫度傳感器，來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度的多點(diǎn)監(jiān)控。單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)電路圖如圖1所示。

我們將測(cè)量所得的值通過(guò)主模塊上的數(shù)碼管進(jìn)行顯示。在主模塊的鍵盤(pán)上，通過(guò)4個(gè)按鍵來(lái)控制數(shù)碼顯示指定的溫度傳感器的數(shù)值。

還將一個(gè)蜂鳴器電路通過(guò)P2.3口進(jìn)行控制，我們可以在軟件中設(shè)置報(bào)警溫度的上下限，當(dāng)溫度超過(guò)此上（下）限值時(shí)，通過(guò)軟件控制使蜂鳴器發(fā)聲，達(dá)到溫度報(bào)警的效果。

鍵盤(pán)是人機(jī)通信不可缺少的部分，其中獨(dú)立鍵盤(pán)是最基本的鍵盤(pán)方式，本模塊中提供了八路獨(dú)立鍵盤(pán)和矩陣式鍵盤(pán)也稱(chēng)行列式鍵盤(pán)，它由行和列組成，在每一個(gè)行列的交叉點(diǎn)上設(shè)置一個(gè)按鍵，這樣一個(gè)8位的控制端口最多就可以由4×4=16個(gè)按鍵組成[2]。

三、數(shù)碼管顯示設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用6位共陰極數(shù)碼顯示器，為了簡(jiǎn)化電路，降低成本，采用一組P0口加P2.6和P2.7與2個(gè)鎖存器74HC573，控制數(shù)碼管的段選與位選。

當(dāng)鎖存器的使能端為高電平時(shí)，輸入和輸出是直通的，即輸入端的數(shù)字量直接賦給對(duì)應(yīng)的輸出端，而當(dāng)使能端為低電平時(shí)，則是保持狀態(tài)，即上一組輸入的數(shù)字量保持在對(duì)應(yīng)的輸出端。P2.6為段選控制位，連接在第一個(gè)鎖存器的使能端，P2.7為位選控制位，連接在第二個(gè)鎖存器的使能端。這樣當(dāng)需要控制數(shù)碼管顯示的時(shí)候，就讓P2.6呈高電平，然后控制P0口賦值給鎖存器的輸入端，而此時(shí)為直通狀態(tài)，所以輸出數(shù)字量等于輸入的數(shù)字量，然后使P2.6呈低電平，第一個(gè)鎖存器則處于保持狀態(tài)，使得數(shù)碼管顯示的數(shù)值是不變的，這樣可以用同樣的控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)6位數(shù)碼管的位選操作，來(lái)控制具體哪些數(shù)碼管工作。具體電路連接如圖3.3所示。第一個(gè)鎖存器的輸出端接到6位數(shù)碼管的段選端a，b，c，d，e，f，g，h，第二個(gè)鎖存器的輸出端分別接到數(shù)碼管的位選端WE1到WE6。數(shù)碼管硬件電路圖如圖2所示。

四、RS-232C串口通信

本方案對(duì)RS-232-C接口采用3線(xiàn)制，PC機(jī)和單片機(jī)的發(fā)送數(shù)據(jù)線(xiàn)（TXD）與接收數(shù)據(jù)（RXD）交叉連接，二者的地線(xiàn)（GND）直接相連，其他信號(hào)線(xiàn)如握手信號(hào)線(xiàn)均不用，而采用軟件握手。但由于RS-232-C電平與單片機(jī)TTL電平不同，邏輯1電平規(guī)定為+5～+15V之間，邏輯0電平為-5～-15V之間，因此用MAX232芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。

五、總結(jié)

本系統(tǒng)通過(guò)單片機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)了4個(gè)溫度傳感器的溫度測(cè)量，不但可以同時(shí)測(cè)量多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫度，也可以測(cè)量某個(gè)環(huán)境的溫度分布或平均溫度。同時(shí)通過(guò)串口可以把溫度信息傳送給上位機(jī)電腦實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞：霍爾元器件，AT89C51，I2C協(xié)議

 

1 引言

車(chē)用儀表作為汽車(chē)的一個(gè)重要組成部分，使駕駛員能夠迅速地掌握行駛信息，及時(shí)有效地采取相應(yīng)操作，保證車(chē)輛正常安全工作。目前，在我國(guó)汽車(chē)電子市場(chǎng)中，70%以上的份額為國(guó)外企業(yè)的產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品所占市場(chǎng)份額不足30%，絕大部分車(chē)輛儀表仍以模擬式為主。由于模擬儀表表頭的體積較大、指示內(nèi)容單一，使得儀表顯示系統(tǒng)占用了較大的空間，影響了車(chē)輛內(nèi)飾的美觀(guān)；另外，模擬儀表故障率高，降低了車(chē)輛行使的安全系數(shù)，增加了維護(hù)費(fèi)用。現(xiàn)代車(chē)輛儀表系統(tǒng)不僅要求儀表耐用、耐振、指示準(zhǔn)確、讀數(shù)方便以及受溫度、濕度的影響小，還要求輕巧、舒適、美觀(guān)并具有良好的互換性。而車(chē)用數(shù)字儀表恰恰滿(mǎn)足了這些要求。本文提出用51系列單片機(jī)和新型傳感器等對(duì)傳統(tǒng)車(chē)用儀表進(jìn)行改進(jìn)的新型數(shù)字儀表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。

2 車(chē)用數(shù)字儀表硬件電路設(shè)計(jì)

車(chē)用數(shù)字儀表主要由五個(gè)部分組成，即CPU主控制模塊、溫度采集模塊、速度采集模塊、E2PROM存儲(chǔ)器模塊以及LCD顯示模塊。

2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

作為車(chē)用儀表，其基本功能即為向用戶(hù)提供車(chē)速、里程、車(chē)內(nèi)溫度等信息。從技術(shù)上說(shuō)，其工作流程應(yīng)為：系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，單片機(jī)軟件初始化，從0000H開(kāi)始執(zhí)行程序，開(kāi)中斷，單片機(jī)按工作周期輸入霍爾傳感器、溫度傳感器信號(hào)并進(jìn)行處理，計(jì)算出行駛實(shí)時(shí)車(chē)速、行駛里程，并開(kāi)中斷，與溫度數(shù)據(jù)一起輸出到LCD顯示模塊AT1602A顯示，且將里程信息存儲(chǔ)信息到E2PROM存儲(chǔ)器中。同時(shí)，為減少電磁干擾，采用抗干擾電源、光電隔離等措施保證系統(tǒng)正常穩(wěn)定地運(yùn)行[1]。

圖2.1給出了基于A(yíng)T89C51單片機(jī)的車(chē)用數(shù)字儀表系統(tǒng)的框圖，本系統(tǒng)功能由硬件和軟件兩大部份協(xié)調(diào)完成。整個(gè)系統(tǒng)主要包括：AT89C51控制模塊、LCD顯示模塊TC1602A、溫度傳感器模塊DS18B20、霍爾傳感器模塊A44E及E2PROM存儲(chǔ)器模塊AT24C02。其中AT89C51主要完成外圍硬件的控制以及信息處理功能；溫度傳感器完成溫度信號(hào)的采樣及轉(zhuǎn)換；霍爾元件采集汽車(chē)行駛的圈脈沖信號(hào)；E2PROM存儲(chǔ)器模塊存儲(chǔ)當(dāng)前里程信息；LCD顯示模塊TC1602A完成字符/數(shù)字轉(zhuǎn)換、驅(qū)動(dòng)及顯示功能。

2.1.1系統(tǒng)保護(hù)

圖2.1 基于單片機(jī)的車(chē)用數(shù)字儀表系統(tǒng)框圖

一個(gè)穩(wěn)定而完善的系統(tǒng)離不開(kāi)一套完整的保護(hù)控制方案。這里根據(jù)單片機(jī)運(yùn)行特點(diǎn)將其運(yùn)行中可能出現(xiàn)的故障及相應(yīng)控制措施列表如表2.1所示。

表 2.1 系統(tǒng)故障及相應(yīng)措施

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關(guān)鍵詞：電控 發(fā)動(dòng)機(jī) 故障 分析

中圖分類(lèi)號(hào)：U464 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）07（b）-0082-02

在現(xiàn)代汽車(chē)中，集中控制系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。汽車(chē)電子控制大致可分為七部分，分別為發(fā)動(dòng)機(jī)控制、傳動(dòng)控制、行駛/制動(dòng)/轉(zhuǎn)向系控制、安全保證及儀表警報(bào)、電源系統(tǒng)、舒適性和娛樂(lè)通訊七大部分。這七大控制系統(tǒng)，在不同的車(chē)型上，其組合形式和控制項(xiàng)目各有異同。如有的車(chē)型將發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)與自動(dòng)變速控制系統(tǒng)共用一個(gè)ECU控制，有的車(chē)型則各用一個(gè)ECU控制；大多數(shù)車(chē)型點(diǎn)火控制均由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU控制。該文主要對(duì)這種電子控制汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)部分做出了各種系統(tǒng)維修案例方面的詳細(xì)介紹，它們主要有：空氣供給系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)。

1 空氣供給系統(tǒng)

1.1 組成

空氣供給系統(tǒng)為發(fā)動(dòng)機(jī)可燃混合氣的形成提供必需的空氣?？諝饨?jīng)空氣濾清器、空氣流量計(jì)、節(jié)流閥體、進(jìn)氣總管、進(jìn)氣歧管進(jìn)入個(gè)氣缸。

在一般工況下，空氣的流量有節(jié)流閥體中的節(jié)流閥控制，它由油門(mén)踏板操作。在怠速工作時(shí)裝在節(jié)流閥體內(nèi)的怠速電機(jī)通過(guò)微量調(diào)整節(jié)閥開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)空氣流量，從而調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速。怠速電機(jī)有控制單元（ECU）控制。

1.2 實(shí)例

凌志LS400轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)油耗過(guò)大，排氣管冒黑煙

（1）車(chē)型：豐田凌志LS400。

（2）故障癥狀：一輛豐田凌志LS400轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)油耗過(guò)大，排氣管冒黑煙，低速運(yùn)轉(zhuǎn)明顯抖動(dòng)。

（3）檢測(cè)與排除：根據(jù)故障現(xiàn)象，進(jìn)行以下項(xiàng)目的檢測(cè)：

①檢查燃油系統(tǒng)壓力是否過(guò)高。

采用在冷啟動(dòng)噴嘴上安裝壓力表的方法，測(cè)得發(fā)動(dòng)機(jī)怠速、全油門(mén)、5min保壓3種情況下燃油系統(tǒng)的壓力，其結(jié)果均正常。

②檢查各缸噴油嘴是否密封不良。

噴油器是電壓驅(qū)動(dòng)型的，電阻較大，約為12～16 Ω。直接用12 V電源測(cè)試噴油嘴工作狀況，測(cè)得各噴油器的噴油量，結(jié)果都為45 mL左右，符合標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)值為40～50 mL）；各缸噴油器油量之差小于5 mL，也符合標(biāo)準(zhǔn)；⑤斷開(kāi)噴油器電源后，檢查噴油嘴有無(wú)滴漏燃油現(xiàn)象，結(jié)果表明沒(méi)有。這些說(shuō)明缸的噴油器是好的。

③檢查附加空氣閥在熱車(chē)時(shí)閥門(mén)是否關(guān)閉。

冷車(chē)時(shí)開(kāi)啟，熱車(chē)時(shí)應(yīng)關(guān)閉，經(jīng)檢查，熱車(chē)時(shí)閥門(mén)也處于開(kāi)啟位置。

換上一個(gè)新的附加空氣閥，故障被排除。

（4）理論分析：附加空氣閥中的閘狀閥門(mén)是由雙金屬?gòu)椈善刂频?，發(fā)動(dòng)機(jī)冷車(chē)啟動(dòng)時(shí)，閥門(mén)處于開(kāi)啟位置，旁通空氣量最大；發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，雙金屬片上的電熱絲通電發(fā)熱，雙金屬片受熱變形，閥門(mén)逐漸關(guān)小，使旁通空氣量逐漸減小，直至為0。而此車(chē)在熱車(chē)時(shí)閥門(mén)也處于開(kāi)啟位置。會(huì)使怠速過(guò)高，混合氣過(guò)濃。

（5）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：將換下來(lái)的附加空氣閥，裝在另一無(wú)故障車(chē)上，發(fā)動(dòng)機(jī)同樣出現(xiàn)機(jī)油耗過(guò)大，排氣管冒黑煙，低速運(yùn)轉(zhuǎn)明顯抖動(dòng)。在環(huán)一新空氣閥后，故障消失。

2 燃油供給系統(tǒng)

2.1 組成

燃油供給系統(tǒng)由汽油泵、汽油濾清器、汽油壓力調(diào)節(jié)器、汽油分配管等組成。汽油由汽油泵從油箱中泵出，經(jīng)過(guò)汽油濾清器除去雜質(zhì)及水分后，送到汽油分配管，在經(jīng)各供油歧管送到各缸噴油器。

2.2 實(shí)例

發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足，加速時(shí)車(chē)身后部伴有“嗡嗡”聲

（1）車(chē)型：捷達(dá)王。

（2）故障癥狀：最高時(shí)速只能達(dá)到120km/h，加速時(shí)發(fā)悶，而且車(chē)身后部伴有“嗡嗡”聲。

（3）診斷與排除：加油時(shí)車(chē)身后部的“嗡嗡”聲是燃油箱中電動(dòng)燃油泵發(fā)出的噪音，屬于非正常現(xiàn)象。在檢查燃油泵之前，首先檢測(cè)燃油系統(tǒng)供油壓力，發(fā)現(xiàn)加速時(shí)供油壓力較低，這是導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足，加速不良的主要原因。導(dǎo)致燃油系統(tǒng)供油壓力不足的原因：根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)判斷，可能是燃油箱中燃油品質(zhì)不好，帶有異物，將電動(dòng)泵濾網(wǎng)堵塞，致使燃油通過(guò)性不好，導(dǎo)致燃油系統(tǒng)供油壓力不足。拆下電動(dòng)燃油泵并進(jìn)行檢查。

發(fā)現(xiàn)濾網(wǎng)果然堵塞（共3個(gè)濾網(wǎng)），一層黑色粘狀物罩在濾網(wǎng)外部。用清洗劑清除濾網(wǎng)上的臟物，重新正確安裝汽油泵，更換汽油濾清器，清洗燃油噴嘴，試車(chē)，故障排除。

（4）理論分析：由于汽油泵堵了，造成燃油系統(tǒng)供油壓力不足，使混合氣變稀，所以發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足。

（5）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：在完好的汽油泵慮網(wǎng)上，貼上3塊塑料，使三個(gè)慮網(wǎng)堵死，同樣出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)。

3 電子控制系統(tǒng)

3.1 組成

電子控制系統(tǒng)由傳感器、控制單元（ECU）、執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。為了建立發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)，必需具備正確反映發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)的各種傳感器，根據(jù)傳感器輸入信號(hào)計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)最佳控制結(jié)果的微機(jī)控制裝置，以及直接操縱發(fā)動(dòng)機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。本論文將重點(diǎn)講述系統(tǒng)中的各種傳感器、執(zhí)行器、電子控制單元等故障現(xiàn)象對(duì)汽車(chē)的影響。

3.2 實(shí)例

熱車(chē)不易起動(dòng)

（1）車(chē)型：捷達(dá)王。

（2）故障癥狀：該車(chē)前段時(shí)間清洗過(guò)節(jié)流閥體，之后就 出現(xiàn)熱車(chē)不易起動(dòng)的故障現(xiàn)象，每次熱車(chē)時(shí)都需要起動(dòng)好 多次才能著火。

（3）檢測(cè)：用VAG1551對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行故障查詢(xún)，顯示進(jìn)氣溫度傳感器斷路/對(duì)正極短路。

（4）診斷與排除：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)生上述故障的原因主要有：①燃油品質(zhì)不好，熱車(chē)時(shí)產(chǎn)生氣阻。②發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣溫度傳感器損壞或插頭松動(dòng)。③冷卻液溫度傳感器損壞或插頭松動(dòng)。

檢查進(jìn)氣溫度傳感器，發(fā)現(xiàn)其插頭脫落，可能是清洗節(jié)流閥體時(shí)，拔掉后忘記插接了。重新正確連接，試車(chē)，熱車(chē)起動(dòng)正常。

（5）理論分析：發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元根據(jù)其阻值的變化確定進(jìn)氣的溫度，從而準(zhǔn)確控制噴油量和修正點(diǎn)火時(shí)間。若傳感器壞了就會(huì)導(dǎo)致上述故障，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致廢氣排放值升高。

（6）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：將無(wú)故障車(chē)的進(jìn)氣溫度傳感器插頭拔下，用VAG1551對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)進(jìn)行故障查詢(xún)，顯示進(jìn)氣溫度傳感器斷路/對(duì)正極短路。起動(dòng)試車(chē)，同樣出現(xiàn)上述故障。裝好插頭再試車(chē)，故障消失。

4 點(diǎn)火控制系統(tǒng)

4.1 組成

點(diǎn)火系統(tǒng)采用無(wú)分電器點(diǎn)火系統(tǒng)（DLI）。該系統(tǒng)是采用沒(méi)用分電器的電子點(diǎn)火系統(tǒng)，它把點(diǎn)火線(xiàn)圈的次級(jí)高壓直接送到火花塞。

點(diǎn)火系統(tǒng)由電子點(diǎn)火器、點(diǎn)火線(xiàn)圈、火花塞及高壓導(dǎo)線(xiàn)等組成。ECU根據(jù)凸輪軸位置傳感器和轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門(mén)位置、水溫等傳感器的信號(hào)，計(jì)算出需要點(diǎn)火的氣缸和點(diǎn)火定時(shí)，并將此結(jié)果送到電子點(diǎn)火器，由電子點(diǎn)火器控制點(diǎn)火線(xiàn)圈的初級(jí)電路的接通和斷開(kāi)。

點(diǎn)火控制主要包括點(diǎn)火提前角控制、通電時(shí)間控制和爆震控制。

4.2 實(shí)例

（1）怠速不穩(wěn)，加速不順，故障燈亮起

①車(chē)型：凌志400轎車(chē)。

②故障癥狀：一輛凌志LS400轎車(chē)，怠速不穩(wěn)，加速不順，故障燈亮起。

③檢測(cè)：用K80讀取故障碼為21、29號(hào)碼，為左主、右副氧傳感器不良。

（2）故障分析與排除：經(jīng)檢查確認(rèn)更換后，故障燈熄滅，但怠速仍然不穩(wěn)、抖動(dòng)，加速不暢，檢查跳火及噴油嘴，線(xiàn)路均無(wú)異常，但發(fā)現(xiàn)6缸和8缸火花塞工作狀況況不好，有積碳，懷疑6缸和8缸噴油嘴堵塞，進(jìn)行清洗，仍未解決問(wèn)題，后來(lái)在檢查點(diǎn)火秩序時(shí)發(fā)現(xiàn)6缸和8缸高壓線(xiàn)插反了，調(diào)換后恢復(fù)正常。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳森主，何耀華.捷達(dá)?捷達(dá)王轎車(chē)構(gòu)造與維修[M].湖北：湖北科學(xué)技術(shù)出版社，1999.

[2] 曹利民.捷大轎車(chē)維修實(shí)例[M].遼寧：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2000.

[3] 紀(jì)永秋，戴夢(mèng)萍，戴林，等.現(xiàn)代汽車(chē)電氣系統(tǒng)故障檢修300例[M].北京：人民郵電出版社，1997.

[4] 李東江.現(xiàn)代汽車(chē)電子控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與維修[M].江蘇：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2001.

[5] 李東江，張大成，胡飛.汽車(chē)電控系統(tǒng)的萬(wàn)用表檢測(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

篇6

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)；故障排除；故障現(xiàn)象；分析原因

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.229

1 發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)與組成

直列4缸發(fā)動(dòng)機(jī)、帶頂部凸輪軸組件的發(fā)動(dòng)機(jī)。做工順序?yàn)?、3、4、2。（1）汽油發(fā)動(dòng)機(jī)主要分兩大機(jī)構(gòu)五大系統(tǒng)： 五大系統(tǒng)包括：燃料供給系，起動(dòng)系，冷卻系，系，點(diǎn)火系；（2）燃料供給系：由空氣供給系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)組成；（3）起動(dòng)系： 主要由蓄電池、起動(dòng)控制與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和起動(dòng)機(jī)等組成 ；（4）冷卻系： 冷卻系統(tǒng)主要由冷卻液、散熱器、節(jié)溫器、水泵、水道、水管、風(fēng)扇等組成；（5）系統(tǒng)：由機(jī)油泵、機(jī)油濾清器、機(jī)油機(jī)濾器、機(jī)油冷卻器、機(jī)油管道；（6）點(diǎn)火系：電控單元（ECU）、傳感器、點(diǎn)火線(xiàn)圈、高壓缸線(xiàn)、火花塞等組成。

2 難以起動(dòng)故障原因

打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，起動(dòng)機(jī)能帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，但發(fā)動(dòng)機(jī)不能著火工作（難以起動(dòng)）。故障可能為：（1）燃油系統(tǒng)的故障造成混合氣過(guò)稀；（2）油路堵塞導(dǎo)致供油不暢；（3）某個(gè)氣缸火花塞不跳火、火花太弱；（4）點(diǎn)火正時(shí)不對(duì)：正時(shí)皮帶老化開(kāi)裂、松動(dòng)，傳動(dòng)帶跳齒、張緊輪損壞；（5）發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸壓力太低，氣缸壓力應(yīng)大于0.85Mpa，達(dá)不到0.85Mpa時(shí)說(shuō)明氣缸漏氣，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)難以起動(dòng)；（6）電控系統(tǒng)故障發(fā)動(dòng)機(jī)難以啟動(dòng)：空氣流量計(jì)損壞或空氣流量計(jì)之后的進(jìn)氣管漏氣；怠速控制閥故障；個(gè)別噴油器漏油或嚴(yán)重霧化不良；冷卻液溫度傳感器損壞；碳罐電磁閥卡?。煌馆嗇S位置傳感器故障。

3 難以起動(dòng)的診斷與排除

（1）檢查點(diǎn)火系統(tǒng)。1）檢查每個(gè)氣缸是否有跳火。拆下火花塞，將高壓缸線(xiàn)插接上火花塞并搭在缸體上，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，觀(guān)察跳火情況是否跳火；2）檢查繼電器、保險(xiǎn)絲是否正常；3）檢查點(diǎn)火線(xiàn)圈：拔下點(diǎn)火線(xiàn)圈插接器，用萬(wàn)用表檢查點(diǎn)火線(xiàn)圈次級(jí)線(xiàn)圈的電阻是否達(dá)能要求，如果達(dá)不到要求需更換；4）檢查控制傳感器：檢查曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器，再檢查空氣流量傳感器和進(jìn)氣壓力傳感器等。如果傳感器故障有故障，就更換新傳感器；5）初步觀(guān)察檢查ECU。有無(wú)插接器松動(dòng)、ECU泡水、ECU燒焦等。

（2）檢查油路。1）檢查是否有油。拆下油管與油軌的連接處，打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)（不起動(dòng)），看是否出油。若不出油，應(yīng)檢查燃油系統(tǒng)及其電路。先檢查保險(xiǎn)絲、油泵、繼電器。若都良好，應(yīng)檢查曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、空氣流量傳感器和ECU。若有油，就檢查然油壓調(diào)節(jié)器是否符正常。進(jìn)油管與油軌的連接處接上油壓表，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，看油壓應(yīng)在200～300KPa之間，如果達(dá)不到200～300KPa之間，應(yīng)檢查燃油供給系統(tǒng)，檢查燃油泵、燃油管、噴油器、燃油濾清器、燃油壓力調(diào)節(jié)器等；2）檢查噴油器。先檢測(cè)電阻。電阻為1～3歐，如果電阻為無(wú)窮大，噴油器損壞，應(yīng)更換新的噴油器。電壓的檢測(cè)：打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，一個(gè)端子與負(fù)極線(xiàn)之間應(yīng)有12V左右的電壓，另一個(gè)端子與負(fù)極線(xiàn)之間有5V左右的參考電壓；3）噴油器控制脈沖的檢測(cè)：拆下噴油器插節(jié)器，并在插頭上接上試燈，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，試燈應(yīng)閃爍；4）檢查噴油器噴嘴是否堵塞或霧化不好。

（3）檢查氣路。1）空氣濾清器是否通氣；2）怠速控制閥是否卡死；3）真空軟管是否斷裂；4）檢測(cè)火花塞火花時(shí)。正時(shí)皮帶是否有打滑，火花塞故障、點(diǎn)火模塊故障、凸輪軸位置傳感器故障、曲軸位置傳感器故障，是導(dǎo)致沒(méi)有電火花產(chǎn)生或火花過(guò)弱，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)故障的根本原因；5）檢測(cè)啟動(dòng)系統(tǒng)。 對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)難以起動(dòng)這類(lèi)故障，首先檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)系的電路。檢查起動(dòng)電機(jī)以及連接這些部件的電纜是否損壞，檢查點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、啟動(dòng)機(jī)繼電器或電磁線(xiàn)圈是否損壞；6）檢測(cè)防盜系統(tǒng)：車(chē)載防盜系統(tǒng)也會(huì)有故障，有些汽車(chē)在防盜系統(tǒng)中設(shè)置識(shí)別功能。在電控發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車(chē)上，更換防盜系統(tǒng)的模塊，或拆卸蓄電池都會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)。

4 發(fā)動(dòng)機(jī)故障案例

捷達(dá)轎車(chē)天氣寒冷時(shí)無(wú)法起動(dòng)的原因分析

（1）故障現(xiàn)象：捷達(dá)轎車(chē)天氣寒冷時(shí)無(wú)法起動(dòng)。

（2）故障診斷：發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)三要素：有油、有電 有壓縮比。首先檢測(cè)油，檢查發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油壓力是否正常；檢查噴油嘴，均能按順序正常工作；再檢測(cè)點(diǎn)火情況，點(diǎn)火正時(shí)和火花塞的跳火情況，如果都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。用汽車(chē)解碼器鏈接汽車(chē)讀取故障碼，無(wú)故障碼顯示。通過(guò)檢查，發(fā)動(dòng)機(jī)有油、有火，就是不能起動(dòng)，雖然起動(dòng)很多次發(fā)動(dòng)機(jī)，但火花塞沒(méi)有被“淹”的現(xiàn)象，冷車(chē)起動(dòng)是由于噴油器供油過(guò)少，混合氣過(guò)稀造成的。由解碼器通過(guò)讀取該車(chē)靜態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)， ECU輸出的冷卻液溫度為105℃，而發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際溫度只有1℃，說(shuō)明冷卻液溫度傳感器損壞。

（3）故障排除 將已損壞的冷卻液溫度傳感器更換后，故障排除。

（4）故障分析：這個(gè)故障案例實(shí)際并不復(fù)雜，但它說(shuō)明一個(gè)問(wèn)題，那就是ECU對(duì)于電路故障是不進(jìn)行記憶存儲(chǔ)的，比如該車(chē)的冷卻液溫度傳感器，既沒(méi)有斷路，也沒(méi)有短路，只是信號(hào)錯(cuò)誤，ECU的自診斷功能就不會(huì)認(rèn)為是故障。

5 結(jié)論

發(fā)動(dòng)機(jī)難以起動(dòng)是汽車(chē)一種常見(jiàn)的故障，由于其原因復(fù)雜、涉及面廣，對(duì)我們的診斷故障造成困難。因此對(duì)汽車(chē)維修人員需要更高的要求。但我們?cè)S多人對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)理論知識(shí)、各個(gè)系統(tǒng)的工作原理不夠理解，在分析問(wèn)題時(shí)不夠全面以及條理弄不清楚，所以不能對(duì)癥下藥。目前所出現(xiàn)過(guò)的一些常見(jiàn)故障和一些簡(jiǎn)單的排除故障的方法。針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)的故障現(xiàn)象來(lái)進(jìn)行故障原因分析，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)更深一步的進(jìn)行探索，通過(guò)在排除故障的同時(shí)逐步優(yōu)化和提高發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)率，減少發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難現(xiàn)象，找出造成此類(lèi)故障的原因并且排除故障。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳家瑞.汽車(chē)構(gòu)造[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2005（12）.

篇7

關(guān)鍵詞 家用救生艙；控制系統(tǒng)；傳感器；單片機(jī)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2013）22-0040-02

如今，自然災(zāi)害頻頻，人們對(duì)安全措施的需求越來(lái)越大，所以出現(xiàn)了救生艙的研究。雖然對(duì)礦用救生艙等的研究由來(lái)已久，例如Syste MineARC ms煤礦安全避難艙的研制，但對(duì)于家用救生艙的研究甚少。針對(duì)以上問(wèn)題，本文利用單片機(jī)控制傳感器的方法設(shè)計(jì)了一套控制裝置并將其配置于家用救生艙，當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時(shí)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作達(dá)到報(bào)警和保護(hù)人身安全的效果，滿(mǎn)足家庭防護(hù)基本需求。由于救生艙設(shè)計(jì)為災(zāi)后危險(xiǎn)環(huán)境作業(yè)，艙內(nèi)環(huán)境與外界隔絕，因此在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，就特別要求系統(tǒng)具有較高的準(zhǔn)確性，可靠性，可控性以及穩(wěn)定性使其能夠滿(mǎn)足在危險(xiǎn)環(huán)境下能夠保證救生艙的正常工作，保護(hù)艙內(nèi)人員的人身安全。

1 家用救生艙的整體設(shè)計(jì)

家用救生艙的整體設(shè)計(jì)包括控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，外形結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及生命維系系統(tǒng)設(shè)計(jì)?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括系統(tǒng)組成分析以及各部分的材料選型；外形結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)包括討論家用救生艙的功能定位，確定其防護(hù)結(jié)構(gòu)形式，家用救生艙防護(hù)結(jié)構(gòu)三維造型、尺寸優(yōu)化及有限元驗(yàn)證以及家用救生艙防護(hù)結(jié)構(gòu)二維圖紙繪制；傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分別對(duì)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、皮帶輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、三相異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行分析設(shè)計(jì)；生命維護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)包涵對(duì)家用救生艙的功能定位，確定其生命維護(hù)系統(tǒng)的組成并對(duì)各組成單元選型及參數(shù)計(jì)算，最終對(duì)家用救生艙內(nèi)部設(shè)施的人體工程學(xué)優(yōu)化。

2 家用救生艙控制系統(tǒng)功能分析

作為家用救生艙的重要組成部分之一，控制系統(tǒng)首先要保證傳感器模塊的正常工作，傳感器能檢測(cè)到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)采集到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出；信號(hào)調(diào)理電路對(duì)傳感器輸出的信息進(jìn)行放大、濾波、線(xiàn)性化補(bǔ)償、隔離、保護(hù)等措施后，再送入A/D轉(zhuǎn)換器，將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成中央控制器可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)；作為控制系統(tǒng)的核心部分，控制芯片（單片機(jī)）和電路能接收到經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路處理過(guò)的數(shù)字信號(hào)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析處理，將處理后的信號(hào)輸出到報(bào)警器和步進(jìn)電機(jī)；報(bào)警器接收到信號(hào)，根據(jù)信號(hào)情況報(bào)警與否；步進(jìn)電機(jī)根據(jù)信號(hào)，保持靜止或是啟動(dòng)、停止、正反轉(zhuǎn)。

由于救生艙設(shè)計(jì)為災(zāi)后危險(xiǎn)環(huán)境作業(yè)，艙內(nèi)環(huán)境與外界隔絕，因此在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，就特別要求系統(tǒng)具有較高的準(zhǔn)確性，可靠性，可控性以及穩(wěn)定性使其能夠滿(mǎn)足在危險(xiǎn)環(huán)境下能夠保證救生艙的正常工作，保護(hù)艙內(nèi)人員的人身安全。因此本文選用了ATmega128單片機(jī)作為系統(tǒng)控制核心模塊，它屬于A(yíng)VR單片機(jī)，穩(wěn)定性極高。

3 家用救生艙控制系統(tǒng)組成

家用救生艙控制系統(tǒng)主要分成電源模塊、傳感器和主單片機(jī)模塊、外部振蕩和復(fù)位電路模塊以及執(zhí)行模塊。其具體組成以及工作流程如圖1所示。

圖1 控制系統(tǒng)組成及工作流程

這些模塊都是以主單片機(jī)為控制芯片，外部振蕩和復(fù)位模塊、電源模塊是單片機(jī)能夠正常工作的前提，單片機(jī)接收到傳感器模塊發(fā)出的信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行分析、處理，并把處理結(jié)果輸出到執(zhí)行部件，執(zhí)行部件做出相應(yīng)的動(dòng)作。當(dāng)ATmega128單片機(jī)系統(tǒng)接入電源后，接入二極管，主要是防止正負(fù)電源短接。使用LM7805CK穩(wěn)壓芯片，提供系統(tǒng)工作的+5 v電源，如圖2所示。電源接口輸入交流9 V電源，交流輸入后經(jīng)VD4半波整流，C8，C9濾波，LM7805穩(wěn)壓，C10大電容濾波后直流5 V輸出。

控制系統(tǒng)具體電氣原理圖如圖3所示。

圖2 電源電路模塊

4 傳感器選型

溫度傳感器DS18B20采用的是外部電源供電方式，外部電源供電是DS18B20傳感器最佳的工作方式，工作穩(wěn)定和可靠，抗干擾能力強(qiáng)，而且電路也比較簡(jiǎn)單。在外接電源方式下，可以充分發(fā)揮DS18B20電源電壓寬的優(yōu)點(diǎn)，即使電源電壓VCC降到3 V時(shí)，依然能夠保證溫度量精度。

濕度傳感器AM2301數(shù)字溫濕度模塊是一款含有己校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度數(shù)字傳感器。它使用專(zhuān)門(mén)的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性?xún)r(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。

MQ-2氣體傳感器模塊本設(shè)計(jì)是利用單片機(jī)技術(shù)結(jié)合A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0804構(gòu)建一個(gè)可燃?xì)怏w的檢測(cè)報(bào)警器。當(dāng)環(huán)境中的可燃?xì)怏w或是有毒氣體泄漏時(shí)，檢測(cè)元件檢測(cè)到額可燃?xì)怏w濃度達(dá)到報(bào)警器設(shè)置的臨界點(diǎn)，可燃?xì)怏w報(bào)警器就會(huì)發(fā)出報(bào)警電流信號(hào)，來(lái)提醒人員作出相應(yīng)的安全措施。

1-DS18B20溫度傳感器模塊；2-AM2301傳感器模塊；3-MQ-2氣體傳感器和報(bào)警模塊；4-CDM4161氣體傳感器模塊；5-電源模塊；6-外部振蕩和復(fù)位電路；7-步電機(jī)模塊

圖3 控制系統(tǒng)電氣原理圖

圖4 MQ-2軟件設(shè)計(jì)流程圖

CDM4161傳感器模塊atmega128單片機(jī)具有8路10ADC，使用單片機(jī)端口PF0引腳讀取CDM4161引腳2輸出的模擬信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；同時(shí)引腳3與繼電器Relay相連，輸出高電平時(shí)報(bào)警器報(bào)警。

5 結(jié)論

論文分析了家用救生艙控制系統(tǒng)的物理機(jī)制，對(duì)硬件軟件等各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)，建立了控制系統(tǒng)的理論模型，并對(duì)各個(gè)模塊元器件進(jìn)行分析篩選，最終詳細(xì)闡述了家用救生艙控制系統(tǒng)，分析比較了系統(tǒng)各項(xiàng)需求和一同實(shí)現(xiàn)原理的特性特點(diǎn)；針對(duì)家用救生艙應(yīng)急救援使用環(huán)境特殊性，分析了相應(yīng)的控制系統(tǒng)功能特性，對(duì)其進(jìn)行功能定位；根據(jù)控制系統(tǒng)功能需求及定位建立控制系總體方案，對(duì)總體方案進(jìn)行功能模塊劃分和優(yōu)化設(shè)計(jì)。

基金項(xiàng)目

江蘇科技大學(xué)青年科研基金，張家港校區(qū)青年科研基金。

參考文獻(xiàn)

[1]艾長(zhǎng)波.礦用救生艙國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況[J].船艦防化，2012（6）：5-8.

[2]高廣偉，張祿華.煤礦井下移動(dòng)救生艙的設(shè)計(jì)思路[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2009（8）：162-164.

[3]佚名.MineARC System [EB/OL].http：//.au/product/coal-mines/12-cshs.

[4]魯慧.基于atmega128單片機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].信號(hào)與信息處理，2007.

[5]劉鳴，車(chē)立新，陳興梧，趙煜.溫度傳感器DS18B20的特性及程序設(shè)計(jì)方法[J].電測(cè)與儀表，2001（10）.

[6]丁喜波.電容式濕度傳感器測(cè)試方法與測(cè)試系統(tǒng)研究[D].測(cè)試方法與測(cè)試系統(tǒng)研究，2005.

[7]何誠(chéng)剛.基于單片機(jī)控制的二氧化碳濃度測(cè)試計(jì)[J].電子設(shè)計(jì)工程，2009（5）.

篇8

關(guān)鍵詞：糧庫(kù)監(jiān)控 溫度傳感器模塊 紅外光電傳感器模塊 控制芯片模塊 測(cè)試

中圖分類(lèi)號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）07（b）-0032-02

糧食是人類(lèi)的生存來(lái)源，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)。糧食安全儲(chǔ)藏對(duì)于國(guó)計(jì)民生與社會(huì)穩(wěn)定來(lái)說(shuō)有著極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。為了及時(shí)了解糧庫(kù)中糧食的儲(chǔ)備狀況，以及對(duì)糧食儲(chǔ)存狀況進(jìn)行管理和監(jiān)控，相關(guān)工作和管理人員需要定時(shí)對(duì)檢查糧庫(kù)中剩余糧食的各項(xiàng)指標(biāo)（例如：溫度、濕度等等），以防止因?yàn)橥饨缫蛩囟鴮?dǎo)致糧食霉變的情況發(fā)生。利用分布在糧庫(kù)中的不同傳感器，現(xiàn)代糧食糧情監(jiān)控系統(tǒng)可以有效對(duì)糧庫(kù)的各項(xiàng)指標(biāo)以及糧食的有關(guān)物理參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，并對(duì)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存，同時(shí)根據(jù)設(shè)置的報(bào)警系統(tǒng)，進(jìn)行分析，提醒管理人員采取相應(yīng)措施。該監(jiān)控系統(tǒng)不僅節(jié)省了糧庫(kù)管理人員的手工作業(yè)，同時(shí)可以了對(duì)糧情數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理，確保了糧庫(kù)糧食的安全儲(chǔ)存。

1 電源電路模塊

電源電路是指提供給用電設(shè)備電力供應(yīng)的電源部分的電路設(shè)計(jì)，使用的電路形式和特點(diǎn)。一般選擇穩(wěn)壓電源電路，在電源的選用上需要滿(mǎn)足能夠穩(wěn)定、持續(xù)輸出電能，且電路簡(jiǎn)單易控制。目前較為普遍采用的有開(kāi)關(guān)電源穩(wěn)壓器、LM25763A開(kāi)關(guān)型降壓穩(wěn)壓器與LM317三端可調(diào)穩(wěn)壓器。其中開(kāi)關(guān)電源穩(wěn)壓器一般由脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制IC和MOSFET構(gòu)成，為目前主導(dǎo)產(chǎn)品，但缺點(diǎn)是電源電路較為復(fù)雜，不易控制，調(diào)試耗時(shí)長(zhǎng)；LM25763A開(kāi)關(guān)型降壓穩(wěn)壓器雖然能夠輸出多種穩(wěn)定電壓，且具備良好的線(xiàn)性與負(fù)載調(diào)整能力，但其電路系統(tǒng)也較為復(fù)雜。

相對(duì)前兩種方案而言L(fǎng)M317三端可調(diào)穩(wěn)壓器使用非常簡(jiǎn)單，僅需兩個(gè)外接電阻來(lái)設(shè)置輸出電壓。此外它的線(xiàn)性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率也比標(biāo)準(zhǔn)的固定穩(wěn)壓器好，內(nèi)置設(shè)有過(guò)載保護(hù)、安全區(qū)保護(hù)等多種保護(hù)電路。通常情況LM317三端可調(diào)穩(wěn)壓器不需要外接電容，除非輸入濾波電容到LM317三端可調(diào)穩(wěn)壓器輸入端的連線(xiàn)超過(guò)150 mm。另外LM317三端可調(diào)穩(wěn)壓器還有許多特殊的用法，比如把調(diào)整端懸浮到一個(gè)較高的電壓上，可以用來(lái)調(diào)節(jié)高達(dá)數(shù)百伏的電壓，只要輸入輸出壓差不超過(guò)LM317三端可調(diào)穩(wěn)壓器的極限就行（注意避免輸出端短路），還可以把調(diào)整端接到一個(gè)可編程電壓上，實(shí)現(xiàn)可編程的電源輸出，因此較為適宜用于本糧庫(kù)糧情監(jiān)控系統(tǒng)。

2 溫度傳感器模塊

結(jié)合目前應(yīng)用最實(shí)用最廣泛的溫度傳感器，我們選用DS18B20作為本次糧倉(cāng)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字溫度測(cè)量芯片，它的特點(diǎn)具有獨(dú)特的單線(xiàn)接口方式，只需一個(gè)接口引腳即可通信，每一個(gè)DS18B20芯片都有一個(gè)唯一的64位ROM序列碼，在使用中不需要任何元件，可用數(shù)據(jù)線(xiàn)供電，電壓范圍：+3.0 V+5.5 V，測(cè)溫范圍：-55 ℃～+125℃。在-10 ℃～+85 ℃范圍內(nèi)精度為+0.5 ℃，分辨率為0.0625 ℃，通過(guò)編程可實(shí)現(xiàn)9～12位的數(shù)字讀數(shù)方式。溫度轉(zhuǎn)換成12位數(shù)字信號(hào)所需時(shí)間最長(zhǎng)為750 ms，而在9位分辯模式工作時(shí)僅需93.75 ms，用戶(hù)可自設(shè)定非易失性的報(bào)警上下限值，告警搜索命令可識(shí)別和定位那些超過(guò)報(bào)警限值的DS18B20芯片，多個(gè)DS18B20芯片可以并聯(lián)在惟一的三線(xiàn)上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫。當(dāng)電源極性接反時(shí)，DS18B20芯片不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，而只是不能正常工作；封裝后的DS18B20芯片可用于多種溫度監(jiān)控場(chǎng)合，且耐磨耐碰，體積小，封裝形狀可以多樣化，使用方便，適用于各種空間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫和控制領(lǐng)域。

3 單光束反射式紅外光電傳感器模塊

光電傳感器其原理是通過(guò)把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的。光電傳感器一般有三部分構(gòu)成，它們分為：發(fā)送器、接收器和檢測(cè)電路。在這要強(qiáng)調(diào)的是檢測(cè)放大電路是整個(gè)系統(tǒng)的眼睛，產(chǎn)品的靈敏度高低，性能得好壞與放大電路直接相關(guān)。因此一定要處理好檢測(cè)放大電路。對(duì)于信號(hào)的接收，由于主要是檢測(cè)人的到訪(fǎng)情況，故本次設(shè)計(jì)采用單光束反射式紅外光電傳感器。其工作原理是當(dāng)有人入侵時(shí)，傳感器接收端就可以接收到紅外信號(hào)，引起相應(yīng)電平變化；當(dāng)沒(méi)有人時(shí)，傳感器得接R3收端就不能接收到信號(hào)，就不能檢測(cè)到盜情。單光束反射式紅外光電傳感器的特點(diǎn)具有信號(hào)輸出指示、單路信號(hào)輸出、反射距離可精調(diào)，其檢測(cè)有效距離為4～130 mm，采用此系列的紅外傳感器足夠糧倉(cāng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。目前使用較多的有ST178、ST188等光電傳感器，其特點(diǎn)都在于體積小、靈敏，可以根據(jù)糧庫(kù)具體面積選用響應(yīng)距離不同的光電傳感器。

4 報(bào)警模塊

為了避免糧庫(kù)在噪聲過(guò)大的時(shí)候報(bào)警聲音過(guò)小，影響報(bào)警作用。糧庫(kù)在實(shí)際進(jìn)行糧食運(yùn)輸時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量噪聲，因此針對(duì)這種情況，本設(shè)計(jì)選用了ULN2003APG作為聲音放大的驅(qū)動(dòng)芯片，LN2003APG的雙列16腳封裝的晶體管陣列驅(qū)動(dòng)電路，當(dāng)最大驅(qū)動(dòng)電壓為50 V時(shí)，I=500 mA，Ui=5 V，適用于TTLCOMS電路，由達(dá)林頓管組成驅(qū)動(dòng)電路。其內(nèi)部由7組達(dá)林頓晶體管陳列和相應(yīng)的電阻網(wǎng)絡(luò)以及鉗位三極管網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，具有同時(shí)驅(qū)動(dòng)7組負(fù)載的能力。

5 數(shù)字顯示模塊

結(jié)合整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性，方便操作的特性，選用彩屏觸摸數(shù)字顯示模塊，其參數(shù)為3.2寸的26萬(wàn)色彩屏觸摸模塊自帶觸摸屏及觸摸控制芯片240×320像素，默認(rèn)i808016位并行接口，可選8位并行接口方式。轉(zhuǎn)接板上R7開(kāi)路是選擇16位模式，R7短路的時(shí)候是選擇8位模式，可以直接用STM32等系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)。

6 無(wú)線(xiàn)傳輸模塊

在糧倉(cāng)監(jiān)控設(shè)計(jì)中，為了滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)對(duì)低功耗需求，采用了低功耗的微處理器C8051F920，并采用了通信距離較遠(yuǎn)的射頻芯片SI4432以達(dá)到簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。為了確保系統(tǒng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的有效通信，參考了IEEE802.15.4和其它一些專(zhuān)為無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)的通信協(xié)議后，針對(duì)糧庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單可靠的通信協(xié)議以保證網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的通信，采集到的糧倉(cāng)溫度和濕度數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī)保存，最后上傳至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器供隨時(shí)查詢(xún)。

7 STM32最小系統(tǒng)控制芯片模塊

控制芯片模塊采用ST公司生產(chǎn)的STM32作為本系統(tǒng)的控制芯片。ST公司的STM32系列芯片采用了ARMCortex-M3內(nèi)核，其分為兩個(gè)系列。STM32F101系列為基本型，運(yùn)行頻率為36 MHz；STM32F103系列為增強(qiáng)型，運(yùn)行頻率為72 MHz。STM32全系列芯片都具有引腳到引腳一一對(duì)應(yīng)的特點(diǎn)，并且相同封裝的內(nèi)部資源均相同，這就給用戶(hù)升級(jí)帶來(lái)很大方便。但是STM32F1

03ZET6系列除新增的功能強(qiáng)化型外設(shè)接口外，STM32F103ZET6互連系列還提供與其它STM32微控制器相同的標(biāo)準(zhǔn)接口，STM32F103ZET6除標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)包括10個(gè)定時(shí)器、兩個(gè)12位1-Msample/s模數(shù)轉(zhuǎn)換器（交錯(cuò)模式下2-Msample/s）、兩個(gè)12位數(shù)模轉(zhuǎn)換器、兩個(gè)I2C接口、五個(gè)USART接口和三個(gè)SPI端口，共設(shè)有12條DMA通道，還有一個(gè)CRC計(jì)算單元，像其它STM32微控制器一樣，支持96位唯一標(biāo)識(shí)碼。STM32F103Z

ET6微控制器還沿續(xù)了STM32產(chǎn)品家族的低電壓和節(jié)能兩大優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)啟動(dòng)電路使用STM32內(nèi)部生成的8 MHz信號(hào)，將微控制器從停止模式喚醒用時(shí)小于6微秒，根據(jù)以上特點(diǎn)，本系統(tǒng)選擇STM32F103ZET6作為最終的控制芯片。

該系統(tǒng)的整機(jī)框圖如圖1所示，穩(wěn)壓電路向整個(gè)系統(tǒng)提供穩(wěn)定的工作電壓，保證系統(tǒng)測(cè)試精度不受電源波動(dòng)。

8 系統(tǒng)測(cè)試及數(shù)據(jù)分析

測(cè)試之前，對(duì)系統(tǒng)電路進(jìn)行檢測(cè)，并調(diào)試或設(shè)定各個(gè)參數(shù)，待調(diào)試完畢后可開(kāi)始系統(tǒng)測(cè)試與數(shù)據(jù)分析。調(diào)式的過(guò)程先打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，按下系統(tǒng)板的復(fù)位鍵后，進(jìn)行界面校準(zhǔn)，界面校準(zhǔn)后，設(shè)置溫度為18 ℃，接著可以看到溫度傳感器的五個(gè)控制點(diǎn)，測(cè)試時(shí)，用手捂住1號(hào)溫度感應(yīng)器，過(guò)一定時(shí)間后，若發(fā)現(xiàn)報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警，觸摸屏上顯示1號(hào)溫度感應(yīng)器出現(xiàn)異常，表明該段區(qū)后域內(nèi)的糧食出現(xiàn)發(fā)燒情況，接著可以觀(guān)察到有4對(duì)單射式紅外發(fā)射器，測(cè)試時(shí)，用手掌將其中3號(hào)紅外發(fā)射器中間位置遮擋，過(guò)一定時(shí)間后報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警，觸摸屏顯示3號(hào)位置出現(xiàn)異常，表明該區(qū)域有目標(biāo)接近，糧庫(kù)管理人員可采取相應(yīng)措施。按照上述方式進(jìn)行了12 ℃的溫度設(shè)置及參數(shù)測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表1。

系統(tǒng)預(yù)期設(shè)定所得糧情監(jiān)控情況如表1所示。

由表可以看出當(dāng)設(shè)定溫度為不同溫度時(shí)，分別對(duì)5個(gè)溫度感應(yīng)器的溫度進(jìn)行控制，當(dāng)溫度高于預(yù)期設(shè)定的溫度值后，報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警。觸摸屏上顯示，該段區(qū)域的溫度預(yù)警信息。同時(shí)還可以看到通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊的監(jiān)控結(jié)果與即時(shí)報(bào)警結(jié)果相一致。

9 結(jié)論

糧倉(cāng)糧情監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)糧倉(cāng)內(nèi)溫度監(jiān)控及外來(lái)目標(biāo)活動(dòng)情況，并及時(shí)作出反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)糧食儲(chǔ)存過(guò)程中的有效管理，整個(gè)系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了預(yù)期設(shè)定的各項(xiàng)要求，而且每項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)試精度都達(dá)到了其預(yù)定要求。

參考文獻(xiàn)

篇9

光纖傳感器主要由光源、光纖與探測(cè)器3部分組成，光源發(fā)出的光耦合進(jìn)光纖，經(jīng)光纖進(jìn)入調(diào)制區(qū)，在調(diào)治區(qū)內(nèi)，外界被測(cè)參數(shù)作用于進(jìn)入調(diào)區(qū)內(nèi)的光信號(hào)，是其光學(xué)性質(zhì)如光的強(qiáng)度、相位、偏振態(tài)、波長(zhǎng)等發(fā)生變化成為被調(diào)制的信號(hào)光，再經(jīng)過(guò)光纖送入光探測(cè)器而獲得被測(cè)參數(shù)，光纖傳感器中的光纖通常由纖芯、包層、樹(shù)脂涂層和塑料護(hù)套組成，纖芯和包層具有不同的折射率，樹(shù)脂涂層對(duì)光纖起保護(hù)作用，光纖按材料組成分為玻璃光纖和塑料光纖；按光纖纖芯和包層折射率的分布可分為階躍折射率型光纖和梯度折射率光纖兩種。光纖能夠約束引導(dǎo)光波在其內(nèi)部或表面附近沿軸線(xiàn)方向向前傳播，具有感測(cè)和傳輸?shù)碾p重功能，是一種非常重要的智能材料。

2.光纖傳感器的類(lèi)型及特點(diǎn)

光纖傳感器的類(lèi)型很多，按光纖傳感器中光纖的作用可分為傳感型和傳光型兩種類(lèi)型。

傳感型光纖傳感器又稱(chēng)為功能型光纖傳感器，主要使用單模光纖，光纖不僅起傳光作用，同時(shí)又是敏感元件，它利用光纖本身的傳輸特性經(jīng)被測(cè)物理量作用而發(fā)生變化的特點(diǎn)，使光波傳導(dǎo)的屬性(振幅、相位、頻率、偏振)被調(diào)制。因此，這一類(lèi)光纖傳感器又分為光強(qiáng)調(diào)制型，偏振態(tài)調(diào)制型和波長(zhǎng)調(diào)制型等幾種。對(duì)于傳感型光纖傳感器，由于光纖本身是敏感元件，因此加長(zhǎng)光纖的長(zhǎng)度可以得到很高的靈敏度。

傳光型光纖傳感器又稱(chēng)非功能型光纖傳感器，它是將經(jīng)過(guò)被測(cè)對(duì)象所調(diào)制的光信號(hào)輸入光纖后，通過(guò)在輸出段進(jìn)行光信號(hào)處理而進(jìn)行測(cè)量的。在這類(lèi)傳感器中，光纖僅作為傳光元件，必須附加能夠?qū)饫w所傳遞的光進(jìn)行調(diào)治的敏感元件才能組成傳感元件。

3.光纖傳感器的應(yīng)用

光纖傳感器的應(yīng)用范圍很廣，幾乎涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的所有重要領(lǐng)域和人們的日常生活，尤其可以安全有效地在惡劣環(huán)境中使用，解決了許多行業(yè)多年來(lái)一直存在的技術(shù)難題，具有很大的市場(chǎng)需求。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面的應(yīng)用:

(1)城市建設(shè)中橋梁、大壩、油田等的干涉陀螺儀和光柵壓力傳感器的應(yīng)用。光纖傳感器可預(yù)埋在混凝土、碳纖維增強(qiáng)塑料及各種復(fù)合材料中，用于測(cè)試應(yīng)力松弛、施工應(yīng)力和動(dòng)荷載應(yīng)力從而來(lái)評(píng)估橋梁短期、施工階段和長(zhǎng)期營(yíng)運(yùn)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)性能。

(2)在電力系統(tǒng)，需要測(cè)定溫度、電流等參數(shù)，如對(duì)高壓變壓器和大型電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子內(nèi)的溫度檢測(cè)等，由于電類(lèi)傳感器易受強(qiáng)電磁場(chǎng)的干擾，無(wú)法在這些場(chǎng)合中使用，只能用光纖傳感器。分布式光纖溫度傳感器是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種用于實(shí)時(shí)測(cè)量空間溫度場(chǎng)分布的高新技術(shù)，分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)不僅具有普通光纖傳感器的優(yōu)點(diǎn)，還具有對(duì)光纖沿線(xiàn)各點(diǎn)的溫度的分布式傳感能力，利用這種特點(diǎn)我們可以連續(xù)實(shí)時(shí)測(cè)量光纖沿線(xiàn)幾公里內(nèi)各點(diǎn)的溫度，定位精度可達(dá)米的量級(jí)，測(cè)溫精度可達(dá)1度的水平，非常適用于大范圍多點(diǎn)測(cè)溫的應(yīng)用場(chǎng)合。

(3)在石油化工系統(tǒng)、礦井、大型電廠(chǎng)等，需要檢測(cè)氧氣、碳?xì)浠衔?、CO等氣體，采用電類(lèi)傳感器不但達(dá)不到要求的精度，更嚴(yán)重的是會(huì)引起安全事故。因此，研究和開(kāi)發(fā)高性能的光纖氣敏傳感器，可以安全有效地實(shí)現(xiàn)上述檢測(cè)。

(4)在環(huán)境監(jiān)測(cè)、臨床醫(yī)學(xué)檢測(cè)、食品安全檢測(cè)等方面，由于其環(huán)境復(fù)雜，影響因素多，使用其它傳感器達(dá)不到所需要的精度，并且易受外界因素的干擾，采用光纖傳感器可以具有很強(qiáng)的抗干擾能力和較高的精度，可實(shí)現(xiàn)對(duì)上述各領(lǐng)域的生物量的快速、方便、準(zhǔn)確地檢測(cè)。目前，我國(guó)水源的污染情況嚴(yán)重，臨床檢驗(yàn)、食品安全檢測(cè)手段比較落后，光纖傳感器在這些領(lǐng)域具有極好的市場(chǎng)前景。

(5)醫(yī)學(xué)及生物傳感器。醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用光纖輻射劑量計(jì)、呼吸系統(tǒng)氣流傳感系統(tǒng);圓錐形微型FOS測(cè)量氧氣濃度及其他生物參數(shù);用FOS探測(cè)氫氧化物及其他化學(xué)污染物;光纖表面細(xì)胞質(zhì)?；蚪M共振生物傳感器;生物適應(yīng)FOS系統(tǒng)應(yīng)用于海水監(jiān)測(cè)、生化技術(shù)、醫(yī)藥。

光纖傳感器在實(shí)踐中運(yùn)用到的例子舉不勝舉，這些技術(shù)都是多學(xué)科的綜合，涵蓋的知識(shí)面廣，象光纖陀螺，火花塞光纖傳感器，光纖傳感復(fù)合材料，以及利用光纖傳感器對(duì)植物葉綠素的研究等等；隨著科技的不斷進(jìn)步，越來(lái)越多的光纖傳感器將面世，它將被應(yīng)用到生產(chǎn)生活的每一個(gè)角落。

4.光纖傳感器的技術(shù)發(fā)展方向

光纖傳感技術(shù)經(jīng)過(guò)20余年的發(fā)展也已獲得長(zhǎng)足的進(jìn)步，出現(xiàn)了很多實(shí)用性的產(chǎn)品，然而實(shí)際的需要是各種各樣的，光纖傳感技術(shù)的現(xiàn)狀仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足實(shí)際需要。目前，光纖傳感器技術(shù)發(fā)展的主要方向是。

(1)傳感器的實(shí)用化研究。即一種光纖傳感器不僅只針對(duì)一種物理量，要能夠?qū)Χ喾N物理量進(jìn)行同時(shí)測(cè)量。

(2)提高分布式傳感器的空間分辨率、靈敏度，降低其成本，設(shè)計(jì)復(fù)雜的傳感器網(wǎng)絡(luò)工程。注意分布式傳感器的參數(shù)，即壓力、溫度，特別是化學(xué)參數(shù)(碳?xì)浠衔?、一些污染物、濕度、PH值等)對(duì)光纖的影響。

(3)傳感器用特殊光纖材料和器件的研究。例如:增敏和去敏光纖、熒光光纖、電極化光纖的研究等。這些將是以后傳感器進(jìn)一步發(fā)展的趨勢(shì)。

(4)在惡劣條件下(高溫、高壓、化學(xué)腐蝕)低成本傳感器(支架、連接、安裝)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。

(5)新傳感機(jī)理的研究，開(kāi)拓新型光纖傳感器。

參考文獻(xiàn)

[1]肖軍,王穎.光纖傳感技術(shù)的研究現(xiàn)狀與展望[J].機(jī)械管理開(kāi)發(fā),2006,6.

[2]吳潔,薛玲玲.光纖傳感器的研究進(jìn)展[J].激光雜志,2007,5.

[3]吳瓊,吳善波,劉勇,袁長(zhǎng)迎.新型光纖傳感器的設(shè)計(jì)及其特性研究[J].儀表技術(shù)與傳感器,2007,11.

[4]李文植.光纖傳感器的發(fā)展及其應(yīng)用綜述,科技創(chuàng)業(yè)月刊,2006,7.

篇10

【關(guān)鍵詞】嵌入式CortexTM-M3 LM3S811 溫度檢測(cè)

豆?jié){是現(xiàn)代科學(xué)公認(rèn)的營(yíng)養(yǎng)品，隨著家庭生活條件的改善、生活水平的提高以及出于對(duì)食品安全的考慮，富含植物性蛋白的豆?jié){正以無(wú)可阻擋的魅力走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)，本論文即采用 嵌入式單片機(jī)設(shè)計(jì)的一款豆?jié){機(jī)。

1 LM3S811單片機(jī)介紹

TI公司的Stellaris系列的單片機(jī)，能夠使用戶(hù)以傳統(tǒng)的8位和16位器件的價(jià)位來(lái)享受32位的性能。該系列單片機(jī)是針對(duì)工業(yè)應(yīng)用方案而設(shè)計(jì)的，包括遠(yuǎn)程監(jiān)控、電子售貨機(jī)、測(cè)試和測(cè)量設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和交換機(jī)、工廠(chǎng)自動(dòng)化、建筑控制、運(yùn)動(dòng)控制、醫(yī)療器械、以及火警安防等。

LM3S811單片機(jī)的優(yōu)勢(shì)還在于能夠方便的運(yùn)用多種ARM的開(kāi)發(fā)工具和片上系統(tǒng)（SoC）的底層IP應(yīng)用方案，能夠滿(mǎn)足各種需求。另外，該單片機(jī)使用了兼容ARM的Thumb?指令集的Thumb2指令集來(lái)減少存儲(chǔ)容量的需求，并以此達(dá)到降低成本的目的。因此，本設(shè)計(jì)采用LM3S811單片機(jī)作為控制芯片。

2 豆?jié){機(jī)工作流程與硬件設(shè)計(jì)

2.1 豆?jié){機(jī)工作流程

正常上電后按豆?jié){按鈕，蜂鳴器“嘀”一聲，指示燈亮。

（1）延時(shí)2秒、隨后加熱到80℃，打豆10秒后停5秒。

（2）自動(dòng)加熱掛泡，停止加熱10秒。

（2）打豆10秒，停10秒如此循環(huán)6次。

（3）加熱到掛泡，如此循環(huán)3次。

（4）打豆10秒，停6秒如此循環(huán)6次。

（5）加熱到掛泡，如此循環(huán)6次。

完成后蜂鳴器提示音1秒一聲，一分鐘后轉(zhuǎn)至每間隔10秒蜂鳴器“嘀”一聲提示音，表示工作進(jìn)程結(jié)束。

2.2 豆?jié){機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)

全自動(dòng)豆?jié){機(jī)硬件電路包括溫度傳感器電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)以及輸出控制電路。

由于單片機(jī)內(nèi)部有上拉電阻，所以按鈕電路沒(méi)有連接上拉電阻；用單片機(jī)引腳直接控制繼電器的方式驅(qū)動(dòng)電加熱器與電機(jī)；溫度傳感器采用熱敏電阻KTY81-110，采用電阻串聯(lián)分壓法直接將熱敏電阻兩端的電壓輸入到單片機(jī)LM3S811的ADC中；采用變壓器降壓、整流、濾波后，經(jīng)過(guò)3.3V穩(wěn)壓器1117（3.3V）輸出，為豆?jié){機(jī)提供電源。通過(guò)這些電路設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)全自動(dòng)豆?jié){機(jī)系統(tǒng)。

3 基于LM3S811單片機(jī)的豆?jié){控制電路機(jī)程序框架

本設(shè)計(jì)為全自動(dòng)豆?jié){機(jī)，采用狀態(tài)機(jī)描述進(jìn)行編程。按照狀態(tài)機(jī)描述豆?jié){機(jī)不同得工作狀態(tài)，程序由C語(yǔ)言寫(xiě)出，主程序由單片機(jī)初始化、溫度傳感器初始化、鍵盤(pán)初始化等等，程序框架如下：

include " LM3S811.h"

定義數(shù)碼管譯碼數(shù)組；

定義數(shù)碼管位選數(shù)組；

定義LED燈數(shù)組；

定義保存在FLASH中數(shù)據(jù)的數(shù)組；

定義定時(shí)標(biāo)記變量；

定義其他全局?jǐn)?shù)組與變量； //例如定時(shí)變量dsbl等

函數(shù)原型聲明；

void main（void）

{

定時(shí)器0初始化； //實(shí)現(xiàn)時(shí)間標(biāo)記

定時(shí)器1初始化； //對(duì)定時(shí)變量定時(shí)

引腳初始化； //按鈕、水位電極、ADC、繼電器等引腳初始化

ADC初始化；

其他初始化語(yǔ)句；

while（1）

{

//按鍵處理語(yǔ)句；

{

功能選擇等按鈕語(yǔ)句； //按鈕變量anbl隨按下按鈕不同而不同

豆?jié){按鈕按下時(shí)，anbl=1； //對(duì)應(yīng)指示燈亮，表示工作狀態(tài)

燒水按鈕按下時(shí)，anbl=2；

攪拌按鈕按下時(shí)，anbl=3；

若沒(méi)有按鈕按下，anbl=4；

需要按鈕抬起判斷語(yǔ)句；

}

//低水位電極、防溢出電極、溫度檢測(cè)

if（sample_time= =1）

{

檢測(cè)水位電極； //設(shè)置低水位標(biāo)志，若是低水位，低水位標(biāo)志為1

檢測(cè)防溢出電極； //設(shè)置防溢出標(biāo)志，若是溢出，防溢出標(biāo)志為1

ADC轉(zhuǎn)換溫度值、數(shù)字濾波語(yǔ)句，轉(zhuǎn)換成溫度值。

sample_time= =0；

}

//狀態(tài)機(jī)

if （state_time= =1）

{

狀態(tài)機(jī)語(yǔ)句；

state_time=0；

按鈕變量=0

}

//輸出語(yǔ)句：

4 結(jié)論

TI公司的Stellaris系列的單片機(jī)，LM3S811單片機(jī)與Stellaris系列的所有成員是代碼兼容的，這為用戶(hù)提供了靈活性，能夠適應(yīng)各種精確的需求，必將得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]都業(yè)弘.我國(guó)大豆磨{行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展[J].食品科學(xué)，1999（02）：28-29.

[2]李延鵬.ARM嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用完全手冊(cè)[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2013.

通訊作者簡(jiǎn)介

周立平（1979-），男，現(xiàn)為中國(guó)電子科技集團(tuán)第二研究所工程師。研究方向?yàn)樽詣?dòng)控制。