LonWorks 推广应用的关键在于网络节点开发, 以TP / FT-10F 模块和AT89C2051 单片机为核心设计接口电路,开发了一种通用多输入/ 输出智能控制节点模块。通过软件调整模拟信号采集电路的量程;应用DAC7513 使放大器输出电压几乎等于电源电压;采用二极管隔离方式简化数字信号输入/ 输出电路;通过在电源引脚和接地引脚之间添加去耦电容,采用多层电路板布局,数字芯片的未用输入端接入高电平等方法,提高了抗电磁干扰能力;采取模拟、数字电路单元内部分别接模拟地和数字地,再将2 条地线接至一点的措施,有效地降低了静态放电的影响;提出了节点故障诊断策略流程。该通用多输入/ 输出智能控制节点模块运行可靠。关键词: LonWorks; 多输入/ 输出; 节点设计
上传时间: 2013-11-23
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本文介绍了一种以单片机为核心的智能粮库温度测量系统,阐述了其工作原理,设计了硬件和软件系统。介绍了测温系统的组成,采用单片机对温度传感器进行控制和数据传输,温度信号采集由智能传感器DS18B20完成。根据单总线独特的优点,方便地组建传感器网络。多点温度数据可通过中心控制室的PC机实现图文显示的效果。该系统采用RS485总线技术,传输距离超过1200米,克服了电缆电阻对测量结果的影响,提高了测量的准确性,能实现可靠的多点、动态的温度监控。试验结果表明,该检测系统精度高,检测误差均在0.5%以内。该系统已经在粮库温度测量中推广应用。
上传时间: 2013-11-17
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本文介绍一个嵌入了TCP/IP 协议栈的89C52 单片机,通过图像采集模块,采用组播方式,实现了图像采集与网络传输的功能。文中给出了硬件接口电路与软件设计的原理与实现方法。关键词: TCP/IP; RTL8019AS; 图像采集; 组播; 网络摄像头随着网络技术的发展和网络应用的普及,如何充分利用网络资源来实现低成本、高可靠的远程视频监控,已成为一个技术热点。本文介绍一个用单片机与图像采集模块接口,嵌入TCP/IP 协议栈,制作“网络摄像头”的方法。本网络摄像头在一个组播式视频图像监控系统中,只作为组播源向以太网发送视频图像数据;其它监控计算机则作为组播成员接收数据。整个视频图像发送和监控系统在局域网中使用时,监控接收端的PC 机只要加入了组播组,不必知道网络摄像头的IP 地址和MAC 地址,也不需要两者的IP 地址是在同一网段,均可接收到网络摄像头发出的图像数据,使用起来相当方便。
上传时间: 2013-12-18
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随着 微 电 子技术的飞速发展,电子产品越来越微型化,集成化,自动化,低廉化,进而推动着其它许多产业的发展。特别进人21世纪以来,生物技术与电子技术的结合,成为高科技领域的研究热点。199()年由瑞士的Manz和Widmer首先提出的“微全分析系统”〔’〕(microto talan alysissy stems,即ptTAS),通俗地称为“建在芯片上的实验室”(Lab on a chip)或简称芯片实验室(Lab chip),主要组成部分为电泳芯片,同时是进样,分离和检测为一体的微型装置,其在电泳实验中的高效检测性能为生物化学分析仪器发展提供了一种借鉴。p.TAS广泛应用于生物医学、环境检测、食品卫生、科学以及国防等众多领域。目前 应 用 的大多为多通道的毛细管电泳芯片,这也是芯片发展的一个必然趋势。这不仅对电泳芯片本身的设计和制作提出了更高的要求,也对传感器和数据处理技术提出了新的挑战。考虑成本,集成度,控制能力以及可靠性方面的因素,本系统采用单片机作为实时数据处理、控制以及通讯的硬件平台。如果系统中既有实时的通信任务,同时又有其他实时任务,采用一个廉价的单片机,资源会比较紧张,不仅实现困难,结构复杂,而且效果可能不满意。而采用高性能的处理器,又浪费了其有效资源,所以本系统采用两个MCU协同工作,以并行/分布式多机的思想,构成了电泳芯 片核心的双单片机系统结构。微全 分 析 系 统 进行的多项实时任务,可以划分为以下 几个模块:①采集模块。负责对外围检验设备进行控 制以及对传送过来的信号进行采集和分析;②交互模 块。通过液晶显示,键盘扫描,以及打印等实现实验人 员对前端采集电路的交互操作;③双单片机控制和通 信模块。协调双单片机之间的数据传输和指令传输 ;④网络传输模块。其中一个单片机通过以太网发送接 收数据到上位机。本文提出一种实时多任务的双单片 机控制和通信系统[31的设计,一个MCU基于TCP /IP网络模块的实现。
上传时间: 2013-11-15
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如同今天的许多通用单片机(MCU)已经把USB、CAN和以太网作为标准外设集成在芯片内部一样,越来越多的无线网络芯片和无线网络解决方案也在向集成SoC 方向发展,比如第一代产品,Nordic公司nRF905,Chipcon公司cc1010 他们集成了8051兼容的单片机.这些无线单片机适合一般的点对点和点对多点的私有网络应用,如单一产品的遥控器和抄表装置等。无线通讯技术给智能装置的互连互通提供了便捷的途径,工业无线网络作为面向工业和家庭自动化的网络技术也正在向着智能,标准和节能方向发展。 目前在工业控制和消费电子领域使用的无线网络技术有ZigBee、无线局域网(Wi-Fi)、蓝牙(Blutooth)、GPRS通用分组无线业务、 ISM、IrDA等, 未来还能有3G、超宽频(UWB)、无线USB、Wimax等。 当然还有大量的私有和专用无线网络在工业控制和消费电子装置中使用,其中ZigBee、GPRS是在目前在国内工业控制中讨论和使用比较多的两种,蓝牙和无线局域网是在消费电子产品如手机、耳机、打印机、照相机和家庭中小企业网络中广泛使用的无线协议(个别工业产品也有应用,如无线视频监控和汽车音响系统),当然私有无线网络技术和产品在工业也有很多的应用。 ZigBee是一个低功耗、短距离和低速的无线网络技术,工作在2.4GHz国际免执照的频率,在IEEE标准上它和无线局域网、蓝牙同属802家族中的无线个人区域网络, ZigBee是有两部分组成,物理和链路层符合IEEE802.15.4, 网络和应用层符合ZigBee联盟的规范。ZigBee联盟是在2002年成立的非盈利组织,有包括TI、霍尼威尔、华为在内两百多家成员, ZigBee联盟致力推广兼容802.15.4和ZigBee协议的平台, 制定网络层和应用架构的公共规范,希望在楼宇自动化、居家控制、家用电器、工业自动控制和电脑外设等多方面普及ZigBee标准。 GPRS是在现有的GSM 网络发展出来的分组数据承载业务,它工作在标准的GSM频率,由于是一个分组交换系统,它适合工业上的突发,少量的数据传输,还因为GSM网络覆盖广泛,永远在线的特点,GPRS特点适合工业控制中的远程监控和测量系统。在工业控制应用中GPRS 芯片一般是以无线数传模块形式出现的,它通过RS232全双工接口和单片机连接,软件上这些模块都内置了GPRS,PPP和TCP/IP协议,单片机侧通过AT指令集向模块发出测试,连接和数据收发指令,GPRS模块通过中国移动cmnet进入互联网和其他终端或者服务器通讯。目前市场常见的模块有西门子G24TC45、TC35i,飞思卡尔G24,索爱GR47/48, 还有Wavecom 的集成了ARM9核的GPRS SoC模块WMP50/100。GPRS模块有区分自带TCP/IP协议和不带协议两种,一般来讲,如果是单片机侧有嵌入式操作系统和TCP/IP协议支持的话或者应用的要求只是收发短信和语音功能的话,可以选择不带协议的模块。 先进的SoC技术正在无线应用领域发挥重要的作用。德州仪器收购了Chipcon公司以后发布的CC2430 是市场上首款SoC的ZigBee单片机, 见图1,它把协议栈z-stack集成在芯片内部的闪存里面, 具有稳定可靠的CC2420收发器,增强性的8051内核,8KRAM,外设有I/O 口,ADC,SPI,UART 和AES128 安全协处理器,三个版本分别是32/64/128K的闪存,以128K为例,扣除基本z-stack协议还有3/4的空间留给应用代码,即使完整的ZigBee协议,还有近1/2的空间留给应用代码,这样的无线单片机除了处理通讯协议外,还可以完成一些监控和显示任务。这样无线单片机都支持通过SPI或者UART与通用单片机或者嵌入式CPU结合。 2008年4月发表CC2480新一代单片ZibBee认证处理器就展示出和TI MSP430 通用的低功耗单片机结合的例子。图1 CC2430应用电路 工业控制领域的另一个芯片巨头——飞思卡尔的单片ZigBee处理器MC1321X的方案也非常类似,集成了HC08单片机核心, 16/32/64K 闪存,外设有GPIO, I2C和ADC, 软件是Beestack 协议,只是最多4K RAM 对于更多的任务显得小了些。但是凭借32位单片机Coldfire和系统软件方面经验和优势, 飞思卡尔在满足用户应用的弹性需求方面作的更有特色,它率先能够提供从低-中-高各个层面的解决方案,见图2。
上传时间: 2013-11-02
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高速串并转换器的设计是FPGA 设计的一个重要方面,传统设计方法由于采用FPGA 的内部逻辑资源来实现,从而限制了串并转换的速度。该研究以网络交换调度系统的FGPA 验证平台中多路高速串并转换器的设计为例,详细阐述了1 :8DDR 模式下高速串并转换器的设计方法和16 路1 :8 串并转换器的实现。结果表明,采用Xilinx Virtex24 的ISERDES 设计的多路串并转换器可以实现800 Mbit/ s 输入信号的串并转换,并且减少了设计复杂度,缩短了开发周期,能满足设计要求。关键词:串并转换;现场可编程逻辑阵列;Xilinx ; ISERDES
上传时间: 2013-11-03
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针对果园环境远程实时监测的需求,设计了MCU芯片MSP430F149、射频芯片nRF2401及各种传感器接入电路构成的具有多种果园环境信息监测的无线传感网络节点。该节点系统采集果园微气象信息(包括温度、湿度、光照强度等),通过节点之间的无线通信,以多跳的方式传给上位监控机,可实现果园环境信息的远距离实时监测。
上传时间: 2014-11-12
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移动自组织网络(MANET)是一种不需要基础设施投入的自主无线通信网络,多个移动设备分布式协同工作,提供必要的网络通信功能,在传感器网络、紧急救援、军事等领域据具有广泛的潜在应用。为阐明MANET关键技术,首先介绍了MANET的应用场合,然后着重阐明了设计与开发过程中面临的路由,服务与资源发现,互联网接入,安全等关键问题,这对促进MANET研发具有重要意义。
上传时间: 2013-10-30
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针对无线传感器网络的节点能量有限,且在进行信息传输时存在数据冲突、传输延时等问题,提出并设计了基于最大生存周期的无线传感器网络数据融合算法。该算法将整个网络中的节点分成多个簇,并根据节点的传输范围,将每个簇中的节点均匀分布,每个节点根据自己的本地信息和剩余能量选择通信方式向簇头节点传输数据,从而形成传输数据的最短路径;并根据集中式TDMA(时分多址)调度模型,运用基于微粒群的Pareto优化方法,使得网络在完成规定的信息传输时每个节点耗费的平均时隙和平均能耗最优。仿真结果表明,上述算法不但可以最大化网络的生存时间,还可以有效的降低数据融合时间,减少网络延时。
上传时间: 2014-12-29
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基于以太网的组播速率较低,无法满足实时系统,且无拥塞控制机制,易出现丢包、乱序等现象;同时,基于以太网组播的应用程序不能直接移植到反射内存网。针对上述问题,提出了一种基于反射内存网的组播实现方案,将组播技术与反射内存网技术相结合,实现了参与组播的各节点间的高速通信。该方案的实现,不仅提高了节点间的通信的可靠性,还提高了基于以太网组播的应用程序的可移植性。
上传时间: 2013-10-10
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