【摘 要】
：
km级以浅水下多参量数据同步采集是海洋观测装置的关键技术,全海深海洋剖面仪子设备在越过1 km以浅海域释放的过程中,需要水下多参量信息的实时采集传输并存储.以FP GA为核心时序控制芯片,采用RS232、RS485数字接口实现对温度、盐度、深度、多轴姿态等数据的接收;采用双通道同步模数转换芯片ADS8353,设计实现2路湍流数据的同步采集.根据所接收的数字量信号和模数转换采集速率,设计了可变长度的混合帧传输结构,实现了多参量数据不同传输速率在数据实时传输和存储上的帧匹配.该设计电路和数据帧结构传输模式在实
【机 构】
：
中北大学,仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西太原 030051;华阳新材料科技集团有限公司装备管理部,山西阳泉 045008
论文部分内容阅读
km级以浅水下多参量数据同步采集是海洋观测装置的关键技术,全海深海洋剖面仪子设备在越过1 km以浅海域释放的过程中,需要水下多参量信息的实时采集传输并存储.以FP GA为核心时序控制芯片,采用RS232、RS485数字接口实现对温度、盐度、深度、多轴姿态等数据的接收;采用双通道同步模数转换芯片ADS8353,设计实现2路湍流数据的同步采集.根据所接收的数字量信号和模数转换采集速率,设计了可变长度的混合帧传输结构,实现了多参量数据不同传输速率在数据实时传输和存储上的帧匹配.该设计电路和数据帧结构传输模式在实验初期应用于多参量海洋剖面仪的水库试验,实验结果表明,实时传输数据和存储回读数据无丟数,验证了设计的可靠性,能够广泛地应用于各种海洋环境监测和深海深资源探测的系统和建设中.
其他文献
气体置换法密度分析仪以气体为测量介质,测量过程中气体和环境温度的波动对密度测量值的影响显著.为了减弱温度变化的影响,开发了一套集成气体孔道与腔体为一体的金属材料模块,将压力与温度传感器嵌于模块内部腔体,气体通过模块表面的座装式电磁阀在各孔道间流动,测量过程中气体始终置于集成模块形成的稳定温度场中.同时,建立了参考腔和测量腔体积校准算法与材料密度测量算法,并对多种标准物质进行了测量.结果表明:无论气体和环境温度如何波动,体积系数始终保持稳定,密度测量值的重复性小于3‰,真值相对误差小于2‰.
针对传统频率测量电路复杂、采集速度较慢的问题,基于FPGA(现场可编程逻辑门阵列),采用全数字锁相环对待测量信号进行倍频,辅以自适应时钟模块、计数模块和串口接收发送模块,设计了多通道频率测量系统,从而达到精简电路并实现对多路待测信号的快速精准测量.实验结果表明,对于100 Hz～10 MHz频率的稳定信号,测量时间仅为100 ms,与标准频率计相比,相对误差<0.5 ppm(1 ppm=10-6).可用于多路频率信号的实时采集测量.
海上风力发电作为一种可再生的绿色能源,应用越来越广泛,并且有着广阔的发展空间.与其他发电方式相比,海上环境具有一定特殊性,风机设备长期处于高盐、高湿环境中,设备易于腐蚀,必须装配除湿机控制风机环境湿度.由于海况等环境因素维保人员只能在适合海上作业的窗口期进行设备巡检,一旦除湿机出现故障无法保障第一时间发现处理,导致设备腐蚀,造成经济损失.为此,文中设计了一种基于物联网平台的风机除湿设备监测系统.该系统通过采集除湿机出入风口的温湿度实现设备工作状态检测,制定通信协议以无线WiFi将设备运行状态数据上传至物联
基于RISC-V架构下的无剑SoC芯片平台设计与实现多自由度双轴跟踪电动云台控制器,从系统总体构造、核心模块设计、电机运动控制等方面展开介绍,利用九轴姿态测量传感器采集载体的姿态信息,采用实时开环/闭环模式控制57/42步进电机分别作方位和俯仰运动,实现全方位大空间中快速精确运转.原型系统实测结果表明,所提出的方案有效可行,能够控制电机协同工作实现快速随动定位.
特高压直流微安表通常无法直接读数,且容易因涌流冲击而受损.为此采用ZigBee技术设计了无线通讯网络,以实现微电流传感器与显示系统之间的通讯,并对经典的ZigBee算法进行了优化以提高无线网络的抗干扰能力;为提升在大涌流作用下的保护性能,分析了不同保护元件的特性,设计出两级过流保护取样电路.基于所设计的算法和电路研制出特高压直流微安表,在实验室进行了测试,测量精度达到0.1级;在特高压现场试验中测试了优化ZigBee算法和过流保护电路的效果,结果表明,在通讯距离较远且电磁环境复杂的条件下能够较可靠地传输数
为同时实现电潜泵井下供电以及数据传输的目的,采用一种基于电力线载波通信的井下仪器数据传输技术,以满足在不增添通信线路的情况下保证信号的高速传输.由于井内高温高压会对通信模块造成严重影响,因此传统的电力线通讯设备不易实现.经研究分析传输模块采用ST8500片上系统以减少外部电路,在物理层使用OFDM调制解调方式,传输层利用FEC编码技术.结果表明,系统能够实现井下4 km以内的数据传输,传输速率可达34.5 kbps,在油井及其他恶劣环境下误码率不高于10-4.
针对风速风向对悬索桥的安全性影响,为了实现对悬索桥风速风向的精确监测,设计了基于时差法的高精度超声波风速风向测量系统.系统采用STM32为控制单元,超声波换能器为敏感单元,实现发送和接收超声波信号,MS1022高精度时间测量模块为测试单元,实现超声波飞行时间的计量,LoRa无线模块为数据传输单元,实现风速风向数据上传至上位机,上位机为显示处理单元,实现数据实时显示.经实际测试,系统风速测量误差在0.1 m/s以内,风向测量偏差不超过0.8°,达到了《数字风速仪检定规程》的标准.
针对工业领域中高速图像数据有效监测困难以及传统测试系统测量模式单一的问题,设计了一种以FP GA控制芯片为核心,以千兆以太网为数据存储与实时监测的接口,以FLASH为存储单元,合理选择存储模式,结合任务指标要求,提出了高速交叉模式接收存储千兆以太网数据并与PCM数据存储系统方案,该系统可将高速图像数据与音频数据传输并存储至上位机.测试与数据分析结果表明数据存储误码率为0,存储容量为16 GB,具有操作简单、性能稳定等优点.
为了解决传统水质检测仪器存在的检测效率低、检测参数少、二次污染、集成度低的问题,提出了一种基于嵌入式技术的双光谱水质多参数监测系统设计方法.采用紫外吸收光谱和荧光光谱相融合的方法对其水质进行检测.为了验证设计系统的可行性,用其检测总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH3-N)、高锰酸盐指数(CODMn)、水中油等参数,并与国标法进行对比,实验结果表明:该监测系统的性能和精度均符合设计标准.双光谱融合的水质多参数监测系统为多参数水质检测提供了技术支持,具有应用价值,为在线监测仪研究提出了一种新的设计思路.
为实现高压隔离开关分合闸位置的精确测量,文中基于隧道磁电阻效应的磁感应原理设计了一套GIS隔离开关分合闸位置监测系统,实现GIS隔离开关分合闸状态的精确判别,与传统辅助开关接点构成隔离开关分合闸位置的非同源位置“双确认”判据,为一键顺控操作提供辅助判别支撑,满足变电站设备操作安全可靠性要求.试验证明,文中设计的系统具有较好的稳定性、准确性和可靠性,为变电站一键顺控操作的工程实施起到了极大的推动作用.