6]所述主機(jī)控制系統(tǒng)模塊包括主控制器、電源電路、CAN控制總線電路、PC機(jī)、顯示控制裝置以及聲光報(bào)警裝置，所述CAN控制總線電路包括控制器電路、驅(qū)動(dòng)器電路、數(shù)碼顯示電路、光電隔離電路。主控制器的輸入端口與電源電路、控制器電路、驅(qū)動(dòng)器電路相連接，主控制器的輸出端口與PC機(jī)、光電隔離電路、數(shù)碼顯示電路相連接;PC機(jī)的輸入端與主控制器及顯示控制裝置相連接，PC機(jī)的輸出端與聲光報(bào)警裝置相連接;顯示控制裝置與顯控臺(tái)相連接實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的控制功能。在本實(shí)施例中，所述主控制器采用ATmegal28模塊。所述控制器電路采用SAJ1000。所述光電隔離電路采用光電隔離器6N137作為隔離芯片，同時(shí)限流電阻和光電隔離芯片中的發(fā)光二極管一起作為集電極開(kāi)路門(mén)的上拉電阻，起到驅(qū)動(dòng)電路的作用。所述驅(qū)動(dòng)器電路選用PCA82c250型CAN總線驅(qū)動(dòng)器芯片，PCA82c250芯片的CANL、CANH的引腳各自通過(guò)一個(gè)電阻與CAN總線相連，電阻起到一定的限流作用；同時(shí)，對(duì)于雙絞屏蔽線傳輸，為了消除長(zhǎng)線反射所引起的干擾，在雙絞線的兩端分別連接這兩個(gè)匹配電阻，起到抑制反射的作用;此外，驅(qū)動(dòng)器電路在CANH和CANL與地之間連接了兩個(gè)30pF的小電容，可以起到濾除總線上的高頻干擾和一定的防電磁輻射的能力。所述數(shù)碼顯示電路則采用MAX7221驅(qū)動(dòng)芯片。
[0027]另外，在電路板設(shè)計(jì)時(shí)，將微弱信號(hào)電路和易產(chǎn)生噪聲干擾的電路分開(kāi)布線，將模擬信號(hào)線和數(shù)字線號(hào)線相對(duì)分開(kāi)、電源線和信號(hào)線分開(kāi)，即模塊間的數(shù)據(jù)傳輸采用雙絞屏蔽傳輸方式。
[0028]本實(shí)用新型的工作原理及過(guò)程為:首先，本實(shí)用新型采用超聲波換能器和信號(hào)調(diào)理電路將風(fēng)速轉(zhuǎn)換為A/D轉(zhuǎn)換引腳適用的電信號(hào)。為了避免發(fā)生頻譜泄露，信號(hào)處理及轉(zhuǎn)換電路采用了前置放大電路、濾波電路和主放大電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，再經(jīng)過(guò)DSP里的A/D轉(zhuǎn)換引腳把采集到的模擬電壓和電流信號(hào)，轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓和電流信號(hào)。FIFO儲(chǔ)存模塊作為數(shù)據(jù)傳送過(guò)程的緩存并同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，再將穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳給主機(jī)控制系統(tǒng)模塊。最后，在CAN總線電路的控制下由主控制器ATmegal28和PC機(jī)完成一系列計(jì)算、控制并通過(guò)顯控臺(tái)的液晶顯示器上顯示出結(jié)果。整個(gè)過(guò)程可以通過(guò)鍵盤(pán)對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行各種功能的操作，如果某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題則會(huì)通過(guò)聲光報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出警示。
[0029]本實(shí)用新型未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。
[0030]需要強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)用新型所述的實(shí)施例是說(shuō)明性的，而不是限定性的，因此本實(shí)用新型包括并不限于【具體實(shí)施方式】中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案得出的其他實(shí)施方式，同樣屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于CAN總線的超聲波風(fēng)速測(cè)量裝置，其特征在于:包括數(shù)據(jù)接收處理模塊、信號(hào)處理及轉(zhuǎn)換模塊、主機(jī)控制系統(tǒng)模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和顯控臺(tái);所述數(shù)據(jù)接收處理模塊由超聲波換能器、信號(hào)調(diào)理電路連接構(gòu)成，該數(shù)據(jù)接收處理模塊的輸出端與信號(hào)處理及轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連;所述信號(hào)處理及轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的輸入端相連;所述主機(jī)控制系統(tǒng)模塊的輸入端分別與顯控臺(tái)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊相連，主機(jī)控制系統(tǒng)模塊的輸出端與顯控臺(tái)及數(shù)據(jù)接收處理模塊相連。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于CAN總線的超聲波風(fēng)速測(cè)量裝置，其特征在于:所述主機(jī)控制系統(tǒng)模塊包括主控制器、電源電路、CAN控制總線電路、PC機(jī)、顯示控制裝置及聲光報(bào)警裝置，所述CAN控制總線電路包括控制器電路、驅(qū)動(dòng)器電路、數(shù)碼顯示電路和光電隔離電路;所述主控制器的輸入端口與電源電路、控制器電路、驅(qū)動(dòng)器電路相連接，主控制器的輸出端口與PC機(jī)、光電隔離電路、數(shù)碼顯示電路相連接;PC機(jī)的輸入端與主控制器及顯示控制裝置相連接，PC機(jī)的輸出端與聲光報(bào)警裝置相連接;顯示控制裝置與顯控臺(tái)相連接實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的控制功能。3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種基于CAN總線的超聲波風(fēng)速測(cè)量裝置，其特征在于:所述超聲波換能器采用接收型超聲波換能器KQ112K，所述信號(hào)調(diào)理電路包含有運(yùn)算放大器LF258對(duì)超聲波換能器輸出信號(hào)進(jìn)行放大處理。4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種基于CAN總線的超聲波風(fēng)速測(cè)量裝置，其特征在于:所述信號(hào)處理及轉(zhuǎn)換模塊由前置放大電路、濾波電路、主放大電路和DSP模塊連接構(gòu)成，該前置放大電路由兩片精密運(yùn)算放大器0P37及電阻、電容連接構(gòu)成;所述濾波電路采用MAX275芯片;所述主放大電路采用高速運(yùn)算放大器AD8225;所述DSP模塊采用的是TMS320F2407系列。5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種基于CAN總線的超聲波風(fēng)速測(cè)量裝置，其特征在于:所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊采用高速邏輯芯片F(xiàn)IFO芯片。6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種基于CAN總線的超聲波風(fēng)速測(cè)量裝置，其特征在于:所述顯控臺(tái)由液晶顯示器和物理鍵盤(pán)構(gòu)成，該液晶顯示器采用SED1335系列模塊。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于CAN總線的超聲波風(fēng)速測(cè)量裝置，其特征在于:所述主控制器采用ATmegal28模塊;所述控制器電路采用SAJ1000;所述光電隔離電路采用光電隔離器6N137作為隔離芯片；所述驅(qū)動(dòng)器電路采用PCA82c250型CAN總線驅(qū)動(dòng)器芯片，PCA82c250芯片的CANL、CANH的引腳各自通過(guò)一個(gè)電阻與CAN總線相連;所述數(shù)碼顯示電路采用MAX7221驅(qū)動(dòng)芯片。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于CAN總線的超聲波風(fēng)速測(cè)量裝置，其特征在于:所述數(shù)據(jù)接收處理模塊、信號(hào)處理及轉(zhuǎn)換模塊、主機(jī)控制系統(tǒng)模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊之間以及主機(jī)控制系統(tǒng)模塊內(nèi)部各個(gè)模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸均采用屏蔽傳輸方式。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于CAN總線的超聲波風(fēng)速測(cè)量裝置，其技術(shù)特點(diǎn)是：包括數(shù)據(jù)接收處理模塊、信號(hào)處理及轉(zhuǎn)換模塊、主機(jī)控制系統(tǒng)模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和顯控臺(tái)；數(shù)據(jù)接收處理模塊由超聲波換能器、信號(hào)調(diào)理電路連接構(gòu)成，該數(shù)據(jù)接收處理模塊的輸出端與信號(hào)處理及轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連；信號(hào)處理及轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的輸入端相連；主機(jī)控制系統(tǒng)模塊的輸入端分別與顯控臺(tái)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊相連，主機(jī)控制系統(tǒng)模塊的輸出端與顯控臺(tái)及數(shù)據(jù)接收處理模塊相連。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，能夠有效地隔離電壓沖擊和電磁干擾，提高了測(cè)量精度和穩(wěn)定性，解決了現(xiàn)有風(fēng)速測(cè)量系統(tǒng)在惡劣自然環(huán)境下不能準(zhǔn)確測(cè)量的問(wèn)題。
【IPC分類】G01P5/24
【公開(kāi)號(hào)】CN205157574
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520944664
【發(fā)明人】李星漢, 程鵬, 問(wèn)澈, 李華, 張惠娟, 李玲玲
【申請(qǐng)人】河北工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2015年11月24日