工业以太网、现场总线、工业无线是目前工业通信领域的三大主流技术。将现场总线、以太网、嵌入式技术和无线通信技术融合到控制网络中，在保证系统稳定性的同时，又增强了系统的开放性和互操作性，从而有助于企业加快新品开发、降低生产成本、完善信息服务。随着人类对通信的需求越来越大，网络成为必不可少的传输手段。网络应用的增加，谁将成为未来工业通信的主要方式之争也越来越多，那么到底谁才会成为未来的主流呢？ 现场总线的概念于1984年正式提出。现场总线的出现不仅简化了系统的结构，还使得整个控制系统的设计、安装、投运、检修维护都大大简化，所以现场总线技术的出现确实给工业自动化带来一场深层次的革命，近十多年来也在工业控制领域得到了迅速发展，并且在工业自动化系统中得到了广泛的应用。但现场总线技术至今还没有一个统一的标准。事实上，从现场总线的概念提出开始，国际电工技术委员会/国际标准协会（IEC/ISA）就着手开始制定现场总线的标准，至今统一的标准仍未完成。很多公司也推出其各自的现场总线技术，但彼此的开放性和互操作性还难以统一。 正当现场总线标准大战硝烟正浓之时，以太网悄悄进入了控制领域，从而产生了一个新的名词“工业以太网”，并且由于以太网传输速率较现场总线更快等优势，以太网技术一出生就风华正茂，近年来其势头更是盖过了现场总线。然而，正如当年的现场总线的标准之争一样，工业以太网也出现了多种不同的以太网技术，如Ethernet/IP，Profinet，ModbusTCP，EtherCAT，Powerlink等，而且这些网络在不同层次上基于不同的技术和协议，包括了OPC，CP，IP等，而且，每种技术的背后都有不同的厂商阵营在支持，这就决定了多种以太网技术并存的局面。 再说说无线技术，从复杂的布线到如今仅需要一台无线信号发射器，从依赖PC机到现在可利用任何配有无线终端适配器的设备，连接网络呈现出在任何时间、任何地域、任何设备上都畅通无阻的现状。技术的发展同时也推动了社会的进步，无论是军用产品、工业产品，甚至民用产品，无线技术俨然成为社会发展中必不可少的一部分。相比有线网络，无线网络具有移动性，没有通信线缆的限制，通信终端可以在通信区域内自由移动或随意布置;组网快速灵活，安装无线通信系统避免了安装有线网时挖掘电缆沟、铺设电缆的繁琐工作，减轻了施工量;覆盖面积广，无线通信可以遍及有线通信可以到达的区域，还可以在不方便使用有线网的地方实现数据通信;扩展能力强，可以组成多种拓扑结构，十分容易扩展节点。当然，现阶段人对无线技术的安全性、可靠性、性价比情况等，仍持有怀疑和观望态度，对无线技术适合怎样的工业应用亦不甚了解。 现场总线、以太网、无线技术各有优劣，那么谁才会是未来的主流呢？显然对所有生产商或机器并非只有一种技术才是“正确的”方案？生产商必须权衡各类方案带来的价值。有没有比采用普通方案带来的利益更有价值的另一种利润？如果有，这些方案如何和几年内维护另一个工厂层技术和对应供应商关系的成本相比较？这是个关键的问题，并且只有最终用户可以回答。同样，这些问题也适用于现场总线和以太网技术，甚至是将来无线网络方案的选择。 可以说，不论哪一种技术的发展，最终都是由自身的特点决定的，而用户会给出最终答案。不论以太网、现场总线、无线技术谁是未来的主流，如何让工业控制系统更加开放、兼容才是最终的走向。

　　运营现代化的工厂和加工车间，在技术上都非常复杂。为实现对机械设备和生产过程的精确控制，生产企业需要采用最新系列的传感器、致动器以及伺服系统。作为添加技术以获得精确控制功能优势的范例，各个联网与自动化层现已通过连接至IT网络的控制网络添加到工厂生产车间，它们可提供商业信息与策略，这些信息和策略转而推动生产决策的制定。 　　这种网络化的集中工业控制模式使得技术人员与工业控制工程师能够访问丰富的数据，以便对工厂运营过程进行观察、微调和优化。工厂厂长与企业高管只需浏览一下仪表盘便能全面了解整个工厂的工作效率。 　　在过去，处理过程都是采用手动控制，工厂的每个环节也都是独立运作的。通过访问描述工厂实际运营状态的实时数据，管理人员能够更好地了解工厂的日常运行情况，并根据实时负载来调整商业策略。 　　从孤立节点到全面联网设施已经历了若干年的逐渐转变。这种转变大多是特定性或无计划的，当前工业控制设计的各个方面仍将重点紧密地放在其自身总线、网络以及控制器的特殊分类上，因此产生了分离的工业控制系统设计。 　　尽管现在已经有了从上到下统一的联网工业控制模式，但如果以从下往上的角度去看，也就是从每个部分的中央处理单元来看，就显得非常零散了。迄今为止，可高效运行在控制底层所有层面上的单个IC处理器架构根本是不存在的。 　　处理器技术的最新发展为设计人员在统一的工业控制模型下实现创新带来了良机。通过在控制的各个层面对性能、功能及通信要求作仔细分析，利用统一的标准处理器内核架构，设计人员不但能够以极具竞争力的价格获得最优解决方案，而且还可以通过软件复用来降低软件的开发成本，并大幅缩短设计周期。 　　控制层次 　　典型的工业控制系统可被描述成一个4层的分层结构：传感器和致动器，用来监控工业过程、报告状态信息以及在需要时用来改变状态；电动机以及诸如电感加热器之类的其它系统，用来实现生产过程或运作状态的改变；对传感器节点传送的信息进行分析并向驱动系统发出指令以实现所需改变的各种控制，包括用来连接设备的可编程逻辑控制器(PLC)网络与可编程自动化控制器(PAC)网络；人机界面(HMI)模块和显示屏，为工程技术人员提供算法处理过的可视工厂状况。 　　直到今天，还没有一种软件兼容的处理器架构能够以高性价比来满足工业控制所有4层的需求。设计人员可通过采用一个公共的处理器架构来减少必须购买的软件开发工具的数量，提高可复用代码总量，并在熟悉的开发环境下进行专项开发。 　　ARM架构是一种免费授权的开放式架构，因此没有使用权限的问题。作为一种开放式架构的优势使ARM架构成为了一个事实标准，为开发稳健、多样化的、全球第三方软硬件生态系统奠定了基础。 　　作为嵌入式处理领域的领先者，ARM公司提供了能够满足工业控制各层性能要求的多种处理器内核。内核的革命性发展促进了软件的兼容性与架构的连续性。从Cortex-M3内核到Cortex-A8处理器的升级具有完全的软件兼容性，因而能更轻松地开发具有通信功能的控制系统，这些通信功能仅需一次开发和测试就可运行在多种性能下。需要注意的是，一些ARM内核已集成了支持确定性行为与多任务处理等工业控制功能的硬件。 　　虽然内核提供了一个不错的起点，但整合了ARM架构内核的微控制器(MCU)与微处理器(MPU)还必须提供集成外设和存储器选项的适当组合。随着工业控制范畴中的应用不断增加，这种要求转变成为一种对大型产品系列的需求，包括各种价格、性能以及功能的解决方案。 　　最后，可简化开发过程并使代码复用最大化的专业级软件开发工具对帮助设计人员实现采用统一架构模型的控制系统具有十分重要的意义。 　　用来说明ARM内核的灵活性与应用范围，以及确定面向分立控制功能的MCU与MPU外设正确组合的最佳方法。 就是分析图1所示的控制层次各层的要求。 　　图1：自动化工厂具有4个基本的生产过程控制层 　　人机界面(HMI) 　　从处理角度来看，对位于控制层次顶层的HMI要求是最高的。 　　具备触摸屏按钮、滑动条以及基本2D图形的基本用户界面可由MCU(例如基于ARM Cortex-M3的MCU)来处理。除此之外控制工程网版权所有，还需要有高级操作系统，并且用户界面解决方案要从MCU转变成MPU。 　　在自动化设备中，通过远程控制站工作的操作人员需要尽可能多地监控和观察工厂车间情况。要实现全面的观测，就需要3D图形和视频等全新的图形功能。例如CONTROL ENGINEERING China版权所有，让操作人员观察分布式工业控制系统的方法之一，就是通过点击显示器上特定机械或部位的标签来进行访问。 上一页 1 2 3 下一页

12月19日消息，就在中国移动于18日在香港开通TD-LTE/FDD LTE融合商用服务时，中国移动又于同日在深圳招募数百名友好用户。至此，中国移动已在多个试验城市开推TD-LTE公众试用，分为收费租机模式和免费体验两种。 　　深圳广州北京均为免费模式 　　据悉，深圳移动自12月18日开始向社会招募365位友好用户，免费发放TD-LTE上网卡、无线接入终端，免费使用半年。 　　这与中国移动此次在香港的TD-LTE网正式商用正好同一天举行，中国移动香港TD-LTE网络初期基站1000个，预计到今年年底实现 LTE网络室外覆盖达到现有GSM网络的100%覆盖水平。 　　实际上，内地的大多数TD-LTE规模试验城市的基站数量都大于香港，例如深圳TD-LTE扩大规模试验网已建成2800个基站，基本全面覆盖全市人流密集区域，现已覆盖深圳356平方公里。 　　目前中国移动在几个试验城市已推出TD-LTE公众试用，一种就是深圳的免费模式。而之前深圳移动已于今年3月15日、5月17日分别招募10名大学生、5名集团客户体验TD-LTE，总计30人，此次则扩展到公开招募365人，再加上其内部人员和产业链相关人员，参与测试人数应该有七八百人。 　　北京的情况与深圳模式一样，TD-LTE的友好用户已放号300多个，全部免费，主要为国家相关部委及中国移动、北京移动内部重要人士。 　　据悉，广州也将会与深圳一样采用友好用户免费发放TD-LTE终端的形式扩大测试。 　　杭州模式为免费和收费模式并存 　　另一种是杭州模式。此前的今年6月5日，浙江移动在杭州宣布启动“4G全城体验”，当地市民可至移动营业厅借用一种叫MIFI的TD-LTE设备体验。 　　据悉，杭州用户交500元钱押金之后，将领取一个MIFI终端，然后可选多档套餐，比如120元8G、200元15G及其它套餐，前3个月免费，之后开始收费。用户的TD-LTE套餐绑定到自己的移动手机缴费。 　　但值得注意的是，浙江移动在杭州也有免费用户，规模更大，其6月份曾向四五千人发放过一种CPE终端，可免费测试TD-LTE。目前杭州TD-LTE已经覆盖了城区七八个区县，杭州仍然有部分公交车可将TD-LTE转换为WIFI信号，供用户免费使用。 　　中国移动日前刚刚集中招标采购了几万部TD-LTE终端，具备了进行公开招募友好用户进行测试的条件。至于免费还是收费哪种模式更好，目前还未进行过评估。

1 引言温度是工业控制中很重要的参量,温度控制有很多方式。而利用VB语言进行智能调节仪温控系统的通讯和控制算法的开发使得系统的开发、维护和扩展都十分方便,可操作性更强。本设计采用计算机进行温度控制,涉及到计算机与智能调节仪的双向通信,智能PID算法和分段PID控制算法的应用[1]。计算机对温度变送器输入信号进行处理后与设定温度值进行比较,并进行P、I、D参数运算,然后送给智能调节仪进行调节,输出信号对可控硅调压模块进行控制,从而改变加热功率以达到控制温度的目的。 2 控制算法设计智能PID算法:由于被控对象的数学模型难以建立,常规的PID控制无法满足要求,引入智能控制的概念,提出一种符合要求的智能PID控制算法。图1为智能PID控制的一般系统结构图[2]。 分段模糊PID控制算法:模糊PID控制器以误差E和误差变化作为输入,可以满足不同时刻的E和对PID参数自整定的要求,并利用模糊控制规则在线对PID参数进行修改。2.1 智能PID算法设计式中参数P,I,D分别为调整系数[3]。设定二个误差界限(1) 当时,说明误差在向误差绝对值增大方向变化。1) 如果说明尽管误差向绝对值增大的方向变化,但误差绝对值本身并不大,控制器实施一般的控制作用,控制器输出为:2) 如果说明误差较大,加强比例环节的作用,以达到并迅速减小误差绝对值的目的,控制器输出为:为放大系数。当或者时,说明误差的绝对值向减小的方向变化,或者已经到达平衡状态。此时保持控制器输出不变(3)，说明误差处于极值状态。1) 如果误差的绝对值较大,即，实施较强的控制作用。此时式中为增益系数。2) 如果误差的绝对值较小,即实施较弱的控制作用。此时为抑制系数,3) 时,说明温度误差的绝对值已经很大。此时无论误差变化趋势如何,控制器都应按最大(或最小)输出,以达到迅速调整误差的目的,使误差绝对值以最大速度减小。式中为放大系数。分段PID算法主要思想是以误差E和误差变化作为输入,可以满足不同时刻的E和对PID参数自整定的要求[4]。图2是一种分段PID控制方案。设开始时在点O处,期望位置是点T,　误差可能到达的最大负偏差位置点是N,把OT分成OA、AS和ST三段,把TN分成TS′、S′A′和A′N三段,在这里, |OA|=|A′N|,|AS|=|S′A′|, |ST|=|TS′|。在每一段实施不同的控制方案,分别对应于以下的3点自整定要求。 (1) 在OA和A’N段, E较大,为使系统具有良好的快速跟踪性能,避免因E瞬间变化大而引起微分饱和,应取较大的与较小的同时为避免系统响应出现较大的超调,应对积分作用加以限制,通常取根据实际情况也可直接采取P控制。 上一页 1 2 下一页

可编程控制器（programmable logical controller，简称PLC）已经越来越多地应用于工业控制系统中，并且在自动控制系统中起着非常重要的作用。所以，对PLC的正确选择是非常重要的。 面对众多生产厂家的各种类型PLC，它们各有优缺点，能够满足用户的各种需求，但在形态、组成、功能、网络、编程等方面各不相容，没有一个统一的标准，无法进行横向比较。下面提出在自动控制系统设计中对PLC选型的一些看法，可以在挑选PLC时作为参考。可以通过以下几方面的比较，挑选到适合的产品。 一、工作量 这一点尤为重要。在自动控制系统设计之初，就应该对控制点数（数字量及模拟量）有一个准确的统计，这往往是选择PLC的首要条件，一般选择比控制点数多10%~30%的PLC。这有几方面的考虑： 1、可以弥补设计过程中遗漏的点； 2、能够保证在运行过程中个别点有故障时，可以有替代点； 3、将来增加点数的需要。 二、工作环境 工作环境是PLC工作的硬性指标。自控系统将人们从繁忙的工作和恶劣的环境中解脱出来，就要求自控系统能够适应复杂的环境，诸如温度、湿度、噪音、信号屏蔽、工作电压等，各款PLC不尽相同。一定要选择适应实际工作环境的产品。 三、通信网络 现在PLC已不是简单的现场控制，PLC远端通信已成为控制系统必须解决的问题，但各厂家制定的通信协议千差万别，兼容性差。在这一点上主要考虑以下方面： 1、同一厂家产品间的通信。各厂家都有自己的通信协议，并且不止一种。这在大、中型机上表现明显，而在小、微型机上不尽相同，一些厂家出于容量、价格、功能等方面考虑，往往没有或者有与其它协议不同，而且比较简单的通信。所以，在这方面主要考虑的是同一厂家不同类型PLC之间的通信； 2、不同厂家产品间的通信。若所进行的自动控制系统设计属于对已有的自控系统进行部分改造控制工程网版权所有，而所选择的是与原系统不同的PLC，或者设计中需要2个或2个以上的PLC，而选用了不同厂家的产品，这就需考虑不同厂家产品之间的通信问题； 3、是否有利于将来。由于各厂家制定的通信协议各不相同，国际上也无统一标准，所以在PLC选型上受到很大限制。就要考虑影响面大、有发展的、功能完备、接近通用的通信协议。 四、编程 程序是整个自动控制系统的“心脏”，程序编制的好坏直接影响到整个自动控制系统的运作。编程器及编程软件有些厂家要求额外购买，并且价格不菲，这一点也需考虑在内。 1、编程方法 一种是使用厂家提供的专用编程器。也分各种规格型号，大型编程器功能完备控制工程网版权所有，适合各型号PLC，价格高；小型编程器结构小巧，便于携带，价格低，但功能简单，适用性差；另一种是使用依托个人电脑应用平台的编程软件，现已被大多数生产厂家采用。各生产厂家由于各自的产品不同，往往只研制出适合于自己产品的编程软件，而编程软件的风格、界面、应用平台、灵活性、适应性、易于编程等都只有在用户亲自操作之后才能给予评价。 2、编程语言 编程语言最为复杂，多种多样，看似相同，但不通用。最常用的可以划分为以下5类编程语言： （1）梯形图 这是PLC厂家采用最多的编程语言，最初是由继电器控制图演变过来的，比较简单，对离散控制和互锁逻辑最为有用； （2）顺序功能图 它提供了总的结构，并与状态定位处理或机器控制应用相互协调； （3）功能块图 它提供了一个有效的开发环境，并且特别适用于过程控制应用； （4）结构化文本 这是一种类似用于计算机的编程语言，它适用于对复杂算法及数据处理； 上一页 1 2 下一页

纵观当前的工业控制领域，实时性、精确性、安全性和可靠性等性能指标仍然是设计过程中的难点之所在，而小尺寸、低成本和低功耗等性能趋势也是系统设计的发展方向，同时，对于向新技术和实施的转移，设计复杂性和设计周期也是常见的挑战。 与消费电子产品不同，工业控制设备的根本要求是稳定、可靠。所有新技术与新需求都是在此基础上延伸出来的，必须在保证该前提下的条件下为行业量身定制产品。当今的工业应用不但需要高性能和领先的技术，且仍然要求稳定的质量和可靠性，以及长期的产品支持。 新汉电脑公司(NEXCOM)产品中心经理田银声认为，最大的问题是“时间”，即如何在最短的时间内完成产品的量产，保证用户在最快的时间内上市，帮助他们抢占市场，开拓市场。因此，在不影响性能或增加成本的前提下，如何花更少的时间创造更复杂的设计是如今的嵌入式系统设计人员持续面临的挑战。 此外，因为要支持更加高级的控制算法，工业应用和设备正变得越加复杂。Spansion公司亚洲区销售兼市场营销副总裁曾顺利指出，“我们看到已经出现越来越多的通信标准(例如以太网和 USB)，以及涌现出更多具有丰富用户体验的新颖的人机界面。在这一点上，工业应用与消费电子市场的趋势类似，工业应用将会使用更多丰富多彩令人惊艳的图形用户界面。” 具体到工业控制系统产品，由于客户集成的功能越来越多，势必要求计算机的处理性能就越强，而在工业控制领域越来越多的需求是狭小的空间内满足稳定、可靠的特性。工业计算机必须满足体积越来越小、处理性能越来越高、全密闭、无风扇等苛刻的要求。 田银声谈到，针对上述需求，在设计中，系统厂商正面临以下问题：如何解决散热问题，小体积和高功耗必会产生高热量；如何在小空间内摆放客户所需的众多I/O接口；如何满足客户上市时间要求；如何减少故障点；如何满足更长供货周期。 对此，他建议采取的对策是，加强研发工作，并投入更多的专业设备，如高低温实验室、EMI实验室、震动实验室等；更好地与上游厂家建立合作伙伴关系，如微软、英特等；同时加强通用产品的研发，因为大多数专业产品都是在基本产品上延伸出来的，如果基本产品可以很快产出，那么专业产品就会缩短研发时间。 新汉目前的重点产品是嵌入式工控机，如NISE 2100A、NISE 3600等，主要应用在轨道交通，机械自动化和安防领域。还推出了针对低端市场的英特凌动三代的无风扇行业专用机NISE 2200和高端市场的英特第三代I系列的行业专用机NISE 3600。 未来可见的另一个趋势是智能化，工业领域提出的远程维护乃至远程在线升级等需求要求控制系统具有智能和联网功能。不过，智能的实现，无不源于对大量信息的收集、处理、交换、分析和利用，而这些应用都得益于嵌入式技术、无线通信、网络、智能终端等相关技术的不断发展。 智能化系统涉及的相关产品包括有线/无线数据采集产品、智能网关、无线通信产品、控制终端产品等等。例如，工业自动化领先厂商研华针对智能化趋势推出了多款解决方案，包括ADAM家族最新成员ADAM-2000系列的无线传感网产品，内嵌WebAccess的UNO/TPC智能网关系列。此外，工业控制厂商与产业链中其他相关厂商的充分合作也非常重要。 曾顺利强调，“工业应用虽然多样化但都具有相同的需求：10年甚至更长时间的长期产品支持、高可靠性和高质量等。我们将帮助软件工程师调整产品以提升用户体验，确保高可靠性。使工业设计者能够创造性能更强、更具特色、能效更高的系统以构造更令人瞩目的用户体验。” Spansion FL系列串行闪存产品专为工业应用设计，支持-40至+85℃的工业温度范围，拥有较高可靠性及较长的产品有效时间。其中，最新4Mb、8Mb和16Mb Spansion FL-2K系列通过高达85MHz的读取性能可支持快速启动，适用于智能仪表的等应用；Spansion FL-S系列的带宽高达80 MB/s，比同类竞争方案快40%，从而带来更丰富的用户体验。这一行业领先性能使它非常适合工业应用，例如需要为LCD显示屏快速提供丰富图形的家庭能源管理系统。

1. USB数据采集控制器简介 LabJack U12是一个多功能USB数据采集控制器，它在同类产品中性价比最高。具有8个模拟输入通道，2个模拟输出通道和20个可编程数字输入输出通道。它已被广泛地应用于实验/试验设备、自动测试设备、及其它PC-Based系统中。是一个理想的OEM部件。 它还越来越多地应用于工业过程控制中。由它组成的PC-Based系统有所有PC-Based系统所固有的优点，如系统开发周期短，系统变更容易，用户界面漂亮、易操作，可以进行过程监视、报警、记录、打印，可以利用计算机的计算能力实现各种PLC无法实现的控制算法来进行复杂的过程控制，以及其他等等优点。结合本公司为其配置了其它各种外围设备和组态软件，系统开发更为简单、快速，其应用场合更加广泛。 本文将介绍以LabJack U12组成的控制系统以及所需要注意的方面，在其基础上介绍如何扩展系统的规模和需要的模块，然后着重介绍如何使用冗余技术来提高系统的运行可靠性。 2. 系统的组成 2.1 单个LabJack U12系统 一些简单的控制系统只需要一个LabJack U12。其系统组成如图1所示。其中U12由计算机通过USB供电，所有的输入输出口都可以在U12本身和CB25板上接入和接出。这样的系统十分简单，被大多数OEM设备所采用。 图1 单个LabJack U12 系统 2.2 系统扩展 对于大多数工控系统来说，单个LabJack U12的输入输出口是不够的，因此系统需要进行扩展。使用USB集线器可以十分方便地把整个系统扩展到一个很庞大的系统。一台计算机可以连接多达80台LabJack U12，USB的集线器可以一层层地级联。系统的扩展拓扑图如图2所示。如果所使用的USB集线器是1出4的，扩展后的系统就可以连接16个LabJack U12。如果是1出8的集线器，那么扩展后的系统会有64个LabJack U12。 图2 系统扩展拓扑图 2.3 数字口的驱动模块 在工控系统中，数字输出常常用来控制继电器或中间继电器，而中间继电器再控制接触器以控制电气设备。LabJack U12 的数字口输出驱动能力有限，只能驱动TTL门电路或LED，无法直接驱动继电器线圈；而且其输出的电平是5V 和工控上常用的24V 不兼容。因此数字输出需要接到一个驱动模块OD25。 OD25 和LabJack U12的连接主要是通过一根DB25线。它为LabJack U12 所有的数字口提供了驱动，驱动电压可达50V，驱动电流可达500毫安，可同时直接驱动多个继电器（如果有必要的话）。因此OD25 在工控系统中一般是必不可少的。 OD25 还提供了其它模块和LabJack U12的连接。一般来说它的另一个DB25 插座连接到CB25或OI25，作为数字输入的接线板。当数字输入为高时，OD25上的相应数字位的LED 会点亮，该LED 显示在系统调试和程序调试中十分有用。使用OD25的系统如图3 所示。 图3 使用数字驱动模块的系统简图 2.4 CB25 和OI25 模块 CB25 只是一个接线板，提供了D0-D15的数字口的接线柱，数字口的输入输出方向是由软件决定的，因此如果数字输入口不需要隔离的话，用CB25 即可。 OI25 是数字输入口光电隔离模块。光电隔离的应用情况比较复杂，采用怎样的隔离完全取决于信号的来源（如是否有被雷击的危险，是否来自不同的电系统）、信号的性质（交流或直流），以及系统在这方面的要求。而且必须指出的是如果采用隔离，必须对整个系统进行考虑，而不该仅仅考虑数字口的隔离，如485 通讯口是否有隔离，模拟信号是否有隔离等等。在这方面常常存在一些误区，但在这里我们就不做详细说明了。下面我们仅介绍不需要隔离的系统应用，但这并不说明LabJack 组成的系统在隔离方面有任何问题或不方便之处。其实和其他任何系统都一样，需要隔离的系统要增加隔离模块，系统的成本会随之大幅增加。 上一页 1 2 下一页

1.4ARM系列处理器的应用领域 本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/257094.htm 1.4.1ARM7系列 ARM7系列处理器主要应用于下面一些场合： ·个人音频设备（MP3播放器、WMA播放器、AAC播放器）； ·接入级的无线设备； ·喷墨打印机； ·数码照相机； ·PDA。 1.4.2ARM9系列 ARM9系列处理器具体应用于下面一些场合： ·下一代无线设备，包括视频电话和PDA等； ·数字消费品，包括机顶盒、家庭网关、MP3播放器和MPEG4播放器； ·成像设备，包括打印机、数码照相机和数码摄像机； ·汽车、通信和信息系统。 1.4.3ARM9E系列 ARM9E系列处理器具体应用于下面一些场合： ·下一代无线设备，包括视频电话和PDA等； ·数字消费品，包括机顶盒、家庭网关、MP3播放器和MPEG4播放器； ·成像设备，包括打印机、数码照相机和数码摄像机； ·存储设备，包括DVD或HDD等； ·工业控制，包括电机控制等； ·汽车、通信和信息系统的ABS和车体控制； ·网络设备，包括VoIP、WirelessLAN和xDSL等。 1.4.4ARM10E系列 ARM10E系列处理器具体应用于下面一些场合： ·下一代无线设备，包括视频电话和PDA、笔记本电脑和互联网设备； ·数字消费品，包括机顶盒、家庭网关、MP3播放器和MPEG4播放器； ·成像设备，包括打印机、数码照相机和数码摄像机； ·汽车、通信和信息系统等； ·工业控制，包括马达控制等。 1.4.5SecureCore系列 SecureCore系列处理器主要应用于一些安全产品及应用系统，包括电子商务、电子银行业务、网络、移动媒体和认证系统等。

中国香港（2013年8月7日）— 科技日新月异，各式各样的崭新科技产品不断丰富我们的日常生活。各种形式的自助服务设备应运而生，用途亦十分广泛，例如取／存款、售票／物品售卖、查阅信息等等。在任何户外或户内环境人们都可以享受到使用自助服务设备所带来的便利，这不仅符合现今社会生活节奏急速的步调，也给人们的生活带来了深刻的变化。 崭新技术为自助服务机、自动售卖机或取款机制造商增添了很多展现不同设备功能的空间，例如加强安保性能、应用以及用户界面设计提升人机交互体验。其中采用先进电子门禁控制技术，不仅仅实现简单库存记录功能，连接系统软件还可处理过程复杂的购物指令或在自助机退回物品的指令。 采用电子门禁控制能为运营商解决安保方面的问题，通过灵活的开关设置权限以及远程监控设备开启情况加强自助服务机、自动售卖机或取款机的安保性，以提供更有效的安保系统管理。 全球工程进入解决方案供应商索斯科利用了其工程进入解决方案领域超过65年的经验与技术专长，为各种自助服务设备提供多款性能稳定可靠的机械或电子锁以及定位控制解决方案。 提升设备安保性索斯科电子门禁控制系统结合了索斯科核心机械电子锁技术（Electromechanical Latch，以下简称为EML）。EML是一款隐藏式锁，可防止被蓄意撬开的风险，是安保的另一大优势。EML可采用多种不同的闩锁机构，以满足各种门／面板尺寸、电源要求和安保等的需要，而且使用齿轮马达驱动技术。与电磁铁驱动系统相比，齿轮马达驱动锁的功耗更小，负载能力更高，已成为众多同类应用的首选方案。 索斯科R4-EM电子锁集合转动闩锁机构以及电子门禁控制功能，其微处理器可以接收各种无线装置发射的电子信号，例如：感应卡、RF射频钥匙链、数字键盘、磁卡机、智能读卡器、生物特征识别装置或保安网络系统等。R4-EM电子锁可另外配置微开关，用于控制门锁开关输出信号。所有索斯科电子进入解决方案在驱动时均会向监控系统发送一个确认信号或电子“签名”，结合独特的输入凭证，系统便可向控制及监察系统提供输出数据，建立详细的开关纪录，使运营商能更有效率地管理旗下的自助服务系统。 自助服务设备的安保在工作人员进行定期补货和维修的时候最为脆弱。制造商可选择采用比较优质的结构组件，通过减少维修次数减低安保风险，包括采用满足IP-65 ／NEMA-4等级应用的压缩锁防止水或尘渗入设备，减少维修的需要以及降低安全事故风险。 增添独特工业设计制造商可为设备注入人体工程学设计元素，例如采用优质铰链确保使用者能顺畅的调整屏幕或确保面板在打开状态时保持固定位置，这些设计上的细节都能为使用者在操作或使用设备时带来更理想的体验，并借此提升产品的竞争优势。索斯科在产品设计上考虑了使用者体验，为不同应用提供多款式、尺寸、材质以及扭矩范围的屏幕定位装置和铰链解决方案。索斯科E6可调扭矩定位控制铰链方便客户根据应用自由设定扭矩，使门板可以固定在任何一个打开位置，令工作人员能专心进行工作以提升工作效率。R6隐藏式铰链能确保面板在指定角度固定，如果一些设备容许使用者收起或打开屏幕甚至能畅顺的调整及固定屏幕位置，则制造商可采用索斯科ST恒定扭矩铰链。另外一款索斯科平衡铰链提供助力功能，由于其不对称扭矩机构，因此方便使用者在打开重型面板时不费力，关闭时则相对需要大于打开时的体力，确保在使用过程尽量减轻人体的疲劳同时保证安全操作，完全符合人体工学设计原理。 自助服务系统的设计师只要谨慎考虑设备性能需要，然后评估各种零部件的优势，便可通过完善控制、增加功能性及减少资产损失获得更高投资回报。

•应用领域 航空导航设备测试应用，信号产生与采集。•挑战 航空电子设备的测试要求利用有限的资源，构建功能多样化的自动测试系统。机载电子设备的信号多且复杂，涵盖了低频和高频信号、连续和离散信号，同时还包括一些非电信号。传统的测试系统采用分立仪器搭建，这种方法成本高，测量自动化程度低，扩展性差。随着民用航空运输业的发展，大部分机载飞行电子设备高度数字化、集成化，已不可能靠人工手动对其进行测试检查，传统的仪器也难以满足需求。与之相比，基于软件无线电的信号处理机制由于它所具有的灵活性、开放性等特点，有着突出的优势，更加适应需要。同时，这也将为相关的教学研究提供便利。•解决方案 以航空导航VOR信号为例。研究VOR导航原理，对其合成信号进行分析和建模。波形的时域数据可以方便地用公示表达和计算，得到的数据输入到DAC，即可生成模拟波形，再经过上变频达到所需频率。对于已有的模拟信号，调用PCI-9846高速数字化仪进行采集，采集的数据可以实时显示，也可以存储为文件方便日后调用和分析。经验证，软件无线电在自动测试系统的应用可以大大节约成本，简化系统，并提高效率。数字化仪的性能指标可以满足需要。 基于凌华科技PCI-9846 的航空导航VOR信号综测仪设计 摘要：以航空导航VOR（Very High Frequency Omnidirectional Range，甚高频全向信标）信号为例，用凌华科技PCI-9846高速数字化仪进行采集，并完成时域及频域的分析，解调后可以还原出方位信息，以此快捷地检验信号准确性。经验证，软件无线电在自动测试系统的应用可以大大节约成本，简化系统，并提高效率。数字化仪的相关性能指标可以满足需要。 引言:航空电子设备的测试要求利用有限的资源，构建功能多样化的自动测试系统。机载电子设备的信号多且复杂，涵盖了低频和高频信号、连续和离散信号，同时还包括一些非电信号。传统的测试系统采用分立仪器搭建，这种方法成本高，测量自动化程度低，扩展性差。随着民用航空运输业的发展，大部分机载飞行电子设备高度数字化、集成化，已不可能靠人工手动对其进行测试检查。所以目前世界各发达国家均采用自动测试设备完成此类工作。[1][2] 软件无线电的基本思想是以一个通用、标准、模块化的硬件平台为依托，通过软件编程来实现无线电台的各种功能，从基于硬件、面向用途的电台设计方法中解放出来[3]。自动测试系统对信号源的灵活性和全面性提出了更高的要求，传统的信号发生器难以满足需求[4]。与之相比，基于软件无线电的信号发生器由于它所具有的灵活性、开放性等特点，有着突出的优势，更加适应需要。同时，这也将为相关的教学研究提供便利。 将凌华科技PCI-9846H运用于自动测试系统信号源的测试和校准中，以航空导航VOR信号为例，对信号进行采集和处理，还原出基本信息。证明数字化仪的性能指标可以满足需要。 1.VOR信号 甚高频全向信标的基本功用是为机载VOR接收机提供一个复杂的无线电信号，经机载VOR接收机解调后，测出地面甚高频全向信标台相对于飞机的磁方位即VOR方位[5]。机载接收机接收到的空间合成VOR信号包括基准相位信号和可变相位信号，通过对两种信号相位的比较来实现定向。VOR工作频率范围108MHz~117.95MHz，波道间隔0.05MHz。 1.1 VOR基准相位信号 VOR基准相位信号（Reference Phase Signal）包括射频载波和9960Hz的副载波。射频载波的频率范围从108MHz~117.95MHz。9960Hz的副载波被30Hz基准信号调频，调制系数16，表达式为： 式中是副载波对射频载波的调幅系数，为副载波频率，为对副载波的调制系数，为基带信号频率，为射频频率。 基准相位信号在空间0°~360°各径向方位上辐射信号的强度和所含30Hz信号的相位都不变，辐射场的水平方向性图为一个圆。 1.2 VOR可变相位信号 可变相位信号（Variable Phase Signal）只包含单纯的射频载波，频率范围108MHz~117.95MHz。两对正交的边带天线分别辐射正弦调制边带波和余弦调制边带波，场强均按30Hz的规律变化，这样在空间就生成了一个30Hz正弦规律改变的调幅波，表达式为： （2） 式中是当前VOR径向方位角。 1.3 合成信号 空间接收到的合成信号（Composite Signal）包括基准相位信号和可变相位信号的叠加，如图1所示，表达式为： （3） 接收机通过解调和比较二者的相位差得到方向信息。[5,6] 图1空间合成信号 2.系统实现 采用以GPP(General-Purpose Processor，通用处理器)为基础的体系结构，直接用工控机进行数字信号处理。对于这种无线电系统，从实体上无法观察到一个真正的电台，它完全从软件角度解决无线电通信问题。由于通用机不是一个实时的同步系统，不适于严格定时采样信号的实时处理，只能通过中断来保持一定的同步。但是因其开放性、灵活性、可编程性和人机界面方面的优势，最接近理想的软件无线电，也更适于测试、教学和研究。 系统选用流水线形式进行连接，与信号流方向一致，具有很高的效率，时延短，处理数率高，可以一定程度上弥补GPP信号处理速度慢的不足。但是由于各模块之间采用实际电路互联，模块间耦合紧密，独立程度不高。如果系统功能改变，需要增加、去除或修改某一模块，牵扯到相应的模块变动，甚至总体结构的改变。因为设计目的是针对测试系统信号源的测试和校准，信号相对固定，不需要频繁变动，所以选用流水式结构，结构框图如图2所示[7]。信号的产生和处理由工控机完成，任意波形发生模块（Arbitrary Waveform Generator，AWG）实现波形输出（高频时需要用到数字上变频卡），如果做无线发射和接收时需要附加天线和射频放大器。信号的采集和数模转换由凌华科技PCI-9846高速数字化仪完成，转换结果可以实时显示，也可以保存成波形文件以便后续处理。 图2 系统框图 2.1 信号源 中频信号用PXI-5421产生。这是一款可进行板载信号处理(OSP)的任意波形发生器，具有16位分辨率和-91 dBc封闭式无寄生动态范围(SFDR)，可为要求数字上变频和基带插值的应用提供仪器质量标准。作为一款功能齐全的AWG，PXI-5421还能够生成通用的电子测试信号，其最大输出范围为12Vpp，50Ω电阻载荷，最高频率43MHz[8]。上变频卡采用NI PXI-5610，其内有2.7 GHz上变频器，具有高实时带宽和稳定的时基，其精度可达±50ppb。在射频生成应用中，与模块化函数发生器紧密集成，可产生频率范围50kHz到2.7GHz的信号，可调增益范围130dB[9]。PXI-5421产生高频VOR信号送至PXI-5610做上变频处理，变频到需要的甚高频波段。 PXI板卡安装在NI PXI-1402控制箱内。采用NI PXI-PCI833x 套件，可使用通过铜缆连接的完全透明的MXI-4网络在计算机上控制PXI模块。MXI-4通过在PCI-PCI高带宽连接上搭建桥路，通过计算机的PCI接口对PXI系统进行远程控制。 2.2 数据采集 用凌华科技PCI-9846高速数字化仪完成数据采集。凌华科技PCI-9846是具有40MHz采样频率的16位4通道数字化仪，专为高频率、大动态范围信号设计，最高输入频率可达20MHz。模拟输入量程可以通过软件设定为±1V或±0.2V，可选择50欧输入阻抗，以适应高速、高频信号。装有4通道高线性16位A/D转换器，可以理想地适应诸如雷达、超声波及软件无线电等大动态范围信号。 配合高达512MB的板载内存，PCI-9846可以记录更长时间的波形而不受限于PCI总线的传输速率。数字化的信号数据在传输到主存储器以前先被存储到板载内存。数据传输采用SG-DMA(Scatter-gather Direct Memory Access，分散－聚集直接内存读取）方式，可以提供更高的数据传输率，并可更有效的利用系统内存。如果数字化仪的数据传输速率低于可用的PCI总线带宽，PCI-9846还设有一个板载取样点先进先出存储器，以实现绕过板载内存而实时直接将数据传输到主机内存。 PCI-9846具有灵活的触发选项，包括软件触发、外部数字触发、任意模拟通道的模拟触发以及PXI总线触发。多样的触发方式使其更适应需求。后触发、延迟触发、前触发及中触发模式可以采集触发事件附近的数据。PCI-9846也可以重复触发采集，以便对极短时间间隔的多个数据段进行采集。PXI背板提供的多种触发选项使PCI-9846可以简便地实现多模块同步。利用PXI触发总线，PCI-9846可以在设置为“主”时向PXI触发总线输出触发或时基信号，在设置为“从”时从PXI触发控制槽接收触发或时基信号。PXI背板提供精准的10MHz信号也可以用作一个时基信号源。 PCI-9846包含一个精确的低温度漂移板载基准。这不但可以提供一个稳定的校准源，亦能保证在较大温度变化范围的数据采集稳定性。自动校准过程通过软件完成，不需要任何手动调整。一旦校准过程完成，校准信息将被存储在板载EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，电可擦除可编程只读存储器)，需要时校准值可从板上加载。[10] 上一页 1 2 下一页