2019年4月3日，中国北京，Maxim Integrated Products, Inc(NASDAQ: MXIM)宣布推出MAX22513浪涌保护、双驱动、IO-Link®设备收发器。器件集成DC-DC buck调节器，可帮助设计者实现更智能的数字工厂。该器件作为行业最小尺寸、最高电源效率以及稳定可靠的IO-Link设备收发器，是工业IO-Link传感器和执行器应用的理想选择。 本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201904/399201.htm 随着工业4.0系统的智能化程度越来越高，传感器和执行器必须不断减小尺寸、提升可靠性、降低功耗，以更轻松地适应制造环境。此外，由于多个分立式方案需要被集成到设计中，设计者往往难以兼顾方案的可靠性和快速的上市时间。 MAX22513可加速自适应制造系统进程，巩固了Maxim在工业4.0应用领域的领导地位。器件集成DC-DC调节器和浪涌保护，功耗比最接近的竞争者低4倍、尺寸减小3倍。Maxim将继续推动IO-Link设计方案的发展，不断缩减尺寸，从而实现更可靠的通信和更快的上市时间。此外，集成浪涌保护和极性反接保护能够确保恶劣工业环境下的可靠通信，加速设计进程。IC工作在-40°C至+125°C温度范围，采用28引脚QFN封装(3.5mm×5.5mm)和WLP封装(4.1mm×2.1mm)。 主要优势 ●小尺寸：高集成度IC大幅简化设计过程，方案尺寸比最接近的竞争产品缩小3倍；与Maxim前一代方案相比，通过集成浪涌保护省去了4个TVS二极管 ●低功耗：驱动器的导通电阻仅为2 Ω (典型值)，300mA(最大负载)工作电流、效率高达80%的DC-DC调节器，从而实现整体功耗降低4倍 ●可靠通信：4个IO引脚均具有反向电压保护、短路保护和性能优异的 ±1kV/500 Ω 浪涌保护 评价 ●Databeans研发总监Susie Inouye表示：“如此高的集成度为我们带来了诸多优势，同时也为设计者提供了更简便的设计和更快的上市时间。” ●Maxim Integrated工业及医疗健康事业部总监Timothy Leung表示：“我们将继续专注于提供尺寸更小、功耗更低和集成度更高的方案，以满足IO-Link设计越来越小、越来越可靠的发展需求。” 供货及价格 ●MAX22513的价格为3.75美元(1000片起，美国离岸价)，可通过Maxim官网及特许经销商购买 ●提供MAX22513EVKIT#评估套件，价格为135美元 ●MAXREFDES171#参考设计已通过完整测试，支持±1.2kV/500Ω浪涌保护；可通过官网购买 所有商标权归其所有者所有。

　　1.前言 本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201810/393140.htm 　　今天在全球范围内以应用智能信息、通信技术和物联网(IoT)重新定义制造业的工业革命正在逐渐形成，德国政府称之为:“工业4.0”。 　　“工业4.0”的基本原则是通过连接机器、工件和控制系统，在整个价值链上下游之间构建自动互控的智能网络。通过整合信息通信、传感器和机器人技术构建物联网，工业4.0概念可提高工业制造的智能化水平。 　　在传感器技术领域，IO-Link是全球首个传感器和致动器标准化输入输出通信技术(IEC 61131-9)，因此，我们认为该标准可能被选为工业4.0标准通信接口。 　　这种强大的点对点通信基于成熟的传感器和致动器三线通信技术，对线材没有任何额外的要求。因此，IO-Link不是Fieldbus现场总线技术，而是现有的成熟的传感器和致动器通信技术的升级进化。 　　意法半导体的L6362A虽然是专为兼容IO-Link通信协议和工业4.0专门设计，但是仍然可用作标准通用收发器。 　　图1：L6362A DFN 3×3 12L微型封装 　　这款产品是一个三线数字接口传感器驱动解决方案，具有高能效、尺寸紧凑、价格亲民的特点，可满足现代传感器和致动器的全部要求：远程服务、标准化、功能验证、诊断和监视。 　　本文将主要介绍L6362A产品，重点描述产品特性、优点和工作方式。 　　2.L6362A产品特性和优点 　　产品特性 　　如图2所示，L6362A单片集成3.3V/5V线性稳压器;SEL引脚具有输出电压选择功能;最大输出电流12mA。稳压器还驱动内部逻辑单元，通过逻辑单元中的透传接口，驱动导通电阻Rds(on)极低的片上输出级(典型值1Ω)。通过IN1和IN2两个引脚的电平可以配置输出级(高低边)，同时器件外部连接OUTH和OUTL可实现推挽配置。当EN引脚置低逻辑电平时，输出级关闭。电感在高边配置下实现快速去磁;在推挽配置中，因为低边开关导通，所以慢速去磁有效。输出级高速传输性能使通信速度达到COM3(230.4 kbps)水平。 　　图2：L6362A框图 　　该产品有自我保护功能：截止限流(不耗散短路保护)、过热关断、主动电压钳位、右侧引脚极性接返保护、欠压锁保护和EN60947-5-2和IEC61000-4-5标准电涌保护。所谓的不耗散短路保护是一项创新的电路专利技术，当输出级对地短路时可最大限度降低耗散功率;在多数情况下可避免过热关断干预。 　　图3：芯片截止时的电流特性 　　图4：在截止周期后过热关断干预 　　EN(过热关断)和OL(限流)两个引脚可实现诊断功能，主微控制器还可通过OL引脚检测IO-Link唤醒请求事件。 　　产品优点 　　L6362A的Rds(on)导通电阻在同级别产品中最低，不足主要竞争产品的十分之一，这有助于降低总功率损耗，取得极低的耗散功率，可插在高度数IP模块插槽内，没有任何过热问题。 　　芯片为设计人员提供一个透传接口，便于开发简易经济的通信解决方案，高达COM3的宽传输速速率范围为高频通信提供保证。 　　L6362A适用于开发IO-link应用以及通用收发器或简单的线路驱动器，其多用途特性是该产品的一个重要优点，例如，“jolly”能够胜过任何插槽。此外，与输出级连接非常简易，灵活性和定制程度俱佳。 　　该产品具有出色的全方位保护功能、高可靠性和经久的耐用性。 　　3.驱动电容和电感负载 　　STEVAL-IFP017V3(图5) 是意法半导体开发的L6362A专用评估板，为客户测试该产品的工作性能提供一个简单的应用工具。下面我们使用该评估板分析L6362A产品对大电容和大电感负载的驱动能力。 　　图5：STEVAL-IFP017V3演示板，用于测试L6362A的阻容和电感负载驱动能力 　　为阻容负载充电 　　在环境温度Ta=25°C时，使用芯片的高边、低边、推挽三种配置，给一个并联100Ω电阻的25µF阻容负载充电，Vcc电压在18V至30V之间。 　　当使用L6362A给一个大电容充电时，主要风险是截止保护功能可能会关闭输出级。当发生这种现象时，通过并联电阻给电容充电。为避免这种现象发生，必须使用时长小于截止时间的脉冲串来驱动输入级(图6)。 　　图6：阻容充电波形 　　图6所示是用Vcc=24V电压和两个3.5ms时长的脉冲信号给L6362A所连的阻容负载充电(绿线代表Vin,红线代表Vload，蓝线代表Iload)。 　　如果Vcc=30V，则需要使用三个脉冲信号才能达到相同的结果。当驱动高于25µF的电容时，必须增加脉冲信号数量。 　　大电感去磁 　　在一个大电感反复去磁过程中，必须考虑两个主要风险：1.电感放电产生的巨大电能可能导致器件烧损或烧毁;2.功率级结温升高过快可能触发器件本身的过热关断功能。 　　为测试是芯片在去磁时否正常工作，使用STEVAL-IFP017V3评估板驱动一个1.9H的大电感，芯片外部不连接任何续流二极管。测试条件:Vcc=24V, Tamb=25°C, 输出电流300mA, 频率2Hz，占空比50%，推挽配置。测试用的散热盘为5mm2。 　　实验未发现异常：封装温度最高值达到39.6°C。然后在Tamb=105°C下重复测试，验证是否发生过热关断。 　　图7：1.9H电感去磁;Iout=300mA, Tamb=105°C 　　图7所示是充电波形(绿线代表Vin;红线代表Vload;蓝线代表Iload)。 　　4.结论 　　L6362A是连接数字传感器和致动器的理想收发器，其智能化程度足以实现兼容IO-Link通信协议的复杂解决方案，同时还是一个简易的通用I/O系统解决方案。 　　该产品具有诸多优点，例如，业内最低的Rds(on)电阻，DFN微型封装，市场上最高的功率级，超大电容和电感驱动能力，较低的产品价格。 　　参考文献 　　(1) L6362A数据手册 　　(2) AN4828 – (STEVAL-IFP017V3 IO-Link和SIO模式L6362A收发器评估板)

低功率CV/CC充电器/适配器电路:5W, 5V, 1A, 85–265 VAC输入反激式电源电路

平板显示器链路 III(也称为 FPD-Link III)是一种可用于众多汽车应用的接口，能进行点对点视频传输。该接口可通过低成本线缆(双绞线或同轴线缆)支持高清数字视频传输和双向控制通道。FPD-Link III 串行解串器经过精心优化，既适用于处理器与显示器之间的链路，又适用于处理器与摄像头之间的链路(图 1)。本文将概括介绍这些链路，以及它们在不久的将来有望取得的技术发展和怎样才能最充分地利用该技术。 本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201610/309918.htm 不久以前，摄像头在汽车上还属于新鲜事物，主要用于较大型车辆在倒车时观察车后距离的情况，而如今，即便在低成本经济型汽车中配备倒车摄像头也不足为奇。随着汽车技术的不断发展，车辆中的摄像头应用将会-越来越丰富，同时摄像头本身也将变得越来越复杂精密。 倒车摄像头有助于驾驶员直观了解车后距离的情况，但若仅使用后视镜，即便可以观察，也颇为不方便。下一步的发展是全景可视系统 (surround-view system) 。在典型的全景可视系统中，车上将安装四个摄像头，一个在车头，一个在车尾保险杠上，两个分别位于车身两-侧，用于后视。每个摄像头均采用鱼眼镜头，这样根据所生成的四幅影像，可以合成观察车身四周状况的完整影像。在全景可视系统中，可将四幅鱼眼影像提供给德州仪器 (TI) DRA74x“Jacinto 6”等视频影像处理器进行处理。 该处理器不仅可消除鱼眼失真，调整可见视点，而且还可将四幅影像合并在一起，生成汽车的虚拟俯瞰视图，从而有助于驾驶员清晰地查看车辆前后或左右的任何障碍物。 当处理这些影像时，影像的特定部分会被放大，而其余部分则会被压缩。为了保持高影像质量，像素的密度应高于标准肉眼观察所要求的密度。当前的汽车影像生成器可支持 1 百万像素 (MP) 的影像，而 2MP 影像生成器也即将问世。为了支持新一代影像传感器，专为 2MP 影像生成器精心优化的全新串行解串器设计方案对汽车设计人员而言将指日可待。随着这些影像器对数据速率提出更高要求，为之提供支持的新一代接口也将应运而生。 汽车视觉系统演进发展的另一个方面是，业界正从使用倒车摄像头等单摄像头系统进一步发展到使用多个摄像头。在使用多个摄像头的情况下，影像生成器同步化已成为至关重要的特性。在全景可视应用等应用领域，实现所有影像器的同步可使影像处理轻松易行。但是，在-使用两个摄像头交替工作以创建车前3D 立体影像场景的情况下，也需要使用同步来判定移动对象的准确位置，也就是说甚至能判定从移动车辆上看到的静态对象的准确位置。新一代系统将必须具备支持多个完全同步摄像头的潜能。 在许多领域，为现有技术增添更多功能都会让互联更复杂、成本更高昂。例如，若要为家庭 DVD 播放机和视频监视器之间的链路添加写保护，就需要将模拟同轴线缆更换为 HDMI 线缆。这种全新的连接方法不仅可实现更好的画质，同时还能提供写保护。但付出的代价是需要使用成本高得多的线缆/连接器生态系统，而且也难以支-持较长距离的连接。 汽车中也存在类似的问题，EPD-LINK III 经扩展后，能够使用相同的双绞线线缆将来自蓝光.播放器或服务-器的版权保护内容传输至后座娱乐显示屏。本技术规范能在不造成介质成本增加的情况下实现这一功能，也不会缩短无版权保护能力的老式介质的传输距离。图 1 即为体现这种技术的芯片组。在这些器件中，过去通过独立导体传输的相同信息现在经编码后就可使用 FPD-Link III 方式传输，即与视频内容共享同一传输导体。 将视频从摄像头传输给处理器，或是将视频从蓝光播放器传输到显示屏，只是处理工作的一部分。在这两种情况下，都需要从相反的方向传输控制信号。具体就摄像头而言，处理器需要配置影像生成器。对于后座娱乐显示屏而言，用户界面通常为触摸屏，而且触摸命令必须从屏幕发送回处理器。 FPD-Link III 可使用集成型返回通道处理该事物，这不仅允许使用同一条同轴线缆或双绞线向一个方向传输视频，同时还能提供共享同一导体的独立双向控制通道。这样就能使用轻薄且灵活度高的低成本线缆。但还需要解决电源问题，摄像头和显示器都需要电源。 能否使用同一线缆既给设备供电又能提供通信链路? 通过同轴线缆供电 同时使用同一线缆进行供电和通信的关键在于需要思考线缆的频域特征。FPD-Link III 上的视频转发通道和双向控制通道之所以能够共享同一线缆，原因在于这两个-信号在频域中占用的空间不同。以 DS90UB913A-Q1 和DS90UB914A-Q1 为例，控制通道占用的频域是从大约1MHz 到大约 5MHz 不等。视频通道占用的频域是从大约 70MHz 到大约 700MHz 不等。为同一线缆添加电力传输功能必须避免干扰上述两个频段中的任意一个。 对于同轴线缆供电 (POC) 而言，需要使用电路将输入信号分为两个支路(图 2)。其中一路负责传输用于POC 电路的 DC 电源，另一路负责传输无 DC 电源的信号。要实现这种效果，需要在信号路径这一支路上布置一个元件，以便让回传和转发通道的信号通过，但会阻断 DC。简单地使用一个电容器就可以达到这个目的。 0.1μF 电容器从回传通道频段 1MHz 开始直到 700MHz 上限都具有非常低的阻抗。该电容器在市场上随处有售且价格低廉。就 0.1μF 电容器的寄生电感而言，0603 电容器在 1nH 左右，就所使用的频段来说不会有什么影响。要将 AC 信号与 DC 电源进行分离，这一规格的电容可谓理想选择。 对于另一个支路，要做到既通过 DC 电源又避免干扰 AC 信号，难度较大。由于数据通道穿过的是阻抗受控制的传输线路，因而在整个转发通道的频段内，该低通电路的阻抗必须维持在较高水平。 要让电源电路避免干扰数据通道，该电路的阻抗必须比线缆的特征阻抗高大约 20 倍。以 50Ω的同轴线缆为例，该阻抗在1MHz 到700MHz 范围内必须大于1KΩ。如果有理想的导体，就可用于这一应用。 上一页 1 2 下一页

CC-Link通信原理简介 本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201609/303858.htm CC-Link的底层通讯协议遵循RS485。 一般情况下，CC-Link主要采用广播-轮询的方式进行通讯。具体的方式是：主站将刷新数据(RY/RWw)发送到所有从站，与此同时轮询从站1;从站 1对主站的轮询作出响应(RX/RWr)，同时将该响应告知其它从站;然后主站轮询从站2(此时并不发送刷新数据)，从站2给出响应，并将该响应告知其它从站;依此类推，循环往复。广播-轮询时的数据传输帧格式请参照图2，该方式的数据传输率非常高。 除了广播-轮询方式以外，CC-Link也支持主站与本地站、智能设备站之间的瞬时通讯。从主站向从站的瞬时通讯量为150字节/数据包，由从站向主站的瞬时通讯量为34字节/数据包。瞬时传输时的数据传输帧格式请参照图2，由此可见瞬时传输不会对广播轮询的循环扫描时间造成影响。 CC所有主站和从站之间的通讯进程以及协议都由通讯用LSI-MFP(Mitsubishi Field Network Processor)控制，其硬件的设计结构决定了CC-Link的高速稳定的通讯。 CC-Link网络设置与编程 在基于CC-Link现场总线的应用过程中，最为重要的一部分便是对系统进行通信初始化设置。目前CC-Link通信初始化设置的方法一般有三种，1)采用的是最基本的方法，即通过编程来设置通信初始化参数。2)使用CC-Link通信配置的组态软件GX-Configurator for CC-Link，采用通信初试化设置的方法。该组态软件可以对A系列和QnA系列的PLC进行组态，实现通信参数的设置，整个组态的过程十分简单，但遗憾的是，目前该方法还不支持Q系列的PLC。3)通过CC-Link网络参数来实现通信参数设定。这是Q系列的PLC新增的功能，而A系列和QnA系列PLC并不具备这项功能。整个设置的过程相当方便。只要在GPPW软件的网络配置菜单中，设置相应的网络参数，远程I/O信号就可自动刷新到CPU内存，还能自动设置CC-Link远程元件的初始参数。如果整个CC-Link现场总线系统是由Q系列和64个远程I/O模块构成的，甚至不须设置网络参数即可自动完成通信设置的初试化。 对Q型PLC来说，利用网络参数设置的方法是最为简单有效的，只要按规定填写一定量的参数之后就能够很好的取代繁冗复杂的顺控程序。在发生错误或是需要修改参数时，同组态软件一样，也能很快地完成，减少设置时间。然而它的不足之处，在于设置过程中跳过了很多重要的细节，从而无法真正掌握PLC的内部的运作过程，比较抽象。例如在填写了众多参数之后，虽然各站的数据链路能正常执行，但是却无法理解这些参数之间是如何联系的，如何作用的，如何使得各站的数据链接得以正常完成。在实际CC-Link的应用中，通过网络参数来进行通信初始化设置的方法不失为一种最为优越的方法，方便、可靠、功能全面这三点就已经很好的满足了系统的需求，缩短了CC-Link现场总线在应用于各种不同的工控场合时设计和调试的时间，降低了工作的难度，更方便了以后的故障检修和维护。遗憾的是它只适用于小Q系列PLC。

一 概述 全自动配料控制系统在各行业的应用已屡见不鲜，如：冶金，有色金属，化工，建材，食品等行业。它是成品生产的首要环节，特别是有连续供料要求的行业，其配比的过程控制直接影响了成品的质量，它是企业取得最佳经济效益的先决条件。虽然行业各自不同的工艺特点对配料控制要求也不同，但其高可靠性，先进性，开方性，免维护性，可扩展性是工厂自动化FA所追求的一致目标。 二 系统功能 基于以上目标，我们为某企业设计、制造了一套全自动的多品种混合配料称重的三电一体化生产线。其中动态计量秤，通过CC-Link现场总线，会同PLC，HMI/IPC无缝地组成三位一体的计量配料系统，其中工控机经HUB及以太网TCP/IP连入工厂ERP/MIS。整个配料过程严格按照所选择的配方比和流程进行，并有多级报警记录，完成不同原料混匀给料及物流控制，实现了管控一体化，优了过程控制的性能和效率。 三 CC-Link概况 CC-Link是三菱电机以高性能、低成本、多厂商支持为目标于1996年推出的第二代开放式现场总线，是control communication Link（控制与通信链路）的简称，2000年11月，CC-Link协会成立，专门负责CC-Link在全球的普及和发展。 开放式现场总线CC-Link具有性能卓越、应用广泛、使用简单、节省成本等突出的优势。CC-Link采用双绞线为连接介质的主从结构，最多支持64个从站，采用广播论询方式，最高可达到10Mbps速度。PLC或计算机作为CC-Link主站，配以AJ65SBT-RPT中继器最远距离可达13.2公里。网络总线最大的循环数据容量为2048个点，512个字；最大瞬时传送数据量为960字节。CC-Link具有预约站功能、自动刷新功能、即插即用功能和主站热备、子站脱离、站上线回复、监控测试等完备的RAS机能。CC-Link在使用上，硬件开关设置、接线（3芯屏蔽线）和系统组态（参数设定即可）都非常方便和简单。 目前CC-Link支持多达360种设备，如：远程I/O、传感器、称重控制器、调节器、电磁阀、变频器、触摸屏等等。并得到220多家厂商支持，如：松下电工、大和衡器、横河、西门子、SMC、DIGITAL、NEC等等。CC-Link也是目前唯一能与欧美现场总线标准抗衡的亚洲产品。 四 系统配置 本系统下位机采用了三菱电机的MELSEC-A2SH PLC为主控，并配以三菱GOT触摸屏为下位人机介面(HMI)，计量控制由12台上海大和衡器公司的CFW定量给料机(Constant Feed Weigher)组成。它们之间通过CC-Link现场总线联接，以实现数据采集与控制，来确保系统的可靠性和实时性。上位机部分选择研华IPC610工控机作为监控站，配以MS Windows NT 4.0 for workstation操作系统和悉雅特监控软件Citect Version 5.30为运行环境，系统软件具有丰富的流程操作、监控、通讯、报警、管理、趋势、记录和人机对话等功能，并具有较强的诊断能力。系统的硬件和软件是控制系统的有机体，以上配置确保了系统完整性、一致性、兼容性和成套性，适应在工业环境下能长期稳定运行，并具有电、磁、震抗干扰的能力，满足了安全性的要求。本配料系统结构与网络配置如图1所示 1，下位机结构及组成 在本工程中所采用的12台CFW主要是来完成原料流量控制，其中的CFC-200仪表，它集调节与演算为一体的多功能计量控制器，它是日本大和制衡出众的计量仪表设计技术的体现，具备足够的抗干扰性能、多样化接口、自诊断功能、自整定PI调节功能等特长，并配以三菱A540电流矢量型变频器和SEW高性能电机，组成一个完整的机电一体化产品，确保了计量和控制的准确性(±3‰精度)，保证了12台CFW相互间瞬时流量比例的恒定。 上一页 1 2 下一页

CC-Link现场总线是日本三菱电机公司主推的一种基于PLC系统的现场总线，这是目前在世界现场总线市场上唯一的源于亚洲、又占有一定市场份额的现场总线。它在实际工程中显示出强大的生命力，特别是在制造业得到广泛的应用。 在CC-Link现场总线的应用过程中，最为重要的一部分便是对系统进行通信初始化设置。目前CC-Link通信初始化设置的方法有三种，本文将对这三种不同的初始化设置方法进行比较和分析，以期寻求在不同的情况下如何来选择最简单有效的通信初始化设置方法。这对CC-Link现场总线在实际工程中的使用具有重要的现实意义，一则为设计人员在保证设计质量的前提下减少工作量和节省时间，二则也试图探索一下是否可以进一步发挥和挖掘CC-Link的潜力。 实验系统简述 为了便于比较通信初始化设置方法，我们首先在实验室中建立了这样一个小型的CC-Link现场总线系统.整个系统的配置如图1所示。 在硬件连接设置无误之后，就可开始进行通信初始化设置。 三种设置方法的使用 首先采用的是最基本的方法,即通过编程来设置通信初始化参数。编制通信初始化程序的流程如图2所示。首先在参数设定部分，将整个系统连接的模块数，重试次数，自动返回模块数以及当CPU瘫痪时的运行规定（停止）以及各站的信息写入到存储器相应的地址中。在执行刷新指令之后缓冲存储器内的参数送入内部寄存区，从而启动数据链接。如果缓冲存储器内参数能正常启动数据链接，这说明通信参数设置无误，这时就可通过寄存指令将参数寄存到E²PROM。这是因为一旦断电内部寄存区的参数是不会保存的，而E²PROM中的参数即使断电仍然保存。同时通信参数必须一次性地写入E²PROM，即仅在初始化时才予以执行。此后CPU运行就通过将E²PROM内的参数送入内部寄存区去启动数据链接。值得注意的是，如果通信参数设置有误（如参数与系统所采用的硬件不一致，或参数与硬件上的设置不一致），数据链接将无法正常启动，但通常并不显示何处出错，要纠正只有靠自己细心而又耐心地检查，别无它法。反过来，如果通信参数设置正确而硬件上的设置有错，CC-Link通信控制组件会提供出错信息，一般可通过编程软件包的诊断功能发现错误的类型和错在哪里。 上一页 1 2 3 下一页

一引言 在日本，现场总线CC-Link技术已广泛应用于空调生产行业，譬如日本三菱电机，三菱重工，三洋电机，大金等著名空调厂家都已将CC-Link成熟地应用于生产中。故我公司旨在将成熟的CC-Link技术引入到国内同行中，在三菱电机上海FA中心的协助下，率先在国内将CC-Link现场总线应用于位于海尔黄岛工业园的商用空调生产线集中控制和数据采集系统，得到了较好的反响。现将系统介绍如下： 二空调生产线流程介绍及测控系统的实现 1空调生产线生产流程介绍 该商用空调生产线共有6条装配线（三条室内机，三条室外机），分别适用于不同功率的空调生产总装。每条线的流程一样，均从三楼开始装配。 2测控系统的实现 2.1系统配置系统硬件框图如图所示 2.2系统功能：（1）网络，整个监控系统采用CC-Link现场总线，可高速的将现场数据传至主站进行管理。（2）主站和子站，采用一台三菱A系列PLC负责CC-Link网络的管理,以及将数据送到上位PC机进行分析和将中控室发出的指令送至现场子站（FX担任）。（3）PC机单元，PC机与主站通过RS232模块完成通讯及数据的交换。在PC机中存储了全部产品的？？质量数据（上，下限参数）和产品条码对应表，以及下线产品的在线测量参数库，供随时检索。PC机将操作指令通过主站PLC传送给受令子站执行操作，子站将控件工作状态通过主站PLC传送给PC机。PC机通过多媒体卡驱动动态显示屏，将车间中所有控制的工作状态（开，关，报警）信息显示出来供操作人员监控。PC机接到报警和停线信息立即打印故障信息并计时。统计停线时间。并通过声卡驱动音箱进行语音提示。 上一页 1 2 下一页

摘要：首先介绍了以TI的无线传感器网络芯片CC2530为核心部件的节点硬件实现，接着介绍TinyOS操作系统的运行机制及其在CC2530平台下的移植过程；并在此基础上以nesC语言实现了AODV路由协议，最后对系统进行组网测试，测试结果表明平台各功能正常运行并且实现AODV协议的基本功能。关键词：无线传感器网络；TinyOS；CC2530；AODV 0 引言 无线传感器网络(Wireless Sensor Network)是由具有感知、计算和通信能力的大量微型传感器节点组成，被广泛地应用于国防军事、环境监测等领域。加州大学Berkeley分校设计的基于事件驱动、组件模块化的无线传感器网络操作系统TinyOS具有核心程序小、对硬件要求低等优势，但它不支持功能强大的无线传感网络芯片CC2530，为此需要将TinyOS移植至CC2530平台，以使其得到更好的应用。同时为了节省传输能量，需要采用相应的路由协议，以多跳中继的方式将数据经由多个节点组成的路由传回汇聚节点或基站。 本文选用TI的CC2530作为传感器节点的核心部件，采用Tiny OS操作系统作为软件平台，成功将Tiny OS移植至CC2530平台，并添加了Tim er、UART、RF等组件；在移植的平台上，以nesC语言实现了AODV路由协议，并且实现了传感器节点的组网，数据包的多跳转发；为TinyOS和AODV的研究和应用奠定基础。 1 无线传感器网络系统结构1．1 传感器节点硬件结构 传感器节点一般由供电单元、数据采集单元、数据处理单元(由微控制器和存储器组成)、无线通信单元组成。其中，数据处理单元中的微控制器负责对其他三个单元的控制。 本文的系统采用无线传感器网络节点芯片CC2530作为微控制器。CC2530使用了增强型8051CPU，运行时钟频率为32 MHz，具有8 KB RAM；包括一个普通16位定时器和两个8位定时器，21个可编程程I／O引脚，两个支持多种串行通信协议的USART，一个符合IEEE 802．15．4标准的2．4 GHz无线收发器和MAC定时器。CC2530是用于IEEE．802．1 5．4，ZigBee和RF4CE应用的一个真正的片上系统(SoC)解决方案。本文节点核心部分的硬件设计如图1所示。 本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/202256.htm TinyOS采用基于事件驱动、两层调度的并发模型。内核支持两种执行线程，即中断处理和任务，主控构件维护两个数据结构支持内核的两层调度：中断向量表和任务队列。TinyOS系统采用组件化思想，其应用程序都是由若干个模块组件和配置组件构成的，其组件有四个相互关联的部分：一组命令处理程序句柄，一组事件处理程序句柄，一个经过封装的私有数据帧，一组简单任务。每一个组件声明自己使用的接口及其需要用信号的通知的事件。一个应用程序的组件结构图如图2所示，高层次的组件通过命令调用低层次组件，低层次组件发送信号事件给高层次组件，最低层次组件直接与硬件相互作用。1．3 TinyOS操作系统移植1．3．1 修改编译工具链 TinyOS开发环境为Unix，若要为TinyOS开发应用程序，首先要使用nesC进行编程，产生以“．nc”为扩展名的源文件；然后再调用Unix的NCC(nesC Compiler)编译器将源文件编译成硬件可以执行的二进制／十六进制机器码，如图3(a)所示。 但nesC的编译器NCC调用的是Unix的GCC(GNU Compiler Collection)编译器，而GCC编译器并不支持CC2530所使用的8051处理器。为此，需要在编译过程使用Perl语言，转换C语言编译器不能识别的nesC关键字，将nesC语言编写的“．nc”文件编译为常规的C语言源文件，然后绕过Unix的GCC编译器，改由支持8051的Keil进行编译，其过程如图3(b)所示。具体的实现为编写脚本文件mangleAppC．pl，在编译规则文“．rules”中添加该Perl脚本的引用，以生成中间文件App．preMangle．c，并通过建立批处理文件CC2530F256．bat，调用Keil程序编译生成目标文件App．hex。1．3．2 TinyOS平台搭建 TinyOS应用程序的编译是以平台为对象的，但TinyOS并不支持CC2530平台，因此必须先建立能被TinyOS承认的平台。根据TinyOS最小平台的定义，需要创建的目录及编写的文件为： (1)／tos／platforms／cc2530目录，及其下的“．platform”文件、platform．h、PlatformC．nc和PlatformP．nc文件，这些文件包含平台初始化的实现代码和平台的环境变量； (2)／tos／support／make下的CC2530em．target文件，包含移植代码的目标平台的识别信息； (3)／tos／support／make／mcs51下的“．rules”文件，包含生成目标平台二进制／十六进制可执行代码时的编译说明； (4)／tos／chips／mcs51下的hardware．h和McuSleepC．nc文件，包含平台硬件体系必备的宏定义和低功耗机制实现代码。1．3．3 基于CC2530的组件编写 TinyOS应用程序是由一系列组件链接而成，其中包括用于实现应用程序功能的组件、系统提供的用于实现常用功能的组件和针对不同芯片的硬件表达和抽象组件。由于TinyOS本身并不含有针对CC2530平台的硬件表达和抽象组件，因此需要编写直接与硬件相互作用的组件来完成移植。编写以下几个重要的组件： (1)IO口组件，通过建立HplCC2530GeneralIOC组件来提供两类系统接口GeneralIO和Init。 (2)Timer组件，主要由TimerMilli组件、HilTimerMilliC配置组件、HplCC2530TimerlAlarmCounterP组件等组成，用于产生以毫秒为单位的计时器。 (3)Uart组件，由StdOut组件、PlatformSerialC配置组件、HalCC2530SimpleUartP组件等组成，用于实现串口收发功能。 (4)RF组件，主要由ActiveMessageC配置组件、CC2530ActiveMessageP模块组件、CC2530TransmitP模块组件、HalCC2530Radio模块组件和HplCC2530InterruptsC模块组件构成，用于实现基本无线数据传输功能。 2 TinyOS下的AODV路由实现 AODV是一种适用于无线传感器网络的按需路由协议，采用最短路由选路，注重网络吞吐量和网络服务质量，实现简单。本文以TinyOS作为系统的软件平台，根据TinyOS操作系统的应用程序结构，以nesC语言实现了AODV路由协议。2．1 AODV路由协议的基本思想 AODV(Ad hoc On-demand Distance Vector)借用了DSR中路由发现和路由维护的基础程序，以及DS-DV的逐跳(Hop-by-Hop)路由、顺序编号和路由维护阶段的周期更新机制。 当源节点需要和目的节点通信时，如果在路由表中已经存在了对应的路由时，AODV就不会进行任何操作，而是直接进行通信。当原路由失效或者需要和新的目的节点通信时，它就会发起路由发现过程，广播RREQ信息。当RREQ到达目的节点本身，或者是一个拥有“足够新”的到目的节点路由的中间节点时，目的节点或者中间节点通过RREQ的反向路径向源节点返回一个RREP消息。所谓“足够新”就是通过目的序列号来判断的，每个节点进行节点序列号的管理，维护自身的序列号和保存目的节点序列号。AODV使用了分布式的、基于路由表的路由方式，建立路由表项以后，在路由中的每个节点都要执行路由维持、管理路由表的任务。节点会监视一个活动路由(Active Route)中下一跳节点的状况。当发现有链路断开的情况时，就向该路由的前驱节点发出RERR消息通知。在RRER消息中，指明了由于链路断开而导致无法到达的目的节点。每个节点都保留了一个“前驱列表”(Precursor List)来帮助完成错误报告的功能。2．2 AODV路由实现的软件结构 AODV路由协议的实现主要包括两个组件：MulitHopEngineM和MulihopAodv，如图4所示。其中MultiHopEngineM组件负责转发分组，Multi HopAodv是AODV路由功能的实现组件，通过配置组件MultiHopAodvRouter将两个组件写通(write)起来。 MultiHopAodv使用TimerMilliC提供的Timer接口作为路由协议所需的定时器，实现了AODV的路由发现、路由维护、Hello消息等机制，为MulitHopEngineM提供路由的下一跳地址。MultiHopEngineM通过两个接口(RotlteControl，RolneSelect)和MultiHopAodv交互，它的实现独立于任何路由协议实现，这非常有利于基于TinyOS平台的第三方路由协议的开发。AodvQueueTransmitP为MultiHopEngineM和MultiHopAodv提供了AMSend和Receive接口，同时提供了FIFO机制。 3 系统测试 采用6个节点进行组网测试，使用16位的短地址作为节点地址，如表1所示。系统测试时，PC端使用串口与节点连接，然后通过串口查看节点的路由信息和数据的转发情况。 3．1 路由发现机制 源节点发起寻找目的节点的路由发现过程，中间节点收到RREQ后，检查自身是否有到达目的节点的有效路由，如果有，则回复RREP；如果没有，则继续广播RREQ，如图5所示。 如图6和图7所示，节点2在收到节点4发来的RREQ后，更新到源节点(节点4)的路由，同时在路由表查找到目的节点的有效路由，然后向节点4回复RREP。节点4收到节点2返回的RREP，添加相应路由，将节点2作为到目的节点(节点1)的下一跳节点。该测试表明本系统实现了AODV路由协议的RREQ转发机制和中间路由回复机制，节点4获得到达目的节点的路由。 3．2 数据包的发送和转发 将6个节点隔开一定距离布置，节点1作为sink节点，其余5个节点建立到达节点1的路由，向sink节点发送数据，中间节点同时负责转发其他的节点的数据，图8是组网完成后的拓扑图。 源节点(节点3)发起查找目的节点(节点1)路由发现过程，在建立路由之后(3→4→2→1)，向下一跳节点(节点4)发送数据包，如图9所示，中继节点(节点2，节点4)转发数据包如图10～图12所示。在图12中，目的节点收到节点2转发的来自节点3的数据。从该测试结果看出系统具备AODV协议的路由发现、路由表查找、数据包的转发等基本功能。 4 结语 本文介绍了无线传感器网络硬件节点和TinyOS操作系统的结构，根据系统所采用的硬件将TinyOS操作系统移植至8051平台，同时添加系统所需的IO，Timer，UART，RF等组件。这些组件提供了AODV路由协议所需要的IO控制、定时器、射频收发等功能。通过测试AODV协议的路由发现和多跳转发等机制验证了所移植组件和路由协议实现的正确性。 c语言相关文章:c语言教程

摘要：环境湿度测试仪由湿敏电容HS1100，湿度频率转换器件NE555，基准频率产生及分频器CC4060，频率电平转换器件CD4013等电路组成。环境湿度的变化会引起湿敏电容HS1100容量的改变，使NE555输出信号频率由常态的6 667 Hz左右降低为6 189 Hz，此频率送到计数器CC4060 U2经十二分频输出，同时另一块计数器CC4060 U1通过调节定时元件可以产生6 000 Hz～17 000 Hz的频率信号，也经过十二分频输出，当我们调节定时电位器RPI使CC4060 U1产生的频率刚好略大于6189Hz，且远远小于6 667 Hz时，就可以在环境湿度过大时输出高电平信号，启动报警或增干电路工作。关键词：湿度测试仪；CC4060；频率；NE555 随着科技的发展，社会需要能够自动控制的监测设备，环境湿度测试仪就是一种用于环境湿度自动监测控制的设备。本文介绍基于计数器CC4060等构成的环境湿度测试仪，电路简单，调试方便，监测准确，精度高。 1 电路构想1．1 组成框图 本文环境湿度测试仪的组成框图如图1所示，它由湿度监测器件，湿度频率转换器件，基准频率产生电路，频率电平转换电路，输出控制电路等组成。 本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/193588.htm 1．2 器件选择及原理构思 湿度监测部分采用高分子薄膜式湿敏电容HS1100，具有不需校准的完全互换性，能瞬时退饱和。相对湿度在0％～100％RH范围内，电容量由162pF变到200pF，其误差不大于±2％RH，响应时间小于5 s，在55％RH、25℃、10 kHz条件下，其典型标称电容为180pF，供电电压一般选5 V，工作温度-40℃～100℃。HS1101用做湿度传感器时，测量电路有两种设计方案，一种是线性电压输出式，比例系数为正值；另一种是线性频率输出式，比例系数为负值。本设计采用的是频率输出式。 湿度频率转换电路采用NE555定时器，成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。本电路其与湿敏电容HS1100和电阻等构成多谐振荡器，通过恰当设置电路中的电阻值，输出方波，实现湿度监测量向频率信号的转换，通过频率信号的高低我们就可以得知环境湿度是否正常。 基准频率振荡器和频率电压转换器都采用十四位串行计数器CC4060，它采用CNOS制作工艺、标准DIP-8封装的14位二进制串行计数／分频器集成电路，振荡器的结构可以是RC或晶振电路。CC4060复位端为高电平时，计数器清零且振荡器使用无效；复位端为低电平时，由外接的振荡定时元件控制产生一定频率的信号，并可以输出4分频到10分频，12分频到14分频的脉冲信号。本电路的基准频率振荡器由CC4060及其定时元件组成，产生的频率信号经12分频后送至D触发器，为D触发器提供时钟脉冲。频率电压转换器则利用的是CC4060的分频功能，将NE555定时器输出的频率信号送至CC4060，经12分频后输出至D触发器输入端，根据环境是否潮湿产生相应的电平，驱动D触发器工作输出控制电平。 输出控制电路可以根据实际需要采取相应的电路，本电路的输出控制部分由三极管控制继电器实现，D触发器输出的高电平，使三极管导通驱动继电器动作，产生报警信号或驱动干燥电路工作，使环境湿度恢复到正常值范围。 2 电路实施及参数选择2．1 湿度监测及湿度频率转换电路(图2) C是湿敏电容HS1100，容量会随着环境湿度的变化而改变，使②脚和⑥脚的充放电时间常数发生变化，改变③脚的输出信号的频率，实现环境湿度的变化转换为频率的变化，由非电量转变为电量。⑤脚外接电阻R3的阻值为910 kΩ，与集成电路内接的电阻5 kΩ相差很大，所以一般基准电压就可以认为是电源电压VCC，R1的阻值50 kΩ，湿敏电容常态下为180pF，R2的阻值一般为576 kΩ左右，可根据调试的需要串联电位器，实现最佳的控制精度。由以上数值可算出③脚常态下输出的脉冲周期T=(R1+2R2)Cln2，为0．15ms左右，则频率在6 667 Hz左右，当环境湿度增大为90％RH时，频率会减少到6 186 Hz左右，引起后续电路动作，实现增干和报警。 分频器相关文章:分频器原理 电容传感器相关文章:电容传感器原理 上一页 1 2 下一页