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wMPS测量系统中电源控制箱的关键技术研究

发布时间:2020-06-30 14:53
【摘要】:现有室内空间测量定位系统(wMPS)中,原有供电系统的电源箱在机械结构、功能应用方面均有较大不足,针对这个问题,研究设计了一种带有无线功能的电源控制箱。电源控制箱采用了带有快锁功能的全新机械结构,在工业现场可以和发射站进行一体化快速安装,同时在电源控制箱内部加入带有无线通讯功能的控制电路板,满足现场复杂、强干扰的测量环境使用要求,应用便捷可靠。本文对电源控制箱的机械结构和控制电路板硬件电路设计进行了详细分析,并对无线通讯和控制程序进行了深入研究,提出无线组网和对通讯程序添加自有协议校验的模式。论文研究内容如下:1、根据原有电源箱在工业现场应用时的不足,提出电源控制箱机械结构优化、缩小体积和减重的方案,全新设计安装结构,并在箱体顶端引入快锁装置,提高工业现场电源控制箱与发射站组装效率,优化整个wMPS测量系统测量布局。2、根据全新电源控制箱配合生产需要添加的控制功能,设计以ARM7芯片为核心的硬件平台,并在后期成功加载微操作系统,实现上位机远程操控发射站。本文对控制电路板各部分做了分析说明和功能性实验。3、考虑到工业测量现场复杂、带强干扰的测量环境,分析对比后选用RS485通讯协议,并编写了上位机、控制电路板和发射站从机间的无线通讯程序。4、通讯程序的编写中配套带有CRC8校验的自有协议,进行分析测试,安全可靠,实现电源控制箱对测量发射站的稳定、低误码率程序控制。5、在电源控制箱内添加无线WIFI模块,实现上位机对电源控制箱的无线连接控制,进而使上位机通过电源控制箱透传模式成功传递控制指令至测量发射站,控制、监测发射站运行状态,最终实现wMPS整体系统内的无线控制网络布局及优化。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN86
【图文】:

流程图,流程图,制箱,上位机


制箱内部电路整体实现功能介绍制箱中内部电路通过自身实现的功能协助工业现场搭建上位机为控制核心,分布在各处的配备电源控制箱的一件分散布局,使得发射站发出的扫描光能够覆盖整个工射站均被固定在稳定的三脚架上,每个发射站都有相应的制。每一个测量发射站组成的测量节点均通过电控箱内部通讯连接,实时接收和发送控制信息。制箱内电路板在工业现场有应用需求时,经由上位机发行接收,CPU 芯片进行分析解算,然后将指令信息打包5 通讯传递给发射站,达到改变发射站测量速度、控制电读取发射站内参量、监测发射站运行等效果。上位机、电功能流程如图 3-1 所示。

功能结构图,硬件功能,电路


第三章 电源控制箱内部电路设计分析源 24V 输入,可变电压输出 TPS5410,可变块供电片封装小,允许电流大,纹波小 LM1117,LDO支持电流达到 开关 CPU 程序控制,取代继电器方式 三极管搭配 MPU 速度快,稳定抗干扰,支持 UART LPC21XX 芯片 稳定可靠,有 ESD 保护等功能 SP3485,带静模块 信号强,体积小,抗干扰能力强 USR-WIFI232-制箱配有无线功能,作为无线可控节点分布在测量网络中,上位机的指令,另一方面需要及时将收到的指令传输给发射在远程准确控制发射站。电路板主要的功能结构图如图 3-2系统、ARM7 芯片最小系统[22]、485 通讯模块和 WIFI 模块表 3-1 控制电路板硬件需求分析求 需求说明 备注

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