本文针对能见度检测仪实践运用中功耗、实时性、扩展兼容性和本钱等问题,提出了一款依据Si4432散射式大气低能见度仪的规划计划。规划计划中依据丈量前向散射光强度为能见度检测原理,以Cortex-M3及RTOS 规划的嵌入式操控体系完结数据读取、处理及体系管理,预警数据选用三种输出方式。场外试验标明样机的功用和功用均达到了规划要求,差错操控在20%内,具有较强的实用性。
以Cortex-M3架构微处理器为中心的操控体系硬件完结
体系操控和数据处理部分选用依据ARM Cotex-M3内核架构的LPC17xx系列微处理器为中心的硬件渠道。LPC17xx 系列具有较高的运转速度和丰厚的外设接口,满意体系低本钱、低功耗、高功用等方面的规划要求。操控体系硬件首要包含微处理器及其支撑电路、实时时钟(RTC)、SD 卡本地数据存储电路、数据传输接口电路、AD 采样电路、温度监测电路等。AD 采样运用16位精度具有主动校准功用的AD7705芯片,运用SPI 总线与处理器衔接。温度传感器芯片选用LM75,运用IIC 总线衔接到处理器。数据传输首要经过USART 和SPI 数据总线接口完结。充分利用LPC17xx 的定时器,完结数字波形产生器和数字移相器,输出用于发射光源调制的低频方波信号,以及用于锁相放大器相敏检波的移相参阅波形,选用负反馈比较丈量法主动确认所需调度的相位, 以代替传统的模仿电路建立的方波产生电路及移相电路,可简化硬件规划和相位调度的调试进程,有利于进步稳定性。
多种传输方法的预警数据输出电路规划
低能见度预警检测仪的数据输出支撑有线传输、短距离无线数传以及公网数据传输多种方法,以应对现场杂乱的设备条件以及多样的运用需求,灵敏方便地接入到预警监测网络。有线传输运用MAX232和MAX13082接口芯片,与微处理器UART 衔接,完结TTL 电平到RS232和RS485电平规范的转化。短距离RF 无线数传选用Silicon Labs EZRadioPRO 系列ISM 频段无线收发一体芯片SI4432,该芯片最新版别为B1版,与微处理运用SPI 总线进行数据收发通讯,在240-960MHz 频率下输出功率可达+20dBm,接纳灵敏度-117dBm,完结500米范围内与可变信息牌、路标等现场预警履行设备的牢靠数据传输。在没有有线通讯网络建造的当地,运用GPRS 或CDMA 公网数据传输,将预警状况及时通报给指挥监控中心及相关值班人员。多种方法数据传输选用模块化规划,可依据需求进行相应传输模块的装备和替换,有助于下降设备本钱。低能见度预警检测仪数据收发电路如图2所示,其间U9为SI4432,因为选用单天线方式,运用了射频收发转化开关UPG2214T进行收发切换。
散射式低能见度预警检测仪首要由红外光发射和接纳设备、信号调度模块、操控模块、预警数据输出模块和电源模块组成。本文提出的依据Si4432散射式大气低能见度仪的规划计划。计划中所规划体系的操控和数据处理选用依据ARMCortex-M3内核的新式微处理器,运转RTOS 实时操作体系,有利于进步运转功率和体系功用,便于晋级、保护和扩展。具有杰出的社会效益和宽广的产业化远景。