本文详细介绍体系体系结构,软硬件规划方案及监控渠道规划。实践证明,该体系具有稳定性高,测温及时、精确,低功耗低成本等特色,可以有用确保雷达发射组件的安全。
1.导言
现在大部分雷达发射机选用全固态发射机,该发射机具有集成化程度高、发射功率大、产生热量大、作业温度高级特色。有材料标明,在全固态雷达发射机中,功率晶体管的结温每添加10℃,发射机的可靠性就下降60%.当时,在雷达体系中,遍及选用空调体系对雷达发射机组件进行温度调理,而空调体系只能依照惯例固有形式运转,不能依据时节环境温度以及发射机作业过程中温度的改变进行智能调理,将发射机温度操控在合理的规模内,形成降温作用不抱负,影响发射机的功用和使用寿命。
针对上述问题,本文规划一种可以实时监测和操控雷达发射机作业环境温度的测控体系。该体系以PIC18F87K90单片机为操控器,收集雷达发射机各测温点的温度值,并通过RS485总线发送到雷达监控核算机,当监测温度超越设定阈值时,可以及时宣布预警提示;一起在雷达监控渠道界面上,可以对空调体系的温度进行操控,到达快速、有用降温的意图,从而使雷达发射机作业在适合的环境中,确保发射机的安全,延伸发射机的使用寿命。
2.体系结构规划及体系作业流程
2.1 体系结构规划
雷达发射机温度测控体系由监控核算机、监控测控板、温度传感器节点和发射机空调体系组成。
监控核算机:本温度测控渠道运转在监控核算机上,监控核算机通过RS485总线与监控测控板通讯,具有实时监控、数据核算剖析、监控设备管理、温度操控和报警等功用。
监控测控板:首要集成了PIC18F87K90单片机、RS485总线接口、单总线接口、红外发射器及相应的指示灯等。温度传感器集成在测温电缆中并挂在单总线接口上,通过单总线主动查找、定位一切在线温度传感器,完结对温度数据的传输和传感器毛病的自检功用。PIC18F87K90单片机完结温度数据收集,通过RS485将数据上传给监控核算机,一起接纳来自监控核算机的操控指令,履行相应的操作。
温度传感器节点:由MCU和温度传感器组成,安置在发射机的作业环境中,侦测发射机组件各部位的温度数据,通过单总线办法与监控测控板通讯。每个传感器节点含有3个~5个数字温度传感器DS18B20,各个温度传感器之间以并联办法通过电缆相连。测温电缆的水平、垂直距离应操控在必定的规模内,以到达及时监测发射机各测温点温度的改变。
雷达发射机及空调体系:在雷达发射机方舱安装了两个空调设备,以便于对雷达发射组件进行降温,把发射组件的作业操控在抱负的作业环境下。
2.2 体系作业流程
体系建立完结后,监控测控板守时收集发射机组件各测温点的温度值,单片机将温度数据依照串口通讯协议进行打包,上传给监控核算机;监控核算机对数据进行解析、处理、剖析,将处理后的各测温部位的温度值显现在监控界面上,一起与各部位的温度值相比较,当接连3次都超越设定的阈值,则报警;之后通过界面上的空调温度设置按钮对各部位的空调设备进行温度操控,以到达监测和操控雷达发射机组件温度的意图。
3.体系硬件规划
3.1 PIC18F87K90简介
P I C 1 8 F 8 7 K 9 0单片机是一款低功耗作业的单片机,其最高作业频率可以到达64MHz,内部含有丰厚的Flash ROM、SRAM、E2PROM存储资源,一起含有串口、守时器等外设资源,该芯片通过恰当外围电路扩展,可以满足本温度测控体系的要求。如图1:
3.2 DS18B20简介
DS18B20芯片是DALLAS公司出产的一款数字式测温传感器,广泛应用于各种测温体系中,其分辨率可以从9-12位挑选,最高精度为±0.0625℃,测温规模为-55-125℃,可以选用外部供电/寄生供电,每片DS18B20有绝无仅有的序列号。一起该芯片支撑单总线操作技能,使得本体系的线路简略、硬件开支小、简化体系的硬件规划复杂度,便于总线的扩展和保护。
3.3 硬件规划方案
本体系的硬件模块包含单总线多点温度收集模块、单片机操控解析模块以及红外线遥控模块,其硬件结构图如图2所示。详细功用描绘如下:
(1)单总线多点温度收集模块
测温电缆通过单总线接口接入监控测控板,再通过I/0口将温度数据送入单片机。单片机中的温度收集模块依照设定的温度采样距离守时从单总线上收集各测温点的温度值,按协议办法对数据进行打包处理,再通过RS485总线上传给监控核算机。
(2)单片机操控解析模块
单片机接纳到来自监控核算机的操控指令后,依照RS485通讯协议进行解析,将解分出的操控指令依照红外数据通讯协议,打包成相应的操控指令,发给编码和调制模块。
(3)红外线遥控模块
此模块由编码及调制电路和红外发光二极管组成。单片机宣布的操控信号,经编码后,再将该编码信号调制为38KHz的方波,然后将已调波扩大,驱动红外发光二极管,得到红外遥控脉冲序列信号。
4.体系监控渠道软件规划
监控渠道是用户操作的终究界面表现。操作人员通过监控渠道对监控数据进行剖析、处理,并使用监控渠道宣布各种操控指令。监控渠道选用客户/服务器(B/S)办法开发,与雷达监控的其他功用集成在一个界面上。
4.1 体系监控渠道首要功用
监控渠道的首要功用有实时监控显现功用、核算剖析功用、温度报警功用、空调温度设置功用、采样距离设置功用、温度阈值设置功用和检测设备管理功用等。
详细功用描绘如下:
(1)实时监控显现功用
在监控界面上,实时显现处理的各测温点的温度数据。
(2)核算剖析功用
将收集上来的温度数据,依照必定的办法剖析、处理后,将温度值与设置的阈值比较,核算接连超出阈值的次数,作为判别是否报警的依据。
(3)温度报警功用
当接连超出阈值次数超越3次时,在监控界面上进行报警提示。
(4)空调温度设置功用
操作员依据报警提示或个人经历,在界面上进行空调温度设置,到达操控空调的意图。
(5)采样距离设定功用
在界面上进行采样距离设置,来操控单片机的采样频率。
(6)温度阈值设置功用
依据发射机组件各温度部位的特色,对各测温部位别离进行温度阈值设置。
(7)检测设备管理功用
首要针对硬件设备进行检测,如温度传感器,监控测控板,如产生毛病,在监控界面上进行设备毛病报警。
4.2 串口通讯协议
串口通讯用于单片机与监控核算机通讯。协议格局为:
协议字头标志为0x5a5a5a5a,占用4个字节;操控符占1个字节;数据长度用来记载数据个数,占2个字节;数据段是传输的数据内容;CRC校验用来查验数据的正确性,占2个字节;完毕符表示指令完毕,界说为0x16e916e9,占4个字节。
4.3 体系界面规划
图3是雷达监控渠道的主界面,该主界面的右下角为雷达发射机测控体系的监控界面,其它部分为雷达别的一些监控功用的界面。通过该界面可以看到雷达发射组件各测温点的温度值。若温度超越设置的阈值会有报警提示,从而在界面上对该部位的空调温度进行从头设置。
4.4 测验成果比照、剖析
当测温成果接连3 次超越设定的阈值时,在界面上进行报警提示,如图4所示,此刻对空调进行降温操控,一段时间后,温度降到阈值规模内,报警提示消除如图5所示。
图4和图5对降温前后的温度成果进行了比照,标明通过界面可以直观监控发射机组件各测温点的温度,一起可从界面上便利的操控各测温点空调的温度,起到有针对性的为发射机组件降温的意图。
5.完毕语
本文将单片机与温度传感器组成的测温体系应用到雷达发射机组件的温度操控中,完结了对雷达发射机组件各部位温度的实时监测与操控。监控渠道软件选用了模块化、目标化和散布核算的规划办法,便于拼装、扩展,具有很高的灵敏性。雷达发射机测控体系处理了传统监控办法的非实时性、人工现场操作、操控不灵敏等缺陷,可以及时发现雷达发射机组件的温度反常,便利设置空调温度,到达快速、有用的下降发射机温度的意图。本体系规划完结后,通过两个月的试用,运转状况良好,到达了预期规划要求。