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(3)无线模块以挪威Nordic公司推出的NRF905单片无线收发芯片为核
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产品名称:(3)无线模块以挪威Nordic公司推出的NRF905单片无线收发芯片为核

产品类别:集装箱叉车

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产品详情

  针对传统方法检测叉车门架倾角精度和效率低的状况,我们开发了一种新型叉车门架倾角检测装置,该装置选用不同量程和精度的倾角传感器,可对叉车加载后的倾角变化量和工作装置最大可调角度进行测量。该装置具有中文菜单操作提示、检测数据自动存储、无线传输、有线传输、查询和遥控器红外线操控等功能,可测量工作装置倾角的自然变化量(泄漏量)、前/后倾角、角速度等参数。在检测准确度、精度和检测项目上完全符合国家质检总局《厂内机动车辆监督检验规程》要求,检测系统由软件和硬件2部分组成。

  本系统软件采用C 语言编程,保证了程序设计的共享性和可移植性,提高了系统程序的可执行效率。此外,程序设计采用了看门狗系统和EEPROM。采用的X5045芯片不仅可以防止出现干扰时死机,还可在切断电源情况下,保证内部数据不丢失;检测数据和设置参数可在不同的硬件上保存,以防用户在使用过程中改动设置数值,造成测试不准确。

  为增加通用性和灵活性,系统在一些主要功能程序设计中都采用了模块化编程技术,主要模块有:系统初始化模块、信号采集与处理模块、数字滤波和算法模块、中断管理模块、显示模块、键盘处理模块、有线通信模块、无线通讯模块、红外线接收模块和主控模块等。在程序编写中,摒弃了传统的三总线系统设计,消除了各种不同终端部件间、外界敏感因素与系统间的干扰问题,保证了仪器运行的高度稳定性。

  为提高信号采样的实时性和准确性,在程序设计中充分利用了微控制器所提供的丰富的外围模块、中断源和具有计数、捕获比较功能的定时器等。由于该AVR单片机外部中断源数量比其他型号的单片机的外部中断源数量要多,所有信号都可以采用中断方式进行采样和处理。这样不但提高了系统的实时性,而且也可省去部分外部中断辅助电路(中断源少的单片机),节省了采用查询方式而消耗的MCU的时间,同时也便于对系统进行低功耗管理。

  为保证数据发送的100%成功,系统采用了背景式无线通讯方式。这种通讯方式只需检验员确认该数据可否被采纳,即可保证通讯自动、可靠,子机如短信般自动向主机传输数据,并由主机给出成功接收数据的确认信号。如果子机发送不成功或主机接收失败,子机将自动再重发,直到发送成功,数据会从各子机单元中自动消除。

  在软件设计上采用以分层子程序调用和中断服务程序相结合的程序设计结构,保证系统设计的可靠性和速度要求,也可使软件在调试过程中较为方便和清晰,便于扩展程序功能。

  手持单元的硬件主要由ATmega32单片机、DCDC电源模块、EEPROM芯片、LED显示屏、红外接收芯片、无线通讯芯片、蜂鸣器、键盘、指示灯和传感器接口等几部分组成(见图2);传感器单元主要由磁敏式倾角传感器组成。

  手持单元的主控制器采用Atmel公司的AVR系列的ATmega32单片机, 具有32kB 系统和内可编程 Flash的8位AVR微控制器。其具有先进的RISC 结构、131 条指令( 大多数指令执行时间为单个时钟周期)、32个8 位通用工作寄存器、非易失性程序和数据存储器,只需2个时钟周期的硬件乘法器,就能使该机工作于16 MHz 时性能高达16 MIPS。它具有独立自锁定位的可选Boot代码区,实现真正的同时读写操作,擦写寿命高达10,000 次,同时由于C编译专家的参与,C代码效率极高,用户无需担心消耗更多的资源。

  使用智能化的DC电源控制模块,实现了自动延时、系统软件关机,使系统工作时间长达8 h。同时,不同部分由专门的DC电源供电,避免了相互干扰。系统可随时监控各部分电源使用情况,当电源低到设定值时,系统自动锁死各测试功能,从而防止了在工作过程中掉电、掉数据。电源在各芯片间采用去耦电路,以减少各芯片间的耦合干扰。主机电源采取防接反电路,并用交、直流或正、反接方法连接,皆不易损坏电路。由于采用了高协作性的电路设计,保证了使用不同电压的电路或器件时能互不干扰。

  (3)无线模块以挪威Nordic公司推出的NRF905单片无线收发芯片为核心,配以滤波电容、晶振和天线等外围电路制作而成,发射功率8 W,协议内置,具有接收灵敏度高,频道多,抗干扰能力强、传输距离远和接口简单可靠等优点,以此为核心的数据收发模块延迟少,实时性好、性价比高且易于扩展。

  NRF905是一种比较先进的使用业余频段的无线数据通讯模块,具有很高的可靠性和先进的技术指标;RS232和USB两种接口方式并用,打破了一般单片机仅支持RS232接口的界限。这种设计可以将子机通讯应用到只有USB接口的个人电脑上,提高了设备有线)传感器

  磁敏式倾角传感器用来测量相对于基准面的倾角变化量。根据牛顿第二定律原理,如果初速度已知,就可以通过积分计算出线速度,进而可以计算出直线位移。系统选用“固体摆”式惯性器件,适合叉车工作装置倾角测量的需要。传感器采用金属封装,其稳定性和可靠性高,适应恶劣环境能力强。

  该检测系统运行稳定,实用性强,符合产品化通用设计规范,适应了现场检测的需要,检测自动化程度高,减轻了检验员的劳动强度,提高了检验工作效率。

  (作者地址:北京市海淀区马甸东路9号A座2312室 国家质检总局特种设备局)

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