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如何解决武汉液晶屏无人值守应用中存在的问题

武汉液晶屏 发布日期:2018年10月19日 共阅[ 1670 ]次

针对武汉液晶屏无人值守应用中存在的问题,给出一个经济、可行的系统技术方案。该方案采用以单片机(MCU)为中央处 理系统,配备外围数据采集、逻辑处理,根据处理数据作出合理判断,传输相应数据到计算机并作数据的相应处理,控制配电柜等 合理动作,合理有效地保护显示屏及控制系统,保证运行环境的安全。本文设计的控制系统,根据当下液晶屏应用,满足了播放终端无人值守、系统安全的需要。

1系统设计方案

1.1系统组成

本系统由计算机与数据采集系统组成。其中,数据采集系统由单片机、数据采集矩阵、数据采集模块、5V稳压电源、24V稳压电源组成,如图1所示。系统工作过程是:传感器输送24V电压信号到光耦,光耦传信号给数据采 集处理矩阵,单片机对矩阵进行循环扫描,检测到信号并进行数据分析,单片机上传分析数据到计算机进行分析数据备份,单片机发出“控制命令”,启动报警系统,合理控制空调系统,合理操作配电柜。
图1

1.2系统工作原理

采集系统以单片机为主,其主程序工作在端口P0的扫描,检测到有效数据,进行数据分析后进行数据传输、相应动作。具体工作原理如下:

以一组温度采集信号为例,数据可以为每个布点的传感器为一端点对应一个输入口,可做8*4路,也可以所有传感器“并联”,作为一路温度信号输送给单片机处理,如并联,则其信号处理如图2。
图2  

对于信号采集的处理方式有两种:一种为循环扫描的方式;一种为触发中断,进入中断程序的处理方式;现以第一种方式为例:

信号传输到采集卡后,经过光耦隔离传输给74HC244。4片74HC244分别以单片机P2.0~P2.3作为选择信号,当其中一个口有效时,则读取这组数据,无效时等待另一个口的有效选择,然后读取下八位数据,依次循环。采集矩 阵如图3 图3

单片机采用P0口作为数据采集口,P2.0~P2.3作为数据选择口(根据此矩阵可知,可选择的监控数据为32组,如图4所示),MPU循环送出低电平信号到P2.0~P2.3,每送出一个低电平即扫描P0口,如检测到有效信号,则进行 信号来源判断,然后把数据送计算机备份,再根据判断发送控制电平到相应P1口与P2.4~P2.7,进行相应动作(如开、关空调,关闭电源,火警报警等等)图4

2系统主要模块的选择和电路设计

2.1主控芯片

(一)芯片选择

为了满足采集信息的处理能力,单片机采用性价比较高的ATMEL的89C51(或者兼容芯片华邦的78E52),片内含有4Kbytes的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和128bytes随机存取数据存储器,片内置通用8位中央处理 器(CPU)和Flash存储单元,处理能力在性能上完全满足该采集卡功能需要。

(二)最小系统电路设计

系统采用外部振荡器,晶振采用11.0592MHz,提高通讯端口传输的准确率。该系统采用外部硬件狗,并定期“喂狗”,防止单片机死机后无法回到正常的运行程序。P2.7作为主程序运行的指示端口,当运行在主 程序时LED灯闪烁。P0口作为采集数据的列扫描信号输入端,与74HC244的数据输出口相连,P2.0~P2.3作为数据采集的行信号选择输出端,与74HC244的三态门选择端相连,P1口作为外围控制设备的控制信号输出端,与光电耦 合器相连,通过光电耦合器控制继电器来控制外围控制设备。P3.0与P3.1,采用他们的复用功能,与计算机进行通讯,进行数据上传。如图5。图5

2.2传感器模块

(一)模块选择

(1)烟雾传感器模块。选择烟雾传感器模块的要求是:价格便宜、体积小、适用方便、稳定性好、传输信号为0、1电平信号。这款模块可以自行设定阈值温度,在达到液晶屏保护温度的时候发出有效电平信号,此信号抗 干扰性强,适合恶劣环境下的工作条件。

(2)温度传感器模块。温度传感器可以采用开关型温度传感器,如开关型磁性温度传感器,具有迟滞温度,避免普通开关温度传感器在临界点时的频繁工作,它的特点是:无时效化、可靠性高、精度高、成本低的特点。

(二)电路设计

(1)烟雾传感器模块:输出引脚1为电源;2为数字信号输出;3为模拟信号输出;4为参考;如图6所示。 图6

(2)温度传感器模块:以常闭型开关型磁性温度传感器为例:如图7所示
图7

2.3电源模块

此处开关电源需选用直流输出5V、24V电源,或者选用7805或者7824自行设计电源。

2.4系统总体电路拓扑

此系统为环境检测及控制的硬件部分,此系统与PLC相比有:经济实惠、性价比高的特点。根据客户的需要,此系统可以做单机版、网络版等开环、闭环控制,对于客户的环境监控、环境检测备份以及外围设备的控制操作 带来方便,很好地达到真正无人值守、安全控制的要求。

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