传感器技术应用平台的构建.ppt
深圳市鸥鹏科技有限公司主讲人：首家辉,传感器技术及应用平台的构建,2008 Open-Tech.All rights reserved.9/29/20229/29/20222023/11/11,1,传感器技术的应用,航空航天,智能楼宇,环境监测,汽车电子,医疗设备,家用电器,2008 Open-Tech.All rights reserved.9/29/20229/29/20222023/11/11,2,传感器技术的重要性,随着全球网络化、信息化的不断加深和演变，人类对信息的需求和依赖日益加深。在处理、传输信息之前，必须获取准确、可靠的信息，传感器是人类获取信息的主要途径与手段。现在，传感器及应用技术已经广泛渗透到人类社会的方方面面，例如工业生产、资源勘查、国防建设、宇宙开发、医学诊断、文物保护等。然而要学好传感器技术，仅仅学习和掌握传感器的原理是远远不够的。,2008 Open-Tech.All rights reserved.9/29/20229/29/20222023/11/11,3,传感器技术的学习方法,采用全新的教学方法-理论联系实践，科学主导工程。必须从具体的传感器应用项目开始，放射性的扩展知识面。以基础的单片机应用开发平台作为传感器技术应用平台，再过渡到构建通用的基于PC和虚拟仪器LabVIEW的传感器应用平台。,传感器信号,信号处理（V/F等）,A/D转换,数据采集,PC机,微控制器,数字电路,显示器件（LED等）,显示器件,LabVIEW虚拟仪器,2008 Open-Tech.All rights reserved.9/29/20229/29/20222023/11/11,4,课程优势,大批量小型智能仪器仪表产品都直接采用单片机进行开发，这样不仅可以大幅度降低生产成本，而且可以提高产品的可靠性和效率。本课程就引领大家如何从已经掌握的单片机技术和C语言出发，结合现代传感器技术，学习和掌握如何基于单片机来开发小型智能仪表。对于许多大中型设备和桥梁、建筑等工程对象，则需要利用各种先进的传感器和测量技术对其进行测量，这类测量系统往往都是基于PC和虚拟仪器，这样不仅非常灵活，而且可以非常方便地进行系统升级。本课程在引领读者进行小型智能仪器和仪表产品的开发后，逐步过渡到复杂测量系统的构建和现代传感器技术的应用，达到掌握整体的现代传感器技术及应用方法的目标。,2008 Open-Tech.All rights reserved.9/29/20229/29/20222023/11/11,5,传感器技术应用平台的构建,控制器的选择：BS2微控制器教学板BS2微控制器教学板是从美国Parallax公司引进的机器人单片机控制教学板。,BS2微控制器教学板,BASIC Stamp微控制器是以PBASIC为编程语言，通过解释器对PBASIC应用程序进行解释执行的微型电脑(计算机)。它具有16路I/O通道，每个I/O通道引脚可直接连接按钮开关、发光二极管(LED)、扬声器、电压计及许多其他TTL装置等。,2008 Open-Tech.All rights reserved.9/29/20229/29/20222023/11/11,6,传感器技术应用平台的构建,控制器的选择：2.C51/AVR双单片机教学板C51/AVR双单片机教学板涵盖了由“AT89S52”组成的51单片机最小系统和由“ATMEGA8”组成的AVR单片机最小系统，如图1-6所示，可以根据项目的需要灵活选择，即可以在一个平台上完成多种类型的基于单片机的应用开发项目。,C51/AVR双单片机教学板,2008 Open-Tech.All rights reserved.9/29/20229/29/20222023/11/11,7,传感器技术应用平台的构建,主要特点：通过两条跳线，实现51单片机和AVR单片机切换工作或同时工作。在一块控制板上完成AVR和C51间的异种单片机间通信实验。配备各自独立的RS232接口，实现与计算机进行串行通信。配备各自独立的ISP接口，实现在系统编程。配备各自独立的20PIN排母接口，实现与其他设备如液晶屏、摄像头等套件的连接，从而完成更多任务。,为每种单片机配备4组3PIN电机驱动接口，为机器人的伺服电机提供电源和驱动信号。提供47mm36mm的实验面包板，结合单片机各IO口，可搭建电路，或与其他传感器连接，完成更多的单片机实验。,2008 Open-Tech.All rights reserved.9/29/20229/29/20222023/11/11,8,传感器技术应用平台的构建,对象,传感器实验对象,机电系统,多路电源模块,数据采集模块,智能控制与驱动模块,传感器开放电路实验模块,超声波位移测量实验模块,环境状况监测模块,数字电子秤实验模块,多传感器特性实验模块,环形输送线实验模块,多功能转子测控实验模块,直线位移测控实验模块,球杆定位控制实验模块,水箱液位控制实验模块,直线位移倒立摆,悬臂梁实验模块,LabVIEW虚拟仪器,2008 Open-Tech.All rights reserved.9/29/20229/29/20222023/11/11,9,传感器技术应用平台的构建,1.多路输出电源模块 多路输出电源模块为平台的其他模块、传感器和测控对象等提供直流电源，如光电开关传感器使用+5V电压，电涡流传感器和振动加速度传感器使用+24V电压、智能控制与驱动模块使用+24V电压工作、而数据采集模块则使用+12V电压工作。,TS-POW-4多路输出电源模块,2008 Open-Tech.All rights reserved.9/29/20229/29/20222023/11/11,10,传感器技术应用平台的构建,2.数据采集模块 从传感器输出的测量电信号大多是模拟量信号，不是数字信号。(10V以内，或者5V)模拟电信号可以直接进入示波器等测量仪器显示，但不能直接进入计算机（或者单片机）进行分析、处理和显示。为此，需要将测得模拟量电信号转换成数字信号，数据采集模块就是用来完成这一任务的。数据采集模块接受各种传感器输出的标准模拟电信号，转换成数字量，通过与计算机的接口传送给计算机。,TS-INQ-8U多通道数据采集模块,2008 Open-Tech.All rights reserved.9/29/20229/29/20222023/11/11,11,3.智能控制与数字伺服驱动模块智能控制与数字伺服驱动模块用于为测控对象提供通用的控制和驱动功能，他既可以控制和驱动步进电机、直流伺服电机，还可以驱动交流伺服电机和直线电机等。在进行运动的测量项目中，需要构建接近真实的运动控制环境，该模块更是必不可少。智能控制与数字伺服驱动模块既可以独立运行，也就是说，不需要有额外的计算机支持就可以工作，也可以通过串口与计算机连接，接受计算机下达的指令工作，因此使用起来非常方便。,传感器技术应用平台的构建,TS-ICD-5A智能控制与驱动模块,2008 Open-Tech.All rights reserved.9/29/20229/29/20222023/11/11,12,传感器技术应用平台的构建,智能控制与数字伺服驱动模块拥有基于图形化编程的专用运动控制软件EasyMotion Studio，通过该软件可以配置、自动检测各类电机参数，自动验证、设置编码器、霍尔、旋转变压器等参数，人工调整电流环、速度环、位置环参数，自动检测电机与负载的总惯量，自动调整各控制环参数。,2008 Open-Tech.All rights reserved.9/29/20229/29/20222023/11/11,13,传感器技术应用平台的构建,5.传感器开放电路实验模块,2008 Open-Tech.All rights reserved.9/29/20229/29/20222023/11/11,14,传感器技术应用平台的构建,传感器开放电路实验模块的主要目的是为读者进行基础传感器应用提供一个开放的、透明的实践平台，让读者通过自己动手搭建传感器信号处理和放大电路，更详细地了解常用传感器及其相关信号提取和处理方法。该模块为读者提供一套实验主板和两套实验对象。两套实验对象中，一套是出厂前完成测试的完整模块，提供给读者进行验证性实验，另一套是可以让读者自行搭建电路的散件。这样的安排既可以减少老师备课的时间，又能提高读者的动手能力，同时读者通过亲自动手搭建电路进行实验也能加深读者对所学知识的理解和掌握。,2008 Open-Tech.All rights reserved.9/29/20229/29/20222023/11/11,15,传感器技术应用平台的构建,传感器开放电路实验实验模块-传感器特性测量实验程序,传感器特性测量实验程序界面,2008 Open-Tech.All rights reserved.9/29/20229/29/20222023/11/11,16,构建通用网络传感器技术应用开发平台,要学好传感器技术及其应用课程，离不开实际项目的训练和制作。只有在实际的应用项目中，才能更好地理解传感器的技术原理、接口特性、数据处理和显示方法等。针对实际应用中各种各样的传感器，有必要构建一个通用的应用平台，以方便开展各种传感器应用开发工作。这个平台就是现代通用网络传感器技术应用开发平台。该平台为所有需要学习传感器技术及其应用的相关专业提供了一套通用的软硬件开发和应用平台，能有效地提高学生的动手实践能力和动脑设计能力。,2008 Open-Tech.All rights reserved.9/29/20229/29/20222023/11/11,17,构建通用网络传感器技术应用开发平台,该平台由四大部分组成，包括测控对象、传感器、数据采集仪和智能控制与数字伺服驱动模块、计算机和虚拟仪器LabVIEW等。,2008 Open-Tech.All rights reserved.9/29/20229/29/20222023/11/11,18,构建通用网络传感器技术应用开发平台,2008 Open-Tech.All rights reserved.9/29/20229/29/20222023/11/11,19,构建通用网络传感器技术应用开发平台,通用网络测控平台将传感器测控技术与局域网通信技术结合起来，使局域网内远端计算机分享现场采集的数据，并按照权限对现场测控对象和模块进行控制，有效的扩展了单机虚拟仪器测控平台的应用空间。现场组网必须使客户端与服务器处于同一级子域，并且使客户端程序、服务器程序、测控仪器、以及传感器同时工作。,2008 Open-Tech.All rights reserved.9/29/20229/29/20222023/11/11,20,构建通用网络传感器技术应用开发平台,网络测控的服务器程序界面,2008 Open-Tech.All rights reserved.9/29/20229/29/20222023/11/11,21,构建通用网络传感器技术应用开发平台,客户端程序界面,Q&A！,谢谢！,
