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在當前單片機的應用新措施有哪些?對于當前的輸電線路中應該怎樣去加強管理應用制度呢?通信設備的管理技巧有哪些?單片機的檢測應用有哪些通過什么方式能更好的加強對這些管理呢?《電信工程技術與標準化》本刊宣傳信息產業的方針、政策,報道電信工程建設和網絡運行方面的成就與發展趨勢;介紹新的通信理論和技術知識,技術標準規范。交流科研、設計、規劃、施工維護方面的技術與經驗,突出實用性、指導性。為海內外信息工程建設和網絡運行部門提供技術支撐與標準服務。
摘要:整個設計的完成是依靠硬件電路與軟件程序的配合,通過對硬件電路的定型使軟件程序也一并確定下來了。整個軟件程序是包括主程序和子程序兩部分。主程序是完成對硬件電路的初始化的設置,子程序來完成其他模塊的調用等功能。
關鍵詞:單片機,電路設備,輸電線路
1 設計內容
本次設計是依靠拉壓力采集模塊與傾斜角度采集模塊及單片機最小系統來檢測桿塔是否發生故障,一旦檢測到故障的數據單片機STC90C5A60S2會發出一個關于故障的數字信號,再傳輸給通信模塊SIM900A,發送提醒至控制中心。整個系統由測量部分(包括拉壓力采集模塊,傾斜角度采集模塊),控制系統(單片機最小系統),通信部分(GSM模塊)組成。設計圖如下:
1.1 電源模塊
電源電路的設計對本次設計有非常重要的作用。一般而言,整個系統會由大量的模擬電路和大量的數字電路組成,這兩類電路對電源的具體要求是不一樣的,往往數字電路會干擾到模擬電路的使用。因此,電源設計除了要有特定的輸入、輸出電壓和輸入、輸出電流外,還要求能夠擁有紋波小、體積小、效率高、噪聲低、可靠性高以及一定的抗干擾能力和抗電磁兼容性等特性。
這個設計是基于單片機的故障檢測系統,采用模塊化、層次化設計。通過使用拉壓力傳感器來完成桿塔受力情況的采集,使用傾斜角傳感器來完成桿塔傾斜角度的測量。將測量的數據通過單片機STC90C5A60S2進行與原始數據對比,將故障桿塔編號通過通信模塊發送到控制中心。該系統電路制作簡單,工作穩定,效果理想,具有很高的應用價值。
本次電路設計的電源模塊選用的是12V輸出的直流穩壓電源給整個系統供電,之后經過降壓模塊給傳感器,通信設備以及單片機最小系統供電。
1.2拉壓力采集模塊
QLLY拉壓力傳感器能輸出桿塔的受壓力情況,將采集的數據發送給單片機,單片機將數據進行分析,實現不間斷的檢測。拉壓力傳感器又稱作電阻應變式傳感器,是一種能夠把物理信號轉變成為可測量的電信號輸出的裝置。S型拉壓力傳感器通常用在指定的標準稱量中,尤其在一些要求高精度的工業稱量系統中使用廣泛。因為QLLY拉壓力傳感器的高度可靠性以及密封設計,即使在惡劣環境下仍能長時間連續穩定的工作,所以我們在本次的電路設計中選擇了這個傳感器。桿塔常年曝曬在陽光下,要求傳感器能適應各種氣候條件,QLLY拉壓力傳感器能夠很好的解決這個問題。同時此傳感器的輸出端有屏蔽信號干擾的作用,是測量更加準確。QLLY拉壓力傳感器連接到BSQ-2變送器進行模擬信號的放大。BSQ-2變送器的工作電壓是12V,能產生10V的激勵電壓供給QLLY拉壓力傳感器供電,把QLLY拉壓力傳感器采集到的mV級的信號放大到V級,之后傳輸給單片機。
我們在主程序中,完成了對QLLY拉壓力傳感器、ADXL335傳感器的初始化設置,同時通過傳感器輸出信號經過單片機的處理通過SIM900A模塊發送至控制中心。主程序模塊框圖如下:
在檢測過程中是通過QLLY拉壓力傳感器,ADXL335傳感器采集桿塔受力和傾斜角度,以單片機STC90C5A60S2為核心控制部件,并通過SIM900A模塊實現和終端的數據傳輸。我們此次的設計實現了對單片機在桿塔監控中的應用,能夠在其他方面進行更好的推廣。
桿塔頂部可用面積小,拉力采集裝置放置在桿塔和絕緣子的連接處,通過桿塔和絕緣子的拉力來判斷輸電線的負載。傾斜角度采集裝置放在桿塔頂端的平整位置,來確定桿塔是否傾斜(需給其一個初始角度的允許范圍)。通過簡單的單片機來完成本次設計,不僅能節省成本,而且效果理想,也是我們設計的一個重點。
1.3 傾斜角度采集模塊
ADXL335傳感器是一種高精度、低功耗及單一的IC芯片加速度傳感器,其電壓在1.8V至3.6V之間,在55°C 到125°C溫度范圍內,采用5×5×2 mm的LCC的封裝。具有質量輕巧的特點,本產品PCB模塊尺寸僅22mm×23mm。ADXL335傳感器能夠將桿塔相比于垂直情況的傾斜情況即時發送給單片機,如果傾斜角度與設定的角度偏差較大時,單片機通過通信模塊將故障桿塔編號發送至終端。
1.4 通信模塊
SIM900A模塊是一款采用SMT封裝,其體積更為小巧的GSM/GPRS模塊,采用ARM926EJ-S架構,性能強大,可以內置客戶應用程序,性能強大可靠。其GPRS模塊,是以移動數據的形式完成信息的傳輸,對于網絡信號不好的地方,會造成數據傳輸的失敗,不能使用GPRS功能。所以我們選擇以GSM模塊來完成單片機與終端的數據傳輸,在終端會顯示具體哪個桿塔出現問題,從而派工作人員前往事故現場,處理問題。
最小系統選用的單片機型號為:STC90C5A60S2。這款單片機本生具有高速的運轉,高可靠的性能、功耗低、抗靜電、抗干擾能力強等優點,傳統的8051的指令代碼完全適用于這款單片機,但這款的反應速度更快,工作電壓為3.5-5.5V,工作頻率為0-35MHz,有自帶的A/D裝換,10位精度的ADC,能夠減少硬件的使用,簡化電路的硬件設計,使電路的體積更加小巧,輕便。