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嵌入式控制器在电力监控及交通安全应用

文章来源:中国工业电器网 作者:未知 点击:次 时间:2012/10/25 14:49:34 转载:
  设计者和厂商都希望嵌入式控制器新闻专题 href="http://news.bjx.com.cn/zt.asp?topic=控制器">控制器能够为电力监控与交通管理系统提供新的通用功能,包括满足用电计量、汽车监控、数据搜集和传感器新闻专题 href="http://news.bjx.com.cn/zt.asp?topic=传感器">传感器调节等方面的要求。当今嵌入式控制器种类与型号已不少,而基于混合信号的嵌入式控制器作为实现这些系统功能的监控,是一种实现节能的新型有效技术。

  主要技术规范

  如今,一类新的嵌入式控制器已经出现,它们能在同一硅片上整合高性能数据采集子系统,具有近似DSP功能及RSIC-CPU核,从而简化了外部模拟接口。图1示意了现代嵌入式控制器(MAXQ系列)的整合能力,并与传统微控制器作了比较。

  MAXQ系列嵌入式控制器是这种新一代c的代表,除了通常的UART(通用异步接收、传送器)、定时器和I/O端口外,还集成了一组简化的模拟接口的外设:

  一个16位、每秒8百万条指令(MIPS)及单周期RISC核;

  具有32Kd闪存(flash存储器)、512BRAM和独立波特率产生器的2个UART;

  一对16位Delta-Sigma()ADC  

  能够以PWM模式工作的16位定时器;

  一个带40位累加器的16×16乘法器。

  MAXQ系列嵌入式控制器还有一个时钟/日历、一个LCD控制器和简化IR(红外)通讯通道接口的硬件。内含3个定时器,其中1个支持PWMD/A;红外通信功能;可驱动112段LCD的控制器;依靠电池备份、具有日历和亚秒闹钟功能的实时时钟。

  在电力监控与交通安全方案中的应用[$page]

  电力监视装置方案

  如今越来越多的电器始终处于耗电状态。例如电冰箱,其电源含间歇开关,只有当冰箱内部温度高于限定值时电源才被接通。实际上,耗电的设备到处都是,多媒体设备发出亮光的指示灯,表示它被关闭,在等待命令被再次打开。过去,闭合开关就意味着该设备不再有任何形式的工作。但在今天,“关掉”电视机只是使其处于待机模式,而许多电路仍在耗电。事实上,现在已经很难找到真正切断电源的电器。

  微机也是隐蔽耗电的设备。在网络时代的今天,人们离开时还让微机下载文件、收取邮件等等,其耗电量仍值得考究。

  MAXQ系列嵌入式控制器不失为电力监视装置设计方案中的理想选择,图2为具体设计方案示意框图。

  在多普勒雷达系统应用

  应用方案

  MAXQ系列嵌入式控制器它的两个ADC分别设计用于监视电压通道和电流通道。在本项目中,MAXQ3120连续监视进入某设备的电压和电流。然后,它可以报告该设备的平均功率,用电高峰出现的次数和幅度,如有需要还可提供该设备的功率因数。

  其最简单、直接的报告方法是在监视装置上配置一个小巧的LCD。LCD价格低廉,用来监视单个设备时,可做得非常紧凑、易用。该嵌入式控制器可在多种显示模式间进行切换(电压均方根、电流均方根、功率、度数等等),可使用一个或多个按钮控制切换。

  如需监视多个设备,可建立中心站来记录来自各从站的数据。并可用廉价的模块实现不太理想的数据传输。该嵌入式控制器的ADC仅有20,000次/秒的采样速率,这种速率无法解调100kHz范围内的载波(这个频段被普遍用于电力线控制系统),但是它们可以解调音频范围的载波。如果数据传送速率足够慢,比如约10bps,其可实现非常可靠的通信。主站可以是单独的装置,也可以通过微机的串口与其连接。后一种方案更具有吸引力,因为微机的存储量足够大,且能够完成比微控制器更复杂的任务。

  交通安全在多普勒雷达系统中的应用(见图3)。

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