專利名稱：智能家居系統微弱信號接收裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及智能家居系統微弱信號接收裝置，屬于微弱信號檢測技術。
背景技術：
隨著科學技術發展，遙感技術在智能家居系統得到廣泛應用，智能家居是利用先進的計算機技術、網絡通信技術、綜合布線技術、依照人體工程學原理，融合個性需求，將與家居生活有關的各個子系統如安防、燈光控制、窗簾控制、煤氣閥控制、信息家電、場景聯動、地板采暖等有機地結合在一起，通過網絡化綜合智能控制和管理，實現“以人為本”的全新家居生活體驗。智能家居系統主要包括計算機軟件技術，計算機硬件技術，計算機密碼技術，圖像處理技術，傳感器技術。在一個數字智能家居系統家庭中，為保證完善的控制，需要測量多種物理量，比如電流、電壓、溫度、濕度等；這些信號大多是微弱信號，微弱信號不僅是指信號的幅度很小， 而且主要是指被噪聲的信號，微弱是相對于噪聲而言的，為了檢測微弱信號，人們進行了長期的研究工作，分析噪聲產生的原因和規律，研究被測信號的特點、相關性及統計特性， 以尋求從背景噪聲中檢測出微弱信號的方法和技術。對于各種微弱信號的檢測，如弱光、微流量、弱電壓等，一般都是通過相應的傳感器將其轉換為微電流或低電壓，再經放大器放大其幅度以期指示被測量的大小。但是，由于被測信號微弱，傳感器的本身噪聲、放大電路及測量儀器的固有噪聲以及外界的干擾噪聲會比有用微弱信號的幅度要大，放大微弱信號的同時噪聲信號的幅度也同時放大，例如放大器的內部固有噪聲和外界各種干擾的影響單憑放大時不能把微弱信號檢測出來，只有在有效的抑制干擾信號的同時增大微弱信號幅度， 這樣才能提取出有用信號。為了提取出微弱信號，科研工作者必須研究微弱信號的理論、方法、設備。
發明內容為了達到上述目的，本實用新型的目的在于提供智能家居系統微弱信號接收裝置；本實用新型針對低頻微弱信號檢測困難、準確度不高等問題綜合多種相關檢測與濾波技術，實現了在強噪音和干擾條件下對低頻微弱電壓信號的精確測量裝置。本實用新型由硬件系統和軟件系統構成；硬件系統由前端接收機、前端放大器、功率放大器和執行機構構成；前端接收機連接前段放大器、前段放大器連接功率放大器、功率放大器連接執行機構；軟件系統由D0SA6. 22操作系統和嵌入式編譯系統。本實用新型工作原理及過程前端接收機接收交流電壓信號，信號當中存在噪聲， 前端放大器把接收的信號經過前段放大器放大，再經過功率放大器可提取出有用信號，執行機構把信號顯示出來。
3[0008]圖1是本實用新型結構簡圖；圖2是本實用新型的工作過程簡圖；圖中1、刻度盤，2、指針，3、開關指示燈，4、刻度線，5、量程調整檔。
具體實施方式
總體硬件設計根據整機設計要求以及本儀器對數據處理要求高、需要完成的功能多和控制關系復雜等特點，數字部分硬件設計方案原理完成對模擬信號進行放大，衰減， 濾波及相關檢測功能的實現，數字與模擬電路的接口信號由左邊的輸出或輸入信號組成， 完成整機的通訊，鍵盤輸入，控制，數據處理和結果顯示功能。硬件設計是基于DSP的嵌入式系統平臺，基于CPLD的邏輯控制模塊，A/D轉換電路，開關量輸入測量電路，開關量輸出控制電路，信號調整電路，液晶平板顯示，功能控制鍵和復位鍵八大功能部分組成。邏輯控制模塊主要完成對DSP系統發出指令的譯碼，產生各種控制信號和片選信號，轉換數據線，以及讀取開關量。A/D轉換部分完成對所需測量的電壓信號的信號調理，模/數轉換盒數據鎖存功能，供計算機對采集的數據進行讀取。液晶平板顯示器完成數據，測試結果和各種狀態等的面板顯示。復位鍵實現整個系統的強制復位。嵌入式系統平臺采用基于DSP和CPLD的嵌入式系統硬件平臺，3. 5寸液晶顯示屏和功能鍵盤和外圍設備一起構成一套完整的計算機控制系統，用于整機自動測量與控制、數據處理、程序與校準因子的存儲，功能參數設置及測量結果的顯示，實現整個測量過程全制動化。CPLD采用ALTERA公司的EM7160SLC84-15，該器件容量大、速度快、IO資源豐富、開發設計與分析仿真工具完備，可滿足系統功能的各項需求，以Max+plusII軟件為設計平臺，采用VHDL語言實現邏輯控制模塊的整體設計。A/D轉換模塊采用2片24位A/D采樣芯片AD7711同步采樣。數字信號輸入/輸出控制模塊利用可編程器件的大容量和強大驅動能力，將數字信號的輸入/輸出模塊直接在EPM7160S內實現，由74M4b將外部的數據信號讀入數據總線，獲得外部輸入信號的數據Din [8···. 1]；由74373將輸出控制信號Dout [32··· 11]進行鎖存，保持控制信號和設置狀態的穩定，通過輸出相應的數字電平信號來驅動所需控制的模擬開關，其讀寫片選邏輯信號由前面介紹的邏輯控制模塊產生。輸出隔離模塊為了防止后級電路對數字部分干擾，所有控制信號經過光電隔離及必要的電流驅動，以驅動后續的控制執行電路。輸入信號電壓轉換電路輸入的信號/空(地)信號的輸出形式不同，且由于其負載能力等問題，必須進行一定的信號處理后才能送到光電隔離電路進行信號變換，為此在電路中對所有的信號全部通過輸入緩沖電路，主要目的是提高其輸入阻抗，同時達到信號電平變換目的。經過信號調理后的電路送入光電隔離電路進行信號電平變換，將模擬電平變換為TTL電平信號。軟件設計軟件運行環境選用D0SA6. 22操作系統，編譯系統為嵌入式TurboC2. 0， 使用C語言編寫程序，顯示輸出模式為圖形模式。[0023] 本實用新型采用嵌入式系統軟硬件協同設計、儀器自校準設計和超低音前置放大設計，大幅度提高了抗過載能力和測量靈敏度，通過優選和精確定制電子元器件、基于DSP 的高性能數據采集與處理、幅頻曲線擬合、誤差補償以及量程自動校準等方法，提高了測量精度和穩定性，擴展了工作頻率。本實用新型采用兩級分壓、優化設計、合理屏蔽接地等技術解決了智能家居系統中微弱電壓信號測量的難題，使裝置具備校準微弱電壓信號源和測量儀表的能力。實現智能家居系統微弱信號自動檢測功能，該裝置可用于低頻微弱電壓測量儀器的檢定或校準。該裝置能夠取得顯著的經濟效益并具有廣闊的應用前景。
權利要求1.智能家居系統微弱信號接，由硬件系統和軟件系統構成，其特征在于硬件系統由前端接收機、前端放大器、功率放大器和執行機構構成；前端接收機連接前段放大器、前段放大器連接功率放大器、功率放大器連接執行機構，軟件系統由D0SA6. 22操作系統和嵌入式編譯系統。
專利摘要本實用新型涉及智能家居系統微弱信號接收裝置，屬于微弱信號檢測技術。本實用新型由硬件系統和軟件系統構成；硬件系統由前端接收機、前端放大器、功率放大器和執行機構構成；前端接收機連接前段放大器、前段放大器連接功率放大器、功率放大器連接執行機構；軟件系統由DOSA6.22操作系統和嵌入式編譯系統。
文檔編號G01R19/25GK202008503SQ20112009712
公開日2011年10月12日 申請日期2011年4月6日 優先權日2011年4月6日
發明者房剛 申請人:大連金冠霖科技有限公司