一種基于can總線的超聲波風速測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于風速測量技術領域，尤其是一種基于CAN總線的超聲波風速測量
目.ο
【背景技術】
[0002]作為新型能源的代表，風能在國防、工業生產、發電和科學研究中都占有重要地位，伴隨著風能的廣泛應用，風速的測量也具有越來越重要的意義與價值。在現有風速測量方法中，超聲波測量法具有測量精度高、范圍廣、測量周期長、持續時間長等明顯的優勢，其中，時差法是超聲波測量中最常用的一種方法，即通過計算超聲波信號逆流傳播時間和順流傳播時間的差值來計算風速。由于風速測量的環境較為復雜，容易受到供電因素、電磁干擾因素的影響，因此，現有的風速測量裝置普遍存在精度低且穩定性差的問題。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種設計合理、精度高且穩定性強的基于CAN總線的超聲波風速測量裝置。
[0004]本實用新型解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：
[0005]—種基于CAN總線的超聲波風速測量裝置，包括數據接收處理模塊、信號處理及轉換模塊、主機控制系統模塊、數據存儲模塊和顯控臺；所述數據接收處理模塊由超聲波換能器、信號調理電路連接構成，該數據接收處理模塊的輸出端與信號處理及轉換模塊的輸入端相連;所述信號處理及轉換模塊的輸出端與數據存儲模塊的輸入端相連;所述主機控制系統模塊的輸入端分別與顯控臺和數據存儲模塊相連，主機控制系統模塊的輸出端與顯控臺及數據接收處理模塊相連。
[0006]進一步，所述主機控制系統模塊包括主控制器、電源電路、CAN控制總線電路、PC機、顯示控制裝置及聲光報警裝置，所述CAN控制總線電路包括控制器電路、驅動器電路、數碼顯示電路和光電隔離電路;所述主控制器的輸入端口與電源電路、控制器電路、驅動器電路相連接，主控制器的輸出端口與PC機、光電隔離電路、數碼顯示電路相連接;PC機的輸入端與主控制器及顯示控制裝置相連接，PC機的輸出端與聲光報警裝置相連接;顯示控制裝置與顯控臺相連接實現人機交互的控制功能。
[0007]進一步，所述超聲波換能器采用接收型超聲波換能器KQ112K，所述信號調理電路包含有運算放大器LF258對超聲波換能器輸出信號進行放大處理。
[0008]進一步，所述信號處理及轉換模塊由前置放大電路、濾波電路、主放大電路和DSP模塊連接構成，該前置放大電路由兩片精密運算放大器0P37及電阻、電容連接構成;所述濾波電路采用MAX275芯片;所述主放大電路采用高速運算放大器AD8225;所述DSP模塊采用的是 TMS320F2407 系列。
[0009]進一步，所述數據存儲模塊采用高速邏輯芯片FIFO芯片。
[0010]進一步，所述顯控臺由液晶顯示器和物理鍵盤構成，該液晶顯示器采用SED1335系列模塊。
[0011]進一步，所述主控制器采用ATmegal28模塊;所述控制器電路采用SAJ1000;所述光電隔離電路采用光電隔離器6N137作為隔離芯片;所述驅動器電路采用PCA82c250型CAN總線驅動器芯片，PCA82c250芯片的CANL、CANH的引腳各自通過一個電阻與CAN總線相連;所述數碼顯示電路采用MAX7221驅動芯片。
[0012]進一步，所述數據接收處理模塊、信號處理及轉換模塊、主機控制系統模塊、數據存儲模塊之間以及主機控制系統模塊內部各個模塊之間的數據傳輸均采用屏蔽傳輸方式。
[0013]本實用新型的優點和積極效果是：
[0014]1、本測量裝置采用模塊化的處理，簡化硬件的結構和體積，可適應各種復雜的測量環境，能夠有效地隔離電壓沖擊和電磁干擾，較好地實現了電氣隔離，保證在電網頻率不穩定的情況下采樣點的測量結果的穩定，提高了測量的精度，解決了現有風速測量系統在惡劣自然環境下不能準確測量的問題。
[0015]2、本測量裝置采用單獨的存儲模塊存儲數據，既可以避免因斷電等造成數據丟失等情況，又可以作為緩沖來保證數據傳送的穩定性，保證數據的讀取和儲存。
[0016]3、本測量裝置的顯控臺與主機控制模塊的智能化雙向銜接有效地提升了使用者與設備之間的溝通效率。
[0017]4、本測量裝置通過雙絞布線方式，減小了電源線和地線的公共電阻，減少禍合干擾的發生。
【附圖說明】
[0018]圖I為本實用新型的系統連接示意圖；
[0019]圖2為主機控制系統模塊的電路方框圖。
【具體實施方式】
[0020]以下結合附圖對本實用新型實施例做進一步詳述：
[0021]—種基于CAN總線的超聲波風速測量裝置，如圖I所示，包括數據接收處理模塊、信號處理及轉換模塊、主機控制系統模塊、數據存儲模塊和顯控臺。所述數據接收處理模塊的輸出端與信號處理及轉換模塊的輸入端相連;所述信號處理及轉換模塊的輸出端與數據存儲模塊的輸入端相連;所述主機控制系統模塊的輸入端分別與顯控臺模塊和數據存儲模塊相連，主機控制系統模塊的輸出端與顯控臺模塊和數據接收處理模塊相連。下面對各個模塊分別進行說明：
[0022]所述數據接收處理模塊由超聲波換能器、信號調理電路組成。在本實施例中，超聲波換能器采用接收型超聲波換能器KQ112K，為了使超聲波換能器所采樣的信號滿足A/D轉換引腳需求，需要將采樣的信號送到需要送入信號調理電路中再由信號調理電路內部型號為LF258的運算放大器將信號整體抬升到O到3V以內，從而滿足信號處理及轉換模塊中A/D轉換引腳信號電壓，運算放大器輸出端接至信號處理及轉換模塊輸入端。
[0023]所述信號處理及轉換模塊由前置放大電路、濾波電路、主放大電路和DSP模塊組成。該前置放大電路由兩片精密運算放大器0P37和R、C網絡構成，可將所接收的電信號進行功率放大，再由濾波電路(采用MAX275芯片)對信號進行濾波，以消除干擾雜訊，再經由主放大電路(采用高速運算放大器AD8225)對信號進行放大，并采用5V供壓，主放大電路輸出的信號傳送到DSP模塊中，DSP模塊采用的是TMS320F2407系列，接收主放大電路所傳遞的信號，并傳送給數據存儲模塊。
[0024]所述數據存儲模塊采用高速邏輯芯片FIFO芯片，在本實施例中，數據存儲模塊采用的是X5045芯片。FIFO芯片有讀、寫兩個指針，并按照先進先出的原則實現數據的存入和讀取。
[0025]所述顯控臺由液晶顯示器和物理鍵盤構成，該液晶顯示器采用SED1335系列模塊。
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