天津市有二十几所高校和研究所,每年需要采购大量的科研平台,用于教师、工程师的科研。目前天津市针对高校、研究所提供科研平台的企业只有天津滨海新区三格电子科技有限公司一家。因此产品的市场竞争相对比较小。选择本底企业产品,售后的技术支持也会更便捷。
科研平台的技术门槛比较高,对开发人员的要求也比较高,天津滨海新区三格电子科技有限公司拥有数位各个专业博士,对产品进行规划设计,因此三格电子产品的质量是可以保证的,产品的优势是明显的。
一、数据采集(1)振动信号采集平台硬件主要参数:
模拟数字接口 | 八路可以配置的模拟接口(ICP信号) | 采样精度24位 |
采样频率可调,最高采样频率100K |
八路同步采样 |
输入范围正负10V |
程控滤波器,截止频率可调 |
程控放大器,放大倍数,0.1、1、10、100可调 |
动态范围110dB |
输入噪声小于0.3mvrms@+10 |
输入接头BNC |
一路模拟电流型模拟信号输入 | 模拟信号范围可调 |
三路频率信号输入输出 | 可以测速,可以输出控制信号 |
通信接口 | 一路CAN | |
一路串口 | |
一路100M网口 | 网络可以加光纤接口,传输距离可以到达几十公里 |
可以接GPS | 使各个采集同时采样 |
存储设备 | 接4-32G的SD卡 | 实现数据大容量存储 |
处理器结构 | ARM+FPGA | 实现数字滤波处理 |
软件 | 信号采集实时显示和频谱分析软件 | 提供频谱分析、小波分析等信号分析二次开发SDK |
file:///C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image002.jpg软件参数:1、原始波形如图所示 为采集信号的原始波形,当采集信号时,信号波形即连续在窗口中显示。2、快速傅里叶变换(FFT)左键单击选择一段数据,右键选择FFT,如下图所示。file:///C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image002.jpgFFT频谱图 3、自功率谱(Auto_power_spectrum)左键单击选择一段数据,右键选择Auto_power_spectrum。file:///C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image004.jpg自功率谱 4、自相关(Auto_correlation)左键选中一组数据,单击右键,在出现的菜单中点击Auto_correlation。file:///C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image006.jpg自相关 5、概率密度(Probalility_density)左键选中一组数据,单击右键,在出现的菜单中点击Probalility_density。file:///C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image008.jpg概率密度 6、包络线(Envelope)左键选中一组数据,单击右键,在出现的菜单中点击Envelope。 file:///C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image010.jpg包络线 7、互相关(Cross_correlation)选中一组数据并按住Ctrl键再选中另一组数据,单击右键点击Cross_correlation,波形如图所示file:///C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image012.jpg互相关(2)多种信号采集平台 file:///C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image014.jpg 信号源:方波,输入频率:750Hz设置图:file:///C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image016.jpg 波形显示:file:///C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image018.jpg输出:file:///C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image020.jpg将输入信号源方波频率改为100Hz输入波形:file:///C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image022.jpg输出: 输入三角波频率100Hz的,输入波形:file:///C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image024.jpg输出波形:file:///C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image026.jpg一、光纤通信解决方案涉及了光纤通信的绝大部分技术,板卡和代码是工业应用级别,系统如工业实际应用的完全一样,一些指标超出目前工业产品。
主要包含内容(1) 单路视频与数据信号的光纤传输
(2) 多路(4-8路)视频与数据的光纤传输
(3) 时分复用光纤传输(汇聚式光端机)
(4) 包含网关功能的CWDM系统(波分复用)
(5) 网络的电口转光口模块
(6) 时分复用与波分复用系统的组合该系统是(3)(4)结合起来,一套光纤实现时分复用与波分复用,一条光纤传输64路视频数据。
具体板卡与功能(1) 单路视频与数据信号的光纤传输原理:实现数据和视频信号的单路传输。包括发射端和接收端。主要技术包括:数据采样、编码、解码、串并转换、同步。板卡:具体电路板有单路发射端、单路接收端。如下图1为发射电路板.(可提供原理图、程序)实验:编码解码实验、同步原理实现实验file:///C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image028.gif 单路视频与数据信号的光纤传输发射端
(2) 多路(4-8路)视频与数据的光纤传输原理:实现八路数据视频的光纤传输,包括8路发射端,和8路接收端。主要技术包括:数据采样、编码、解码、串并转换、同步。板卡:8路发射端、8路接收端。具体电路板如下图2为8路接收端. (可提供原理图、程序)实验:编码解码实验、同步原理实现实验file:///C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image030.gif 多路(4-8路)视频与数据的光纤传输接收端
(3) 时分复用光纤传输(汇聚式光端机)基本原理:通过将远端的单路视频光端机传过来的数据汇聚到汇聚视频光端机上然后使汇聚的信息在一根光纤上传输,再在接收端通过8路视频光端机接收端接收恢复出其中的各路视频信息。和以往的传输方法相比,通过新设计的汇聚视频光端机而搭建的系统能够节约光纤的资源。能够在中间传输的时候通过时分复用原理使原来需要在8根光纤上传输的8路视频数据改进成在一根光纤上传输8路视频数据光纤。主要技术包括:数据采样、编码、解码、串并转换、同步、时分复用。板卡:汇聚板卡、解汇聚板卡。具体电路板如下图3. (可提供原理图、程序)图4为系统原理框图,图3为汇聚板卡图。实验:编码、解码、时分复用编程。file:///C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image032.gif汇聚板卡图 file:///C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image034.gif图4时分复用系统原理框图
(4)CWDM系统(包含网关功能)原理:多路光纤通信系统可以利用CWDM技术将不同波长的光信号复用至单根光纤进行传输,以较低的成本享用波分复用技术,减少城域网建设中铺设光纤的费用,并进一步提高光纤资源的利用率。技术:波长转换、ARM9的编程、TCP/IP协议代码等实验:监控编程、波长转换。主要板卡:(提供高原理图、部分代码)1至4个通道波长转换器1个监控器、1块多路光纤通信系统主板1台通道粗波分复用/解复用器PC端监控软件其他任意厂商生产的SFP光模块下图5为系统框图,图6为波长转换卡图,图7为监控卡图。 file:///C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image036.jpgfile:///C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image038.giffile:///C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image040.jpg图6波长转换板卡波长转换板卡介绍:双通道波长转换器拟采用STC89C2RC为主控制器,分A、B两个通道,每个通道均包括用户侧和线路侧两个光模块,用户侧光模块波长支持850/1310/1550nm,线路侧光模块波长支持1471/1491/1511/1531/1551/1571/1591/1611nm。所支持光模块带宽为1.25G和2.5G,能满足各种业务的复用要求。双通道波长转换器和监控器之间采用串口通信,波长转换器需向监控器发送自身所有光模块的实时工作参数;波长转换器的工作模式可按实际工作情况,由监控器设置为LOOPBACK模式或正常工作模式。另外,线路侧光模块的发射器,也可由监控器控制开启/关断。以视频监控为例,与光端机发射机相连接时,关断线路侧光模块发射,即采集到的视频停止向监控室传输。在监控室,与光端机接收机相连接时,关断线路侧光模块发射,即监控室的485控制信号停止向云台传输。file:///C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image042.jpg图7 监控卡 监控卡介绍:监控器拟采用S3C2440A为主控制器,监控器提供5个用户接口,其中包括两个RJ45网络接口、两个光通信网络接口及一个本地串口。监控器通过2号串口对同一机箱内所有双通道波长转换器进行轮询监控,并通过个用户接口中的1个或多个与用户实时交互。接口功能:光接口EAST:将自身监控信息转发到另一监控器的光接口WEST端。光接口WEST:接收远端监控器传来的数据包,包含远端机箱的监控信息。网口A/B:将本地机箱和远端机箱内的信息通过网络发给上位机。串口:将本地机箱和远端机箱内的信息通过串口发给上位机。
(5)网络的电口转光口模块原理:将网络的RJ45的电口转成光口,进行光纤传输,支持TCP/IP协议。板卡为光电转换板。见下图8光口网络交换机。技术:光纤的以太网信号传输板卡:光口网络交换机(提高原理图、代码)file:///C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image044.jpg图8 光口交换机
(6)时分复用与波分复用的综合系统原理:该系统为以上系统的综合运用。是单路光纤实现时分复用与波分复用。可以一条光纤传输64路视频或数据。二、煤矿电子开发平台一、执行标准:MT/T 1126-2011二、瓦斯抽放监控系统有效组成1. 主机(包括软件)2. 传输接口(单片机程序)3. 分站(单片机程序)4. 传感器主要包括:多参数监测仪(压力、温度、甲烷浓度、流量)、一氧化碳传感器、阀门开度监测、甲烷浓度传感器、水温、水位传感器、设备开停传感器5、电源主要有本安电源、电缆、接线盒、避雷器6、执行器断电控制器
三、系统组成结构图file:///C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image045.gif图一井下具体链接图1. 监控分站功能:(1)连接传感器。将传感器的数据传输到传输接口设备,上传到井上监控室。(2)开关量输出。输出开关量,控制设备开停、风门开关、断电控制等,使井上人员可以控制井下设备。2. 监控分站硬件框图与应用连接:file:///C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image047.jpg图1硬件框图 模拟量与频率量输入可以接各类传感器,如CO、温度、瓦斯、粉尘等。开关量输出接断电控制器、开停设备。拨码开关确定哪几路信号有输出和输入。通信接口一输出数据到传输接口设备。通信接口二接收多参数仪数据。图1硬件框图file:///C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image049.jpg图2连接图 3. 监控分站技术参数 (1)8路模拟输入;(2)8路频率输入(3)8路控制输入(4)2路CAN总线通信口4.监控分站供电 本安电源,12V-24V电平。
二、信息传输接口1.信息传输接口功能:(1)连接多个分站。将分站信息进行收集,通过交换机传输到井上计算机。(2)将井上计算机控制信息下传到分站。 2.信息传输接口框图:file:///C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image051.jpg通过CAN连接200个分站。通过网络输出到交换机4. 信息传输接口技术参数 (1)200个分站通过CAN总线接入;(2)光接口或电接口接入交换机4. 信息传输接口供电 本安电源,12V-24V电平。