控制网

企业简介

作为中国自动化领域的权威旗舰网络媒体，控制网创立于1999年7月，是中国举行的第十四届IFAC （International Federation of Automatic Control）大会的中国官方组织机构的唯一指定网站。控制网是中国自动化学会专家咨询工作委员会（ECC）的秘书处常设之地。是北京自控在线文化传播有限公司开设的网站。

公司类型：其他

联系方式

控制网
地址：北京市海淀区上地十街辉煌国际2号楼1504室
邮编：100085
电话：010-57116291 / 59813326
传真：010-59813329
网址：http://www.kongzhi.net
Email：mahongliang@kongzhi.net
联系人：市场部

案例详细

标题

基于蓝牙的高山缆车安全系统设计

技术领域

运动控制

行业

简介

内容

摘要：提出高山旅游缆车安全性能问题，对高山旅游缆车运行状态进行监测与诊断, 及时发现故障及隐患并采取相应措施,基于Bluetooth无线技术以ARM微处理器使用嵌入式操作系统为核心，本系统的实现有两个关键部分: 一是核心处理器的选择; 二是蓝牙模块的选择。通过程序的写入设计了缆车监测系统。通过实地验证证本系统性能可靠，工作稳定。

关键词：缆车；Bluetooth；ARM；系统设计

高山旅游缆车安全性能是每个旅游者关心的问题，因此, 对高山旅游缆车运行状态进行监测与诊断, 及时发现故障及隐患并采取相应措施, 是提高高山旅游缆车可靠性和安全性的重要手段。

电牵引高山旅游缆车多以PLC 为核心组建电气控制系统,因此对高山旅游缆车的监控主要是针对PLC 数据的采集以及对PLC 本身的监控。需要采集的数据有:需要采集的数据有: 供电电压、变频器直流母线电压、变频器输出电压、变频器输出电流、变频器输出转矩、变频器输出频率、变频器温度、以及PLC 的状态。

一下面介绍蓝牙技术主要特点^[1]

(1)可靠

蓝牙采用了自适应跳频(Adaptive Frequency Hopping)方式扩展频谱(Spread Spectrum),同时采用前向纠错(FEC)编码技术, 减少远距离传输时的随机噪声影响, 并应用二进制调频( FM) 技术抑制干扰和防止衰落。

(2)低功耗

蓝牙设备由于定位于短距离通信, 射频功率很低。在射频等级为2 时, 工作状态功耗一般为2.5mW( 4dBm) 。

二系统总体设计

系统由采集单元和集中单元两部分组成, 如图1 所示。

图1

采集单元位于旅游缆车上, 直接与安装于旅游缆车上的工控机RS232-c口连接, 将采集到的数据通过蓝牙通道发送到集中单元; 集中单元再由RS22 接口通过电缆将信号转发到地面监控站。集中单元也可将数据保存在本地, 并通过人机接口在本地查询、显示。RS422在19Kps下能为能传输1200M。防止出现采集单元到集中单元间距离过远或障碍物阻挡蓝牙链路的情况, 故将多个中单元放置在不同地点, 以保证采集单元始终有可连接的集中单元。

三系统硬件设计^[2][3]

本系统的实现有两个关键部分: 一是核心处理器的选择; 二是蓝牙模块的选择。

    核心处理器需要提供足够的处理能力、两个串口控制器和LCD 控制器。选择了ARM7的S3C44B0X处理器，S3C44B0X主要性能特点：

    1）采用高性能CMOS技术，采用0.25微米工艺制造。

    2)Thumb代码压缩器。

    3）一个片上的CE断点调试器,一个32位的硬件乘法器。

    4）8KBCache和内部SRAM、LCD控制器，IIS总路线接口同步SIO接口和PLL倍频器。

蓝牙模块需要支持串口应用模型, 同时提供支持二次开发的接口。经过大量选型和比较, 最终采用了BRF6150蓝牙模块。BRF6150 是蓝牙适配器之一,可选择具体的型号支持串口、拨号网络、耳机、免提、局域网\接入等应用模型并满足不同的射频等级要求。选用ADM489实现与S3C44B0X接口。如图2

四系统软件设计

DSP的软件环境采用的是TI公司提供的CCS，此软件支持汇编语言和C语言[4]。软件设计上, 系统以采集单元作为主机, 集中单元作为客户机, 采用GSM07.10 复用协议构建点对多点微微网, 由采集单元完成微微网的建立、维护与释放等工作。采用通道备份、应答确认和可用目标信息实时更新的机制保证数据传输的可靠性。同时, 将数据存储在本地的集中单元内，可通过PC机进行信息的查询。使用嵌入式操作系统时, 应用软件只与上层代码有关, 与处理器无关, 在进行软件移植时仅需对与硬件相关的底层函数进行修改。因此这样的应用软件具有良好的可移植性和稳定的可靠性。

采集单元软件流程：

    集中单元软件流程：



    五 S3C44B0X参数设置

可编程的波特率，红外收/发模式，1个停止位，8位数据宽度和奇偶位校验。波特率发生器以系统主频时钟源。发送器和接收器包含16字节的FIFO和移位寄存器，被发送的数据被写入FIFO再COPY到移位寄存器，被移位移出。