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测控系统设计方案 测控系统的作用篇一
1997年,教育部进行高等院校本科专业调整,将原来的10个仪器仪表类本科专业调整为一个集光、机、电、算为一体的宽口径、电类专业,即测控技术与仪器专业。[1]截止到2014年,全国共有300所左右高等院校开设测控技术与仪器专业。由于历史原因,各高校的专业基础和行业背景存在较大差异,测控技术与仪器专业通常隶属于电气工程学院、机械工程学院、仪器科学学院、光电工程学院等单位。这给测控技术与仪器专业认证标准的制定带来了不少困难和问题。2013年8月和2014年8月,教育部仪器学科教育指导委员会暨教学研讨会分别在上海和西安召开,会上专家们对中国工程教育认证协会的通用标准进行了详细解读,并对照通用标准,制定了适合于测控技术与仪器专业特殊背景的专业标准。2014年8月,教学指导委员会主任、天津大学曾周末教授做了题为《把握认证理念,推进专业教学改革》的报告,教学指导委员会委员、重庆大学王代华教授做了题为《仪器类专业认证标准解读》的报告,这两个报告从认证专家角度介绍了工程教育专业认证的意义和认证准备工作的要点。目前,已有少数高校通过了测控技术与仪器专业认证,如天津大学、合肥工业大学等;有很多高校已提交了认证申请,正在积极准备参与专业认证,如桂林电子科技大学、西安理工大学等。越来越多的高校认识到专业认证的重要性和紧迫性,以专业认证为契机,持续稳步发展专业建设,提高人才培养质量和水平,增强毕业生的就业竞争力成为各高校专业负责人的共识。
二、省属高校测控技术与仪器专业培养模式探索与思考
针对目前国际、国内经济环境、工程教育的现状和发展趋势,在国际工程教育专业认证背景下,省属高等院校测控技术与仪器专业人才培养模式应做出怎样的改变和探索?这是各个省属高等院校面临的亟须解决的一个难题。下面以西华大学为例,结合我校实际情况,对国际工程教育专业认证背景下,测控技术与仪器专业本科人才培养模式的几点思考进行简要分析。
(一)西华大学测控技术与仪器专业概况西华大学是四川省省属重点大学,我校的测控技术与仪器专业隶属于电气信息学院,是在整合已有的电气工程与自动化、信息工程、自动化等专业建设的基础上申报的新专业,于2002年成立,以电子类测控为主。其主要专业方向为测控技术和智能仪器,具体领域为工业化信息领域的检测与控制技术等。经过10多年的建设,截止到2014年,已毕业本科学生近700人,在校生400余人,省内生源和省外生源比例约为8:2。
(二)西华大学测控技术与仪器专业发展现状近年来,全国开设测控技术与仪器专业的高等院校越来越多,毕业生就业竞争压力日益增加。如何基于学校地域、师资队伍、生源质量等具体情况制定合理的培养计划和方案,如何凝练专业特色及方向显得日益重要,这也成为我校测控技术与仪器专业面临的热点及难点问题。这具体体现在以下几方面:1.第一志愿报考率偏低,特别是省外第一志愿,多数为调剂生源;2.专业方向和特色还需进一步提炼;3.本科教学实践基地建设有待加强。
(三)西华大学测控技术与仪器专业本科学生培养模式探索在国际工程教育专业认证的大背景下,基于我校自身的特点,探索出一条合适的测控技术与仪器专业本科学生培养模式显得尤为重要。针对上述问题,我们认为可以在以下几个方面进行探索和尝试。1.积极修订本科学生培养方案工程教育专业认证对“目标导向”提出了较高要求。社会对教育的需求和社会环境在不断变化,本科学生培养方案也必须发生相应变化,必须将学生的要求及其培养目标放在重要的位置,用培养目标和方案来引导学生。应在现有专业课程体系的基础上,本着系统性、主体性、先进性、特色性的原则,进一步优化课程体系,修订培养方案。修订时务必具体、明确、可量化,每一门课程的开设都必须完成一个或几个培养目标,任课教师也必须承担相应的培养责任。2.凝练专业特色,突出学校办学的自主性工程教育专业认证是鼓励学校办学自主性的,它鼓励各高等院校根据自身特色和优势,结合所在区域经济社会地位及人才培养方案,制定培养目标,体现特色。[4]合理有效地解决这个问题,可增强毕业生的动手能力、创造能力、就业竞争力等。与此同时,这对增强该专业在省内、外的声誉也有较大好处,有利于提高第一志愿报考率和生源质量。3.突出实践教学的重要性,积极拓展实习基地建设工程教育专业认证重视培养学生的动手能力和对工业企业的适应能力,这就要求我们在制定培养目标和计划时,必须将实践性环节放在十分重要的位置。[5]虽然目前培养计划里有很多实践环节,但大多缺乏过程监管,落实不到位,效果不明显。因学校经费投入有限,我校本科教学实践基地的建设一直滞后,每年都在换公司或企业,没有长期稳定的实习基地。在制定实践性环节培养计划过程中,应尽可能地参考用人单位的意见,并定期跟踪社会需求变化情况,积极拓展实习基地的建设。4.增强学生创新能力的培养工程教育认证重视创新能力的培养。培养创新能力主要有以下几个途径:(1)在制定培养计划时,预留2-3学分作为创新学分,鼓励学生积极参与各种创新竞赛;(2)将本科生实验室免费、长期开放,鼓励学生长期泡在实验室,自主动手设计一些小实验,完成一些小制作,不能仅满足于课堂上简单的验证性实验;(3)将部分优秀本科生带入硕士生导师的团队,接触本领域的前沿技术和方法,增长其见识,培养其思维。5.突出学生的主体地位,变自我评价为社会评价工程教育认证突出以学生为中心,把绝大多数学生真正学到什么作为衡量人才质量的评价标准。只有每个学生都很好地满足本校本专业的培养目标,才符合工程教育认证的要求。对人才培养目标的评价应以社会评价为主,主要体现在毕业生到工作单位后的适应度,及用人单位对毕业生的满意度。同时定期回访,持续改进,而不是像以前那样单纯追求就业率,部分学生就业单位跟所学专业毫无关系,且实行“一锤子买卖”,毕业后就跟学校无关。这就要求我们建立定期的回访机制,不断完善培养计划,从而获得较高的社会评价。
三、结论
测控技术与仪器专业的工程教育认证已拉开帷幕,各高校都在积极认真准备,争取通过专业认证。在国际工程教育认证背景下,省属高校应该如何做?笔者认为一个动态的反馈和改进体系非常重要,要对培养目标、培养内容、毕业要求和教学活动实施等环节实施持续有效的监管、反馈和改进。专业认证不是目的,而是一种促进和激励手段,省属高校更应以专业认证为契机,提升本科教育质量和水平,争取建立有鲜明特色的测控技术与仪器专业人才培养模式。
测控系统设计方案 测控系统的作用篇二
该小区的闭路监控系统设计,本着架构合理、安全可靠、产品主流、低成本、低维护量为出发点,并提供先进、安全、可靠、高效的系统解决方案。
架构合理:根据视频监控的距离与分布,采用合理的传输器组合,确保系统安全稳定的工作,并在未来具备良好的扩展条件。
稳定性和安全性:这是监控系统的核心问题。视频信号经过长距离传输后,通过双绞线传输器的放大、增益和补偿后,呈现出与原图像相媲美的高品质画面。该系列传输器均采用十分专业的防雷设计,完全经得起雷电和浪涌的考验。
低成本低维护:该系统力争良好的性价比,所用的传输设备均有安装简便,易操作,易维护等特点。针对不同的监控点采取不同的传输方式,最大程度的降低布线成本与维护成本。
因此,本系统主要贯彻“高质量”、“低价格”、“稳定性高”三条主线来进行设计。
广东省某智能住宅小区,总占地面积6万平方米,其中住宅小区占地约3万平方米,娱乐社区及超市约占地万平方米,各类建筑总计19栋(高层3栋,中低层3栋,别墅8栋),是集休闲、娱乐、购物、住宅于一体的现代化综合性智能住宅。
该智能小区的监控系统主要是为本小区住户提供安全、舒适的居住环境。由于小区处于市区繁华中心,出入人员比较复杂,而犯罪分子又恰好利用这种环境因素,潜入小区伺机作案,直接影响到小区广大住户的人身和财产安全,也增大了小区保安部门的工作量。因此建立可靠的视频监控体系是行之有效的保卫手段。同时为满足住宅小区的安全和科学系统化管理的需要,以及为了对随时发生的情况进行全面、及时的了解和掌握,对意外情况能迅速做出正确判断,并给出正确、快速的指挥和处理,建立完善的视频监控系统能让防卫工作事半功倍。
该小区闭路视频监控系统由前端图像采集、图像及控制信号传输和图像控制存储三个部分组成。
从整个小区的布局来看,主要分为高层区、别墅区、娱乐休闲区以及控制管理区四大块。其中控制管理区位于整个小区的中心,负责对监控图像的汇总、管理与控制。因此,在视频传输器的选配过程中,必须考虑各区域与管理中心之间的距离,从图中我们可以一目了然。下面分区域来介绍视频监控体系的传输分布特点。
1.高层区监控体系
高层区与控制管理中心的水平距离为200m,距离最近。我们采用的是无源双绞线传输器,前端选用优特普双绞线无源单路发射器utp101p-iv,后端监控中心选用16路无源双绞线接收器utp116p。具体传输方式如下图所示:
1)此套传输方式通常用于300米以内的监控视频传输。由于高楼内每一层都需要防范,所以监控点分布相对比较密集,而utp101p-iv体积小巧、安装方便、性价比高、抗干扰能力强且即插即用,非常适合空间密集的场所使用;
2)高楼中每一层4个监控点,我们只需要在每层拉一根双绞线就能传输该层的4路视频信号,大大简化了布线工艺,为整个工程节约了人力和财力;
3)后端监控中心我们采用五台16路无源接收器,把大楼内的所有监控信号集中管理,方便安装与日后的维护工作。同时也为今后扩容和升级提供更大的空间;
4)该组传输方式的线路具备瞬态冲击保护功能,能让硬盘录像机及其他后端设备免受高压冲击的破坏。
2.别墅区监控体系
别墅区与控制管理中心的水平距离为1200m,距离最远。我们采用的是有源双绞线传输器,前端选用优特普有源单路发射器utp101ar,后端监控中心选用8路有源双绞线接收器utp108ar。具体传输方式如下图所示:
1)由于别墅区离监控中心距离达到1200m,为求监控信号的高保真传输,为使监控系统长时间稳定的工作,我们选用有源的发射与接收;
2)该套产品具有极强的干扰抑制能力,我们都知道双绞线对电信号具有天生超强抗干扰的优势,而且传输器在电路上也做了优化,对信号进一步进行过滤和增强处理,让图像信号更加纯净,即使线路有穿过强干扰的区域,也能保证传输质量保持在最佳效果上。下表给出了抗干扰参数与工作环境:
视频输出口防护
2kv(共模)
执行标准:iec61000-4-51995(gb/)
视频输入口防护
2kv(差模),4kv(共模)
执行标准:iec61000-4-51995(gb/)
操作环境
工作温度
0-55℃
存储温度
-20-80℃
0-95%(无凝结)
3)根据别墅区的特点,房屋分别广泛,安装在其周围的设备非常容易遭到雷击的损害,因此在布线与选用别墅区的传输设备须格外谨慎。双绞线视频传输器带有防雷功能是最好的解决办法,首先要明确要防的雷是哪一部分的雷,双绞线工程雷击的途径主要是1雷电通过电源传到设备2雷电直接打到设备3线路感应到雷电。实际中,直接被雷击毁的情形十分少,绝大部分都是由于使用双绞线传输视频的距离往往比较长,整条线穿过的区域较大,雷雨天环境中电磁场的变化剧烈,在线上产生的感应电流超过了设备能承受的范围,如果没有做好接地工作,积累在设备上的能量就象堵在大坝上的洪水,找不到通畅的.排泄口就会冲毁大坝,导致设备损坏。
针对上述雷击的特点,首先在布线设计中,我们应做到以下两点:
a、建立联合接地系统,形成等电位防雷体系将建筑物的基础钢筋,梁柱钢筋,金属框架,建筑物防雷引下线等连接起来,形成闭合良好接地体系。将建筑物各部分的交流工作地、安全保护地、直流工作地、防雷地良好连接,以避免接地线之间存在电位差,消除感应过电压产生的原因。
b、在高压端各相安装防雷装置作为第一级保护,在低压侧安装阀门式防雷装置作为第二级保护,在楼层配电箱安装电源避雷箱作为第三级保护。
同时,优特普的utp101at与utp108ar在防雷上做了大量的工作,使其可以抵抗4000v雷击的最高国际标准,可靠性强,安全稳定;
4)utp108ar具有1分2的输出功能,为日后扩容提供了方便,同时配上19英寸1u的标准机架,让设备管理与维护行之有效。
3.商务区监控体系
商务区包括一家大型超市以及一所休闲娱乐中心,它们距离监控管理中心距离为600米,我们采用的是无源发射utp101p-iv有源接收utp104ar的方式配合使用。该套传输方案即能最大程度的节约成本,又能传输稳定且高质量的视频图像,具体工作方式如下图:
1)如果一根视频线只能传输1路视频的话,不仅对于布线工程上来说是件繁琐的事,而且对于资源的利用来说也只一种浪费。所以我们选用双绞线来传输,一根线可以传输四路视频信号,可以大大提高线缆的利用率,而且护套管等辅助材料少、占用弱电井道空间也少。下面我们针对此块区域的传输特点,分别从传输介质,线材成本,辅助材料成本,施工成本,所需产品的成本几个方面对几种不同的传输方式做个对比:从商务区到控制中心的距离是600米,摄像头的点数为4个,工程对比图如下:
从上图中我们可以一目了然的比较出分别用视频线、无线、光缆与双绞线传输的布线成本。可见,用双绞线传输在整体价格上有着非常明显的优势;
2)该套传输方式提供5种传输距离的拨码方式,可以选择0-50米,50-250米,250-400米,400-500米,500-700米,力求达到av信号传输的最佳效果。
3)设备接口设计多样,同时提供当今最常用的rj45接口和接线端子,给现场施工带去极大的便利。
纵观整个小区的监控体系的建设,双绞线的应用发挥了举足轻重的作用,它使错综复杂的布线工程变得水到渠成;它使远距离传输高质量的视频信号变得游刃有余;它使昂贵笨重的布线材料变得物美价廉;它使原本繁重的维护工作变得井井有条。今后双绞线传输将是中短距离监控系统的发展趋势,必将为安防领域画上浓墨重彩的一笔。
测控系统设计方案 测控系统的作用篇三
近几年来,全国各地频繁发生危化品仓库、储罐区火灾、爆炸事故,特别是20xx年8月12日天津危化品仓库发生的连环爆炸事故,造成了极其重大的生命和财产损失。国家安监总局接连发布提示,要求各地警惕煤矿及危化品事故。
20xx年10月18日,国家安全监管总局办公厅发布了关于开展危险化学品重大危险源在线监控及事故预警系统建设试点工作的通知。其中强调了开展危险化学品重大危险源在线监控及事故预警管理工作的严峻性,提出了试点工作任务,重点将天津市、福建省、山东省、甘肃省、辽宁省大连市、浙江省宁波市、广东省广州市、江苏省南京化工园区和扬州化工园区、安徽省东至县等省市列入建设试点,要求有关部门重点督查。
常见的危化品主要指的是易燃、易爆、有毒、有害物资等危险品。易燃的包括乙醇,甲醇,乙醚,thf,汽油,三油醚等。易爆的有氢气,甲烷,高氯酸、过氧化物、压缩气体和液化气体等。有毒的有一氧化碳、氨、硫化氢、苯等。
危化品仓库、石油库、储罐是存储和保管储存易燃、易爆、有毒、有害物资等危险品的场所。一般,化工企业、石油公司、物流公司、机场、军事重地等都会建有大型危化品仓库、石油库、储罐区。
深圳市信立科技有限公司专业定制的危化品仓库、石油库、储罐安全监控解决方案,非常适用于石油、化工企业,危化品储藏企业,以及危化品物流企业等。
测控系统设计方案 测控系统的作用篇四
1基于组件的软件复用技术
目前制定实现规范并比较适用于复用的组件模型有corba/orb、com/activex、等。通过对以上组件模型的研究与对比,中的windowsforms作为本实时测控软件的组件模型,mework的公共语言运行时,组件都建立在一个共同的底层基础上,不再定义使用复杂的管道接口,对象可以直接交互访问,有利于组件的自由配置,同时,技术的分层结构特点,采用“搭积本”的方式生产软件,大大提高软件开发效率。
2基于组件技术的实时测控软件开发
软件架构设计
在组件技术中,一个组件就是一个接口集,它通过接口对功能进行封装。因此,对于同一个应用程序架构,只要其使用的接口集合不变,即可通过更换支持同样接口集的组件来获得不同应用,也可重复利用同一个组件或对组件进行二次开发。而基于组件建立的软件架构和应用开发,其最大优点在于可以复用的应用结构和软件单元。实时测控软件主要是对实时测控数据的处理、评估和显示,而测控数据主要包括光测、雷测、遥测及gps测量等类型,其处理过程通常包括数据采集、数据解析、数据处理和结果评估等四个部分,针对以上4种数据类型,在基于组件技术思想下,其处理架构可统一进行设计,如图1所示。针对靶场测控系统中光测、雷测、遥测及gps测量等数据处理应用,通过将数据采集组件、数据解析组件、数据处理组件、结果评估组件替换成相应功能的组件,即可实现在保持软件架构不变的前提下开发出不同的应用系统。
基于组件技术的软件升级维护
组件接口是对某一功能的一套抽象描述,具有封装性,它通过接口与其功能实现分离开了,并以接口作为客户与组件(或组件之间)交互的唯一方式,因此,只要保持接口不变,就可以将系统中的组件用新的组件替换,以随时进行系统升级维护。下面以实时测控数据处理软件中的雷测数据处理应用为例,其软件的架构如图2所示。当需要对系统进行升级维护时,在软件架构完全保持不变的前提下,对具体的组件进行替换,只要保持接口不变,程序无需重新编译链接,系统即可通过使用更新后组件中的新接口来获得新特性,从而实现系统的升级维护。
利用组件复用技术实现软件功能扩展
组件复用是利用已有组件创建新组件,即通过第三方产品来构建自己产品。组件复用是通过包容和聚合来实现的,包容时外部组件包含内部组件的接口,它由外部组件接收此调用请求再交由内部组件来处理,聚合时外部组件直接调用内部组件的接口,它让内部组件直接处理该调用请求。在c++语言,通过在外部组件中增加内部组件接口,并把调用请求转发给内部组件即可实现包容,对于聚合,在内部组件中维护一个外部组件接口指针(如m_punknownouter),通过委托机制,让内部组件接口提出的查询接口请求由一个委托接口转发至外部组件,再由外部组件接口查询内部组件。这样就可以实现一致的访问,即不管是通过外部组件的接口,还是内部组件的接口,都可以查询到内外组件所支持的接口集合。在实际应用中,软件开发不仅有大量的、功能强大的商业化组件可以使用,而且有应用广泛的、成熟的靶场测控系统专用组件可以使用,如组件化的数据接收、量纲复用、坐标转换、滤波平滑、精度评估等功能模块。因此,利用好组件复用技术可以有效扩展靶场测控数据处理系统的软件功能,对于靶场测控系统建设具有重要的现实意义。
3结束语
基于组件技术的实时测控数据处理软件开发可以大大提高软件开发效率,大幅度降低系统的开发费用,有效解决靶场测控数据种类多、规模大、复杂性高的难题,为靶场测控手段的不断发展提供了技术支持。
测控系统设计方案 测控系统的作用篇五
1.目的
保证园区安防监控系统设备与设施的正常使用。
2.范围
适用于园区安防监控系统。
3.定义
日常性维护:按照年检计划而安排的工作及日常发生的工作。
紧急特殊性维修:安防监控设备设施因意外事故所造成的维修。
4.职责
弱电组,负责安防监控设备及设施的日常巡视。
弱电组,负责安防监控设备及设施紧急维修。
5.方法及过程控制
闭路监控系统
监视摄像机维护保养:
每季由弱电组拆下摄像机的防护罩进行内部清洁除尘,清洁除尘时须使用干燥、清洁的软布和中性清洁剂,以防止产生静电和腐蚀摄像机。
在对带云台的摄像机进行维修保养时还需要对云台的机械部分加适量的润滑机油,以保证云台转动灵活。
对效果不好的摄像镜头必须及时调整好焦距、光圈、方向、测量电源电压是否正常等,保证安装牢固,并由控制中心主管(主办)确认符合安防使用要求。
对室外监视摄像机进行维修保养,在每次清洁除尘、安装防护罩时,必须注意用防水胶圈或胶布密封接合部位,以防止雨水的渗入。
在对摄像机清洁除尘时,必须注意不要用手触摸摄像镜头,只能采用镜头纸对摄像镜头进行擦拭。
监控主机的维护保养:
由中心值班人员对监控主机进行外部除尘,除尘时须使用干燥、清洁的软布和中性清洁剂。
每月由弱电组检查视频线bnc接头,如有松动现象,必须用额定功率在30瓦以下的电烙铁进行焊接处理,并检查bnc接头与主机接口是否松动,以保证连接牢固,每次做完这项工作后必须对线路进行整理以保证线路的畅顺、整齐、规范。
同时检查主机上的各指示灯是否正常显示。
多画面处理器的维护保养:
由中心值班人员对多画面处理器外部进行外部除尘,除尘时需用干燥的清洁软布和中心清洁剂清洗。
检查并保持所有画面显示器上的字符、设备号与控制台上的手操器上的输入号码一致;检查并保证各显示器上显示时间正确无误。
检查多画面处理器的各功能键的功能是否正确、有效。
录像机的维护保养:
由中心值班人员对录像设备进行外部除尘,除尘时需使用干燥、清洁的软布和中性清洁剂。
每月由弱电组对录像设备磁头进行清洗,并做好记录。
每月由弱电组检查录像设备的录像效果,必须保证录像设备工作正常,录像效果清晰。如检查发现录像效果模糊、不全等现象必须查明原因,采取相关的措施,如清洗磁头等,做好记录并向上级汇报。
以上保养维修情况应在《设备设施保养检修记录表》上予以记录。
停车场管理系统
每日由门岗检查大门道闸遥控器是否灵活、有效;由管理员检查车库道闸遥控器、或电脑控制是否灵活、有效,若有问题及时通知弱电组维护。
每月对大门道闸门轮的灵活性进行检查,对门轮转轴、门体收缩滑道打润滑油;每月对车库道闸杆转轴部分打润滑油。
单元门对讲系统
每周由弱电组对单元门对讲主机进行检查,主机是否完好,线路连接牢固,通话、视频是否清晰,按键是否灵活,与中心联系是否畅通,若有问题及时维护。
边界报警系统
每周由弱电组对园区围墙边界进行检查,外观是否完好,固定是否牢固,线路连接牢固,红外报警是否灵敏,若有问题及时维护。
对外委托维修
对外委托维修应按照相关规定执行。
.质量记录
《设备设施巡视记录表》
《设备/设施保养检修记录表》
测控系统设计方案 测控系统的作用篇六
摘要:软件无线电技术正日益广泛地应用于现代通信的各个领域。本文介绍以高速dsp芯片为核心实现通用的卫星测控平台。该通用平台的调制方式、码速率、载波频率、指令数据格式、调制码型等工作参数具有完全的可编程性。
关键词:软件无线电数字信号处理调制解调tms320c6701
软件无线电是随着计算机技术、高速数字处理技术的迅速发展而发展起来的,其基本思想就是将宽带a/d/a变换器尽可能地靠近天线,将电台的各种功能尽量在一个开放性、模块化的平台上由软件来确定和实现。该平台的调制方式、码速率、载波频率、指令数据格式、调制码型等系统工作参数具有完全的可编程性。
传统的卫星测控平台存在着性能不完善,调制方式、副载波、码速率组态不灵活,体积偏大等问题。研制和开发通用化、综合化、智能化的测控平台,通过注入不同的软件,实现对调制载频、调制方式、传输码速率等参数的改变,应用于各种轨道卫星平台的遥测遥控任务。数字信号处理器(dsp)是整个软件无线电方案的灵魂和核心所在。通用平台的灵活性、开妻性、通用性等特点主要是通过以数字信号处理器为中心通用硬件平台及dsp软件来实现的。经过比较,我们采用ti公司的tms320c6000系列dsp芯片和匹配的芯片形成一套实时的dsp系统。
图1tms320c6701结构框图
1软件无线电通用平台的dsp技术
芯片介绍
tms320c6701是ti公司的高性能dsp芯片,具结构框图如图1所示。
tms320c6701的主要特点为:
*单指令字长为32位,8个指令组成一个指令包,总字长为256位,引脚与tms320c6201系列的引脚兼容。
*体系结构采用甚长指令字(vliw)结构;
*硬件支持ieee标准的单精度和双精度指令集,支持字节寻址获得8位/16位/32位数据,指令集中有位操作指令(包括位域抽取、设置、清除以及位计数、归一化等);
*1mb(位)的片内存储空间,其中程序存储空间和数据存储空间各512kb;
*32b外部存储器接口(emif),有52mb的外部存储器寻址能力;
*四通道自加载dma协处理器,可用于数据的dma传输;
*16位宿主机接口(hpi);
*两个多通道缓冲串口(mcbsps);
*两个32位通用定时器;
*灵活的锁相环路(pll)时钟产生器,可以对输入时钟进行不同的倍频处理;
*芯片内部有标准边界扫描仿真器(jtag),可用于芯片的自检和开发;
*芯片共352脚采用bga封装,以获得好的高频电气性能,并使芯片尺寸变小;
*采用μm工艺,则五层金属组成,输入输出接口电压为,核心电压(167mhz时为)。
技术在软件平台中的应用
每套测控平台含双机备份的遥控调制器与遥控解调器,双机分别由独立电源供电。系统总体框图如图2所示。调制器与解调器分别通过不同的rs232串口与遥控处理计算机通信,完成对调制解调器的控制及其带数据的收发。
用户在每次任务前通过控制计算机设置调制方式、调制参数及通信连接方式,并调用算法参数生成程序产生调制器和解调器中算法的预置参数,并在设备初始化时以批数据方式从串口送入dsp芯片,经校验后送flashrom中。为保证程序传送的可靠性,采用irq差错控制方式,dsp每接收一个数据包在存储的同时向计算机回传数据信息,计算机一旦发现数据出错即转入重传方式。参数设置成功后,调制解调器根据协议发送和接收遥控指令,并将工作状态回送遥控处理计算机,同时在遥控前端机面板上显示。
调制器与解调器硬件结构与功能描述
硬件系统以dsp为核心,电路主要由下述模块组成:电源模块、系统时钟及模式设置模块、存储器模块、系统监控模块、与控制计算机通信模块、调制输出模块、b码时钟接收模块和显示控制模块。在解调系统中,除解调输入模块、解密接口模块和显示控制模块外,其余模块均与调制系统一致,如图3所示。
调制器加电时,dsp首先通过外部存储器模块完成自加载。自加载完成后,由dsp主程序对状态显示监控模块进行参数初始化设置。在有调制任务时,首先由控制计算机对dsp进行参数设置(如滤波器参数、调制制式、调制副载频、调制码速率等),然后发调制数据给dsp,由dsp的串行通信口接收数据,在dsp内完成副载频调制;调制数据经dsp串口发送给数模块转换进行数模转换,转换的信号过低通可编程滤波器滤波后输出。解调器的工作过程与上类似,在检测到有已调副载波进入a/d通道时,启动解调模块进行解调,将解调的数据送到控制计算机。
2dsp实现信号调制和解调
信号调制
调制器的设计目标是在可编程的硬件平台上,通过注入不同的算法或执行软件,实现不同载波频率、调制方式、传输速率和码型的多制式的通用型调制器。它将以灵活的重构性支持各种通信发射机的不同需求,更有利于各通信设备的互连互连。考虑到数字直接合成技术具有数控灵活、频率分辨率高、频率切换快、相位可连续线性变化、覆盖带宽大、生成的正弦/余弦信号正交性好等特点,我们的设计方案是以dsps芯片为内核,采用软件dds技术,实现高精度、高性能的数字调制器。调制器的总体框图如图4所示。
帧分析在设备初始化时完成程序数据的接收、校验和转发(向flashrom送)。在正常工作时,从帧数据中分离出调制参数及等调制数据,分别送参数寄存器与数据寄存器。
图5bpsk接收总体框图
在数据格式变换中,完成将输入的数据分别转变为调制参数控制字(如相应调制方式下的频率控制字k、相位控制字φ和副度控制字a)和相应格式的被调制数据,经滚降处理后(对于fsk方式可不用滚降处理)对正弦载波进行调制。
信号解调
对于bpsk接收,我们采用相干解调方式,如图5所示。接收信号经带通采样得到原始信号序列后,首先与本地产生的正弦序列相混频,然后经低通滤波除高频分量,得到其带信号样值序列(正弦序列的频率与相位也由此样值序列获得)。再对基带信号样值序列进行最佳判决点时刻波形估计,估计值送往均衡器做均衡处理,均衡结构再做0、1判决得到最终的解调数据。解调的关键点在于本地载波的同步和符号定时误差的提取。
ask(fsk)信号的解调方法可分为相干解调和非相干解调两类。由于相干解调的抗干扰能力较强,本方案采用相干解调方式。图6为采用相干解调时,接收端的解调总体方案流程框图。
接收信号首先经低通滤波器,滤除带外噪声(此处的低通滤波器由专用器件设计)。然后经a/d变换,得到样值序列,按照工作的不同阶段,分两路分别与本地相应的相干载波进行解调,主要包括混频和低通滤波两过程。解调后的信号经低通滤波器后,恢复出基带信号。基带信号进行位定时和码元判决,得到最终的解调数据。
图6ask/fsk相干解调总体流程框图
3结论
软件无线电通用测控平台是卫星测控平台发展的方向,可以很好地解决原来平台开发成本高、周期长、通用性差的问题。以新一代dsp芯片tms320c6000作为软件无线电平台的核心,可以很好地满足需要,且有较大的冗余度,利用升级。