如同今天的许多通用单片机(MCU)已经把USB、CAN和以太网作为标准外设集成在芯片内部一样,越来越多的无线网络芯片和无线网络解决方案也在向集成SoC 方向发展,比如第一代产品,Nordic公司nRF905,Chipcon公司cc1010 他们集成了8051兼容的单片机.这些无线单片机适合一般的点对点和点对多点的私有网络应用,如单一产品的遥控器和抄表装置等。无线通讯技术给智能装置的互连互通提供了便捷的途径,工业无线网络作为面向工业和家庭自动化的网络技术也正在向着智能,标准和节能方向发展。 目前在工业控制和消费电子领域使用的无线网络技术有ZigBee、无线局域网(Wi-Fi)、蓝牙(Blutooth)、GPRS通用分组无线业务、 ISM、IrDA等, 未来还能有3G、超宽频(UWB)、无线USB、Wimax等。 当然还有大量的私有和专用无线网络在工业控制和消费电子装置中使用,其中ZigBee、GPRS是在目前在国内工业控制中讨论和使用比较多的两种,蓝牙和无线局域网是在消费电子产品如手机、耳机、打印机、照相机和家庭中小企业网络中广泛使用的无线协议(个别工业产品也有应用,如无线视频监控和汽车音响系统),当然私有无线网络技术和产品在工业也有很多的应用。 ZigBee是一个低功耗、短距离和低速的无线网络技术,工作在2.4GHz国际免执照的频率,在IEEE标准上它和无线局域网、蓝牙同属802家族中的无线个人区域网络, ZigBee是有两部分组成,物理和链路层符合IEEE802.15.4, 网络和应用层符合ZigBee联盟的规范。ZigBee联盟是在2002年成立的非盈利组织,有包括TI、霍尼威尔、华为在内两百多家成员, ZigBee联盟致力推广兼容802.15.4和ZigBee协议的平台, 制定网络层和应用架构的公共规范,希望在楼宇自动化、居家控制、家用电器、工业自动控制和电脑外设等多方面普及ZigBee标准。 GPRS是在现有的GSM 网络发展出来的分组数据承载业务,它工作在标准的GSM频率,由于是一个分组交换系统,它适合工业上的突发,少量的数据传输,还因为GSM网络覆盖广泛,永远在线的特点,GPRS特点适合工业控制中的远程监控和测量系统。在工业控制应用中GPRS 芯片一般是以无线数传模块形式出现的,它通过RS232全双工接口和单片机连接,软件上这些模块都内置了GPRS,PPP和TCP/IP协议,单片机侧通过AT指令集向模块发出测试,连接和数据收发指令,GPRS模块通过中国移动cmnet进入互联网和其他终端或者服务器通讯。目前市场常见的模块有西门子G24TC45、TC35i,飞思卡尔G24,索爱GR47/48, 还有Wavecom 的集成了ARM9核的GPRS SoC模块WMP50/100。GPRS模块有区分自带TCP/IP协议和不带协议两种,一般来讲,如果是单片机侧有嵌入式操作系统和TCP/IP协议支持的话或者应用的要求只是收发短信和语音功能的话,可以选择不带协议的模块。 先进的SoC技术正在无线应用领域发挥重要的作用。德州仪器收购了Chipcon公司以后发布的CC2430 是市场上首款SoC的ZigBee单片机, 见图1,它把协议栈z-stack集成在芯片内部的闪存里面, 具有稳定可靠的CC2420收发器,增强性的8051内核,8KRAM,外设有I/O 口,ADC,SPI,UART 和AES128 安全协处理器,三个版本分别是32/64/128K的闪存,以128K为例,扣除基本z-stack协议还有3/4的空间留给应用代码,即使完整的ZigBee协议,还有近1/2的空间留给应用代码,这样的无线单片机除了处理通讯协议外,还可以完成一些监控和显示任务。这样无线单片机都支持通过SPI或者UART与通用单片机或者嵌入式CPU结合。 2008年4月发表CC2480新一代单片ZibBee认证处理器就展示出和TI MSP430 通用的低功耗单片机结合的例子。图1 CC2430应用电路 工业控制领域的另一个芯片巨头——飞思卡尔的单片ZigBee处理器MC1321X的方案也非常类似,集成了HC08单片机核心, 16/32/64K 闪存,外设有GPIO, I2C和ADC, 软件是Beestack 协议,只是最多4K RAM 对于更多的任务显得小了些。但是凭借32位单片机Coldfire和系统软件方面经验和优势, 飞思卡尔在满足用户应用的弹性需求方面作的更有特色,它率先能够提供从低-中-高各个层面的解决方案,见图2。
上传时间: 2013-11-02
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atmega8原理与及应用手册,ATmega8 是ATMEL公司在2002年第一季度推出的一款新型AVR高档单片机。在AVR家族中,ATmega8是一种非常特殊的单片机,它的芯片内部集成了较大 容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路,具备AVR高档单片机MEGE系列的全部性能和特点。但由于采用了小引脚封装(为DIP 28和TQFP/MLF32),所以其价格仅与低档单片机相当,再加上AVR单片机的系统内可编程特性,使得无需购买昂贵的仿真器和编程器也可进行单片机 嵌入式系统的设计和开发,同时也为单片机的初学者提供了非常方便和简捷的学习开发环境。 ATmega8的这些特点,使其成为一款具有极高性能价格比的单片机,深受广大单片机用户的喜爱,在产品应用市场上极具竞争力,被很多家用电器厂商和仪器仪表行业看中,从而使ATmega8迅速进入大批量的应用领域。 ATmega系列单片机属于AVR中的高档产品,它承袭了AT90所具有的特点,并在AT90(如 AT9058515、AT9058535)的基础上,增加了更多的接口功能,而且在省电性能。稳定性、抗干扰性以及灵活性方面考虑得更加周全和完善。 ATmega8 是一款采用低功耗CMOS工艺生产的基于AVR RISC结构的8位单片机。AVR单片机的核心是将32个工作寄存器和丰富的指令集联结在一起,所有的工作寄存器都与ALU(算术逻辑单元)直接相连,实 现了在一个时钟周期内执行的一条指令同时访问(读写)两个独立寄存器的操作。这种结构提高了代码效率,使得大部分指令的执行时间仅为一个时钟周期。因此, ATmega8可以达到接近1MIPS/MHz的性能,运行速度比普通CISC单片机高出10倍。
上传时间: 2013-11-08
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MATLAB及其在FPGA中的应用(第2版)本书紧密结合作者在MATIAB和FPGA应用领域中的实际经验,讲述了MATIAB的基本使用方法及其在FPGA设计中的应用。书中略去对MATIAB和FPGA的一般性介绍,以大量设计实例为切入点,将MATIAB强大的数值计算和算法仿真功能与当今电子设计领域快速发展的FPGA设计技术相结合,重点讲述了FPGA设计中的MATLAB联合仿真问题,最后以三个大型设计实例结束全书的讨论。 目录
上传时间: 2013-11-15
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RFID技术与EPC标准相结合,能够自动识别目标对象并获取相关数据,便于通过互联网实现物流跟踪和实时监控。分析了RFID技术在物流行业的发展和应用前景,通过对现代物流应用及特点进行剖析,提出面向物流应用的分层RFID应用框架,可以为不同的应用领域提供集成平台与解决方案,该框架具有通用性。
上传时间: 2013-10-23
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无线传感器应用领域面对的挑战
上传时间: 2013-10-13
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课程将讨论MAG3110 3轴磁力传感器在移动应用领域的使用情况。您将学习磁传感器的主要规范及向移动设备添加eCompass解决方案通常会遇到的挑战。与会者将有机会使用 MAG3110+MMA8451传感器工具箱在现场实践评估。
上传时间: 2013-11-03
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一、传感器的定义信息处理技术取得的进展以及微处理器和计算机技术的高速发展,都需要在传感器的开发方面有相应的进展。微处理器现在已经在测量和控制系统中得到了广泛的应用。随着这些系统能力的增强,作为信息采集系统的前端单元,传感器的作用越来越重要。传感器已成为自动化系统和机器人技术中的关键部件,作为系统中的一个结构组成,其重要性变得越来越明显。最广义地来说,传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。国际电工委员会(IEC:International Electrotechnical Committee)的定义为:“传感器是测量系统中的一种前置部件,它将输入变量转换成可供测量的信号”。按照Gopel等的说法是:“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”,而“传感器系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的传感器”。传感器是传感器系统的一个组成部分,它是被测量信号输入的第一道关口。传感器系统的原则框图示于图1-1,进入传感器的信号幅度是很小的,而且混杂有干扰信号和噪声。为了方便随后的处理过程,首先要将信号整形成具有最佳特性的波形,有时还需要将信号线性化,该工作是由放大器、滤波器以及其他一些模拟电路完成的。在某些情况下,这些电路的一部分是和传感器部件直接相邻的。成形后的信号随后转换成数字信号,并输入到微处理器。德国和俄罗斯学者认为传感器应是由二部分组成的,即直接感知被测量信号的敏感元件部分和初始处理信号的电路部分。按这种理解,传感器还包含了信号成形器的电路部分。传感器系统的性能主要取决于传感器,传感器把某种形式的能量转换成另一种形式的能量。有两类传感器:有源的和无源的。有源传感器能将一种能量形式直接转变成另一种,不需要外接的能源或激励源(参阅图1-2(a))。有源(a)和无源(b)传感器的信号流程无源传感器不能直接转换能量形式,但它能控制从另一输入端输入的能量或激励能传感器承担将某个对象或过程的特定特性转换成数量的工作。其“对象”可以是固体、液体或气体,而它们的状态可以是静态的,也可以是动态(即过程)的。对象特性被转换量化后可以通过多种方式检测。对象的特性可以是物理性质的,也可以是化学性质的。按照其工作原理,传感器将对象特性或状态参数转换成可测定的电学量,然后将此电信号分离出来,送入传感器系统加以评测或标示。各种物理效应和工作机理被用于制作不同功能的传感器。传感器可以直接接触被测量对象,也可以不接触。用于传感器的工作机制和效应类型不断增加,其包含的处理过程日益完善。常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟: 光敏传感器——视觉;声敏传感器——听觉;气敏传感器——嗅觉;化学传感器——味觉;压敏、温敏、流体传感器——触觉。与当代的传感器相比,人类的感觉能力好得多,但也有一些传感器比人的感觉功能优越,例如人类没有能力感知紫外或红外线辐射,感觉不到电磁场、无色无味的气体等。对传感器设定了许多技术要求,有一些是对所有类型传感器都适用的,也有只对特定类型传感器适用的特殊要求。针对传感器的工作原理和结构在不同场合均需要的基本要求是: 高灵敏度,抗干扰的稳定性(对噪声不敏感),线性,容易调节(校准简易),高精度,高可靠性,无迟滞性,工作寿命长(耐用性) ,可重复性,抗老化,高响应速率,抗环境影响(热、振动、酸、碱、空气、水、尘埃)的能力 ,选择性,安全性(传感器应是无污染的),互换性 低成本 ,宽测量范围,小尺寸、重量轻和高强度,宽工作温度范围 。二、传感器的分类可以用不同的观点对传感器进行分类:它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应);它们的用途;它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。根据传感器工作原理,可分为物理传感器和化学传感器二大类:传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应,诸如压电效应,磁致伸缩现象,离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器,被测信号量的微小变化也将转换成电信号。有些传感器既不能划分到物理类,也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多,例如可靠性问题,规模生产的可能性,价格问题等,解决了这类难题,化学传感器的应用将会有巨大增长。常见传感器的应用领域和工作原理列于表1.1。按照其用途,传感器可分类为: 压力敏和力敏传感器 ,位置传感器 , 液面传感器 能耗传感器 ,速度传感器 ,热敏传感器,加速度传感器,射线辐射传感器 ,振动传感器,湿敏传感器 ,磁敏传感器,气敏传感器,真空度传感器,生物传感器等。以其输出信号为标准可将传感器分为: 模拟传感器——将被测量的非电学量转换成模拟电信号。数字传感器——将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。膺数字传感器——将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)。开关传感器——当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时,传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。
上传时间: 2013-10-11
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MATLAB及其在FPGA中的应用(第2版)本书紧密结合作者在MATIAB和FPGA应用领域中的实际经验,讲述了MATIAB的基本使用方法及其在FPGA设计中的应用。书中略去对MATIAB和FPGA的一般性介绍,以大量设计实例为切入点,将MATIAB强大的数值计算和算法仿真功能与当今电子设计领域快速发展的FPGA设计技术相结合,重点讲述了FPGA设计中的MATLAB联合仿真问题,最后以三个大型设计实例结束全书的讨论。 目录
上传时间: 2013-11-15
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阐述了目前三维成像在其常见应用领域中的研究,主要致力于研究高分辨率三维成像系统。三维激光成像是一项可以应用于探测隐藏目标、地形测绘、构建虚拟环境、城市建模、目标识别等领域中的技术。在区域成像技术中,除了如立体视觉和结构化灯光等更常规的技术,实时三维传感也具有现实可操作性。当前三维激光成像技术已经发展到有能力提供厘米级波长的高分辨率三维成像,这将给许多领域提供方便,包括法律的实施和法医调查。与CCD和红外技术等传统的被动成像系统相比,激光成像技术不仅能提供强度和范围信息,还能穿透植被和窗户等特定情景元素。这意味着激光三维成像系统在目标识别与辨认等方面具备新的潜力。结果表明,激光三维成像系统可以在许多情况下得到应用。
上传时间: 2013-10-31
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TCA2003是徕卡测量系统于1998年推出市场的世界上第一台带有目标自动照准功能(Automatic Target Recognition)的全自动全站仪,又被称作“测量机器人”,其代表世界大地测量仪器领先水平的0.5"测角精度和1mm+1×10-6Dm测距精度使其成为世界各国高精度大地测量应用中的一款经典仪器。 从1999年进入中国市场开始,TCA2003先后在大型水电站和水利枢纽大坝监测、地铁隧道和基坑、核电站和大型锅炉等工业现场高精度测量及自动化监测项目中投入使用,并收到良好的工程应用效果,尤其是其对各种恶劣环境的抵御能力和测量性能稳定性,更是得到众多用户的赞许。记得从头至尾负责广州地铁黄沙站自动化监测项目实施的广州亚奥公司的张总曾如此激动的评价TCA2003的稳定性和耐用性,“我们在广州地铁黄沙站使用的6台TCA2003使用4年多时间性能一直都很稳定,精度保证在指标中”。此后TCA2003在浦东磁悬浮、卢浦大桥、青藏铁路、武广高速铁路、国家大剧院、“鸟巢”、广州电视台发射塔等一批国家重大工程和特殊建筑物建设项目的高精度工程测量都有所应用。目前已经形成在矿山监测、地质灾害和工程抢险监测等新兴自动化测量应用领域、原有各种高精度自动化测量和工程测量应用领域百花竞放的态势。 十年的市场检验,我们足以对一个测量仪器的品质和性能作出可靠的评价。出版此文集一方面是总结用户的应用经验,另一方面也希望能给徕卡TCA2003用户提供参考借鉴。
上传时间: 2013-11-03
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