AT供电系统（精选11篇）
AT供电系统 篇1
0 引言
AT供电方式无需提高牵引网的绝缘水平即可将供电电压提高一倍, 提高了牵引网的供电能力, 大大减小了牵引网的电压损失和电能损失, 从而扩大了牵引变电所的间距, 减少另设牵引变电所的数目, 且节省了相应的外部电源投资, 对邻近通信线的综合防护效果优于直接供电方式。
1 AT供电系统特点与对保护的要求
AT供电系统接触网结构复杂, 连PW保护线在内共有四条并行导线, 如图1所示。沿线每隔一定距离并联一自耦变压器 (AT) , 从而构成多网孔复杂网络, 短路故障几率相对较多, 系统短路故障类型也相应较多。AT供电系统的主要故障形式为同相相间短路、异相相间短路和一相接地, 有时也可能出现同时产生上述故障的各种复故障, 但几率极小。
对于一相接地故障, 由于钢轨对地有一定绝缘阻抗要求, 此时牵引供电系统相当于小电流接地系统, 发生一相接地时, 接地回路中流过不大的接地电流见图1, 因存在地网电阻, 将使地电位上升, 造成各种不利影响并危及人身安全。故AT供电系统中通常采取降低高压设备及其支持结构接地电阻、采用带有并联3～5KV放电保护间隙GP的保护线PW等方法, 使一相接地时, 由于GP放电而形成相线与PW间短路 (GP放电时间为0.05～0.1s) , 以便线路保护易于检出。
单线AT供电系统牵引网短路时的总阻抗呈现非线性拱形或双拱形特性。它由长回路 (T—F) 阻抗与短路点所在AT段内短回路并联阻抗组成, 在AT处短路时应为长回路阻抗和该AT漏抗相加。对于复线具有保护线PW和上、下行并联供电的AT牵引网系统, 其短路时总阻抗和各馈线测量阻抗则有所不同, 图1表示这种系统的接线图和阻抗特性。
在重载电力牵引和高速列车运行的AT供电系统中, 由于重载列车的负荷增大 (双机或多机牵引) , 或由于供电区距离增大, 区内平均列车数较多 (高速客运列车) 导致最大负荷剧增, 使正常运行时的最小负荷阻抗减小。另一方面, 由于AT供电系统容量增大, 向电气化铁路供电的电力系统供电电压提高, 系统短路的综合标幺阻抗减小, 致使牵引变电所近区故障的短路电流可达几千安, 由此形成的短路电弧过渡电阻相应增大。此外, 上、下行并联供电方式下, 在分区亭附近故障时, 因助增电流的影响, 也将使馈线保护测量到的过渡电阻增大为2倍。
对于上述重载牵引和高速列车的AT供电系统中, 由于负荷增大, 机车功率增大, 谐波含量的比值亦将增加。另外, 馈线断路器在故障跳闸后重合闸时, 或电力机车通过相绝缘器时, 都将出现AT或机车变压器的励磁涌流, 因此, 对保护除了应有躲过涌流的特殊要求外;还必须具有较强的抗御谐波能力和滤波措施
自耦变压器 (AT) 供电方式由于成倍的提高供电系统电压, 增大了系统的容量, 并且具有良好的防干扰和运行特性, 适用于大运量和重载牵引的电气化牵引区段需要。AT供电系统的出现, 使馈线保护方式及其整定、配合方面产生了一系列特殊问题, 并增加了保护的复杂性。
AT供电系统的上述故障特点, 对继电保护动作的可靠性和灵敏度有较高要求。
不同线间故障时总阻抗数值上有差别, 而F—PW线间短路时总阻抗最大, 应按此进行距离保护整定。AT牵引网馈线保护测量阻抗的上述非线性拱形特性, 往往导致距离保护第一段保护范围缩短, 第二段为保证灵敏度有时需增大延时。
最小负荷阻抗的减小和电弧过渡电阻的增大, 要求馈线系统保护应有较好的躲过最小负荷阻抗和躲过电弧过渡电阻的能力, 或寻求达到上述要求的组合保护特性。并对切除大电流故障的快速性要求也显得更为突出。
2 馈线保护测距方案
2.1 基于通信通道的AT故障测距方案
实际应用中一般采用AT中性点吸上电流比原理, 该原理适用范围广, 适合单线、复线、全并联供电模式下的T-R、F-R、F-PW等故障条件下的故障测距 (不适用T-F故障) 。
AT牵引供电系统由于线路短路阻抗值非线性, 除T-F短路外其他都不能通过阻抗查表进行故障测距, 在通常的短路故障条件下其各AT吸上电流与故障点有比例关系, 且故障段AT吸上电流相对其它段最大。
“AT中性点吸上电流比原理”如下, 牵引网故障时, 如图2所示:
式中:L:故障点距变电所的距离
Ln:变电所距第n个AT的距离
Dn:第n个AT与第n+1个AT之间的距离
In, In+1:分别为第n个AT与第n+1个AT中性点的吸上电流和
Qn, Qn+1:整定值
Kn, Kn+1:电流分布系数, 范围根据站场情况可调整。对标准区间线路K=1.0。
针对T-F故障装置可采用分段线性电抗测距原理进行故障测距, 该原理由牵引变电所测距装置独立实现, 不受通信通道的影响。
2.2 无通道的AT故障测距方案
对不依赖于通信通道的AT故障测距, 主要采用单端单装置测距方式, 保护“上下行电流比”测距原理, “分段线性电抗法”测距原理及“吸馈电流比”测距原理。
对复线末端并联牵引网, 当假设上、下行架构、参数、线路长度完全一致时, 由于电压一致, 均为母线电压, 则故障距离与线路阻抗无关, 也不受过渡电阻影响, 只与上下行采集短路电流有关。
IX, IS为馈线上下行电流, L为供电臂长度。该原理适合复线AT、直供末端并联供电条件下的各种短路方式下的故障测距, 但不适合全并联供电模式及单线运行模式。
线性电抗法针对短路电抗为线性分段的供电线路, 如直供线路, AT方式下的T-F短路等。
吸馈电流比只适合单线单AT段的T-R, F-R故障测距 (不适合T-F故障) 。对于全并联AT牵引供电方式, 当主接线满足AT自动解列功能时, 可采用基于直供条件下的故障测距方案。即T、F线路按照线性电抗查表计算方法进行故障测距。本方案完全不依赖于通信通道, 测距可靠性高, 但对一次设备及控制模式有特殊要求。一次设备接线必须具备AT可快速解列特点。
以上方案适应故障类型、通信通道需求等都存在差异, 需要针对具体线路特点和实际工程情况进行合理原理选择和装置配置。
参考文献
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[2]贺威俊, 张淑琴.晶体管与计算机继电保护原理[M].成都:西南交通大学出版社, 1990.
[3]曹建猷.供电系统[M].北京:中国铁道出版社, 1993.
[4]周有庆等.湖南大学差动保护研究与运行课题科研资料[Z].湖南大学, 1992.
AT供电系统 篇2
在由单片机构成的数据采集系统及智能仪器仪表当中，往往有大量数据要保存。随着测控系统数字化的发展，人们对数据存储提出了更高的要求，因而用于存储数据的存储器容量也越来越大。但是，在增大数据存储量的同时，人们也希望能更便捷高效地操作其中的数据（包括浏览、添加和删除等），即像PC机上管理数据一样简单易行。然而，单片机以及用于保存数据的芯片本身并没有提供这种功能，为此，需要开发一种用于管理单片机数据的有效方法。本文在吸取PC机文件管理思想的基础上，以AT24C512为例，构造了一种类似于文件系统的用于管理单片机数据的方法，大大提高了数据操作的效率。AT24C512介绍
AT24C512是Atmel公司生产的64KB串行电可擦的可编程存储器，内部有512页，每一页为128字节，任一单元的地址为16位，地址范围为0000～0FFFFH。它采用8引脚封装，具有结构紧凑、存储容量大等特点，可以在2线总线上并接4片芯片，特别适用于具有大容量数据存储要求的数据采集系统，因此在测控系统中被大量采用。
AT24C512的封装如图1所示，各引脚的功能如下：
①A0、A1——地址选择输入端。在串行总线结构中，如需连接4个AT24C512芯片，则可用A0、A1来区分各芯片。A0、A1悬空时为0。
②SDA——双向串行数据输入输出口。用于存储器与单片机之间的数据交换。
③SCL——串行时钟输入。通常在其上升沿将SDA上的数据写入存储器，而在下降沿从存储器读出数据并送往SDA。
④WP——写保护输入。此引脚与地相连时，允许写操作；与VCC相连时，所有的写存储器操作被禁止。如果不连，该脚将在芯片内部下拉到地。
⑤VCC——电源。
GND接地。NC悬空。
（1）与单片机接口
由于AT24C512沿袭了AT24C系列的接口特性，因此与单片机的连接也可沿袭传统方法。一般A0、A1、WP接VCC或GND，SCL、SDA接地单片机的P1口，即可实现单片机对AT24C512的操作。
（2）设备选址
在对AT24C512开始操作前，需要先发一个8位的地址字来选择芯片以进行读写。设备地址字格式如图2所示。其中“10100”为固定的5位二进制；A0、A1用于对多个AT24C512加以区分；R/W为读写操作位，为1时表示读操作，为0时表示写操作。
（3）写操作
AT24C512的写操作有写字节和写页两种方式。写字节时通常在向AT24C512发送设备地址字并接到应答信号后，还需要发送2个8位地址来选择要写数据的地址。AT24C512接收到这个地址后会应答一个零信号，然后接收8位数据进来，并再返回一个零应答信号。
在写页方式时，AT24C512可以一次性写入一页128字节。其初始化过程与写字节的方法基本相同。不同的是：当写入一个数据字节后，单片机不发停止状态，而是在应答信号后接着输入127个字节；每一个字节接收完毕后，AT24C512则照样输出一个零应答信号。
（4）读操作
读操作有当前地址读、随机读、读串三种方式。其初始化过程基本与写操作相同，只是在设备选择字中的最低位要改成读而已。在当前地址读操作方式时，内部数据的地址将保持在最后的读写操作地址加1上，直到读到最后字节后又回到最开始的位置。而随机读操作之前先要向AT24C512写入一个字节地址，然后才能读。读串操作既可以是当前地址读，也可以是随机地址读。当单片机接收到一个数据字后，会回应一个应答信号。AT24C512在接收到应答信号后会将地址加1，接着输出下一个字节。当单片机接收到数据但不送应答信号时，读过程结束。文件系统构成为了有效地管理AT24C512中的数据，笔者仿效PC机中的文件管理机制，为AT24C512构造了一个简单的文件系统。考虑到测控系统的实时性要求和硬件资源的有限性，采用了二级树形目录组织。
为了管理数据方便，把AT24C512的物理空间划分为1024个逻辑页，每页64字节。按照文件系统的需要，把AT24C512的全部空间划分为三部分：数据区，占用最后的960页；页面分配区，占用中间的30页；目录区，占用前面的24页。
（1）数据区
AT24C512最后面的960页作为数据区，其序号从0开始编号。该区作为文件数据的存储区域，在存放文件数据时，从该区内分配若干页，每次存储一页。
（2）页面分配区
页面分配区记录了数据区每一页的分配情况。该区中每2字节组成一个记录项，共有960个记录项（30×64/2）。记录项从0开始编号，每一个记录项对应着数据区相应页的使用情况。
在实际应用中，一个文件的数据往往大于64字节，这样一个文件的数据区中需占用多个页。但随着文件的增删，数据区的空闲空间出现不连续的状况，因而数据区的分配并不能保证连续，而是根据当前数据区的使用情况来决定某一部分文件内容应该放在哪一页上。为了把这些分散的数据有机连接起来，把记录项按照链表的形式组织起来，每个文件对应着一个链表，链表中每个结点为一个记录项，记录项的内容为下一个记录项的编号，最后一个记录项的内容为0FFFFH，表示链表结束。把这些记录项对应的页面连接起来就构成了一个文件的完整数据。
另外，如果记录项的内容为0EEEEH，表示其对应的数据页未分配。
（3）目录区
目录区用来存储文件的主要信息。根据这些信息可以知道文件名、文件生成的日期以及文件的数据在数据区中的存储首地址。文件目录项的结构如下：
①文件名。文件名由4字节双BCD码构成，在生成该文件时由键盘输入数字（硬件上键盘只提供了数字键）作为文件名，并由程序自动把它们转换成双BCD码。在需要显示时，再把它们分解成8字节单BCD码供显示。
②文件生成日期。占用4字节，按照双BCD码的格式存储，如20H、04H，03H、20H则表示2004年3月20日。日期可由键盘输入或通过时钟芯片获取。
③文件首地址。指示在给该文件分配空间进，分配给它的第一个数据页的序号，即它对应的链表的第一个记录项的编号。
目录区共占用24页。由于每个文件信息只占用10字节，则在此文件系统中，最多可存储153（24×64/10）个文件。目录区、页面分配区和数据区的逻辑关系如图3所示。
以图3为例，说明该文件系统如何获取文件数据：
①在目录区中根据文件名找到包含该文件名的目录项，从而获取该文件的属性及其首地址。如文件“00000103”的日期为2003年11月24日，其首地址为0005H。
②根据文件的首地址，在页面分配区中找到该记录项0005H。在该记录项中存储的值为0007H，可知该文件的下一记录项为0007H。
③同理，可得到文件的后续记录项为0008H、0009H、000BH，直到从000BH记录项中读到0FFFFH。此时表示这是最后一项，不需再继续找后继项了。
④至此，可知文件“00000103”的数据分为5部分存储在数据区中，分别存储在0005H、0007H、0008H、0009H、000BH页中。只要按序
到数据中读取这些中的数据，并连接起来，就形成了该文件的全部数据。
⑤同理，文件“00000001”在数据区中使用了0002H和0003H两页，文件“00015671”只使用了数据区第000AH页。系统程序设计
按照上述的文件系统结构，系统可通过目录区和页面分配区对AT24C512的全部数据实时文件化管理。在管理过程中，最主要的操作是添加文件和删除文件。
（1）添加文件
添加文件的主要工作是为新文件寻找存储空间，其寻找步骤如下：
①在目录区中寻找空位置。若目录区已经存满（最多存153个文件），则向用户报告并中止程序；否则，记录该位置（记为MyFile）。
②计算文件数据需占用的页面数，记为My Page。
③在页面分配区中寻找并统计标志为空的记录项，其内容为0EEEEH。若其数目小于MyPage，则向用户报告，并中止程序。
④在MyFileA位置填写文件名和日期，并把找到的第一个空记录项的序号填入，作为该文件的首地址。
⑤依次在找到的空记录项内填入下一空记录项的序号，最后一个空记录项填入0FFFFH。
⑥从文件首地址开始，按照文件链表依次把数据写入数据区相应的页。
（2）删除文件
删除文件的主要工作是回收该文件所占用的空间，以便将来分配给其它文件。
①在目录区中寻找到该文件，提取出其首地址，记录First。随后，把该文件所占用的目录区的首字节清为0FFH，表示该目录项空闲。
②在页面分配区中找到First记录项，撮出其内容，记为Next。随后，把First记录项的内容改写为0EEEEH。
③First=Next，重复②，直至Next=0FFFFH。
由添加文件可以看出，在搜索空间时，只对目录区和页面分配区操作，因此，删除文件时，只需要释放目录和页面分配区即可，而不需要修改数据区。这大大提高了删除的效率。
（3）系统格式化
系统格式化的目的是把AT24C512按照前面所述的格式进行初始化，以正确反映目前的使用状况。格式化的主要工作包括：
①把目录区全部写为0FFH，以清空目录区中所有数据；
②把页面分配区的所有记录项写为0EEEEH，标志它们全部未使用。
注：文件系统程序源代码见网站：。性能比较
在大多数系统中，AT24C512中的数据存储都是要用顺序存储法：每次存储数据时都是按照先后顺序依次写入数据空间。本文所述方法与顺序存储法相比，具有下列优点：
①存储时操作简单。在顺序存储中，寻找空闲空间需要逐次读出已经存储的数据，直到找到空闲空间为止，数据操作量大。本文所述方法只需要读取目录区和页面分配区即可，搜索空闲空间的效率高。
②删除数据简单。在顺序存储中，为了定位到需要删除的数据，必须逐次读出存储的数据，直到找到需要删除物数据，再把该空闲改写为未用状态。本文所述方法只需要修改目录区和页面分配区即可，不仅定位数据快，而且修改的工作量很小。
③实现了数据空间的回收。顺序存储法中，在删除的某次数据后，该数据所占用的空间可能无法回收使用。因为回收的空间会形成碎片：该空间前后都存储有数据，但该空间的长度无法满足一个更大长度的数据。本文所述方法利用链表分配存储空间，允许一个文件的数据非连续在座，回收的空间可以自由使用。
④通过读取目录区，用户可以大致知道该文件中存储的是什么数据，而顺序存储法却无法提供这些信息。结论
AT供电系统 篇3
关键词：单片机；AT89S52；舵机
舵机是一种位置伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并能够保持的控制系统。能够在微机电系统和航模中作为基本的输出执行机构，其简单的控制和输出使得单片机系统很容易与之接口。鉴于舵机广泛的应用，文中设计了一种基于AT89S52单片机的舵机控制系统。
1 Futaba-S3003舵机
常见的舵机厂家有：日本的Futaba、JR、SANWA等，国产的有北京的新幻想、吉林的振华等。之所以用Futaba-S3003是因为这个型号是市场上最常见的，也是价格相对较便宜的一种。图1为Futaba-S3003舵机的实物图，图2为Futaba-S3003舵机的引线示意图。
舵机输出轴的转角由周期为20ms的脉冲信号控制，脉冲信号的脉宽从0.5ms变化到2.5ms，舵机输出轴的角度便随之从0°线性变化到180°，以几个特殊角度说明舵机输出转角与输入信号脉冲宽度之间的关系，如图3所示。
2 舵机控制系统设计
要想实现对舵机的控制，由舵机的工作原理可知，只需生成与所需位置角度相对应的脉冲信号，即脉宽与位置角度相对应的周期为20ms的脉冲信号。这种信号很容易由单片机生成，而且脉宽精度可以达到1μs，则舵机转动角度精度可达1μs×180°/2ms=0.09°。
舵机控制系统的proteus仿真原理图如图4所示，其中舵机的连接与图2所示接法不一致，这是由于proteus软件对舵机各引线的定义与Futaba-S3003不一致，实际电路的连接应该以图2为准。
与单片机的P1.0脚相连的按钮控制舵机角度增加，与P1.1脚相连的按钮控制舵机角度减小，与P1.2脚相连的按钮控制舵机角度回到初始位置，在本设计中使舵机回到90°的位置。单片机的P3.7脚产生PWM信号以控制舵机，在该点连接示波器，仿真的时候可以看到PWM信号随着按钮的控制，脉宽增大或者减小或者恢复到1.5ms脉宽。
3 软件设计
舵机控制程序用定时中断产生PWM信号，用查询方式对三个按键做出反应。程序流程图如图5所示。单片机的P1.0脚连接的按钮控制舵机角度增加，按钮按下时，先判断是否达到了最大角度180°，如果达到了180°则重新查询各个按钮，否则舵机角度按照程序设定的幅度增加；单片机的P1.1脚连接的按钮控制舵机角度减小，按钮按下时，先判断是否达到了最小角度0°，如果达到了0°则重新查询各个按钮，否则舵机角度按照程序设定的幅度减小；单片机的P1.2脚连接的按钮控制舵机角度回到初始位置，即90°位置。
控制舵机关键是要产生与角度相对应的PWM信号，单片机通过定时器中断产生PWM信号。定义TL01和TH01用于PWM信号高电平定时初值设置，定义TL02和TH02用于PWM信号低电平定时初值设置。例如，舵机初始位置设在90°位置，对应的PWM信号脉宽为1.5ms，即PWM信号高电平为1.5ms，低电平为20ms-1.5ms=18.5ms。所以在程序开始部分如下设置：
程序如此设置，系统上电后则在P3.7脚产生1.5ms高电平，然后18.5ms低电平，然后不断重复，舵机则保持在90°位置。如果有按钮被按下，则舵机按照程序设置角度增加或者减小，实质上是P3.7脚按照程序设置产生了脉宽增加或者减小的PWM信号。
4 结束语
文中设计了一个基于单片机的舵机控制系统，控制方法简单方便，而且精度比较高。在此控制系统的基础上，在舵机上安装受控部件，并增加音乐播放，可做成有声有色的玩具。
参考文献
[1] 哈尔滨天祥电子 舵机原理应用和程序详解 www.txmcu.com
[2] 时玮 利用单片机PWM信号进行舵机控制 今日电子 2005年第10期
[3] 钟咏兵，刘泽乾等 基于单片机控制的电动舵机的设计与研究 弹箭与制导学报 2003年S3期
作者简介
AT供电系统 篇4
关键词：变电所,远动系统,综合自动化
概述
铁路供电远动系统是保证电气化铁道正常运行的神经枢纽, 而牵引变电所远动系统又是供电远动系统的关键, 如何更好发挥远动系统的优势, 使远动系统更加可靠;使操作者在运输指挥、事故处置中更安全更便于操作, 是技术工作者追求的目标。
1 远动系统组成、功能
1.1 远动系统的组成
远动的主要任务是集中监视和集中控制。监控系统就是实现电力调度所与变电所供电装置之间远距离实时信息传输、处理, 从而实现对变电所的供电装置的运行状态进行实时监测控制的计算机控制装置, 由调度端和执行端构成其基本框架。
1.2 远动监控系统的功能
牵引供电远动监控系统可以完成对执行端的短路器、隔离开关等设备的遥控操作, 并通过执行端设备将开关的位置信息、中央信号状态信息采集返回调度所, 将执行端各种电量采集后送回调度所。
调度员通过监控系统可以对变电所的供配电运行情况通盘了解和判断, 并调整系统达到最佳供电方式。在变电所设备故障时, 可及时发现短路器跳闸、故障信号、预告信号等, 以便及时处理事故, 防止故障扩大化。牵引供电远动监控系统的具体功能包括:遥控功能, 遥信功能, 遥测功能, 数据统计、分析、处理功能, 故障处理功能[1]。
1.3 远动通信系统功能
远动通信系统是用来传输调度端和执行端之间上、下行远动信息通道的设备。远动通信系统要求具备可靠、准确、实时、兼容的特性, 并具有较强的抗干扰能力。
可靠性要求系统设备运行的可靠性和传输的数据可靠;准确性不高将影响系统的分析判断和执行, 或造成误判误操作;实时性可保障远动系统掌握实时信息, 迅速地获得故障信息并及时处理故障;较好的兼容性为系统的优化稳定提供保障, 为以后的硬件维护检修提供便利;较强的抗干扰能力可以抵抗设备自身以及外界的各种电磁干扰, 保障信道正常工作和远动系统的技术指标正常。
2 牵引变电所远动系统的现状及存在问题
2.1 发展现状
早期的远动设备主要由变电所远动设备、调度端远动设备、远动通道三部分组成。其中变电所远动设备主要包括远动主设备、调制解调器和过程设备;调度端远动设备主要包括远动主设备 (主站) 、调制解调器和人机设备;远动通道主要包括变电所和调度端的MODEM和传输线路, 这一阶段的通道多以电力线载波技术为主。
随着电子技术的发展, 以及远动设备和PC计算机的结合, 出现了数据采集与监控系统, 中期的远动技术开始向提高传输速度、提高编译码的检、纠错能力以及应用智能控制技术对所采集的数据进行预处理和正确性校验等方向发展。使得中期远动技术具有了变电所与调度端从一对一方式发展为一对N方式, 通道开始向微波、光纤等多种方式发展, 远动功能由“二遥”发展到“四遥”的特点。
随着半导体芯片技术、通信技术以及计算机技术的快速发展, 分层分布式的自动化系统结构被广泛采用以及传统上相当独立的远动和继电保护的逐步统一, 远动技术的传统概念与内涵也发生了质的变化, 这样的远动技术被称为变电所自动化技术, 也就是当前的变电所远动技术[1]。
2.2 牵引变电所远动系统存在问题及常见故障
远动系统问题及故障主要是指系统本身的设备、仪器仪表、线路和软件故障, 包括:调度端、执行段和通信系统故障。这些问题和故障主要表现在以下一些方面[2]:
1) 调度端故障主要有主机故障、操作终端故障、模拟屏故障。2) 执行端故障主要有本地主机运行故障、遥控执行故障、遥信执行故障、遥测执行故障。如主变保护盘上元器件故障, 开关位置指示灯显示不正确;变电所远动频繁投入退出, 并且有几个YC量固定不变。3) 通信系统故障, 这类故障都与远动装置接口设备的质量有关, 接口设备的质量问题还会导致远动系统执行故障, 而非远动系统问题。第一, 间隔层馈线保护出现后台计算机对断路器或隔开遥控操作合、分闸开关失灵。第二, 网络层故障。第三, 站控层设备故障。第四, 变电所遭雷击后, 微波通讯和远动信息中断。4) 电磁干扰方面存在的问题, 如机房在建设时没有规定进行门窗屏蔽;电源电缆引线和数据引线接线不规范在一个接线盒内;远动机房内的设备机柜正面采用全玻璃门;远动机房内的设备接地混乱。5) 远动设计存在问题主要有:远动系统上报故障信息警示方式、故障报表信息不统一;不弹出窗口, 需要在细目中查询;无故障报文或报文不全, 报文内容不统一, 只能在历史记录中查询;远动系统重启时, 故障报告记录会缺失;故障报告查询步骤繁琐;系统运行不稳定, 误发报警信息等;界面色彩、底色、相序颜色不统一出现橙色、黄色、红色、线绿色、深绿色等;带电光带颜色、不带电光带颜色不统一出现灰色、白的等。画面显示不统一, 变电所主接线图显示不全, 变电所馈出电方向末端未显示;个别远动系统中没有整体供电示意图;大型枢纽、编组站显示不全, 需要使用滑动条或鼠标的移动才能显示;显示界面存在屏多、画面小、文字小缺陷, 操作站点不能从桌面直接选取。
3 牵引变电所远动系统优化改进及发展趋势
3.1 牵引变电所远动系统优化改进
1) 防止电磁干扰措施。建筑物自身梁、柱、楼板及墙内的钢筋全部连接成一个电气整体, 可以形成一个自然屏蔽网;有数据交换的机房的所有电源和信号线全部采用金属屏蔽电缆, 并对金属层采取接地措施;低频干扰严重场所, 采用双屏蔽电缆或将屏蔽电缆穿入金属管内并将电缆外屏蔽层或金属管两端接地;规范、统一接地线的接地方式方法, 采用接地环接地;电源、信号引线除进行接地外, 应采取滤波措施[3]。2) 硬件维护, 控制硬件的工作环境。3) 软件维护, 对设计、开发中存在的逻辑错误或在调试阶段未被发现的错误进行维护;对系统功能和性能提出新的要求时对软件进行修改或扩充;满足远方供电设备改造、供电远动系统的硬件配置升级。4) 对意外故障或事故进行维护。5) 对既有变电所进行远动改造时, 应遵循经济性、可靠性、“三遥”参数全面、远动系统装置设备功能及空间留有扩充裕量的原则。不宜追求统一结构模式, 以保证现有设备的利用率;配置尽量简单化, 采用高性能设备与元件, 减少冗余设计。6) 其它优化措施。远动系统显示画面正常情况应全屏完整显示并锁定, 特殊较大供电单元的显示应通过滑动条调整显示界面;界面显示色彩、设备图形、音响类别应制定行业标准;设备状态信息、故障信息、历史数据查询步骤应缩短, 以便于操作者使用;系统应具备开关流水记录、设备故障记录, 记录应从上而下, 当前信息显示在最上面, 并能查询历史记录;操作设备开关基本步骤应规范统一;设备故障跳闸显示格式应规范统一;系统某些功能应进行权限设置, 防止操作者误操作。
3.2 牵引变电所远动系统发展趋势
随着计算机技术、网络技术和通讯技术的发展, 将来的变电所远动系统将向变电所综合自动化系统方向发展, 将成为真正意义上的分层体系结构, 面向对象建模, 统一的传输协议, 功能齐全的信息共享, 全面实现数字化的变电所综合自动化系统。主要包括以下几个方面:[3]1) 智能电子装置IED可以满足各种不同的工业应用环境;采用以太网与现场总线网相结合的混合控制网络, 这样可以保证信息传输的确定性和准确性。2) 数字式视频图像监视技术 (遥视) 成为变电所远动系统的重要组成部分。3) 电气设备状态检测与故障诊断技术是发展新领域。目前研究领域主要包括电容型设备、变压器、断路器等的状态检测与故障诊断[3]。4) 光电互感器 (OCT、OVT) 得到广泛应用, 实现数字化变电所。5) 电能质量的在线监测将丰富变电站自动化远动技术的内涵。
4 结语
远动系统规范的科学的发展, 需要管理部门、设计单位、设备厂家与使用单位共同努力, 并在实际应用中积极摸索、实践, 通过不断总结, 逐步完善系统的各个细节, 制定行业标准, 才能使远动控制系统得到长足发展。
参考文献
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[2]王蒲民, 孟寅生.浅谈牵引变电所综合自动化系统中远动技术的应用[J].西铁科技, 2008 (4) :13-15.
AT供电系统 篇5
Kim Lee， a former English teacher from Miami， Florida， was long known to English learners in China as the wife of Li Yang. Li achieved fame for creating an unorthodox method of learning English he branded“Crazy English，” which featured shouting English the top of ones lungs. He founded his own company in the 1990s and went on to take Lee as his bride in 2005.
The couple met in China in 1999 when Lee came to the country as a member of a Miami teachers union on a research trip. Later， Lee joined the Crazy English team and embraced a lifestyle of being greeted by frenzied crowds who were swept up in the hope of transforming their lives by learning English.
However， Lee became a household name overnight as “a folk hero for Chinas battered wives” on August 30， 2011， when she uploaded photos of her injuries to the Internet and went public with her husbands abuse. Next to pictures showing severe bruises on her head and knees， she wrote down details of domestic violence that happened to her.
Lee filed for a divorce in October 2011 at a Beijing court， drawing headlines and tens of thousands of online comments. Most people expressed sympathy for Lee while condemning her husband， who later admitted his wrongdoings to the media.
On February 3， 2013， Lee was granted a divorce on the grounds of domestic violence.
Lee received full custody of her three daughters. In addition to child support， Li was ordered to pay 12 million yuan （$2 million） worth of assets to Lee and a further 50，000 yuan （$8，200） in compensation for psychological trauma caused to Lee during the abusive marriage. The court also issued a three-month restraining order barring Li from beating or threatening Lee. After Li failed to pay his ex-wife her share of the family property within three months after their divorce， as was ruled by the court， Lee filed for compulsory enforcement of court decisions on June 20， 2013， after the expiration of the restraining order. Lee told Law& Life magazine that her ex-husband retaliated by sending her abusive and threatening text messages the next day. Lee filed for a second restraining order against her ex-husband on September 16， 2013. Neither Lee nor her at- torney commented on the status of the second restraining order when contacted by Beijing Review.
Stopping abuse
Though they have been in existence for more than six years， civil protection orders are a relatively new concept in China.
The first such order in the country was issued by a court in Wuxi City， east Chinas Jiangsu Province， on August 6， 2008， to protect a wife who had been beaten up by her husband repeatedly.endprint
Just under two weeks earlier， on July 22， the woman applied to the court for both a divorce and an injunction against her husband to be effective during divorce proceedings. She used photos of her injuries， medical records and a testimony by a local womens federation as evidence. Her husband denied none of the accusations. The court granted the wife a three-month restraining order and the couple divorced two weeks later.
In March 2008， before the Wuxi case， the China Institute of Applied Jurisprudence under the Supreme Peoples Court， Chinas highest judicial body， issued the Handbook on Marriage Cases Involving Domestic Violence for judges hearing marital cases， which contained descriptions of how judges can issue civil protection orders to provide protection for victims of domestic violence.
Immediately after the handbook came out， the Supreme Peoples Court launched a pilot program， authorizing nine county- and districtlevel courts to issue civil protection orders on behalf of victims of domestic violence in marital cases on the basis of the handbook. By the end of 2010， the number of courts participating in the program had risen to 82. In addition， the higher peoples courts in Hunan， Jiangsu and Guangdong provinces also launched pilot programs within their jurisdictions.
According to an article published in Law & Life， a total of more than 200 civil protection orders had been granted by courts in China by the end of 2012 and only four had been disobeyed， which showed the effectiveness of protection orders in safeguarding victims. Landmark cases included the first order to protect a domestic violence victim from a non-marital partner in September 2012 and the first order to protect a male domestic violence victim and his parents in June 2010.
However， the handbook is not a legal document， and it is not binding on judges. As a result， several provincial higher peoples courts had issued regulations regarding the issuance of civil protection orders in marital cases that cite extracts from the handbook. These regulations are legally binding in their jurisdictions.
The amended Civil Procedure Law， which took effect on January 1， 2013， is the first Chinese law to provide a legal basis for the issuance of civil protection orders.
AT供电系统 篇6
无线呼叫系统的应用让人们的生活变得越来越方便。因此, 人们也是运用各种研究方法, 以便得到更好的呼叫系统。各种各样的呼叫系统的快速发展, 例如“伽利略计划”、“gps导航”、“北斗星导航”都是利用卫星构建了一个海天地一体化的综合信息服务网站, 实现了基于位置的信息服务。基于呼叫系统优点及其广泛的应用, 本论述设计了一种以AT89S52单片机为主控制器的无线呼叫系统。它的中央处理器采用价格低廉, 性能可靠的at89c52单片机。该无线呼叫系统的工作原理是从机按键 (a, b, c) 呼叫, 主机的led灯亮, 同时蜂鸣器响来报警, 1602显示呼叫的从机提示主机;主机通过按键回复从机。该系统的主要工作模块是:51单片机最小系统, 无线收发系统, 按键模块, 1602显示模块, 声光报警模块。该系统在使用过程中安全可靠, 可应用于医院、餐厅等。
2 无线呼叫系统总体方案设计
该系统主要由主机和从机两个部分组成。主机的主要模块是51单片机控制模块、液晶显示模块、声光报警模块、按键模块、无线收发模块。从机的主要模块是51单片机控制模块、液晶显示模块、按键模块、无线收发模块。主要功能是从机按键向主机发射信号呼叫主机, 主机受到从机信号后, 声光报警启动, 同时在液晶屏上显示是按键的序号。然后, 主机再通过按键回复从机接收到信号, 并在从机液晶屏上显示。
整个无线呼叫系统分主机和从机俩个部分:主机由中央处理模块、液晶显示模块、声光报警模块、按键模块、无线收发模块, 见图1所示;从机由中央处理模块、液晶显示模块、按键模块、无线收发模块组成, 见图2所示。
通过几种方案的比较, 为了保证设计的稳定度及节约成本。中央处理模块选择STC89C52。无线收发模块选择pt2262/pt2272组成的模块, 为了达到更好的显示效果, 没有采用数码管而是采用液晶显示。通过串口通讯电路将电脑上的软件烧到单片机中。
3 系统硬件设计
为保证发射机发射载频的稳定度和保证整个系统的稳定性。本论述设计方案, 使用无线发射和接收模块, 采用315MHz的频率作为载波, 采用幅度键控 (ASK) 调制。
3.1 单片机最小系统电路
单片机的最小系统是由组成单片机系统必需的一些元件构成的, 除了单片机之外, 还需要包括电源供电电路、时钟电路、复位电路。本设计采用的是STC89C52单片机。STC89C52是宏晶科技生产的新一代增强型的8051单片机, 指令代码完全兼容传统的8051单片机, 12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可任意选择, 最新的D版本内部集成MAX810专用复位电路。STC89C52单片机最小系统见图3所示。
3.2 无线发射接收模块
无线发射接收模块采用的编码解码芯片是PT2262/PT2272。PT2262/PT2272芯片是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位的通用编解码电路, 编码芯片PT2262发出的编码信号由:地址码、数据码、同步码组成一个完整的码子, 解码芯片PT2272接收到信号后, 其地址码经过两次比较核对后, VT脚才输出高电平, 如果发送端一直按住按键, 编码芯片也会连续发射。当发射键没有按键按下时, PT2262不接通电源, 其17脚为低电平, 所以315MHz的高频发射电路不工作, 当有按键按下时, PT2262得电工作, 其第17脚输出经调制的串行数据信号, 当17脚为高电平期间315MHz的高频发射电路起振并发射等幅高频信号, 当17脚为低电平期间315MHz的高频发射电路停止震荡。所以高频发射电路完全受控于PT2262的17脚输出的数字信号, 从而对高频电路完成幅度键控 (ASK调制) , 相当于调幅度为100%的调幅。无线发射接收模块见图4所示。
3.3 声光报警模块
蜂鸣器发声原理是电流通过电磁线圈, 使电磁线圈产生磁场来驱动震动膜发声的, 因此需要一定的电流才能驱动它, 单片机IO引脚输出的电流较小, 单片机输出的TTL的电平基本上驱动不了蜂鸣器, 因此需要增加一个电流放大的电路。文章采用ULN2003高耐压、大电流达林顿陈列, 由7个硅NPN达林顿管组成。ULN2003是大电流驱动阵列, 多用于单片机、智能仪表、PLC、数字量输入卡等控制电路中。可直接驱动蜂鸣器、继电器等负载。同时, 74ls14是六反向施密特触发器。不存在放大的功能。施密特触发电路功能。当输入电压由低向高变化时, 若电压超过正向阈值电压Vt+, 输出为低电平。当输入电压由高向低变化时, 输入要低于另一个阈值电压Vt-时, 输出为高电平。相当于一个带缓冲的反相器。声光报警模块见图5所示。
4 结束语
本设计的目的是设计一个可以远程通过无线电磁波发射信息的系统。系统硬件设计比较合理。主要分51单片机最小系统、无线收发模块、液晶显示模块、声光报警模块。经过具体实验测试。液晶显示稳定, 无线收发模块收发数据准确, 系统基本实现了设计要求, 具有较强的实用推广性。
摘要：随着通信产业的发展, 人类的生活变得越来越方便, 互联网、卫星通信等技术影响着人们生活的方方面面。尤其是无线通信技术, 不仅节约成本, 而且不受地域的限制, 拥有前所未有的美好前景。在人们的日常生产生活中, 对讲机、收音机等一些应用无线技术产品的使用, 使人们的生活品质有了很大提高。针对这个问题, 本论述提出了一种基于AT89S52无线呼叫系统, 解决了现有呼叫布线麻烦, 安装困难等问题, 且具有即安即用, 使用方便, 具有一定现实意义。
关键词：AT89C52,无线发射,无线接收,蜂鸣器
参考文献
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AT供电系统 篇7
近年来, 心脏病的发病率不断上升, 便携式的移动心电监护设备成为心脏状况不良好的人们的迫切需要。既要考虑设备方便携带和使用, 同时要保证心电信号得到高质量的分析和处理, 这就需要选用尽量优化的硬件、软件资源来实现相应的功能[1,2]。硬件选用AT91SAM9261S芯片, 并加入液晶屏, SD卡等外围部件组成设计所需的硬件测试平台, 相应地, 选择软件开发环境为IAR Embedded Workbench IDE 5.4。
1 系统的工作原理
该测试平台以AT91SAM9261S为核心, 该款ARM9芯片工作于190 MHz时性能高达210 MIPS, 分别具有16 KB数据缓存和16 KB指令缓存, 32 KB片内ROM和16 KB片内SRAM, 这些特征保证了整个心电系统工作的可靠性和实时性。
系统的总体规划设计如图1所示, 从SD卡内读取心电信号, 进行前置处理和特征分析, 通过RR间期及QRS波的宽度等进行心电疾病的诊断, 如果正常则不进行信息反馈, 如果有某种心电疾病, 则给出反馈信息, 监护人员可以结合心电疾病情况给出相应的处理。
2 系统的软件设计
2.1 软件测试环境的建立
具体需要完成的工作包括底层驱动开发、μC/GUI和FAT文件系统的移植。
在IAR Embedded Workbench IDE 5.4开发环境下, 建立工程, 将μC/OS操作系统和μC/GUI移植进来, 通过Jlink进行调试, 保证硬件的正常工作, 为了顺利读取SD卡中存储的心电信号 (dat格式) , 还需要将FAT文件系统移植到工程中[3]。移植过程中, 参照AT91SAM9261S的数据手册进行各项参数配置, 首先是系统CPU主频配置和液晶屏有关的硬件接口配置 (包括数据传输端口和SPI口的配置等) , 与液晶屏的最高工作频率相对应, 这里配置系统工作频率为174 MHz, 其他还有各项寄存器的设置, 而μC/GUI和FAT文件系统的移植只需要修改相关参数, 如LCD屏的各项参数, 读取数据的寄存器地址等。这样就可以编写系统所需的界面, 方便心电信号各项波形和结果的显示。
2.2 心电信号处理与分析
这里采用MIT-BIH心电数据库的心电信号, 在读取dat文件后, 按照其存储格式进行解析和降采样, 可以得到原始的心电信号, 接下来对其进行处理和分析。
2.2.1 前置处理
心电信号的频率在0.05～100 Hz之间, 其中含的常见噪声有:60 Hz工频干扰及其各次谐波, 由于呼吸运动和电极运动等所产生的频率小于5 Hz的干扰和肌肉收缩所产生的肌电噪声。为了得到正常的心电波形, 必须要把这些干扰滤除, 考虑到QRS波群的中心频率在17 Hz附近且带宽约为10 Hz, 这里采用了低通滤波、高通滤波及梳状滤波器。
考虑到AT91SAM9261S的数字运算能力和系统的实时性要求, 低通滤波和高通滤波采用了简化的FIR滤波, 滤波系数在Matlab环境下通过fir1函数获得[4], 实现了0.05 Hz的线性相位高通滤波器和100 Hz的线性相位低通滤波器。这里高通滤波器的系数为:b=[0.000 0, 0.000 2, 0.999 2, -0.000 2, 0.000 0];a=[1.000], 低通滤波器的系数为[5]:b=[0.011 1, 0.488 9, 0.488 9, 0.011 1];a=[1.000]。这里设计的陷波器用到了减法技术, 采用一个全通网络减去一个具有相同传输延迟和增益的窄带带通滤波器的输出, 得到一个具有尖锐陷波特性的陷波器 (NOTCH) [6] , 其原理如图2所示。
该陷波滤波器实际上是一个梳状滤波器, 其传递函数为:
undefined
式中:Q=R/P。
实际应用时, 采样率Fs为360 Hz, 工频干扰Fc为60 Hz, 则P=Fs/Fc=6, n和R决定了滤波器的阻带带宽, 通过参数调整, 该系统选取n=2, R=162, 则有Q=27。上述滤波器对60 Hz工频及其谐波和基频干扰有较好的滤除效果。
2.2.2 波形检测与分析
波形分析包括QRS波群和P, T波的检测标记。关于QRS波群检测部分[7,8], 计算差分信号y (n+1) -y (n-1) , 结合原心电信号和差分信号的阈值设定及差分信号符号的变化来检测R波的存在, 并计算RR间期[9]同时进行错误R波的去除, 之后依照Q, S波的特性在R波前后确定QRS波群的位置, P, T波也是参照QRS波群的位置结合差分值变化来进行检测。
3 系统的结果显示与分析
该设计可以实现心电信号自动诊断, 作出心电情况的判断并反馈, 给出了各项波形和特征值的直观显示和标记。在μC/GUI下编写自己需要的界面[10], 方便对心电信号的各项检测分析结果进行显示, 如图3所示, 可以画出心电波形和差分信号并进行R波标记。
这里对该系统进行了严格的时间测试, 在心电数据宽度为3 min, 即数据点数为64 800 (即360×180) 的情况下, 整个处理分析所花时间小于2 s, 整套处理分析算法很好地达到了实时性要求。下面给出系统所用算法对MIT-BIH标准心电数据库中的心电信号 (取前12 000个点) 的R波检测结果, 如表1所示, 总的R波检测正确率为96.93%, 准确的R波检测对后续进一步检测诊断工作提供了有力的保障。
说明:测试文件有100, 101, 102, 103, 105, 106, 107, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117和118。
4 结 语
本文描述了心电疾病自动诊断系统的设计, 完成了硬件端的驱动和软件端的信号处理与分析显示。采用的算法简单有效, 符合小型疾病诊断系统的实时性要求。同时, 该系统还有很多不足的地方, 如硬件平台的扩展、心电算法的完善等, 需要后续的进一步改进。
摘要：介绍基于AT91SAM9261的心电疾病诊断系统的设计。采用的测试平台以AT91SAM9261为核心, 整个设计完成了硬件驱动和软件设计, 可以对心电信号进行前置处理, 接着进行波形检测与分析, 从而做出心电情况的诊断, 对于不正常心电给出反馈。该设计中采用的算法简单有效, 给出了处理前后心电波形的液晶屏显示效果和QRS波群检测的正确率, 正确率为96.93%符合实时诊断的要求。
关键词：心电信号,AT91SAM9261S,QRS波检测,液晶屏显示
参考文献
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AT供电系统 篇8
本设计的目标是能够自动控制物体的升降, 并且上升时能在最高端自动停止;下降时, 在最低端自动停止。采用由步进电动机和单片机等组成的核心电路。综合考虑系统中各部分的逻辑关系与协调能力, 将该系统分为单片机控制部分、传动部分、显示部分等模块。
1.1 电动机模块
综合考虑, 电动机采用步进电动机。步进电动机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下, 电动机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数, 而不受负载变化的影响, 即给电动机加一个脉冲信号, 电动机则转过一个步距角。这一线性关系的存在, 加上步进电动机只有周期性的误差而无累积误差等特点, 使得在速度、位置等控制领域用步进电动机来控制则非常简单。它的定位性能非常优越, 可以和数字控制技术接轨, 不需要A/D转换, 能直接将数字脉冲信号转换为角位移。每当给步进电动机一个控制脉冲, 它就将转过一个角位移, 设计中所用的步进电动机每次转1.8°。
1.2 电动机驱动模块
采用的步进电动机型号为42BYG028, 是四相步进电动机, 需同时放大四路驱动信号。
控制芯片L0298是步进电动机专用的控制芯片。该芯片通过使能端同时控制四路三极管的工作状态。
四路三极管驱动制作过程简单, 稳定性良好, 而且价格低廉。因此采用自己手工制作的三极管驱动。
1.3 显示模块
采用点阵式液晶显示器 (LCD) 。点阵式液晶显示模块具有低功耗、稳定性良好, 能显示当前状态、当前高度、制定位置等一系列复杂显示, 从而使设计具有人性化、智能化等优点。
2 系统设计与主要参数的选择
系统分为若干模块, 其中以AT89S52单片机为控制核心, 以42BYG028为传动核心来完成诸如驱动电动机、运转方向与速度控制、物体所在位置和LCD显示的信息等。本系统的设计颇具人性化与智能化。整个系统正常运行需要+5V和+12V直流稳压电源供电, 设计中制作了这两种稳压电源。
2.1 步进电动机运动参数的计算
要保证步进电动机转速稳定, 就必须精确计算与步进电动机有关的各项参数。
1) 以43s匀速上升时, μ=4.186cm/s。所用的步进电动机为42BYG028, 当两相励磁时, 步进角为1.8°, 即200步转一圈, 因此4.186cm/s=20步/秒, 即步进速度为4.784ms。
2) 当以30s匀速上升和120s匀速上升时步进速度分别为3.333ms和13.333ms。
3) 通过以上计算结果, 可以得出步进电动机调速时的一个增量, 这个增量是不变的。
当43s——4.784ms;30s——3.333ms时:
得。
当43s——4.784ms;120s——13.333ms时;
得K3=111.0。
当30s——3.333ms;120s——13.333ms时;
得K3=111.1。
则。
2.2 步进电动机的驱动模块
步进电动机是一种自动化执行部件, 如果和数字系统相结合, 可把脉冲数转换为角位移, 实现其正转、反转和自动控制。使用、控制步进电动机必须由环形脉冲, 功率放大等组成的控制系统。
步进电动机是由脉冲驱动的, 驱动的控制信号来源于单片机的扩展I/O接口。脉冲的控制信号的类型决定步进电动机的工作方式。设计所采用的是4相步进电动机, 具有4个电极, 每个电极上均有绕组。4相电动机有A, B, C, D 4相绕组, 当4相定子绕组轮流接通驱动脉冲信号时, 就在4对电极上轮流产生磁场, 吸引转子转动。一相绕组每通一次电称为一拍, 转动相应的角度称为步距。
给4相绕组通电方式采用单4拍控制4相绕组通电的次序, 实现电动机的正转反转, 控制通电信号的频率, 控制电动机的转速。
1) 控制步进电动机的转向。
如果给定的工作方式为正序换向通电则步进电动机正转, 如果反向通电步进电动机就反转。
2) 转换顺序。
通电换向这一过程称为脉冲分配。正转时其各相通电顺序A-B-C-D, 脉冲顺序必须严格按照这一顺序分别控制A, B, C, D相的通电顺序以实现正转。
3) 步进电动机速度的控制。
步进电动机按其接到的脉冲频率的不同, 产生不同的转速, 调整单片机发出脉冲数的频率就可以让步进电动机具有不同的速度。
设计的驱动采用自制三极管式驱动。电路如图1所示。
2.3 LCD液晶显示器
液晶显示器 (LCD) 具有显示信息丰富、功耗低、体积小、质量轻、超薄等其他显示器无法比拟的优势, 广泛应用于单片机控制的智能仪器、仪表和低功耗电子产品中。LCD分为段位式LCD, 字符式LCD, 和点阵式LCD。
设计采用点阵式液晶显示器OCMJX8C。OCMJX8C是一种C系列中文模块可以显示字母、数字符号、中文字型及图形, 具有绘图及文字画面混合显示功能。
2.4 键盘
键盘采用行列式键盘。单片机工作时, 并不经常需要键输入, 使CPU经常处在空扫描状态。为了提高CPU的效率, 可采用中断方式进行扫描, 但这样就会使外部中断源更加紧张, 因此采用了改进的键盘, 在列行加入了74LS08与门。图2为键盘电路的原理图。
2.5 单片机最小系统
单片机最小系统是电动机控制系统的核心, 其CPU采用AT89S52。其外部接口和功能介绍如下:
P0口:控制单片机的8位数据总线;
P2口:8位扫描键盘的数据总线;
P1.0～P1.3:控制电动机的信号线, 其每位控制电动机的一个相位;
P3.0, P3.1, P3.3, P3.4, P3.5接液晶屏的控制线;
P3.2:中断。
3 系统测试与分析
3.1 测试使用的仪器
测试使用的仪器设备如表1所示。
3.2 分析
1) 按上升键时, 能上升到最高端自动停止;按下降键时, 下降到最低端自动停止;
2) 当设定好上升或下降位置时, 能在指定位置自动停止;
3) 能即时显示高度信息, 误差1cm;
4) 可以实现任意位置的准确控制。
4 调试
调试过程分为三部分:硬件调试、软件调试和软硬件连调。
电路按模块调试, 各模块逐个调试通过后再连调。单片机软件先在最小系统板上无误后与硬件连调。
4.1 硬件调试
对于步进电动机的固定, 一定要牢固, 避免电动机震动带来的不必要的误差。整个系统只有两块稳压电源板、一块步进电动机驱动板和一块4×4矩阵键盘组成。
经测试, 各电路运行正常, 尤其是电动机驱动电路, 几乎不发热, 工作很稳定。整个硬件电路调试非常简单。
4.2 软件调试
全部程序用汇编语言编写。确认程序没有问题时, 直接下载到单片机进行调试。采取自下至上的调试方法, 即单独调好了每一个模块, 然后再将其他模块连接连调, 用这种方式降低了程序调试过程的难度与周期。使得修改
更加容易, 降低了出错率。
4.3 硬件连调
软件和硬件之间联系紧密。首先, 对软件和硬件分别单独调试, 软件部分的调试和结果由仿真验证。在软硬件都基本调试好的情况下, 系统的软、硬件连调问题不是很大。
5 总结
设计以单片机AT89S52和42BYG028步进电动机为核心部件, 整个控制系统由单片机控制部分、传动部分、显示部分等组成, 通过键盘指令控制物体的匀速升降。经测试, 该设计还能够实现物体的自动停止与升降时间范围的准确控制, 该设计还能达到任意位置状态的控制。
参考文献
[1]李春旭, 蔡秀鹏, 高东锋, 等.基于单片机控制步进电动机的方法研究[J].机电工程技术, 2006, 35 (11) :38-39, 108.
[2]孙文迁, 王波.高速物料提升机自动控制系统[J].微计算机信息, 2004, 20 (3) :10-11.
AT供电系统 篇9
关键词：灾报警系统,单片机AT89S52,温度传感器DS18B20,烟雾传感器MQ-2
引言
温度作为一个工程变量在控制和测量方面均起到了不可忽略的作用。伴随着人们的生活环境的改变和工农业经济的发展控制和测量温度成为了重要的参考依据。本文温度报警器的控制中心为AT89S52单片机, 检测元件为数字温度传感器DS18B20和烟雾传感器MQ-2进行检测。AT89S52单片机接收温度信号和烟雾信号, 温度显示和烟雾显示用单片机控制液晶屏显示, 报警信号在温度高于设定范围时或者烟雾高度设定浓度时由蜂鸣器自行发起呼叫, 具有高稳定性和灵敏度且成本较低, 可有效避免突发火灾事件, 其实际用途和发展前景非常广阔。
一、系统总体硬件设计
本系统的硬件设计框图如图1所示。系统工作时, 温度传感器DS18B20检测环境温度, 将采集到的环境参数通过单总线接口传输方式输送给单片机, 单片机对参数进行处理, 并做出相应判断。若环境温度超过所设置的温度上限, 则单片机做出报警判断, 输出报警信号。烟雾传感器MQ-2在工作时, 其探头能将探测到的物理信号转化为电压信号。电压信号经过放大处理后传输至单片机, 单片机对信号进行处理与判断。若所测量的浓度超过设置浓度上限, 单片机做出报警判断, 输送出报警信号。单片机控制显示电路域报警电路, 显示电路能实时监控当前环境参数。
1.1单片机小系统。单片机小系统电路如图2所示。图中X1端口、电容C1和电容C2共同构成单片机的时钟电路, 为单片机的工作提供精准的12MHz的工作时钟。X1端口为石英晶体振荡器, 振荡器的频率范转通常选择在1.2MHz~12MHz之间。C1和C2为微调电容, 其典型值为33p F。图3-4中按键S1、电容C3、电阻R1和电阻R2共同构成单片机的复位电路。复位是将单片机初始化, 给单片机的RST端口加上2个机器周期上的高电平信号, 就可以使单片机复位。通过斯密特触发器将复位端口RST与复位电路相连接, 斯密特触发器输出与复位电路采用一致的电平, 传输给单片机复位端口使单片机进行复位。此设计复位电路实现上电自动复位与手动复位相结合。上电自动复位通过电容C3实现。手动控制:通过RC微分电路所产生的正脉冲, 由按键S1控制实现对单片机的复位操作。
1.2烟雾传感器控制电路。在烟雾检测电路中传感器使用的是汉威电子的MQ-2型烟雾传感器。其基本电路如图3所示。图3中1、2引脚为热加热器电压与供电电压。其中引脚2用于为传感器提供特定的工作温度。引脚1则是用于测定与传感器串联的负载电阻RL上的电压VRL。这种传感器具有轻微的极性, VC需用直流电源。在满足传感器电性能要求的前提下, VC和VH可以共用同一个电源电路。为更好利用传感器的性能, 需要选择恰当的RL值。
1.3温度传感器控制电路。温度传感器DS18B20是基于单总线设计的数字温度传感器, 由于单总线通信技术温度传感器DS18B20可以将采集到的温度信号直接转换成数字信号输送给单片机, 以供单片机处理使用。该传感器适用于多点检测巡回系统使用。理论上, 每一块DS18B20均有唯一的产品编号, 所以在一条串行数据总线上可以使用多个DS18B20芯片。DS18B20的读出与写入信息可以通过一根串口线实现。DS18B20与单片机连接电路图如图4所示。
1.4报警电路设计。本设计中采用蜂鸣器报警。由于单片机输出电压较小, 用三极管9013放大。如图5所示。
1.5总体电路设计。系统总体电路主要由传感器数据采集电路、声光报警电路、按键控制电路和显示电路等组成。基于单片机的火灾报警系统总体电路图如图6所示。
图6中, LCD用于实时显示被测环境中的温度并显示当前的报警信息;开关S3用于测试系统的工作状态, 当按下S3后, 系统便会发出声光报警信号;开关S4用于清除系统的报警状态。
当系统正常运行时, 发光二极管LED2常亮, LCD显示器实时的显示被检测系统的温度。当温度传感器或烟雾传感器检测到被检测环境有异常时, 便会启动报警系统, 并通过LCD显示器显示出报警信息, 同时扬声器发出响亮的报警声, 发光二极管LED3闪烁, 以提醒值班人员注意。
二、主控程序设计
火灾报警系统软件的基本功能如下: (1) 要能够对每个火灾探测器进行管理, 在软件运行过程中, 可以随时在界面上观察火灾探测器的工作状态。 (2) 准确判断出是否发生火灾, 如果发生了火灾, 系统除了在屏幕上显示出报警信息, 并发出声光报警信号。 (3) 软件还具有人工手动测试按键, 当按下此按键时, 可以对系统的工作状态进行测试。
主控程序采用模块化程序设计, 不仅便于系统的维护与功能扩展, 也便于其他人对于本系统的升级或改造。模块具体功能均采用调用子程序实现。系统程序主要包括主体框架程序、温度数据采集子程序 (温度传感器控制程序) 、烟雾数据采集子程序 (烟雾传感器控制程序) 、火灾判断与报警子程序 (蜂鸣器控制程序) 、1602调用程序等。主程序的流程图如图7所示。
三、系统调试
烧写程序后系统仿真图如图8所示。
经过仿真测试, 电路显示正常。
实物分析:通电后1602显示如图8所示。包括以下参数:当前环境烟雾浓度、当前环境温度、烟雾浓度警报上限、温度警报范围。以上参数均正常显示。测试烟雾报警器灵敏度与温度报警灵敏度。用打火机靠近传感器, 温度逐渐升高, 可燃气体浓度上升, 传感器正常运行。超过预设的报警范围, 报警器 (蜂鸣器与指示灯) 发出报警信号。按下复位键, 电路复位。测试手动报警按键。按下手动报警按键, 报警器直接发出报警信号
四、结束语
AT供电系统 篇10
Though the SAFE stated that the change of short-term loans suits the growth of China’s imports and exports trade. Some analysts said that this new height of short-term loans is unusual and is closely related with the inflow of hot money. Simultaneously, the foreign exchange settlement and sale by banks saw a deficit in November 2011, showing that the hot money was flowing out of China.
In spite of that, the SAFE did not want to loosen the strict control over the capital inflow. But the strict regulation harmed the foreign-funded companies which have real need of foreign currencies.
New Record of Short-term Foreign Loans
The SAFE’s data shows that the balance of short-term loans of China reached 507.625 billion U.S. dollars by the end of September 2011, taking 72.81% of the balance of foreign loans, higher than 71.92% at the end of 2011. In truth, the proportion of short-term foreign loans in the total amount of foreign loans kept increasing in recent years. Data show that the proportion of short-term foreign loans in the total amount of foreign loans was 57.39% in the first three quarters of 2009. By the end of 2010, the proportion had increased to 68.44%. In the following three quarters, the proportion never dropped back below 70% again.
The balance of trade-related credit reached 374.996 billion U.S. dollars, taking 73.87% of the short-term loans’ balance. The inter-enterprise trade credit took 50.55% and the banking trade financing took 23.32%. The SAFE announced that the trade-related credit has a true setting of imports and exports trade and its growth is on speaking terms with the growth of China’s imports and exports trade.
But the experts think that the continuous increase of short-term loans is related with the inflow of arbitrage capital. Zhou Wenyuan, research director of Guotai Jun’an Securities, said that the appreciation of RMB and the interest spread between domestic and foreign markets attract companies to realize arbitrage through holding foreign loans. It is believed that the short-term loans can function better than long-term loans in avoiding market risk, which leads to the continuous increase of the proportion of short-term loans.
The research report from the Bank of China said that the growth of short-term foreign loans is also closely related with the anticipation for RMB exchange rate. From 1998 when the RMB had the stress of depreciation, the growth rate of short-term foreign loans had an obvious decrease till 2000. When the RMB appreciation stress arose in 2002, the growth rate increased in 2003. The proportion of short-term foreign loans has a fast increase from 2004 to the first half of 2006 and then it was eased for a while till the return of acceleration in the first quarter of 2008.
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Li Chao, deputy director of the SAFE, admitted that the high proportion of shortterm foreign loans was due to the fast increase of net export trade volume. In addition , the interest spread between the RMB appreciation anticipation and the domestic currencies. He thought that the risk of short-term loans is controllable, but the proportion has exceeded the international alert level and needs “special care”, including proper control and management.
Damage the Innocent Bystanders
“We are completely different from the hot money. But every time the SAFE enhanced the regulation, we will suffer as well,” said Lin Zhijie, board chairman of a Hunan-based for- eign-funded company. Though the company went through “enhanced regulation” but never became “as immobile as in 2011”.
In the middle of 2011, Lin Zhijie’s company raised 20 million U.S. dollars from the overseas and planned to transmit it into China through additional investment of shareholders. Lin Zhijie wanted to use this amount of capital to add a new production line. However, after the capital was transmitted to a domestic bank in August, 2011, Lin Zhijie’s company had no right to use it.
“The banks asked us to issue the original copy of the invoice,” said Lin Zhijie. However, after they handed the invoice, the bank refused to settle the foreign exchange by stating that the authenticity of the invoice cannot be confirmed. “Our suppliers urged us to pay for their goods, but we could make it despite the 20 million U.S. dollars in our bank account.”
This is because of the new measures taken by the SAFE as of August 1, 2011. The new measure, whose name is “The Supplementary Notice from the SAFE about Completing the Foreign Exchange Settlement Management for Foreign-funded Companies” or the “No. 88 File”, required the foreign-funded companies to submit the original copy of invoice and ensure the authenticity of the invoice when dealing with the foreign exchange settlement.
The original copy of the invoice should be put under the file of the official website of local taxation department before being given to the banks and the banks can confirm the authenticity of the invoice online. But some places’ taxation departments have no websites and thus the banks require the taxation department to submit “written materials that are given by taxation and can prove the authenticity of the invoice”.
“But when we ask the taxation department to issue these materials, they said this was beyond their responsibility and refused to issue the materials.” Without the written materials, Lin Zhijie could not finish the foreign exchange settlement. Without the capital support, his company’s production was severely hindered.
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Apart from authenticating the materials, the “No. 88 File” put out higher requirements for the banks, including the principal requirements for the banks’ prudence obligation –the banks are required to attach importance to the compliance, authenticity and uniformity of the materials.
The stricter regulation about foreign exchange settlement has its own reasons. When the RMB keeps appreciating, the foreign exchange principals of enterprises are seeing decreasing value. There are some enterprise making use of false contracts and invoices to conduct the foreign exchange settlement. That’s why the SAFE requires the authenticity of the invoice.
“It is right to take these measures, but they should cooperate with the taxation department,” said Lin Zhijie with complaints.
At the Crossroads
On December 28, 2011, the SAFE published that the foreign exchange settlement and sale by banks had a deficit of 800 million U.S. dollars in November 2011, the first time from 2010. Another group of data shows that the foreign exchange settlement and sale by banks in the first 11 months of 2010 had the surplus of 382.1 billion U.S. dollars.
“This is a kind of balance,” said Tian Tianyi, a foreign exchange analyst from Yayin International Co., Ltd. From the end of September 2011, the number of speculative deals of RMB exchange sellout had a sudden increase. According to Tian Tianyi, this does not mean that the hot money is flowing out of China.
In the late period of November 2011, the RMB had shown the trend of depreciation. Deng Xianhong, deputy director of the SAFE, said that the complicated domestic and international economic situation forced the SAFE to continue the strict control of the flow of hot money. The primary task is to enhance the supervision of the abnormal cash inflow of enterprises and banks.
AT供电系统 篇11
传统通过计算机发送短信的主要方式是利用移动服务商提供的信息机进行发送,要调用信息机中提供好的接口,对用户的角度来说成本较高,同时也不能更好的与软件对接。在此通过计算机的串口用命令直接发送信息或播打电话,完成计算机与用户之间的实时高效的通信,为更好的融合进软件模块中提供了较好的支持。
随着各移动运营商推出以3G(3rd-generation)为代表的新一代移动通信技术,移动通信应用领域不断扩大,移动终端设计也逐渐倍受关注,发展各类通信工具成为各大集成商的最迫切需求,也诞生了一大批移动终端设备。系统介绍以3G CDMA Modem无线模块为通信终端的短信系统开发息,CDMA无线模块通过AT指令集与计算机串行端口相互通信,实现信息的收发功能,能内置于其它应用程序中,提高应用程序的实际应用价值。
1 CDMA无线模块与AT指令
1.1 CDMA无线模块
CDMA(Code Division Multiple Access) 又称码分多址,是在无线通讯上使用的技术,CDMA允许所有的使用者同时使用全部频带(1.2288Mhz),并且把其他使用者发出的讯号视为杂讯,完全不必考虑到讯号碰撞 (collision) 的问题,3G网络是采用CDMA无线通讯技术,本系统采用的是CDAM Modem无线数据终端。
CDMA的优点包括: CDMA中所提供的语音编码技术,其通话品质比目前的GSM好,而且可以把用户对话时周围环境的噪音降低,使通话更为清晰。
利用展频的通讯技术,因而可以减少手机之间的干扰,并且可以增加用户的容量,而且手机的功率还可以做的比较低,不但可以使使用时间更长,更重要的是可以降低电磁波辐射对人的伤害。 CDMA的带宽可以扩展较大,还可以传输影像呢,这是第三代手机为什么选用CDMA的原因。就安全性能而言,CDMA不但有良好的认证体制,更因为其传输的特性,用码来区分用户,防止被人盗听的能力大大地增强。 目前CDMA系统正快速发展中。 Wideband CDMA(WCDMA)宽带码分多址传输技术,为IMT-2000的重要基础技术,将是第三代数字无线通信系统的标准之一。
1.2 AT指令
AT 即Attention,AT指令集是从终端设备(Terminal Equipment,TE)或数据终端设备(Data Terminal Equipment,DTE)向终端适配器(Terminal Adapter, TA)或数据电路终端设备(Data Circuit Terminal Equipment,DCE)发送的。通过TA,TE发送AT指令来控制移动台(Mobile Station,MS)的功能。本系统主要利用AT与CDMA Modem进行通信。用户可以通过AT指令进行呼叫、短信、电话本、数据业务、传真等方面的控制。
在系统中,主要是针对AT的通信指令,控制CDMA Modem终端,完成短信的收发业务,同时与之前的GSM 网络进行比较,找出GSM Modem与CDMA Modem二者对AT指令的支持程度和不同,为以后的CDMA 移动通信提供技术支持。
2 通讯平台的研究与开发
2.1 串行数据通信
系统通过Java语言与计算机串行端口进行通信,但在Java语言中没有直接提供串行通信协议的开发包,而是以独立的 jar 包形式发布在 java.sun.com 网站上的 comm.jar,称之为 JavaCommunicationsAPI,用户可以根据下载后的安装指南进行配置环境。
CDMA Modem与计算机之间的通信通过AT指令集, AT指令是以AT作首,
AT指令的响应数据包在
示例: 执行AT指令
outStream.write("ATr".getBytes()); //以r作为结束符
如果AT 指令执行成功, 返回“OK”字符串,说明计算机与外部设备建立链接成功。
如果AT 指令语法错误或AT 指令执行失败, 返回“ER2ROR”字符串,未成功链接。
由于每个 Com控件均对应着唯一的一个串行端口号,因此在Modem设备连接好后, 必须要根据系统的具体配置设置相应的参数, 以确保数据通信的正确性。
对于 CDMA Modem, 其主要设置的参数有设备的端口号、 数据传输速率、 数据位、 奇偶校验位、 停止位等。假设连接端口为COM1, 数据传输速率为 115200、 数据位为 n、 奇偶校验位为 8、 停止位为 1。 则可通过设置Java的 SerialPort类中的属性来实现参数预置,当参数设置好后, 至于连接是否成功, 还需要通过下列的AT指令来进行测试:
outStream.write("ATr".getBytes()); //是否返回“OK”
outStream.write("AT+CMGF=1r".getBytes()); //读取或设置短消息的格式
2.2 通信系统的设计与实现
将计算机的RS-232串行端口与CDMA Modem设备连接起来,再用Java程序发送指令,驱动数据终端,主要物理要素有,带串行口的PC机,CDMA MODEM,UIM/SIM卡和手机等。
用户输入信息到程序方法中, 利用程序与CDMA 网络系统之间的通信,将信源发送到目的终端上,发送流程如图1所示。
2.2.1 打开串口
与GSM Modem相同,CDMA Modem也同样采用SerialPort类完成系统端口的打开和通信的建立,设置好串口名称,端口号和数据传输速率,初始化后,通信系统与外部Modem建立了基本链接。
portId=CommPortIdentifier.getPortIdentifier("com1");//设置串口名称
serialPort = (SerialPort) portId.open("owner", 1971);
// 打开com1口
serialPort.setFlowControlMode(SerialPort.FLOWCONTROL_RTSCTS_IN);//设置输入/输出控制流
serialPort.setSerialPortParams(
115200, //设置数据传输速率
SerialPort.DATABITS_8, //数据位
SerialPort.STOPBITS_1, //停止位
SerialPort.PARITY_NONE); //奇偶校验位
注:在整个短信发送过程中,每步执行后要调用Thread.sleep(200)线程函数,来让线程休眠一定的时间间隔,以保证将数据全部传输到串口执行完所有命令。
2.2.2 测试链接
利用AT指令"ATr"来测试连接是否成功,如果返回“OK”表明COM口与Modem连接正常。COM串口只能一个字节一个字节的传送数据,所以在发送数据时要将所有数据转换成字节数组后,再放进输入流,并以“r”作为传送的结束字符。同样返回数据时,也是一个字节一个字节的传回数据。
outStream.write("ATr".getBytes());//测试是否连接成功。
2.2.3 信息编码
与GSM Modem支持文本方式和PDU方式发送短信有所不同,CDMA Modem只支持文本短信发送方式,手机终端在接收信息时,默认采用的ASCII解码方式将发来的信息进行解码,但ASCII码不能直接解码中文,所以都要将中文信息进行编码。对CDMA Modem发送信息时要将发送的信息转换为Unicode码,在接收端通过Unicode就能正确的将接收的信息解码成中文,不会出现乱码。CDMA Modem 支持16进制的Unicode码,在发送之前已经将每个汉字都要编码成2位的16进制数。如“好”字在进行Unicode编码后为{ox59,ox7d},在实际发送的是16进制的数。
String s=content;//所要发送的信息
byte[]b=s.getBytes("UnicodeBigUnmarked");//对信息进行Unicode编码
这里编码转换过程中推荐用的是UnicodeBigUnmarked编码而不是直接用Unicode进行编码,最大限度的正确的对中文编码,避免发生乱码。
2.2.4 信息发送
用“AT+CMGS”指令发送编码后的信息内容,在CDMA Modem中用“AT+ZMSGL=6,4”(或“AT+WSCL=6,4”指令根据MODEM支持AT命令情况自行选择)来指定信息的发送模式,参数6表示为中文信息,参数4为Unicode编码。而在GSM Modem中通过” AT+CMGF”的指令来指定短信的发送模式。
outStream.write("AT+ZMSGL=6,4r ".getBytes());//指定中文Unicode编码方式
outStream.write(("AT+CMGS=“138********”,"+b.length+"r").getBytes());//输入目的号码和信息长度
outStream.write(b,0,b.length);//写入信息
outStream.write("0x00,0x1a ".getBytes());//发送结束
在输入手机号码时,手机号码要带上引号一并发到串口,结束不能以“CTRL+Z”正常结束,而是将结束符转换成16进制的Unicode码。
2.3 接收短信的设计与实现
2.3.1 监听终端
当串口连接成功之后, 系统即启动定时器程序, 定时检测是否有新的短信到达, 以便及时处理。定时时间可根据用户需要进行设置,本系统用Timer 计时器,定时读取Modem数据终端。
timer.scheduleAtFixedRate(getMsg(),date,1000);//每隔10秒读取一次最新的短信。
2.3.2 读取短信
检测新的短信是否到达可以使用 AT 指令:AT+CMGL="REC UNREAD"。"REC UNREAD"为未读的短信,"REC READ"为已经读取过的短信。通过AT+CPMS 指令设定当前的存贮器,然后用“AT+CMGR=[index]”指令读出所有短消息,index为短信编号;用“At+cmgl=ALL”读取所有短信列表。
outStream.write("AT+CPMS=MTr".getBytes());//设定当前的存贮器,读出来短消息。
outStream.write("AT+CMGL=ALLr".getBytes());//读取所有短信。
getOutStream(outStream);//得到所有返回的短信输出流内容。
返回短信内容的格式要用户自己进行再整理重新设置字符编码。
读取短信示例:
+CMGR:"REC UNREAD","133***","04/02/25,12 :58
:04",1,2,0
ABCD
OK
2.3.3 删除短信
利用删除短信指令“At+cmgd=[index]”删除指定序列号的短信,其中“at+cmgd=1,4” 为删除所有短信。
outStream.write("AT+CMGD=1r".getBytes());//删除序列号为1的短信
3 结束语
基于AT指令的数据终端在实际系统中的应用中越来越普遍,通过与CDMA Modem的连接通信,开发出定义良好的信息收发接口,为以后的开发工作提供支持,扩充软件的强大功能,同时应用Java语言开发能更好的集成到WEB服务中,真正实现在线收发信息或在线通讯,这里主要通过核心代码的介绍,让更多的程序员在以后的开发过程中能理解其中的通信原理。
参考文献
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[3]高雯.计算机串口与手机通讯程序的设计与实现[J].计算机与数字工程,2008(12).