智能仪表（精选12篇）
智能仪表 篇1
1 前言
随着我国社会经济和科学技术的不断发展,国内的信息技术、计算机技术、通信网络技术以及存贮技术和电子技术等有了较快的发展。尤其是近年来,为了迎合电力及电力能源市场经济化的需求,市场上开始推出了新一代的智能仪表,并将其充分应用在系统监测以及用户管理等诸多方面。因此,智能仪表的应用,也逐渐涉及到电网生产、贸易结算和考核等很多环节,成为智能电网建设中重要的一个基础设备。
2 智能电网的概述
智能电网其本质是一个自愈电网,即以电力系统作为主要对象,并充分结合一些新型的信息技术和信息控制、管理技术,从而确保整个电网能够实现从输配电到用户等全过程的智能交流,最终使整个电力的生产、传输以及使用更加科学化和系统化[1]。智能电网建设中的主要关键技术包括智能电网的分布式能源接入以及电力电子、量测技术、信息管理、通信和调度等。而智能电网中的量测技术,可以说是整个智能电网建设中重要的基础设备和组成部件。其最主要的作用是充分发挥自身的先进技术,获取智能电网使用所需的各种数据信息,具体是实施内容包括电网设备的完整性及其健康状况进行评估,完成表计的读取工作,直接消除电费估计,以便于窃电等情况的发生。同时,先进量测技术的应用,也在很大程度上缓减了电网阻塞的程度,并能够与用户进行良好的沟通和交流。
测量技术是智能电网建设的基础设备,而测量技术本身,又需要地理定位系统、语音数据采集、数据控制和数据采集(SCADA)设备;智能仪表、自动抄表以及配电自动化设备等各种设备的支持。其中,智能电网中的测量技术,很大一部分依赖于智能仪表的应用。在智能电网测量中,智能仪表的使用,不仅能够实现电能质量的有效监测,而且通过智能仪表仪中的网络通信接口,还能够达到信息数据的双向传输和远程传输,并能将其组成一个分布式的测控网络系统。所以在智能电网建设过程中,对智能仪表技术的需求极多,并且实践证明,在智能电网建设中,智能仪表技术的充分应用,能够确保整个电网运行的灵活性、稳定性、经济性以及可持续性。
3 智能仪表及相关技术介绍
智能仪表是智能电网建设过程中的一个主要基础部件和设备。传统仪表往往只需满足自身测量的准确性及可靠性,而与之相比,现代的智能仪表在此基础上则更多地应用于其他方面,如,电网运行的电量计量计费、电量供应的管理和控制以及调度和配电系统自动化等。而智能仪表的在使用的过程中,由于其每个系统应用的对象有所不同,因此当其与不同的系统相连接时,其需求和服务的对象也有所不同。这样就要求智能仪表能够适应不同的系统访问,具备不同的服务能力,尽量能够为用电客户提供一些增值服务。智能仪表的数据不能轻易改动,且对于一些比较重要的数据,通常只有具有一定资质的相关部分才能对其进行修改。而且在其数据的传输过程中,有可能会遇到一些非法用户监听或者黑客攻击而导致系统崩溃的情况,很容易对各方带来极大的经济损失。为了解决这一安全问题,智能电仪表应该设置数据访问的安全机制,即针对不同的用户设置一定的权限,并进行身份验证,然后才能进行数据的交换,图1为智能仪表的硬件结构示意图。
随着科学技术的不断进步和发展,近年来的制表技术也发展较快,智能仪表的出现使得其在电力系统中的各个层面均被应用。主要的原因是智能仪表与传统仪表相比,功能更加强大。但是在电力系统中的系统集成以及互操作方面,智能仪表的应用存在一定的困难,主要是因为其缺乏统一的标准。为解决该问题,IECTCl3WGl4制定了《电能计量一用于抄表、费率和负荷控制的数据交换》(IEC62056)等一系列国际标准[2]。该标准从通信的角度出发,通过采用对象访问、对象建模、对象标识以及服务、通信介质接入和服务等方式,建立了电能仪表的主要接口模型。从外部环境来看,该仪表的接口模型主要反映并代表商业过程中计量仪表的“行为特征”[3]。它不仅能够适用于电能计量,而且作为集水、电、气及热的统一标准规范,该接口模型还支持多种通信介质的接入,具有较好的其系统互操作性和互连性,也是目前最为完善的计量仪表。
4 智能仪表技术在智能电网中的具体应用
4.1 电量计量计费
电力市场运行的基础就是电能。近年来,我国的各个地区的电力系统中,已经相继建立了很多的电量计量计费系统。并将其用于电力系统中的贸易结算考核或者是电力企业和用户间的贸易结算考核。除此之外,这些电量计量计费系统也被用于电力企业自身内部各项技术和经济指标的考核,并且在整个电网经济的运行过程中发挥着极其重要的作用。但是在这些电量计量计费系统的应用中,也存在诸如数据溯源以及数据有效性的问题。导致这一问题出现的主要原因是,我国的许多电能仪表类的计量器具,都在一定程度上受到国家计量法的约束,即电能仪表测出的结果如果是在其有效的量限范围内,均能够用不确定度来进行表示。上述问题主要针对的是自动抄表系统,而智能电网建设中对智能仪表的需求,除一般系统需求外,还需要智能仪表能够提供计量装置相应的运行状态,以便于提给系统计量有效性检测所需的准确数据。
4.2 费率管理与控制
电力系统建设和经营过程中,电费收入是其唯一的资金来源。其与电力供应商及其用户来之间具有将其密切的关系,尤其与两者间的供电合同,更是紧密相关。而伴随着电力市场的经济化和电力体制的不断改革,目前,为了能够争取更多的用电用户,各个国家也纷纷出台了各种各样的电价政策。我国在结合了自身实际情况的基础上,也制定了一套有针对性的电价体系。该电价体系是根据不同的费率类型来制定的(详细内容请参见IEC62051术语)[4]。在该电价体系中,比较常用的费率类型主要为:最大日耗量、季节性费率、分时费率、最大时区耗量、限时费率、区段费率以及特殊费等。并且为了能够最大限度的满足用电用户的增长需求,各个国家所制定的电价体系均不相同。因此,智能电网建设中,智能仪表的另一需求,就是实现多种费率种类的供应,而不是局限于单一分时计费类型。
4.3 电费结算方式
智能电网建设中的电费结算方式通常和整体的电力市场运行方式相关。一般情况下,电费的结算周期,通常依据不同的电力用户而定,比较普遍的结算方法包括按时、或者日、周、月、季度结算等。而电费的结算数据通常是通过计费系统或者计量仪表的数据冻结功能实现的。智能电网电费的结算中,智能仪表的使用通常使其数据的冻结方式超过一种以上。而随着电力市场经济以及制表技术的不断发展,智能仪表的结算方式还将趋于多样化,最终实现实时结算的形式。
4.4 调度及配电系统自动化
智能配电自动化系统包括系统监视与控制、配电系统管理和与用户的交互。采用IP技术,强调系统接口、数据模型与通信服务的标准化与开放性。智能配电自动化控制系统的发展重点是:高级的停运相应系统;高级的电压和无功控制系统;电能质量控制系统;配电快速仿真系统;系统行为和效率高级管理;支持网络灵活重构和微电网自适应的分布式决策及控制系统。
智能电器的大规模应用对电能质量也提出了更好要求,其定制电力技术能够实时、灵活的控制电网电压、电流,满足用户对电力质量的定制需要。智能型配电自动化能做到改善系统监视、无功与电压管理、降低网损、优化人员调度和维修作业等。可以通过实时电价,激励用户参与电力系统的削峰、填谷;可以尽量就地平衡分布式发电电能,有助于可再生能源优化利用和电网节能降损;可以辅助实施电压与无功优化;一个配电系统在紧急状态下可以自行变成安全岛,保障对重要负荷的持续供电。
5 结束语
智能仪表是智能电网建设过程中的一个重要基础部件和设备,其作为智能电网建设中于用户处安装的一项智能终端设备,除了完成基本的计量和测量工作,还需要具备更多的应用技术,如数据采集、双向通信、停电监测、远程维护以及控制用户设备等。随着我国科学技术的日益进步和电力建设的不断发展,智能电网建设中对智能仪表的应用还将进一步加强,因此,智能仪表还需要不断完善其各项基础标准,并在此基础上充分应用各种先进技术,扩大自身的性能和功能,从而满足日益增长的智能电网的建设及发展需求。
参考文献
[1]常婧.智能电网建设对智能仪表的技术需求分析[J].仪表技术,2010,10(4):18~19.
[2]秦超.GIS在城市信息化中的应用[J].城市建设理论研究,2011,10(21):9~10.
[3]邓丽芳.谈GIS在城市规划编制中的应用[J].城市建设理论研究,2013,37(16):69~70.
[4]赵伟,姚钪,黄松岭.对智能电网框架下先进测量体系构建的思考[J].电测与仪表,2010,47(5):1-5.
智能仪表 篇2
超级书包可以随时变色。只要你心里想着粉色，他就变成粉色，你想要什么颜色，就有什么颜色。
超级书包旁边长了一对翅膀，可以飞上蓝天。书包一共有10个格子，外面的一格上挂了一个平板，与因特网联通的，有不会的题目都可以拍照提问。书包还可以隐形，有时可以逗逗小伙伴说自己没有带书包。
我把这个想法告诉了我的好朋友小叶，让他给我提一些意见，小叶很聪明，一下子就说了出来：“靓靓，你这超级书包应该有很多书在里面，会不会很重呢?应该在背带上安装一个按钮，重的时候按一下就会变轻，这样不是更好了吗?”我一机灵又在书包上设计了减轻功能，接着又在书包上设计了防水、做美食，想要什么就有什么的功能，等等，设计完后，就连小叶都为我竖起来大拇指。
智能仪表 篇3
同时在测量功能增大的情况下，融入了通讯功能，通过通讯方式可以将测量的电气参数传送给监控中心，以便构成配电自动化监控网络或者完成抄表系统。常见的通讯方式有RS485、Profibus等。
同时还具有对于电气参数的模拟量输出。通常以4-20mA的电流方式输出，用户可以通过对智能配电仪表的设定来选择输出的电气参数。
一，智能大厦配电系统构成
智能大厦弱电系统融计算机技术、网络技术、现代控制技术、图形显示技术及通信技术于一体，是智能建筑极其重要的组成部分，它监督整栋大厦的全部机电设备。弱电系统一般包括楼宇自动化系统(BAs)、消防自动化报警子系统(FAs)、智能配电子系统(AEC)、安防子系统(sAS)、卫星接收及有线电视子系统(CATV)、车库管理子系统(CPS)、公共广播及紧急广播子系统(PAs)。弱电系统的集成就是将各分系统集成到一个统一的平台下，实现联动控制、信息共享，以便对整栋建筑的管理。
智能建筑的目标是在系统一体化集成的基础上，通过系统集成来实现信息、资源和任务的综合共享与全局一体化的综合管理。
智能配电系统作为智能建筑信息系统(BAS)的重要组成部分，其中主要产品为智能配电仪表，如AEC公司的6800、4620等。
美国能源控制公司(AEC)作为智能配电领域的专业厂商，向业界提供先进的全系列智能配电仪表，如下：
1．AEC智能配电仪表
2．AEC综合保护测控单元
3．AEC智能配电系统
二，先进的AEC智能配电仪表，适用于楼宇自控系统(BAS)
1、 先进的楼宇自控系统具备良好的开放性
当前世界上众多楼字自控系统(BAs)产品供应商云集中国大陆，尤其是上海。在这里列出一些比较著名的公司(产品)名称：Honeywell，Johnson Controls，Landis&Staefa，Satchwell，ST E&E，CaradonTrend，Andover，Siebel，CSI(C0ntrolSystem International)，TA(Tour&AndersonAB)，Auto Matrix等等。
考察这些B AS产品和外部设备的数据交换能力或者说开放性能，可以说有多种多样的情况。但通过分析综合，这些产品和外部设备的数据交换能力，大致可分为以下几种情况：
①产品支持某种标准的数据交换协议，具有很好的开放性能。例如支持微软Windows操作系统下的OPC(OLE for Process Contr01)功能；或者动态数据交换(DDE)功能，数据交换通过软件实现，不需要硬件接口；公开接口技术的详细规格、说明，接口软件随系统监控软件一起售于用户，开发通讯功能不必向产品供应商另外支付费用。以上著名公司的主流产品完全符合这一条，AEC的产品也同样符合这样的要求。
②产品支持某种标准的数据交换协议，具有一定的开放性能。例如具有DDE功能，或者有其它某种软件数据交换工具，像API函数接口，但不公开有关软件技术的详细规格、说明，用户开发数据通讯功能需要另外购买支持这种功能的软件，有的产品可能还要增配相应的硬件。目前一些国内公司的产品属于这种情况。
③没有软件数据交换功能，但在控制机上具有串行通讯接口，如买方有外部通讯要求，供应商可以提供串行通讯协议，但一般要求买方另外支付一定的费用，并在知识产权方面承担一定的责任。一些公司早期的产品属于这种情况，建议用户尽量避免在21世纪购买20世纪的产品。
④没有软件数据交换功能，也不提供开放的通讯协议。目前很少，最初的BAs属于这种情况。
对于有信息集成要求的项目来说，应优先考虑采用符合上述第1种情况的BAs产品。使用什么方式和集成系统交换数据，在软件工作量方面是差别很大的，这些因素将会反映到系统集成的工作量和成本之中。这里仅举楼宇自控系统产品为例，其它弱电产品和上述情况类似。
由于实施系统信息集成，要求被集成的弱电产品是一个开放的、能够和外部交换数据的系统。这一点适用于所有被集成的弱电子系统产品。AEC的智能配电产品就是这样一个开放的、能够和外部交换数据的系统。
在系统集成工程开展时，作为系统集成商应负全面的责任，他们应将已经掌握的各种接口资料，向业主、设计院和建设者提出客观的参考意见。他们应向所有子系统供货商提出系统集成方案中关于实现数据通讯的技术要求，由各子系统供货商承担责任，提供关于通讯接口的技术资料。他们应和各子系统供货商建立融洽的合作关系，因为集成系统和各子系统通讯接口的设计、技术开发和调试完成，取决于各子系统本身的正常开通及现场数据地址的组织和编程，这种合作关系是极为重要的。
2、利用OPC集成的总体方案
目前，随着网络技术的飞速發展，BMS集成产品的技术趋势也在向着基于真正开放标准和子系统平等的方向发展。因此，本文选取以上主流公司OPC技术实现系统的集成，采用浏览器／服务器(B／S)结构、Web技术的产品。
为了实现数据共享，在统一的界面上对所有的子系统进行监控管理，必须提取所有子系统需要的数据。系统通过运行在各子系统主机上的服务程序采集各个子系统的数据，并加以整理转译存人数据库，同时提供给监控系统。这样，各客户可在客户机上监控子系统的实时工况。各子系统通过OPC客户接口与符合OPC规范的现场设备实现数据交互，中央监控站也是通过OPC客户接口与各子系统实现数据交互。这样，通过标准化的OPC客户接口和OPC服务器接口，中央监控站就可以和各子系统进行数据通信，从而达到控制和管理的目的，实现了系统的集成。因此，系统可以大量地使用不同生产商制造的符合OP C规范的硬件设备和应用软件；采用OPC规范对于系统的修改和升级也带来了极大的方便。
三，应用OPC协议实现楼宇信息系统与智能配电仪表的数据互联及共享
1、OPC协议
OPC协议是为解决应用软件与各种设备驱动程序的通信而产生的一项工业技术规范和标准。它采用客户／服务器规范，并沿用了Microsoft的DCOM体系。通过COM接口，OPC客户程序可以和一个或多个提供商的OPC服务器连接，同时一个OPC服务器也可以同多个客户程序相连，形成多对多的关系。任何支持OPC的产品都可以无缝地实现系统集成。由于OPC技术基于DCOM，所以客户程序和服务器可以分布在不同的主机上，形成网络化的监控系统。
2、 适于OPC协议接口的AEC智能配电仪表
AEC智能配电仪表提供专业的ModBUS协议。
ModBUS,总线是美国莫迪康(Modicon)公司(后被法国施耐德schneider公司收购)在世界上首先推出的基于R$485的总线。ModBUS为Modicon’s BUS(即：Modicon的总线)的缩写。
ModBUS协议只允许在一条线路上有一台主机。允许在主机和从机之间进行通讯，而不允许从机之间进行通讯。ModBUS实现双向通讯的原理：ModBUS协议在一根通讯线上使用RS 485应答式连接(半双工)，这意味着在一根单独的通讯线上信号沿着相反的两个方向传输。首先，主计算机的信号寻址到一台唯一的终端设备(从机)，然后，在相反的方向上终端设备发出的应答信号传输给主机。
智能仪表管理系统建立 篇4
关键词：智能仪表,FieldCare,FDT/DTM
1 引言
随着科技的发展, 仪表系统也开始步入了数字化、智能化和网络化的范围内。目前, 济南卷烟厂能源动力管控系统使用了近300台智能仪表, 类型涵盖质量流量计、涡街流量计、电磁流量计、压力变送器、温度变送器、物位计等。整个能源管控系统的控制几乎全部依赖从智能仪表获取的数据, 而全厂的水、电、汽、气等能源消耗数据也是通过计量仪表获得, 智能仪表对全厂的能源供给与计量具有重要意义。
智能仪表数量多且分布范围广, 遍布于全厂各个角落, 使得仪表巡检、调校和维护非常繁杂。有必要建立一套智能仪表管理系统, 能够实时监测仪表工作状态, 对仪表进行远程参数配置、调校、故障诊断与维护, 且具备文档管理功能。以便实现对智能仪表的有效管理, 提高智能仪表管理维护水平。
2 主要原理和关键技术
硬件连接以现有的工业以太网网络架构为载体, 采用Profibus通信技术。将具有Profibus PA通信能力的仪表通过转换器 (DP/PA) 连接至Profibus DP网络, 上位仪表管理系统通过网关 (ieldgate FX-A720) 接入Profibus DP网络。两者并行工作, 控制和管理功能互不干扰, 性能更加优化。
软件实现基于FDT/DTM技术的规范要求。FDT作为一种软件接口规范, 所有的通讯协议都可以使用该种技术, 具有开放、独立、公开的性质, 它描述了工程框架和设备软件组件DTM之间的软件接口和相互关系, 与设备和现场总线系统无关。DTM相对于现场硬件设备来说相当于软件代理, 每个现场设备制造商都需要提供一种软件组件。
3 系统实现
考虑到能源动力管控系统大部分采用的是E+H仪表, 最终选用E+H公司的Field Care软件系统进行实施。Field Care不仅支持FDT/DTM技术, 且允许通过这一系统实现对于通信转换设备的维护, 包括DP/PA转换器、Profibus接口设备等。
3.1 软件实现
安装fieldcare软件, 版本为2.09。首先配置DAEMON虚拟光驱, 导入fieldcare镜像, 按照所选内容一步一步执行。在软件安装过程中, 基于FDT/DTM技术的规范要求, 安装Field Care框架应用程序。创建驱动器, 即建立通讯设备类型管理器Comm DTM文件, 包括DP/PA转换器的Comm DTM文件, Fieldgate FXA720Comm DTM文件。创建设备的连接, 即建立设备类型管理器, 包括所有现场仪表DTM文件。
3.2 创建项目
软件安装完成后, 创建项目。每一个E+H网关对应创建一个DP/PA-LINK, 每一个LINK下面对应实际连接的仪表, 包括仪表网络位号、通道、地址、设备类型 (DTM) 及对应的物理设备等。在DTM配置过程中, 个别压力、温度和流量仪表的DTM类型需用placeholder FIELDDEVICE来表述。项目创建完成后即在软件中建好了与仪表的网络连接, 可以在软件中连接现场仪表。
3.3 参数设置
根据设备类型, 结合仪表实际使用情况, 对仪表参数进行配置。对仪表参数进行配置时, 注意以下几点:
1) 选择正确的测量单位, 与实际使用相匹配, 并与能源计量系统单位统一。
2) 根据实际使用情况设置仪表量程, 注意仪表类型, 温度、压力、流量、物位等。
3) 根据使用要求设置仪表报警上、下限。
4) 流量仪表根据需要可以设置最小流量切除, 减小测量误差。
5) 基本参数配置好后需进行调试, 使测量值与实际相一致。
参数配置好后即可连接现场仪表, 下载或者上传配置。
3.4 状态监测实现
每台仪表实时工作状态通过仪表管理系统监测画面中的指示灯代表, 不同颜色分别代表不同工作状态。例如:正常时指示灯为绿色, 黄色时代表警告, 有报警时指示灯变为红色。通过观察仪表工作状态可以快速了解仪表是否正常, 一目了然。
3.5 故障诊断及维护管理
当监控画面指示灯变为黄色时说明仪表状态参数达到或超过了设定的警告限值。具体情况通过点击相应的指示灯, 则系统会给出相应的初级分类, 比如:硬件故障、软件故障或者过程所致状态故障等。通过点击具体故障查询排除链接, 进入到设备故障诊断及维护管理操作, 对故障进行诊断和维护。
4 结束语
利用智能仪表管理系统, 工作人员可以有效监测仪表工作状态, 准确把握仪表运行情况, 及时处理各项问题, 实现了仪表远程参数设置、故障诊断及排查, 大大提高了智能仪表管理维护水平。通过实时监测仪表工作状态, 计量人员对仪表状态有更清楚的认识, 做到备品备件的高效低量库存, 使工作计划性大大提高。通过预先判断仪表工作状态, 提前发现问题, 及早解决, 一方面可以避免系统误操作, 另一方面确保计量准确、可靠。
参考文献
[1]朱占清.利用网关技术模块实现仪表数据远传[J].新疆石油科技, 2006.
智能书包作文300字：智能书包 篇5
它看起来和普通书包没什么两样，和普通书包大小差不多，里边有三个夹层，不同的是它的颜色可通过主人的性格，习惯随意变化。
它运用了纳米帆布，这种帆布特别轻，再重的书本装里边也是身轻如燕。书包的背面有一个收缩按钮，可快速收集物品。最重要的是书包底部装有智能手控感应器，你只需要打开感应器的开关，螺旋桨转动起来，书包就慢慢飞过头顶，类似于孩子们现在玩的小黄人。
我们写字的时候，如果不小心在书包上画了一条线，只要用餐巾纸轻轻一擦，一点痕迹也不会留下，书包始终和新的一样。
书包还有一个更神奇的地方，我们早上背着书包去上学，双手紧贴着书包五分钟后，书包就会自动变色。如果变成浅蓝色，说明我们夜里睡眠有点差;如果书包变成红色，说明我们睡眠严重不足;如果变成黄色，说明我们的睡眠正常。
智能水杯真的智能吗？ 篇6
rrioo ocup
669元
造型美观 高端大气
rrioo ocup是一款定位于办公白领的高端智能水杯，由前丹麦设计师协会主席Troels担任首席设计师，整体高端大气，富于时尚气息。此款水杯杯身呈弧形，上宽下窄，流线感强，颇具美感；杯身采用食品级塑料材质，手感滑润舒适。此外，rrioo ocup智能水杯还拥有IP68级别的防水功能，即使用户完全将其浸泡在水中也不会损坏它的部件。
rrioo ocup内胆部分则采用高硼硅玻璃材质，据悉，高硼硅玻璃拥有耐高温和低温、高硬度耐摔等优点，甚至连婴儿奶瓶都会使用这种玻璃，此举保障了产品安全环保。另外rrioo ocup配备了一个带有磁性的杯盖，能与杯口无缝粘合，可以起到保温的效果，从细节处体现设计的人性化。
功能丰富 体验感优秀
rrioo ocup是市面上一款具有颠覆性的新型智能水杯，具有丰富的功能，不但具有提醒饮水和水温检测的功能，还具备无线充电、手势感应、暖手功能、情感互动、泡茶功能等功能。
小编实际使用发现，rrioo ocup杯身带有一个LED矩阵屏幕，仅通过手势控制就可以在LED矩阵屏幕上显示水温、水量等基本信息，突破了只能通过手机控制的单一性，而且其对手势的感应灵敏，操控体验优秀。如果LED矩阵屏幕能制作得更大些，显示效果将会更加完美。
值得一提的是，rrioo ocup智能提醒饮水功能比较实用，其可以根据用户饮水习惯，自动提醒用户饮水，当然用户也可以根据自己的饮水时间自行设置喝水提醒时间，它会通过灯光、震动的提醒方式告知用户饮水时间，当用户饮水时，LED矩阵屏幕会显示“enjoy your drink”的温馨提醒字样，这是其它智能水杯所不具备的人性化设计。
另外，rrioo ocup支持QI无线充电功能，使用方便，只需将水杯放在充电底座上即可进行充电，而且rrioo ocup还具有保温功能和杯身暖手功能，颇为人性化。
支持蓝牙功能 配专属APP
作为智能水杯，当然少不了专属的APP，rrioo ocup的APP名称为ocup，用户需自行下载后使用。rrioo ocup支持蓝牙3.0和4.0双模，能支持大部分主流智能手机。rrioo ocup通过蓝牙连接APP，用户仅需通过简单的配对即可享受APP带来的智能科技感。
ocup 的APP功能丰富，能实现显示水温、饮水量、智能泡茶、远程给水杯发送消息或图画等功能。小编使用发现，rrioo ocup的APP操控体验十分不错，能直观了解用户的饮水数据，并且可以实现有趣的情感互动功能。另外，rrioo ocup的APP具备升级的功能，相信随着其APP的不断升级更新，APP的界面设计将会更美观，操作体验更优秀。
麦开Cuptime
399元
造型独特 LED状态灯个性十足
Cuptime从众筹开始就引起外界的瞩目，如今其销售更是火爆。Cuptime杯身通体采用白色配色，整体显得较有质感；水杯采用钢琴烤漆设计，使得杯身表面圆滑有手感。不过，其杯盖采用塑料材质，导致其过于轻薄，与杯口粘合性不强，容易脱落，略显遗憾。
Cuptime整体采用圆形底座，圆角立方体的造型设计，再加上个性十足的彩色LED状态灯，使其整体造型独特，颇具科技感；但是其棱角形的设计也在握持的手感方面稍有减分。至于材质方面，Cuptime比较讲究，其内胆采用了在欧美用来做婴儿奶瓶材料的Tritan材质，安全健康。
功能专一
Cuptime的功能比较专一，专注显示水温情况和提醒用户饮水两大功能。因为其功能专一的缘故，其杯身自带的功能设计只有一处LED状态灯，能根据水温显示不同的颜色，从而达到提醒用户的目的。LED状态灯能显示三种颜色，当用手握住杯子时，LED状态灯就会显示出水的温度：0～35度会显示蓝色，35～75度会显示橙黄色，75度以上会显示红色。
Cuptime提醒用户饮水的功能表现出色，能准时提醒用户饮水。当然它也可以配合手机APP使用，即使Cuptime不在用户身边，该款手机APP也会自动发出饮水的提示信息至用户手机提醒用户喝水，此功能较为贴心。Cuptime自身提醒用户饮水的方式是LED闪烁两下并且有提示音提醒，不过其只提示一次，如果用户忽略了就只能等到下次提醒的时候才会发现要饮水，这一点略显不足。
APP简单却实用
作为智能水杯，Cuptime也有专属的手机APP，Cuptime通过蓝牙4.0与手机APP连接。经过使用Cuptime APP，小编发现，其设计相对简单，但是方便易用。在APP中，用户饮水的数据曲线图直观明了，使用体验不错。
当用户关联手机APP后，即可以在APP上直观地查看每天的饮水量，以制定饮水计划。Cuptime采用的是DPAT智能饮水计划，是依据用户身高、年龄、体质、运动量等信息判断用户的水分代谢情况，从而为用户量身订制日饮水量及饮用时间，当然用户也可以在APP的设置菜单中自定义饮水计划。
Iorgane桔子智能水杯
299元
小蛮腰造型 橙色配色活力十足
nlc202309011902
Iorgane桔子智能水杯相较于前两款智能水杯，在造型上有很大差别。该智能水杯的杯身采用“小蛮腰”弧线型设计，呈圆筒状，造型优雅。且杯身中部配有具防尘功能的防滑圈，防滑圈采用塑胶材质，手感柔和舒适，有不错的防滑效果。另外，杯身采用白橙配色，整体显得活力十足，给人青春时尚之感。
Iorgane桔子智能水杯配备LED显示屏，以数字形式显示水温、水量、时间等信息，其提示的信息更显具体，尤其是水温能精确到0.5摄氏度。当用户拿起杯子时，LED显示屏背光会亮起，用户就可以知晓水温、水量等信息。材质方面，杯子内胆部分采用tritan材质，这是媲美欧美婴幼儿奶瓶级别的材质，具备权威FDA认证，在高温、低温条件下均能保证安全。
饮水管家
Iorgane桔子智能水杯具备饮水提醒、水温水量提示、饮水量统计、饮水习惯评价等功能，堪称“饮水管家”。Iorgane桔子智能水杯利用高精度压力传感器，能对水量进行精确检测，水量计算误差在±10毫升之内，可以精准地计算出用户真正的饮水量。更为重要的是它能准确判断水是被倒掉还是喝掉的，防止饮水量错误统计。小编经过几次的倒水和喝水的动作，发现桔子确实可以准确做出判断。
Iorgane桔子智能水杯与Cuptime智能水杯一样，均能依据用户性别、身高、体重等综合信息设定合理的饮水量，并准时提醒用户饮水，其提示方式为提示音加LED屏幕闪亮。不过它在提醒方式上与Cuptime一样，存在提醒不够明显的缺陷，提示容易被用户忽略，不能达到很好的提示效果。
支持APP联动
Iorgane桔子智能水杯搭配专属手机APP——“桔子水杯”，其支持蓝牙4.0技术，通过蓝牙能实现与手机APP联动。用户可以通过手机APP实现Iorgane桔子智能水杯的所有功能，并且可以通过手机APP设置水杯饮水提醒、饮水计划、填写个人信息等功能。
小编经过使用发现，“桔子水杯”APP界面设计虽然美观度不足，但是其界面较为直观，尤其是饮水量的统计数据界面简单明了。不过其饮水数据的统计存在延迟的现象，需要用户手动点击更新，略显不足。
总结：智能水杯有助于用户养成良好饮水习惯
通过以上三款智能水杯的对比体验，可以发现，目前市面上主流的智能水杯均能支持水温提醒、智能饮水提醒、饮水计划制定、饮水统计、关心互动等功能，其在一定程度上有助于用户养成良好的饮水习惯。对于忙碌的上班族来说，是一个不错的选择。
现场智能仪表的应用与故障分析 篇7
关键词：现场智能仪表,应用,发展趋势,故障分析
1 工作原理
现场智能仪表的工作原理:传感器采集被测参量的信息并转换成电信号,送入多路模拟开关;由单片机逐路选通模拟开关将各输入通道的信号逐一送入程控增益放大器,放大后的信号经A/D转换成相应的脉冲信号后送入单片机中;单片机根据仪器所设定的初值进行相应的数据运算和处理;运算的结果被转换为相应的数据进行显示和打印;同时单片机把运算结果与存储在片内设定参数进行运算比较后,根据运算结果和控制要求,输出相应的控制信号。
2 功能特点
(1)操作自动化。仪表的整个测量过程(如量程选择、数据的采集、传输与处理等)都用微控制器来控制操作,实现测量过程的全部自动化。
(2)具有自测功能,包括自动调零、自动故障与状态检验、自动校准、自诊断等,甚至能自动检测出故障的部位以及故障的原因,极大地方便了仪器的维护。
(3)具有数据处理功能,能对测量结果进行诸如零点平移、取平均值、求极值、统计分析等复杂的数据处理。
(4)具有友好的人机对话能力,操作更加方便直观。
(5)通过RS-232C、RS-485等标准通信接口,很方便地与通信器一起组成多功能自动测量系统,完成程控任务。
3 实际应用
(1)实际验证原始设计差压。
在小流量、小管道的测量中,利用智能差压仪表所具有的显示输入差压值的功能,来实际验证设计差压值非常方便。
(2)简化系统组成环。
通过简单的设定,获得与输入差压信号成平方根关系的输出信号,就可免于使用开方环节,简化了测量、控制系统的构成。
(3)减少仪表备品数量。
智能仪表的量程比至少可以达到30∶1。如果用智能变送器作为常规4～20mA输出仪表的备品,可大大减少备品仪表的规格及数量。
(4)便于各种参数的现场显示。
只需对智能仪表进行简单的设定,就可以使其内藏的LCD模块显示各种不同的数据。且LCD显示模块具有强制自诊断显示功能,将显示出错代码来替代原设定参数,利于及时排除故障。
4 故障分析
4.1 常用的诊断方法
(1)敲击与手压法。仪表使用时,可能遇到仪表运行时好时坏的现象,这多数是接触不良或虚焊导致的,可以采用敲击与手压法。敲击就是对可能出现故障的部位,用橡皮榔头或其他敲击物轻轻敲打插件板或部件,观察是否引起出错或停机故障。手压就是在故障出现时,关上电源后,对插接的部件和插头插座重新用手压牢,再开机试试是否会消除故障。
(2)利用感觉法。利用视觉、嗅觉和触觉发现故障并确定故障的部位。损坏了的元器件会变色、起泡或出现烧焦的斑点;烧坏的器件会产生一些特殊的气味;出故障的芯片会变得很烫;有时用肉眼也可观察到虚焊或脱焊处。
(3)拔插法。通过拔插智能仪表机内一些插件板、器件来判断故障原因。若拔除某一插件或器件后仪表恢复正常,表明故障出现在这里。
(4)元器件交换试探法。此方法要求有2台同型号的仪表或有足够的备件。把好的备品与故障机上的同一元器件进行替换,查看故障是否消除,以找出故障器件或故障插件板。
(5)信号对比法。此方法要求有2台同型号的仪表,其中有一台正常运行,还要具备必要的设备,如万用表、示波器等。按比较的性质可将其分为电压、波形、静态电阻、输出结果、电流比较等。
具体的做法:使有故障的仪表和正常的仪表在相同情况下运行,检测一些点的信号,再比较所测的2组信号,如果有不同,就能断定故障出在这里。此法要求维修人员具有一定的技能。
(6)升降温法。仪表工作时间较长或工作环境温度较高时就会出现故障,关机检查时正常,停一段时间再开机也正常,而过一会儿又出现故障。此故障是个别集成电路或元器件性能差、高温特性参数达不到指标要求所致,可采用升降温方法。
降温就是在故障出现时,用棉纤把无水酒精在可能出故障的部位抹擦,使其降温,观察故障是否消除。升温是人为地把环境温度升高,如把加热的电烙铁靠近有疑点的部位,看故障是否出现。
(7)并联法。把一块好的集成电路芯片安装在要检查的芯片之上,或把好的电阻、电容、二极管、三极管等元器件与要检查的元器件并联,保持良好的接触。若故障出自于器件内部开路或接触不良等原因,可采用此法排除。
(8)电容旁路法。显示器上显示混乱时,要用电容旁路法确定有问题的电路部分。如把电容跨接在集成电路的电源和地端;把晶体管电路跨接在基极输入端或集电极输出端,观察对故障现象的影响。
(9)故障隔离法。按照故障检测流程图,分割包围不断缩小故障搜索范围,再配合信号对比、部件交换等方法,就可较快查到故障所在。
(10)工具诊断法。运用维修工具和测试设备对集成电路芯片、电阻、电容、二极管、三极管、晶闸管等元器件进行测试、分析、判断,测试观察的内容一般是信号波形、电流、电压、频率、相位等参数,依据这些信息进行故障诊断。
4.2 常用的处理方法
(1)去除被替换元器件。在故障诊断过程中若诊断出某元器件已经损坏,或怀疑它有问题,就要将其从原位置上取下。这对2个接线端或者带插座的集成电路较为容易,而对那些直接焊接在印刷电路板上的集成电路芯片或者多头的元器件,如三极管、继电器、电阻排等,就不容易。拆除这类元器件可采用下面几种方法:
使用不带电烙铁的吸锡器,先用电烙铁加热去除的焊锡,直到熔化,再把真空吸管对准热的焊锡,快速移去烙铁,放松真空泵上的弹簧,就可以把焊锡吸到管内的存放室;采用大号注射针头,把它磨平后,用烙铁加热焊锡使其熔化,同时快速把针头套住端子插下去,使焊锡与端子分离,用一根铜丝束带与焊锡相接触,再加热焊点附近处的铜束,铜束很快升温,并且把热量传给焊锡,焊锡就熔化,在毛细作用下进入铜丝束带,焊锡被吸走;采用“起出器”或“熔焊头”等专用工具,焊下芯片时,把“起出器”插在芯片上,用“熔焊头”在印刷板的背面加热,焊锡全部熔化后,压下“起出器”上方的按钮,这时弹簧片对芯片产生向上的弹力,芯片会弹起,脱离电路板。
(2)去除焊接残留物。取出元器件后,电路板孔中可能还有残留的焊锡。应先加热使它熔化,快速把牙签或小铁钉插人孔中待焊锡冷却后拔出,就可使孔保持敞开,以便以后再插入元器件。
(3)修理电路板。在焊上新元件前,先检查有无与电路板脱离了的导线或焊片。若导线断了,要重新焊接使导线连上。最好使用背面有粘着剂的印刷线重新贴在损坏的地方,刮去新印刷线两端表面的氧化层,使它能与老的线路相焊接,再将多余的锡粒全部扫清,钻通所有被垃圾填没的引线端子孔。
(4)检查替换的元器件。维修人员要借助常用的测试仪表对电阻、电容、二极管、三极管、集成电路芯片等进行测试判断。
(5)焊接。手工焊接是电子维修中最容易操作失误的工作。焊接不仅仅是把两种金属连在一起,它的正确意义是把两种金属熔化并组合成牢靠的电气连接。
参考文献
智能仪表课程教学研究与探索 篇8
课程的教学目的是让学生掌握智能仪表的基本工作原理和设计方法,综合培养学生的系统设计思想和工程实践能力。随着科学技术的发展,社会迫切需要一批具有扎实的理论知识和技能和有一定创新能力的人才。鉴于此,我们在改革教学方法,加强实践环节、注重个性发展和提高学生创新能力等方面进行了一些探索。
一、课程理论教学的改革
课程理论知识教学环节的问题在于教学方法、手段陈旧。教师是以教材的章节顺序,依次讲述每个知识点,使学生在学习过程中无法建立系统性和全局观。理论教学的改革主要有以下4方面。
1. 案例教学
案例教学法采用先任务或应用、后方法、再原理的模式。以实际情境和问题为思考的出发点,让学生从具体问题着手做理论思考和分析,设想解决问题的途径,探讨方法的科学性、合理性,最终理解有关理论。
例如:在讲授显示章节时,选择不同的显示方式(如LED,数码管,CRT,LCD等),通过对同一任务的功能实现,可比较各种显示的特点及区别。实例可在生活中方便找到。以案例为基础展开学习和教学过程的方法,更能激发学生的学习热情与兴趣,加深学生对基本原理、概念的理解和应用。
2. 任务驱动式教学
任务驱动式教学是指让学生在教师预先给定的“任务”的驱动下进行学习,目的是引导学生由简到繁、由易到难、循序渐进地完成一系列“任务”,从而使其获得清晰的思路、方法和知识脉络,在完成“任务”的过程中,培养其分析问题、解决问题以及程序设计的能力。
在相关章节的开始,布置大作业的基本要求,章节结束后,在规定时间内网络提交作业。大作业可以是一个设计任务(例如:多通道数据采集系统),也可以是某个方向的资料查询(例如:通信协议的发展)。
本课程结束后,教学任务安排2周的课程设计。在课程的开始周,布置课程设计任务、基本功能和技术指标。任务功能的选定基于有输入输出通道的设计、键盘、显示、通信等功能。例如:多路温度巡检仪、无纸记录仪、智能家居安防系统设计等题目。
3. 引入多媒体技术
由于智能仪表课程有一半时间是在教室学习理论课,为了避免授课内容不直观、枯燥,造成理论与实践脱节。我们引入多媒体技术,利用Proteus教学仿真平台的良好性能,在讲解原理的同时,可直观地演示案例的工作全过程,达到所见即所得的效果。
4. 建立网络平台
随着互联网的高速发展,通过几年的努力,该课程已建立了资源共享的网络平台。目前主要有以下几方面内容:电子课件、课程案例、虚拟实验室、教学大纲、参考书籍、实验指导、辅助教学软件、专项讨论区和答疑区等。该平台是学生课内学习的延伸,为学生自学创造了良好的学习条件。
二、课程实践教学的改革
课程实践环节的问题在于实验设备陈旧匮乏,开放资源少,实验手段落后。由于实验多为验证型实验,造成学生动手机会少,束缚了学生的求知欲和探索欲。严重违背了课程的开放性、灵活性和先进性的设计理念。实践教学的改革主要有以下4方面。
1. 实验教学的改革
实验教学的设计以学生为主体,遵循“点—线—面”原则,按照基础性实验、综合性实验、设计性实验依次递进组织内容。原则上减少验证性实验,增加学习开发实验,扩大自主设计实验。其中,基础性实验和综合性实验属于学习环节。设计性实验(指大作业和课程设计)属于自主设计环节。基础性实验是各种实践教学的基础,实验内容与理论课的课程大纲紧密相关,是课程重点。综合性实验是基础性实验的综合运用,是从验证性实验到设计性实验的转变过程,培养学生独立设计开发应用系统的能力。设计性实验是学生设计创新的窗口,以Proteus仿真平台为基础,由学生自己动手设计制作电子系统,培养学生实际动手能力。我们正努力将智能仪表的实践教学渗透于课程的每一环节。
2. 建立虚拟实验室教学平台
针对本课程突出的系统性、实践性强,消耗量大的特点,通过多年的教学和探索,我们在教学中引入Proteus教学仿真平台。该平台可通过图形仿真模拟的方式,模拟实际电路。学生在系统论证后,通过设计电路,可在平台上直接搭建系统,不仅省去了购买元器件、制电路板、购买仿真器材,购买测量仪器等资金投入,而且可实时仿真,实验结果所见即所得。
在实践过程中,仿真平台是学生进行科技创新的良好工具,所有实践创新活动可利用此平台进行仿真后,再利用实验室资源进行实际系统验证,这样可充分利用实验设备等各种实验资源。
经过4年网络平台的建设,已有大量学生借助此平台进行学习和设计,成为课程设计、毕业设计、电子设计大赛等设计环节的重要组成部分。同时,我们也根据仪表行业的发展、元器件的发展和学生提出的需求,不断更新实验内容,不断完善网络平台的建设。
3. 科研引入教学
为了使学生能渗入到实际设计生产中,了解新的设计理念、新技术和行业新趋势。将有兴趣的学生引入到横向科研项目中,通过课余时间参与研发活动,提高学生综合应用知识的能力和独立解决问题的能力。教学团队近4年中立项纵向课题:校级6项,省级1项,国家级1项。横向课题3项,学生通过参与科学研究,将所学知识与实际工程相结合,从而提高学生综合运用知识的能力。
4. 实践环节成绩评定的改革
成绩评定的标准也是学生对待实践环节的态度是否端正、积极的主要因素之一。在以教师为主导、学生为主体的创新型人才培养模式下,成绩评定的方法不再以报告为惟一评分材料。评分标准更注重创新和动手能力:注重提交内容的可重现性,而不是报告是否完整,书写是否工整;更注重实践过程,而不是千篇一律的实验结果。在自主设计类的题目中,鼓励学生采用不同的方法完成个性设计。加大实践环节的成绩在课程总成绩的权重,激发学生设计的积极性和创新性。
三、结束语
针对以上教学手段、教学方法以及实践环节的改革,在实践教学中取得了一些成效。通过理论与实践相结合的教学方法,加强学生的实践环节,使学生在从事系统设计时,有系统化、结构化和模块化的设计理念。可融会贯通地、灵活有效地利用所掌握的资源,通过各方案的论证比较,选取最适合的方案和实现手段。从而增加学生对综合设计性题目的理解,消除学生对系统设计的神秘感和恐惧感,树立自信心。
摘要：智能仪表是一门综合设计实践类课程。为了提高教学效果,营造良好的教学氛围,必须开展科学的教学方法和手段的改革,从而激发学生的学习积极性,提高学生的实践能力。
关键词：智能仪表,教学改革,综合实践
参考文献
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基于ARM的智能仪表系统的设计 篇9
目前,在工业自动控制现场应用较广的智能仪表系统主要通过以下3种方法实现的[1,2]:单片机与CAN总线(实现与上位机通信)连接的传统方式是将C P U与总线控制器和总线收发器相连后再接入总线网络;单片机内部集成CAN控制器,像Philips公司的P87C591、Atmel公司的AT89C51CC01和AT89C51CC02以及Cygnal公司的C8051F040等;微处理器是ARM7或ARM9芯片,其内部集成了C A N控制器等。综合分析来看,前两种各存在着复杂外围电路有待于进一步简化,和在运行速度、低功耗、低成本、高性能等方面有待于进一步优化的问题。相比较而言,第三种方法解决了以上问题,但美中不足的是,成本会显著上升。高科技的技术会促进产品不断更新换代。提出了基于STM32F103RC的微控制器方案,是基于Cortex-m3核的STM32F103C6微控制器以及其他外围模块而构建的嵌入式系统,实现与现场之间数据信息的传输、数据处理以及通过C A N总线与上位机通信等任务,并使系统在高性能、高可靠、低成本等方面达到了新的高度。
1 系统方案设计
本文设计的是集现场数据采集、数据处理、C A N总线控制器及数据输出四大功能模块于一体的智能仪表系统。此系统采用了内嵌C A N总线控制器的A R M STM32F103RC作为主控芯片,外围电路设计了8路模拟量和4路数字量输入部分,4路模拟量和2路数字量输出部分,以及C A N控制器模块完成与上位机的通信部分。如图1所示。这样实现了智能仪表系统在应用现场与传感器、执行器的数据传输,与上位机的信息通信,最终完成上位机对工业现场的监控与控制。无论输入还是输出部分都兼容了模拟量与数字量,这样就在通用性上有了很大保证,大大扩展了其应用范围。而且输入输出点在数量上也有了一定保障,如后期增加几个检测点或执行点,不必更换智能仪表了。从长远考虑,降低了用户的投资成本。
2 主要模块设计与实现
2.1 主控制器STM32F103RC
STM32F103RC是意法半导体公司推出的基于Cortex-m3核的微控制器,它在Cortex-m3内核的基础上扩展了高性能的外围设备。A R M C o r t e x-m 3结合了执行Thumb-2指令的32位哈佛微体系结构和系统外设,所以具有很高的运行速度,主频可达7 2 M H z。并且它使用最少门数的ARM CPU,相对于过去的设计大大减小了芯片面积,可减小装置的体积或采用更低成本的工艺进行生产,仅33000门的内核性能就可达1.2DMIPS/MHz。内置高速存储器(高达1 2 8 K字节的闪存和2 0 K字节的SRAM),丰富的增强I/O端口和连接到两条APB总线的外设,包含2个12位的ADC、3个通用16位定时器和一个PWM定时器,还包含标准和先进的通信接口:2个I2C和SPI、3个USART、1个USB和1个CAN。此款处理器的高集成度大大简化了外围电路,从而增强了系统的可靠性;它的高性价比也成就了本智能仪表系统的低成本。
2.2 数据采集模块
(1)在智能仪表的数据采集模块部分设计了8个模拟量采集点。当检测到有从现场传感器输入的模拟信号(像电压或电流信号),先通过片上内嵌的A D C进行转换处理,然后将转换后的可识别数字信号1或0传送给微处理器。不过由于工业信号有些是高压、过流、浪涌等,不适合被系统正确识别,必须在模拟信号转换之前进行电路调理,将待测信号转换成采集设备能够识别的标准信号,包括放大、滤波、线性化补偿、隔离、保护等措施[3],才能送A/D转换器。
STM32F103RC芯片包含2个12位的A/D转换模块,是一种逐次逼近型模拟数字转换器,它有1 8个通道,可测量1 6个外部和2个内部信号源,实现标准电信号的采集、调整及实时控制。各通道的A/D转换可以单次、连续、扫描或间断模式执行。
(2)在智能仪表的数据采集模块部分设计了4个数字量采集点。可以直接将采集到的数字量信息(如开关的开与关,即二进制1或0)传输给处理器,但为了增强其抗干扰性,扩展了光电隔离电路,以防现场的噪声污染,如图2所示。采用PC844光电耦合器件,使之与负载完全隔离,增加安全性,减小了电路干扰。
2.3 数据输出模块
由于现场执行器对信号识别种类不同,有的是模拟量(如流量阀的开度大小),有的是数字量(如流量阀的开度大小),为了满足本智能仪表系统通用性的需要,在输出部分设计了4路模拟输出和2路数字输出,将经过处理器控制运算得到的控制量信息传输给现场执行器。对于模拟输出部分,主控制芯片内嵌了DAC,为了避免信号在传输过程中的衰减,增加了V/I转换器,把电压输出信号转换成电流输出信号,有利于信号长距离传输。对于数字信号输出,在将二进制1或0直接输出给执行器前,考虑到干扰问题,进行光电隔离。考虑到数字输出口的驱动能力方面,用达林顿管增强其功率输出[4]。
2.4 CAN控制器模块
近几年,单片机与C A N总线连接的传统方式是将C P U与总线控制器和总线收发器相连后再接入总线网络,这样使CPU外围电路复杂化[4],整个系统受外部影响较大。为了解决这一问题,意法半导体公司将C A N控制器集成在STM32F103RC芯片上,从可靠性与成本上赢得了开发者与用户的青睐。C A N控制器共有3个发送邮箱供软件来发送报文,发送调度器根据优先级决定哪个邮箱的报文先被发送,从而完成C A N的信息发送。其中每个邮箱都有2个接受FIFO,每个FIFO都可以存放3个完整的报文,完全由硬件管理。为了简化电路设计,选用了一款带隔离的高速芯片CTM8251 CAN收发器[5],原理图如图3所示。
3 实验及结果
在调试过程中借助串口调试助手软件,在有匹配电阻的情况下,进行单个节点即C A N口的接受和发送调试。如发送的11、22、33、44、55、66、77、88,当然程序里要在数据前加0X,则可以接收到11、22、33、44、55、66、77、88,如图4所示。从结果可知,本系统基本可以实现预期的目标功能。
4 结论
基于STM32F103RC芯片,模块化设计了一种智能仪表系统,实现了工业现场的数据采集、数据处理、数据输出及C A N控制器与上位机通信等功能。本设计考虑到通用性的问题,不但兼顾了模拟量与数字量,而且在点数上也有一定余量。选用的STM32F103RC,其高集成度(如C A N、A D C、D A C)大大简化了系统外围附加电路,保障了其高可靠性。主控制芯片的优势在很大程度上保障了智能仪表系统的高性能、低成本特性。
摘要：介绍了一种基于Cortex-m3核的ARM STM32F103RC芯片的智能仪表系统。系统采用了微控制器模块及其外围模块而构建的嵌入式智能仪表系统的模块设计方法,其中包括8路模拟量输入(涉及ADC)、4路数字量输入和4路模拟量输出(涉及DAC)、2路数字量输出,还有CAN控制器部分。目的是完成与现场之间数据信息的传输、数据处理以及通过CAN总线与上位机通信等任务。本文设计重点突出其通用性强、高性能、高可靠性、低成本的优势。
关键词：CAN总线,数据采集,数据处理,数据输出,干扰,STM32F103RC
参考文献
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[4]Tian GY.The design of frequency output sensors and their signal processing metrologies,PhD thesis.Derby:University of Derby,2008
冷冻机蒸发温度控制智能仪表设计 篇10
关键词：智能仪表,冷冻机,可靠性,抗干扰,蒸发温度
1 冷冻机蒸发温度分析
1.1 冷冻机的流程术等。
冷冻机的主要流程如下:首先, 制冷剂进入到压缩机当中, 由压缩机对其进行一定程度上的压缩, 压缩到大约1.3MPa, 压缩完成之后, 再进入到冷凝器当中进行一定程度的冷却处理, 当制冷剂不断冷却并达到一定程度, 制冷剂就会发生物理变化, 由固态转化为液态。
然后, 再对节流阀进行有效的利用, 并通过它进行节流处理。在节流操作完成之后, 将相应的气体导入到压缩机的吸气口, 液体经过另一节流阀进行节流并进入到蒸发器当中去, 这样一来, 蒸发器之中的制冷剂在被加热之后发生一定的物理变化, 由原先的液态转化为气态, 并进入到压缩机吸气口当中进行热力循环。具体情况见图1所示:
1.2 蒸发温度控制物理原理
如果保证冷冻水的流量不变, 那么当冷却水的温度也不变时, 适当增加冷冷却器换热系数也会随之发生一定程度的提高, 同时, 从热流密度方面来看定的增加。
这样一来, 制冷剂与冷却水之间的热量传递就会加剧, 冷却水将获得更多的热量, 而在这一过程之中, 制冷剂温度会逐渐下降。制冷剂蒸发的压力会出现一定程度上的降低, 因此冷冻机的制冷量会随之进行增加。
2 冷冻机蒸发温度控制器
2.1 冷冻机蒸发温度控制器的系统框图
冷冻机蒸发温度控制器的系统框图主要见图2所示:
首先, 对测量温度以及控制温度的大致范围进行了一定程度的确定, 测量温度范围大在0℃～20℃之间, 而控制范围大致在8℃～12℃之间, 然后我们还考虑到Pt100的价格对较低。
因此, 基于这几个方面的考虑, 我们最终选择Pt100作为相应的温度传感器, 其信号输出范围为0mA～20mA。
在冷凝器中, 水侧往往会出现死区现象, 为了对这一现象进行有效的避免, 我们在冷凝器冷却水的出口安装了相应的调节阀。这样一来, 即使出现特殊的掉电断气状况, 系统给也能够做出及时反应, 使得冷凝器冷却水的出口调节阀门关闭。
2.2 相关技术要求
1) 要对模拟量输入通道的数量进行有效的控制, 一般控制在4个以上;
) 要求冷冻机蒸发温度控制器具有5位LED;
3) 要求状态参数能够在特殊状况下进行有效的掉电保护;
4) 输出一路电压信号一般在0V～5V的范围之内;
5) 要求冷冻机蒸发温度控制器具有一定的现场调试以及维护功能;
6) 系统设备之间的信号为开关量, 4路输入, 4路输出。
3 硬件、软件设计
3.1 硬件设计
冷冻机蒸发温度控制智能仪表的硬件设计见表1所示：
3.2 软件设计中的信号处理
3.2.1 限幅滤波法
这一方法的操作方法如下：将当前的采样值与上一次的采样值进行比较，如果两者之间存在着一定的差距，且其差值不在规定的变化范围之内。
那么就可以断定当前的采样值为无效值，仍然选择上一次的采样值。而差值最大变化范围主要是由两个因素决定的，分别是被测量的最大变化率以及采样周期，这一方法可以对偶然脉冲的干扰进行一定程度的消除。
3.2.2 滑动平均滤波法
每进行一次采样, 就与最近m次的历史采样值进行相加, 然后再选取其平均值作为本次的采样值, 公式如下:
4 冷冻机蒸发温度控制智能仪表的应用与优越性
目前状况下，智能仪表已经得到了较为广泛的利用，它之所以能够被广泛的使用，主要是因为它同时具备了数据显示功能以及控制报警功能。
然而，在它的发展与应用过程中，一些弊端与不足逐渐显现出来，主要表现在两个方面：
1)智能仪表的精度相对较低，其显示精度一般为0.5%FS，最高也只能够达到.2%FS;
2)智能仪表的可靠性程度不高。在电路之中，所采用的元件大多为分立元件，而在操作过程之中，很难对这种元件性能的一致性进行有效的保证，因此，就很有可能导致整个产品的可靠性出现一定程度上的降低。
近几年来，智能仪表正朝着高精度、高可靠性的方向发展与完善。在这种环境之下，冷冻机蒸发温度控制智能仪表应运而生，随着它的不断发展，它已经能够对冷冻机蒸发温度进行有效的调节，除此之外，冷冻机蒸发温度控制智能仪表还具有可靠程度高、易于升级的特点。
参考文献
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智能手机需要智能安全 篇11
企业对移动通信的需求越来越大,连生产车间都需要移动通信——要是出了问题,维护工程师很快就可以在手机上收到机器自动发来的警报短信。因而,确保智能手机的安全也变得越来越棘手。Henze所在公司目前的政策是,只支持员工使用基于Windows Mobile的智能手机,因为非标准设备无疑会使手机的安全工作更复杂。不过,对有些人来说,手机就是自己的时尚宣言。如果员工使用个人电脑,可以明确规定本企业环境不支持Mac机;但如果员工使用手机,是否能始终明确禁止使用某种手机呢?
智能手机的多种威胁
越来越多的IT和安全主管正在竭力应对企业员工智能手机面临的安全问题。
最主要的问题还是:一旦手机或可拆卸存储卡丢失或被盗,里面的敏感数据很可能泄露出去。员工要是没有删除手机里面存储的数据,就将手机卖掉或送修,数据也有可能外泄。
此外还存在这样的风险:与虚拟专用网(VPN)连接的设备可能将企业网络暴露在黑客和恶意软件入侵威胁面前。各种病毒通过短信后门及其他漏洞攻击手机本身的可能性也越来越大。Strategy Analytics咨询公司的分析师Philippe Winthrop曾经这样发问:“要是我拿到了你的手机,捣鼓一番,导致手机连接到了企业的VPN怎么办?这是企业面临的一大风险,但目前人们还没有予以认真对待。”
更为复杂的问题是,用户们倾向于把智能手机看作自己的个人装置,认为企业的IT部门管不着。Gartner公司的分析师John Girard说:“一种根深蒂固的观点是‘这是我自己的移动设备’。”他表示,用户常常把其智能手机看作一种娱乐设备,而不是需要保护的一种资产。
Girard表示,智能手机的多媒體功能带来了其他问题。比如说,公司政策可能明文禁止将公司文件拷贝到外部存储介质上,但有没有一项政策禁止在办公室用智能手机拍照或录音会议内容呢?
许多公司试图通过为员工购买标准手机来进行控制——此举至少可以让这些公司只需支持一种操作系统。伯顿集团的分析师Paul DeBeasi认为,即便那样,用户还是不太会严格遵循标准。他说:“我看到有些员工将公司发放的手机放在左边口袋里,而将个人的手机放在右边口袋里。”
的确,据移动安全和管理工具厂商Good Technology公司最近对欧美300家公司开展的一项调查显示,近80%的调查对象声称:希望把个人设备带到工作场所的员工数量在过去6～12个月里有所增长;28%的调查对象称,曾经由于非授权设备导致数据泄密。
尽管存在种种安全风险,“仍有三分之二的公司未能制定及执行移动设备方面的IT和业务安全政策。”Winthrop说。
Girard也认为,许多公司迟迟没有认识到与手机有关的数据泄漏可能带来的后果。他说:“等到智能手机的安全问题严重到一定程度,人们才会像重视电脑安全那样重视它。”
重视智能手机安全
无论是通过第三方平台,还是通过智能手机厂商本身,集中保护及管理智能手机的技术的确存在。许多分析师一致认为,在诸多智能手机厂商当中,黑莓手机生产商RIM和微软公司提供的管理平台最佳,微软拥有最新版本的Windows Mobile。
至于其他智能手机设备或者支持多家厂商手机的那些企业,有多种方案可供选择,其中包括:Credant Technologies、Good Technology、Sybase、Trust Digital、趋势科技和MobileIron等厂商提供的管理软件。这类平台提供诸多关键功能,包括集中管理以下方面的功能:
密码管理
认证授权
强加密
闲置断开:即闲置一段时间后,用户被迫退出应用会话,并提示输入密码、重新建立会话。
远程清除存储内容:如果设备丢失或被盗,或者用户输错验证证书次数超过规定次数,就启用该功能。
在总部设在纽约的战略传播公司Robinson Lerer & Montgomery,首席信息官Jeff Saper通过向所有员工发放黑莓手机、供员工统一使用,克服了安全难题。Saper使用了黑莓企业服务器提供的450项无线IT政策和命令中的若干项。该公司还采用Good Technology的平台来处理Palm和Treo设备,但是,当Saper决定用单一平台进行集中管理时,它把目光完全投向了黑莓。黑莓的安全措施包括:设备闲置十分钟后,自动断开;如果设备丢失或被盗后担心数据安全受到危及,或者密码输错次数超过十次,就自动远程清除设备里面的数据。Saper说:“就算有人破解得了密码,数据仍是安全的。”最重要的是,用户自己无法禁用任何安全功能。
Saper表示,就远程清除而言,数据备份到黑莓服务器上很重要,那样数据还可以恢复。由于服务器与微软Exchange连接在一起,他还能恢复消息历史。Girard指出,这种备份让人清楚手机上有哪些数据,从而清楚要是手机被盗,哪些数据将岌岌可危。
Girard表示,尽管其他平台也能执行远程清除,但黑莓服务器还提供确认功能,表明确已清除完毕;要是涉及智能手机数据泄密的案子最终上了法庭,这种功能可以让公司处于比较有利的地位。他补充说:“要是你无法证明已清除数据,听起来可不妙。”
Girard还认为,对设备进行设置,以便闲置一段时间后自动断开很重要。他的建议是,对于所含信息很重要的设备,设置成闲置1~5分钟后断开;对于信息较重要的设备,设置成闲置10分钟后断开;对于信息不太重要的设备,可设置成闲置15分钟后断开。员工若要继续使用设备,就应当输入强密码,重新进行验证。
说起来容易做起来难。Girard说:“由于是移动设备,人们觉得应该很容易使用,于是不愿输入7位数或12位数的密码。但4位数密码根本不行,因为别人很有可能看到你输入的是哪几位。”
Girard还认识一些客户,他们允许密码可以输错十多次,之后才禁用设备。这项政策大有问题。他说:“就算你喝醉了,试了这么多次密码后,应该也能进入设备。”
Christopher Barber是总部设在加利福尼亚州圣迪马斯的西部企业联邦合作信用社(Wescorp)的首席信息官,他的企业信息系统支持黑莓和苹果公司的iPhone 3G这两种设备,其中iPhone上运行销售人员所使用的电子邮件和关系管理应用软件。为了保护iPhone的安全,Barber设置了一套标准安全配置文件(包含他希望的所有防范措施),微软Exchange服务器则把该配置文件发送到移动设备上。
防止数据外泄
智能手机最让我们担心的是,它可以作为一种存储设备来使用。用户把智能手机接到USB端口后,即可下载公司文件,并把这些文件带到外面。不过借助全局安全配置文件,可以执行密码强度和加密功能,那样即使用户真的把敏感数据存储在便携式设备上,也可以降低万一手机丢失或被盗时别人读取里面数据的可能性。
Girard表示,采取集中加密方法很重要。所有知名厂商都为各自生产的手机提供了加密功能,但除非企业采取集中加密的控制手段,否则加密功能只是可选的。”
保护智能手机的安全是风险管理问题,而不是要面面俱到。Barber表示,近期在YouTube视频上看到有人用破解程序,闯入了受密码保护、经过加密的iPhone。他还说,iPhone可拆卸的SIM卡是个安全隐患,因为要是小偷取下SIM卡,手机就收不到远程销毁命令,因为手机无法连接到公司网络。
为了抵消这种风险,Barber采取了政策与教育相结合的办法。
他说:“我们培训每个员工,不要把敏感数据存储在iPhone上。”他希望,將来可以用数据丢失防护技术作为辅助手段,该技术可以监控转移到电子邮件附件或USB驱动器上的数据。“我们尽量确保安全,但风险总是存在。”
在温莎食品公司,Henze也利用MobileIron公司的虚拟智能手机平台,采取了集中管理的方法。之所以作出这个决定,是因为他希望利用单一平台不仅可以管理安全,还能管理运营商合同和部署。此外,尽管统一使用Windows Mobile设备,他还是希望确信自己没有被该决定所禁锢。MobileIron支持黑莓和iPhone,还计划支持Symbian和Android设备。
Henze从基本方面入手,比如密码管理、自动禁用和远程清除,如今还在增加集中加密措施。虚拟智能手机平台还能备份手机上的应用程序和数据,并报告配置和内存利用率方面的情况,这就加快了诊断及排除故障的速度。此外,它还能清点存储在手机上的应用程序,禁用没有得到批准的应用程序。
Henze说:“从IT的角度来看,MobileIron的平台让一切变得更容易。”
对Henze来说,确保智能手机安全的工作才刚刚开始。比如说,他正考虑将数字权限管理与智能手机管理平台集成起来。
Henze说:“假设我们公司有个员工的笔记本电脑里面装满了机密信息,但他被解雇了。如果有数字权限管理,其电脑就会与服务器取得联系,查看他还是不是合法用户。如果不是,他就再也无法读取那些文件。”他表示,这么做的效果好于远程清除,因为要是文件存储在可拆卸卡上,就无法删除文件了。
有些用户一直担心:要是IT部门监控自己的手机,就毫无自由可言了。不过,考虑到IT部门能在部署新手机、更换手机及远程排除故障等方面提供更好的服务,这种担心就不大重要了。比方说,IT部门买来新手机后就能立即进行配置,不需要花上三四天的时间,员工就可以使用新手机了,这样的方便往往会让员工心存感激。
最后,随着越来越多的智能手机进入企业,无论它们由公司发放,还是由员工自己带入,没有哪一种手段可以确保绝对安全。但有一点可以肯定,绝对不能对员工放任自由。目前让员工对自己的设备负责的企业IT部门其实并不罕见。但到头来,倘若数据泄露,负相应责任的会是雇主。
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智能手机十大风险及对策
1、没有配置管理计划
对策:应将负责管理智能手机的任务交给配置及管理电脑的同一批员工。
2、没有开机密码,或使用弱密码策略
对策:好几家厂商的设备管理控制台都可以设置密码复杂性规则和密码重置提问与答案。
3、没有闲置断开或自动上锁功能
对策:应借助设备管理控制台,远程执行断开政策,那样企业就能保持近乎实时的控制。
4、没有自动销毁或数据清除计划
对策:应使用远程销毁命令和本地清除两种方法。密码输错次数超过规定次数后,或者设备断开网络达到预定时间后,应采用后一种方法。
5、没有内存加密规则
对策:几种主要的企业智能手机操作系统都提供执行加密机制的设置。
6、备份和同步方面没有总体计划
对策:使用安全的远程备份和存储工具,定期执行后台同步操作。
7、电子邮件转发方面没有障碍
对策:可以通过企业电子邮件系统的服务器端设置,对电子邮件和附件的转发进行管理控制;还可以通过商用数据丢失防护过滤软件进行进一步过滤。
8、没有应用程序验证规则
对策:可以利用私钥来限制允许安装或执行哪些应用程序。
9、没有默认的浏览器许可规则
对策:配置手机时,选择符合公司政策的默认浏览器设置,以免为恶意代号提供入口点。
10、没有应对智能手机多样性的计划
智能仪表 篇12
PLC是工业自动化的支柱技术之一, 有关网络与通信的内容正是近年来PLC发展的方向和热点之一。文献[1,2]介绍了西门子PLC的各种通信方式、通信原理。本文仅介绍能完成PLC与智能仪器通信的经济型方案的实现, 讨论该应用中小数点位置不确定的ASCII数据转化为十六进制数的算法及程序流程。
1任务描述
PLC与智能仪表通信并完成数据收发任务;通信工作模式为PLC向智能仪表发送命令, 仪表返回应答;通信数据格式是ASCII码, 其中工作数据有7位, 并可能包含小数点, 且小数点位置不固定;通信完成后, PLC对由仪表返回的ASCII码数据进行处理, 转换为十六进制数。
2方案设计与硬件组态
2.1 方案设计
出于对整体功能、成本及数据处理的实时性要求, CPU选取313c-2PtP, 这样便不需要CP340/CP341通信处理器了。通信协议采用RS-485, 485协议采用平衡驱动差分接收的模式, 抗干扰性强, 同时便于扩展为多台仪表和PLC通信。SIMETIC PLC的点到点通信有ASCII driver、3964 (R) 和RK512三种协议, 在此根据仪表的数据特性, 采用ASCII driver协议。
2.2 硬件组态
进入STEP7建立相应项目, 在项目中点击HW config进入组态界面, 在UR中依次配置好选型的电源、CPU等硬件, 然后硬件中点击CPU栏的PtP项即进入通信参数配置界面;在Protocol中选ASCII, 在signal assignment→operating mode中选择RS-485模式。如此依次点击各选项卡, 根据需要设置通信速率、数据帧格式等参数, 最后保存编译即完成组态。硬件组态界面见图1。
3软件设计
ASCII driver通信在OSI7层模型中处于第一层物理层, 通信方式为cup向仪表发送数据请求, 仪表返回应答。发送数据报文格式见图2, 接收数据报文格式见图3, 工作数据的存储结构见图4。通信程序通过调用SFB60 (发送) SFB61 (接收) 来实现。BCC校验的算法在文献[1]中有介绍。SFB60与SFB61的参数及用法参看STEP7帮助。
仪表传来的数字, 除了小数点位以外, 每位的取值范围为0～9, 超过此范围则失去实际意义。据此若小数点位置已判断出来, 则由归纳法可推得将仪表传来的ASCII码数据转换成十六进制数据的转换算法如下:
(1) 若7位数中不包含小数点, 则算法为:
undefined。
其中:i=0, 1, 2, …, m;m=工作数据长度-1;DBB代表一个存储字节, 在此存储一位工作数据。
(2) 若包含小数点, 则算法为:
undefined。
定义小数点位置值为y, 确定方向从工作数据右端到左端, y=2, 3, …, 6。当i-y<0时, x=i-y;当i-y>0时, x=i-y-1。
程序调用关系见图5, 数据转换程序流程见图6。
4结论
此通信模块设计基于公开的通信协议, 实现算法不复杂, 且成本低, 能满足实际的功能要求。在实际应用中PLC需要与智能仪器通信及ASCII码转换为十六进制数的情况很多。在此方案下开发者需编制的代码略多, 但是只要做好封装, 增加其可移植性, 即能应用于其它同类项目中。
摘要：介绍了一种基于西门子PLC A SC II通信协议的P tP通信模块的设计实现;给出了实际应用中小数点不确定的A SC II数据转化为十六进制数的程序实现算法及程序流程。
关键词：西门子PLC,数据转换,智能仪表
参考文献
[1]廖常初.S7-300/400 PLC应用技术[M].北京:机械工业出版社, 2005.