基本信息
- 項目名稱：
- 遠程監(jiān)控智能恒流源系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 此遠程監(jiān)控智能恒流源系統(tǒng)采用ADUC812BS單片機做為系統(tǒng)的控制單元，通過D/A轉(zhuǎn)換后輸出直流可調(diào)電壓，控制PWM電路的波形占空比，從而實現(xiàn)電源的恒流輸出控制。 采用當今流行的nRF905無線傳輸技術(shù)，利用遠端手持遙控設(shè)備和上位機及普通智能手機進行遠程監(jiān)控。并且本設(shè)計軟件采用了PID算法技術(shù)，保證了系統(tǒng)輸出電流控制精度和速度。
- 詳細介紹：
- 本遠程監(jiān)控智能恒流源系統(tǒng)采用以ADUC812BS單片機為主控制器，通過D/A轉(zhuǎn)換后輸出直流可調(diào)電壓，控制PWM電路的波形占空比，從而實現(xiàn)電源的恒流輸出控制。通過無線傳輸模塊nRF905，可以方便的遠程監(jiān)控恒流源的工作狀態(tài)，通過手持遙控器上的RS232串口，把恒流源的數(shù)據(jù)信號傳到遠端上位機，方便操作人員遠程多方位監(jiān)控。 功能特點： 1、輸出電流范圍為0mA～2000mA； 2、步進精確度為10mA與1mA； 3、適當改變負載電阻時，實際輸出電流值與給定電流值間的差值小于1mA； 4、改變輸入電源電壓（增加或減少20%），恒流源輸出變化小于2%； 5、輸出效率高達80%，工作時基本無發(fā)熱現(xiàn)象； 6、具有開路、短路保護及報警功能，工作性能更加可靠安全； 7、具有供電電源電壓值、電流值、輸出電流值、負載兩端電壓值同時顯示功能； 8、監(jiān)控方式多樣：普通智能手機、上位機、手持遙控器和電源本身。 應(yīng)用領(lǐng)域： 可實際應(yīng)用于工業(yè)控制、儀器儀表及各種元器件測試電路和各種小功率充電器等場合，并且在一些危險場所和需要高穩(wěn)定性輸出、不定時調(diào)節(jié)電流輸出領(lǐng)域，本產(chǎn)品具有很大優(yōu)勢。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 作品設(shè)計、發(fā)明的目的： 在提供智能恒定電流輸出的同時，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。 基本思路： 系統(tǒng)采用以ADUC812BS單片機為主控制器，通過D/A轉(zhuǎn)換后輸出直流可調(diào)電壓，控制PWM電路的波形占空比，從而控制主電路實現(xiàn)電源的恒流輸出控制。 創(chuàng)新點： 本遠程監(jiān)控智能恒流源系統(tǒng)采用了PID控制技術(shù)實現(xiàn)了輸出電流值的實時快速準確調(diào)節(jié)。 監(jiān)控方式多樣：普通智能手機、上位機、手持遙控器、電源本身。 技術(shù)關(guān)鍵： 1、采用了ADUC812BS單片機為系統(tǒng)的控制單元，保證了產(chǎn)品的智能化程度； 2、采用了當今流行的nRF905無線傳輸技術(shù)，利用遠端手持遙控設(shè)備和上位機進行遠程監(jiān)控; 3、采用了LCD1602和遠端監(jiān)控PC機的雙重顯示，擴展了人機交換界面，可以很方便的獲得各種參數(shù)； 4、模塊化編程，使程序的結(jié)構(gòu)清晰，便于管理和維護； 5、采用了PID控制技術(shù)實現(xiàn)了輸出電流值的實時快速準確調(diào)節(jié)。 主要技術(shù)指標： 1、輸出電流范圍為0mA～2000mA； 2、步進精確度為10mA與1mA； 3、適當改變負載電阻時，實際輸出電流值與給定電流值間的差值小于1mA； 4、改變輸入電源電壓（增加或減少20%），恒流源輸出變化小于2%； 5、效率高達80%，基本無發(fā)熱現(xiàn)象； 6、具有自動保護及報警功能，工作性能更加可靠安全。
科學性、先進性
- 本智能恒流源系統(tǒng)輸出電流穩(wěn)定，不隨負載和環(huán)境溫度變化，并具有很高的精度，輸出電流誤差范圍很小，輸出電流值可在一定范圍內(nèi)任意設(shè)定。而且此裝置具有智能化、數(shù)字化以及模塊化的特點。智能化主要是指系統(tǒng)有可編程模塊可以對系統(tǒng)進行智能控制，直流穩(wěn)壓電源不僅通過RS232接口實現(xiàn)與上位PC機通信，而且可以通過手機的GPRS網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控（不受地域限制）。從而使網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員可以隨時監(jiān)視電源設(shè)備運行狀態(tài)、各項技術(shù)參數(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員可通過網(wǎng)絡(luò)定時開關(guān)電源，實現(xiàn)遠程監(jiān)控和操作。數(shù)字化主要是指系統(tǒng)輸出電流值可通過電源上的LCD、遠端遙控器上的LCD和上位機等多種方式進行顯示，并且可以通過按鍵對輸出電流值進行連續(xù)步進數(shù)字化調(diào)節(jié)。模塊化是指整個智能恒流源系統(tǒng)由各個相關(guān)模塊組成，提高了系統(tǒng)的精確性、可靠性、可操作性和可維護性。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 此作品在2010年9月獲得“高教社 XILINX杯”省大學生電子設(shè)計大賽“一等獎”； 此作品在2011年4月獲得學校第四屆大學生科技節(jié)科技發(fā)明制作競賽“特等獎”。
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 普通轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實物
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 產(chǎn)品使用說明： 復(fù)位鍵：使電源處于預(yù)備工作狀態(tài)。 啟動鍵：啟動時略微長按。 功能鍵：可以選擇不同的步進電流值（10mA或1mA）。 加減鍵：是用來實現(xiàn)設(shè)定輸出電流值增加還是減少。 技術(shù)特點和優(yōu)勢： 1、輸出電流范圍大、步進精確高、輸出誤差小、效率高； 2、通過nRF905實現(xiàn)了恒流電源的參數(shù)和控制信息進行無線傳輸；而且可以通過手機的GPRS網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)遠程控制（不受地域限制）； 3、監(jiān)控方式多樣：智能手機、上位機、手持遙控器、電源本身； 4、采用了ADUC812BS單片機為控制單元，保證了產(chǎn)品智能化程度。 適應(yīng)范圍及推廣前景： 不但可以應(yīng)用于需要高穩(wěn)定度的小功率恒流源等領(lǐng)域，也可以應(yīng)用在一些危險場所和需要高穩(wěn)定性輸出、不定時調(diào)節(jié)電流輸出領(lǐng)域。本產(chǎn)品具有很大優(yōu)勢，具有很好的推廣前景。 經(jīng)濟效益預(yù)測： 此產(chǎn)品市場應(yīng)用潛力巨大，具有很高的經(jīng)濟效益。
同類課題研究水平概述
- 國內(nèi)外恒流源產(chǎn)品的發(fā)展現(xiàn)狀： 在我國，以電力電子學為核心技術(shù)的電源產(chǎn)業(yè)，從二十世紀60年代中期開始形成，到了21世紀，電源產(chǎn)業(yè)進入了快速發(fā)展時期。一方面， 電源產(chǎn)業(yè)規(guī)模的發(fā)展在加快；另一方面，在國家自然科學基金的資助下或創(chuàng)新意識指導(dǎo)下，我國電力電子技術(shù)的研究從吸收消化和一般跟蹤發(fā)展到前沿跟蹤和基礎(chǔ)創(chuàng)新，電源產(chǎn)業(yè)界涌現(xiàn)了一些技術(shù)難度較大，具有國際先進水平的產(chǎn)品，而且還產(chǎn)生了一大批具有代表性的研究成果和產(chǎn)品；目前國內(nèi)還開展了跟蹤國際多方面前沿性課題的研究或基礎(chǔ)創(chuàng)新研究。但是我國電源產(chǎn)業(yè)與發(fā)達國家相比，存在著很大的差距和不足：在電源產(chǎn)品的質(zhì)量、可靠性、開發(fā)投入、生產(chǎn)規(guī)模、工藝水平、先進檢測設(shè)備、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、持續(xù)創(chuàng)新能力等方面的差距為10-15年，尤其在實現(xiàn)直流恒流電源的智能化、網(wǎng)絡(luò)化方面的研究不是很多。目前國內(nèi)在這兩方面研究比較多的是成都電子科技大學和廣州華南理工大學，主要是利用單片機和可編程系統(tǒng)器件(PSD)來控制開關(guān)直流恒流電源或數(shù)制化電壓單元達到智能和數(shù)控的目的，但和國外的比較起來，效果不是很理想，還有很大的差距。國內(nèi)廠家生產(chǎn)的直流恒流電源雖然也在向數(shù)字化方向發(fā)展，但多限于對輸出顯示實現(xiàn)數(shù)碼顯示，或?qū)崿F(xiàn)多組數(shù)值預(yù)置?？傮w說來，國內(nèi)直流恒流電源技術(shù)在實現(xiàn)智能化等方面相對落后，面對激烈的國際競爭，是個嚴重的挑戰(zhàn)。 目前恒流源產(chǎn)品的研究現(xiàn)狀： 當今社會，智能恒壓技術(shù)已經(jīng)很成熟，但是恒流方面特別是智能恒流技術(shù)才剛剛起步有待發(fā)展，高性能的智能恒流器件的開發(fā)和應(yīng)用存在巨大的發(fā)展空間。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，以及數(shù)字電路應(yīng)用領(lǐng)域的擴展，現(xiàn)今社會，產(chǎn)品智能化、數(shù)字化已成為人們追求的一種趨勢，設(shè)備的性能、價格和發(fā)展空間等備受人們的關(guān)注，尤其對電子設(shè)備的精密度和穩(wěn)定度最為關(guān)注。性能好的電子設(shè)備，首先離不開穩(wěn)定的電源，電源穩(wěn)定度越高，設(shè)備和外圍條件越優(yōu)越，電子設(shè)備的壽命更長?；诖?，人們對智能恒定電流器件的需求越來越迫切。 通過實際測量證明了本恒流源系統(tǒng)輸出電流可調(diào)節(jié)范圍寬、步進精確高，實際輸出誤差小。該系統(tǒng)已基本達到預(yù)期的設(shè)計目標，具有功能強、性能可靠、體積小、電路簡單和成本低廉的特點，具有很好的推廣前景，不但可以應(yīng)用于需要高穩(wěn)定度的小功率恒流源等領(lǐng)域，也可以應(yīng)用在一些危險場所和需要高穩(wěn)定性輸出、不定時調(diào)節(jié)電流輸出領(lǐng)域，本產(chǎn)品具有很大優(yōu)勢。
