為ATMEL公司的8位單片機(jī)AT89C2051。單片機(jī)平時(shí)處于低功耗待機(jī)狀態(tài)。
[0034]2、開關(guān)機(jī)控制模塊:該模塊采用了繼電器來產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)PC電源的啟動(dòng)信號(hào)，具有電流、電壓檢測(cè)。網(wǎng)絡(luò)通信模塊收到開機(jī)命令后即控制開機(jī)控制模塊，啟動(dòng)工作電源給系統(tǒng)供電，收到關(guān)機(jī)命令后即產(chǎn)生關(guān)機(jī)操作，并通過電壓和電流的檢測(cè)判斷系統(tǒng)關(guān)機(jī)是否完成，關(guān)機(jī)完成后通過繼電器徹底關(guān)閉電源。
[0035]3、恒溫控制模塊:恒溫控制模塊采用了深圳市宏晶科技有限公司的單周期單片機(jī)STC12C5A60S2實(shí)現(xiàn)。溫度傳感器為恒溫箱中的K型熱電偶1，冷段溫度補(bǔ)償采用了 DS18B20數(shù)字溫度傳感器。采用兩路輸出功率控制，可以分別控制PTC加熱器和TEC制冷片加熱或制冷。顯示采用了 LED數(shù)碼管顯示。恒溫模塊采用了數(shù)字PID控制，可以設(shè)置恒溫溫度，PID的各項(xiàng)控制參數(shù)，包括比例帶P，積分時(shí)間I，微分時(shí)間D，過沖抑制參數(shù)Ar，控制周期T，過程值偏差Pb以及報(bào)警設(shè)置等參數(shù)，具有PID參數(shù)自整定功能?？梢岳迷撃K開展PID溫度控制實(shí)驗(yàn)。
[0036]4、數(shù)據(jù)采集模塊:數(shù)據(jù)采集模塊采用了 STC12C5A60S2微處理器、EPM570T144C5大規(guī)模CPLD以及TLC2543高精度AD轉(zhuǎn)換器等實(shí)現(xiàn)，采集精度12bit。遠(yuǎn)程熱電實(shí)驗(yàn)無法在本地現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，因此該模塊需要對(duì)實(shí)驗(yàn)中可能要測(cè)試的所有信息進(jìn)行測(cè)試，主要包括環(huán)境溫度數(shù)據(jù)以及恒溫箱內(nèi)的PN結(jié)、K型熱電偶、AD590、PT100、NTC熱敏電阻等熱電傳感器輸出數(shù)據(jù)。
[0037]5、顯示模塊:顯示模塊主要顯示恒溫器內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度、設(shè)置溫度、PID控制參數(shù)以及各傳感器原始數(shù)據(jù)等。
[0038]6、視頻采集與處理模塊:視頻采集與處理模塊以華為海思網(wǎng)絡(luò)視頻SOC處理器Η?3515為核心構(gòu)建，配備有2G時(shí)鐘頻率高達(dá)200MHz的DDR2 SDRAM, 8G NAND FLASH, 32MNOR FLASH,具有2路視頻輸入接口。Hi3515是以ARM9為內(nèi)核的，集成了視頻硬件加速引擎的高性能高集成度的SOC處理器。CPU頻率達(dá)400MHz ;提供H.264和MJPEG多協(xié)議編解碼和雙碼流編碼能力，編解碼性能高達(dá)120fps D1_TSC或10fps DliPAL,具有豐富的視頻輸入輸出接口(CVBS、高清VGA、BT.1120)，高達(dá)有效分辨率1280X1024@60fps VGA輸出能力；集成豐富的外設(shè)接口(SATA/SD1/SPI/UART/USB)方便滿足多樣的嵌入式設(shè)備規(guī)格需求，既簡(jiǎn)化了硬件板卡設(shè)計(jì)，又有效降低整機(jī)成本。
[0039]7、加熱器:加熱器采用PTC加熱器和TEC半導(dǎo)體制冷片作為功率器件。PTC加熱器采用了 3片24V恒溫150°C的加熱片構(gòu)成。PTC加熱器具有自動(dòng)恒溫能力，可以大大提高加熱器長(zhǎng)期運(yùn)行的安全性。TEC半導(dǎo)體制冷采用了 2片TEC1-12715實(shí)現(xiàn)。TEC半導(dǎo)體制冷片通過控制施加的電壓極性，既可以實(shí)現(xiàn)加熱又可以實(shí)現(xiàn)制冷。加熱時(shí)采用PTC加熱器加熱和TEC制冷片共同加熱的方式，降溫則采取了自然冷卻和強(qiáng)制制冷相結(jié)合的方式。TEC制冷片采用了大功率MOS管全橋驅(qū)動(dòng)。TEC和PTC的功率均可受PWM信號(hào)控制實(shí)際功率。
[0040]8、恒溫箱:恒溫箱主體為密封的鋁合金盒子，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。盒子的兩側(cè)外部各自安裝I片TEC制冷片，制冷片外接散熱器和散熱風(fēng)機(jī)。盒子內(nèi)側(cè)3個(gè)面安裝PTC加熱器，最后一個(gè)面作為恒溫箱內(nèi)傳感器的安裝點(diǎn)和引線口，盒子內(nèi)部安裝各類溫度傳感器，且將所有傳感器探頭捆綁在一起并涂抹導(dǎo)熱硅脂，盒子外側(cè)覆蓋保溫層。
[0041]應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種交互式遠(yuǎn)程熱電傳感器實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括客戶機(jī)、實(shí)驗(yàn)服務(wù)器、可程控?zé)犭妼?shí)驗(yàn)平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)攝像機(jī)；客戶機(jī)通過互聯(lián)網(wǎng)與實(shí)驗(yàn)服務(wù)器和可程控?zé)犭妼?shí)驗(yàn)平臺(tái)連接，實(shí)驗(yàn)攝像機(jī)與可程控?zé)犭妼?shí)驗(yàn)平臺(tái)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交互式遠(yuǎn)程熱電傳感器實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述可程控?zé)犭妼?shí)驗(yàn)平臺(tái)包括網(wǎng)絡(luò)通信模塊、開關(guān)機(jī)模塊、恒溫控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、顯示模塊、視頻采集與處理模塊、加熱器和恒溫箱；開關(guān)機(jī)模塊、恒溫控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、顯示模塊、視頻采集與處理模塊均直接與網(wǎng)絡(luò)通信模塊連接；加熱器、恒溫箱與恒溫控制模塊連接，數(shù)據(jù)采集模塊與恒溫箱內(nèi)實(shí)驗(yàn)傳感器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交互式遠(yuǎn)程熱電傳感器實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述可程控?zé)犭妼?shí)驗(yàn)平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)通信模塊采用了深圳市海凌科電子有限公司生產(chǎn)的RM04模塊和ATMEL公司的8位單片機(jī)AT89C2051實(shí)現(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交互式遠(yuǎn)程熱電傳感器實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述可程控?zé)犭妼?shí)驗(yàn)平臺(tái)開關(guān)機(jī)控制模塊采用了繼電器控制標(biāo)準(zhǔn)PC電源的啟動(dòng)信號(hào)，具有電流、電壓檢測(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交互式遠(yuǎn)程熱電傳感器實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的交互式遠(yuǎn)程熱電傳感器實(shí)驗(yàn)裝置，所述可程控?zé)犭妼?shí)驗(yàn)平臺(tái)恒溫控制模塊采用了深圳市宏晶科技有限公司的單周期單片機(jī)STC12C5A60S2實(shí)現(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交互式遠(yuǎn)程熱電傳感器實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的交互式遠(yuǎn)程熱電傳感器實(shí)驗(yàn)裝置，所述可程控?zé)犭妼?shí)驗(yàn)平臺(tái)數(shù)據(jù)采集模塊采用了宏晶科技STC12C5A60S2 和 Altera 公司的大規(guī)模 CPLD EPM570T144C5 實(shí)現(xiàn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交互式遠(yuǎn)程熱電傳感器實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的交互式遠(yuǎn)程熱電傳感器實(shí)驗(yàn)裝置，所述可程控?zé)犭妼?shí)驗(yàn)平臺(tái)顯示模塊采用了數(shù)碼管顯示和字段液晶顯示。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交互式遠(yuǎn)程熱電傳感器實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的交互式遠(yuǎn)程熱電傳感器實(shí)驗(yàn)裝置，所述可程控?zé)犭妼?shí)驗(yàn)平臺(tái)視頻采集與處理模塊采用華為海思半導(dǎo)體Hi35xx系列網(wǎng)絡(luò)視頻SOC處理器Hi3515實(shí)現(xiàn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交互式遠(yuǎn)程熱電傳感器實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的交互式遠(yuǎn)程熱電傳感器實(shí)驗(yàn)裝置，所述可程控?zé)犭妼?shí)驗(yàn)平臺(tái)加熱器采用了 PTC加熱器和TEC半導(dǎo)體制冷片。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交互式遠(yuǎn)程熱電傳感器實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的交互式遠(yuǎn)程熱電傳感器實(shí)驗(yàn)裝置，所述可程控?zé)犭妼?shí)驗(yàn)平臺(tái)恒溫箱內(nèi)有六種溫度傳感器，分別是AD590、PN結(jié)、PT 100、NTC熱敏電阻和兩只K型熱電偶。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種交互式遠(yuǎn)程熱電傳感器實(shí)驗(yàn)裝置，包括客戶機(jī)、實(shí)驗(yàn)服務(wù)器、可程控?zé)犭妼?shí)驗(yàn)平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)攝像機(jī)?？蛻魴C(jī)通過互聯(lián)網(wǎng)與驗(yàn)服務(wù)器連接，由實(shí)驗(yàn)服務(wù)器根據(jù)設(shè)備空閑狀態(tài)分配可程控?zé)犭妭鞲衅鲗?shí)驗(yàn)硬件平臺(tái)給客戶機(jī)，此后客戶機(jī)可直接遠(yuǎn)程操控可程控?zé)犭妼?shí)驗(yàn)平臺(tái)開展熱電傳感器實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程與學(xué)生進(jìn)入真實(shí)實(shí)驗(yàn)室完全一致，首先是遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)開機(jī)，然后遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開始實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)時(shí)反饋的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)視頻，記錄和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。最后關(guān)閉實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，完成遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)。
【IPC分類】G09B23-18
【公開號(hào)】CN204348192
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520018526
【發(fā)明人】廖磊, 林蓉華, 麥文
【申請(qǐng)人】四川師范大學(xué)
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2015年1月12日