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7 {" L" x3 c% }6 o6 q/ o3 y2 N: O摘要： 设计了一种微波测距仪故障检测系统，利用PIC单片机技术对微波测距仪的电压、
& D9 C+ F$ m }/ ?) c) J电流及频率信号等进行数据采集和测试，建立了故障案例库，结合PC机实现了对微波测距仪的故
. q7 i& E) p/ K障自动诊断。对几种常用的微波测距仪进行了故障检测，结果表明，故障的诊断定位准确可靠。$ }, E1 W7 p2 s& e' w! \1 e' X
2 _6 G( K K. {
微波测距仪是采用相位法测量两点距离的精密
: @% _3 w8 }1 g! ^. | |电子仪器⋯，主要用于大地测量、地形测量等工程测* O$ W2 `$ n. `) Y1 o, u
量。微波测距仪多工作在野外，恶劣的作业环境使
7 `! W9 B0 m; B( Q- q仪器极易受损，其输出信号不正常也会影响到测量
& b- C4 M2 w, X( Q的精度。因此研制一种对整机进行检测并给出常见7 C* g. u ^8 b; E7 ?* C& L+ L1 D
故障排除方法的故障检测系统具有实际意义。
, ]) O' o1 b1 I: h% r+ H2 q2 g7 B; t本文设计研制的微波测距仪故障检测系统是采 B# ^) K- I7 m% M& G/ {
用PIC单片机构建的，可对目前常用的几种微波测% ~) X* Q$ ~: B7 y! R) O8 x+ s
距仪的电压、电流、频率等输出数据进行采集与管9 v) K4 O7 C2 B5 f3 P7 ?" \ M
理，通过PC机的软件程序分析数据，解决了微波测
$ q$ G7 n4 W' Y! G' F距仪故障检测困难的问题，不仅能指出仪器的故障
1 p) ~" o0 y9 @位置，而且能就常见故障给出排除方法并指导维修。5 a& x0 e- a7 O# i3 ^" R
' [ m9 X$ w5 d2 K: X$ N该系统采用PIC单片机对微波测距仪的电压、) G8 A* {' B4 t+ e5 Y2 g6 X
电流、频率等输出数据进行采集与管理，通过软件程) Z b5 `: x% c9 b" C
序分析数据，判断仪器的工作状态，若不正常则指出. C9 J' J, U3 A& v$ r* j( J- [. }) D
故障并指导维修，为微波测距仪在野外作业提供了
+ q! ^( Q* x8 c. H有力的保障手段。
) W5 g7 M! G7 g% j1 总体结构 S' c7 T+ h1 T1 C) H
系统采用主从式计算机进行工作，其中主机采1 ~0 F! Y3 l( T ]
用PC机进行人机对话，从机采用PICl6C73A型单片- P' b$ j0 t% y, I' R3 [
机进行高速数据采集、存储和分析，主从机之间采用$ U7 X$ L6 F1 E. e+ H r' l( |; }
RS232串行通信端13进行双向数据通信[2】。" t6 v, A5 b4 C8 E- S% z( t% }
考虑微波测距仪的种类不同，其输出信号参数% l1 A j) w7 q7 `+ A5 c! }6 q, a" m
不同，本系统开发接口扩展功能，以实现对不同参数
7 D9 w9 p, p( Y$ o的数据采集，并采用单片机技术进行数据管理。系3 c/ L( p, h3 M# Z/ K& n
统原理如图1所示。- ~. w2 I5 o3 q5 E3 Q
2硬件设计
4 } q0 U2 B+ Q L7 Y# k各种被检测的信号经过整形放大以及在带有
; O- j+ y# O" \6 y; E$ Y& _
, [9 f, t9 H) E5 PA／D转换功能的PICl6C73A型单片机内转换后变为& k$ k7 t. K+ e3 V% y9 m/ C
标准的数字信号，然后将数字信号通过单片机数据0 t" c' |9 s0 v5 P) r: W- \
采集、存储、分析，最后由PC机统．一处理，并通过显
( o8 e4 C+ I( P示屏幕给出最终结果。
" `! d1 z7 m# |; u) I2．1电源电路) d! G0 N! Y1 r6 V d6 _- ~2 @( l" O
现有微波测距仪有两种不同的供电方式，为使3 }7 |6 e3 G( U
检测仪能在供给检测电路电源的同时，也给主机供( G% d4 {2 [! e6 Q
电，需输出两组直流电压，分别为12 V和6 V。故采
M' }* A3 H& S$ m- s+ [用两组AC／DC电源转换模块，一组为AC／DC 220／
9 _& z; u: I$ _- ?, {# G12 V，另～组为AC／DC 220／6 V。) p6 z: j: B6 @0 ~
2．2信号采集电路
! x x9 a) O8 [5 z2．2．1 电压检测7 I% N+ W$ R' E6 o. [, d0 Z D
被测的电压信号为直流电压，分别为12 V和6
' [% U8 Q! R) p1 q) _0 tV。因此，设计电压信号的检测电路：将微波测距仪
5 e7 W% [% i9 R% \% |! ~的电压信号整形再经A／D转换．由单片机按照串口
- C! D+ F/ V* C { {RS232协议送给Pc机，PC机根据软件判断电压信
+ F7 l) p2 z t F号是否正常。检测原理如图。
/ A0 z/ @. W& r+ D D% z% _! d$ B1 q
" h- R% S# s/ r1 ^- c, _2．3 PIC单片机& e+ A" E1 _' E+ B# {
系统采用PICl6C73A单片机来实现对各路采集信
: x* z1 H9 e/ Z/ j) x6 i& x, j号的提取、A／D转换、输出的功能。在该系统中，单片
. c7 U$ b, C# \机外接10 MHz的晶振，工作电压为3．6 V，此电压由电
0 E: q: F: z4 {1 O7 @. m! @源模块AC／DC 220／6 V通过MAX603转换提供，利用3
5 y5 k: }/ K& J个带有A／D转换功能的I／O口作为信号采集端，分别3 @ f! Q/ U0 m
为AN3检测微波测距仪的工作电压，AN0检测微波测7 G, y4 S/ S* R& Q5 Q
距仪的工作电流，ANl检测微波测距仪的工作电流。
4 Z' c F5 v. o) }, Q2 s. IRB7端接有一个蜂鸣器，在开机的瞬间，蜂鸣器发出声
) V% g- K% R$ d音，提示检测仪已准备好。Rx与TX为数据收发端，通
6 Z0 j+ x8 V' _% K3 a* A {过程序控制保证处理的数据能与接口芯片正常通讯，8 U# |; h; J8 ~4 P1 X
送至计算机显示检测结果∞J。: }1 A0 q! y# I" ^
系统的核心检测功能由Pc机和单片机共同完成。
5 q5 l+ J' Z% j系统软件的程序主要以单片机的汇编软件为主。利用
$ V6 p5 K( q2 r! R; S; O1 M串口中断响应的方式对主机(PC机)发来的命令进行响* T6 f0 { N/ x/ k X
应并进入相应的服务程序怕J。单片机主程序流程图如) h' d: W' a- o* p8 c
图5所示。中断服务程序完成各功能测试，如电压数, F: W7 _: G$ [; n
据量的采集、电流数据量的采集、频率数据量的采集 Q3 d' h3 s) k+ h. ~( U
等。中断服务程序流程图如图6所示。3 [. u5 P9 L6 {& @. G7 p3 F
2 i% ]# @4 I/ `
/ H/ ]2 @' g* C, U4 O @% D
" t [* a9 ]$ k' R/ E附件下载：
- R* O. x1 g: X8 a0 g \$ b: h% d" i5 _0 g) o0 O7 ?2 H
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发表于 2020-1-2 11:01
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