电磁兼容检测系统设计论文范文

2024-07-21

电磁兼容检测系统设计论文范文第1篇

摘要:“电力系统分析课程”作为农电和电气专业的核心课程,是基础理论课和专业课的连接纽带,学好该课程具有重要的意义。通过对课程多年的教学和探索,针对课程特点,定位了课程内容,将多种教学方法应用到教学实践中,提高了学生的学习兴趣和综合素质能力,取得了一定的效果。

关键词:电力系统;教学经验;教学方法

作者简介:倪晶(1975-),女,黑龙江哈尔滨人,东北农业大学电气与信息学院,讲师;房俊龙(1971-),男,黑龙江哈尔滨人,东北农业大学电气与信息学院副院长,教授。(黑龙江 哈尔滨 150030)

“电力系统分析”课程是东北农业大学(以下简称“我校”)农业电气化与自动化专业和电气工程专业必修的专业基础课,是两个专业的核心课程。它连接了之前学习的电工、电子、电机、自动化、计算机、高等数学等理论基础课程,又对后续的主要专业课程(如继电保护、架空线路、发电厂、变电站电气设备等)做了理论的基础准备,因此该课程是理论课、基础理论课向专业课和工程应用研究的过渡纽带,具有承上启下的作用。同时学生的课程设计、毕业设计和专业综合实验、生产实习等实验和实践环节也要大量应用电力系统分析的课程内容,因此,学好这门课程对电气化及电气工程专业的学生具有极其重要的作用,可以说电力系统分析课程是开启电力系统学科大门的一把珍贵钥匙。

一、教学中出现的问题

一直以来,学生普遍反映“电力系统分析”课程难学、难懂、难算,教师也感到难教。这门课程之所以会存在这样的问题,原因是多方面的。教师方面,由于近年来高校对教学体系的多次改革,授课学时数大大减少,但教学内容并没有削减,使得课堂教学中课程进度较快,习题做的较少;学生方面,由于课程中概念多、计算多、公式多、数学推导多,且理论性和工程性较强,因此学生感到课程难度很大;课程方面,本课程涉及相关学科和专业的知识太多,例如电路、电机、电子、电磁场等。这些因素都直接影响了课程教学的顺利进行并增加了学生学习的难度,使学生产生了畏难的情绪,进而影响了学习的热情和学习效果。

二、教学内容优化,适应农电人才培养

电力系统分析由电力系统稳态分析和暂态分析构成。稳态分析主要针对系统在对称稳态运行下参数的分析和计算及有功、无功功率对系统运行的影响,主要内容有线路变压器的参数和模型、网络潮流计算的手算和计算机计算以及有功、无功对电压和频率的影响。电力系统暂态分析是对系统发生故障时,系统中主要参数的分析和计算以及系统稳定性的分析,内容包括对称和不对称短路时参数的计算以及系统的静态和暂态稳定性。稳态分析和暂态分析这两大体系构成了电力系统分析的全部内容,把握了这样一条主线,对学习课程可以起到事半功倍的效果。

教学中注重电力系统基本概念、基本原理及基本计算方法的讲解,而对于较繁琐的理论推导或者实际应用性不多的内容可以适当精简。如在推导长输电线路的等值电路时,用到了许多电磁场和高等数学的知识,内容复杂抽象,学生学习、理解非常困难,学习上出现畏难情绪,在授课中可将公式推导适当简化,主要掌握结论和方法,增强学生学习的信心。再如电力系统的潮流计算中,随着计算机的发展和网络系统规模的增大,手算潮流已经不能适应对现有网络进行计算,因此教学中对应用性不多的手算潮流部分做了精简,保留原理公式的推导,而把计算的重点主要放在用计算机来求潮流,既能突出教学的重点又减少了学生的负担,起到良好的效果。

三、多种教学方法的应用,提高学习兴趣和效果

1.情感交流法,营造良好的课堂气氛

“亲其师,信其道”是说当学生对老师感兴趣时也会对他讲授的内容感兴趣。因此,作为教师要注意与学生之间的情感交流,多与学生沟通,多关心学生,成为学生的良师益友。此外,加强自身能力和素质的提高,使学生能信服、甚至崇拜老师,进而喜欢上这门课程,可以激发学生学习的兴趣。

2.学习讨论法,激发学习的主动性

在每节课的最后,给学生提出下次课程的一个重点问题,作为讨论的题目,让学生独立地查阅教材、收集资料,并进行小组讨论,课堂上老师和学生共同针对题目和查阅的资料进行讨论和分析。这种学习方法能使学生成为学习的主体,充分发挥学生学习的积极性和主动性,每个学生都可以发表自己的见解,集思广益、互相启发,使教与学的过程都得到了提高。

3.多媒体教学与传统黑板教学模式的优势互补

“电力系统分析”课程是专业基础课,在课程体系中起到承上启下的作用,该课程的特点是理论性、系统性较强。在传统的黑板教学中,教师在课堂上用大量的时间进行数学公式的推导和画图,教学效率较低,且教学效果不理想。随着多媒体技术的不断推广,这种集文字、图形、声音、图片、影像于一体的教学模式被广泛应用。采用多媒体教学可以省去大量的黑板画图和公式的书写时间,节省的时间可以用于重点和难点知识的讲解,既提高了学生学习的效率又增大了课堂的信息量,激发了学生学习的兴趣。

但是多媒体教学也存在着自身的弊端:信息量大,课堂进度较快,学生的注意力不能长时间集中,造成学生跟不上教师的讲课进度,进而影响了授课的效果。因此合理地选择和使用多媒体教学的同时,还要发挥传统黑板教学的优势,使二者共同参与到“电力系统分析”课程的教学过程中,达到教学效果的最优化。例如:在讲授同步发电机的原始方程时,运用多媒体教学的图像和动画的效果,通过对发电机模型和实物的展示,使学生对同步发电机内部的结构及各绕组间的位置关系有了直观而清晰的了解和认识,对学习同步机的方程奠定了良好的基础。

4.加强实践教学,提高理论认识

“实践是检验真理的唯一标准”,可见理论与实践的结合是学好知识的关键点,而良好的实践是对理论的升华。因此在课堂授课的同时,还应注重培养学生的动手实践能力。设有专业的“电力系统分析”实验室,对电力系统稳态和暂态分析中各种主要的运行特性和状态进行了模拟实验,促进了学生对课堂知识的吸收和理解。如单机—无穷大系统稳态运行方式的实验、电力系统功率特性和功率极限的实验、电力系统不对称短路及短路波形的测试实验等。

加强实践教学的另一个做法就是使学生深入到生产工作的现场,为此专业建立了多个校外实习基地,并与省内多家电业局结成友好合作单位,通过在实习基地的学习加深了学生对理论知识的理解,也使学生了解并熟悉了专业工作特点及要求,对今后的学习有一定的促进作用。

5.考核方式的多样化

教学的目的是为了使学生掌握所学的专业知识及技能水平,而单一的考试方式已经不能全面地反映学生学习的状况,因此我们采用了闭卷+开卷+实验+实习等多种手段的考核方法,培养学生从死记书本知识向主动探索知识、提高能力、提高综合素质水平的方向发展,加大动手和实践能力在课程考核总成绩中的比重,降低笔试成绩所占比重,为培养高素质的电力人才进行探索工作。

四、探索初步成效

“电力系统分析”课程是一门理论性和实用性都较强的专业基础课程。为满足农业电气化与自动化专业人才的培养目标,在教学中注重教学内容的优化,实行教学方法和教学手段的多样化,注重教学理论和实践的结合。通过多年的教学实践和探索,有效地激发了学生的学习兴趣,使学生能系统掌握课程内容,理论分析能力和解决实际问题的能力也得到了提高,达到了良好的教学效果。

参考文献:

[1]李光琦.电力系统暂态分析[M].北京:中国电力出版社,2007.

[2]何仰赞.电力系统分析[M].武汉:华中科技大学出版社,2005.

[3]陈憬华.“电力系统分析”多媒体教学实践与探索[J].广东工业大学学报(社会科学版),2007,(7):194-195.

[4]王敏.电力系统分析教学内容与教学方法研究与实践[A].第四届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集(上册)[C].2007.

(责任编辑:王祝萍)

电磁兼容检测系统设计论文范文第2篇

发布者:秘书处 发布时间:2009-7-1 阅读:660次 核电厂辐射监测系统发展趋势 刘 杰

(西安核仪器厂 )

[摘要] 本文概述了核电厂辐射监测系统仪表及其主要单元部件的功能和用途、系统配置、国内外技术发展状况和差距;为适应国家快速发展核电的节奏以及实现核电装备制造国产化要求,提出了以自主研发、自主创新与引进技术、消化吸收再创新相结合的产品研发思路。 1 辐射监测系统简介

核电站与其它种类电站的主要差别是核反应堆运行中伴有核辐射产生,所以辐射监测系统是核电站必不可少的组成部分。系统所获取的辐射变化信息对保护工作人员免受辐照、保护环境及保证核电站安全运行有重要作用,对分析核电厂的故障和事故具有重要价值。

核电厂的辐射测量主要涉及辐射监测、保健物理、实验室分析测量、环境监测等。其中,本文重点阐述的辐射监测系统可分为区域辐射监测、排出流辐射监测及工艺辐射监测,通过测量辐射水平的高低实现对核电站屏蔽完整性、设备工作状态、人员受照剂量的有效监测和控制,从而最终保证核电站的安全运行,防止任何超剂量事故发生。

辐射监测系统通常由若干各自独立的测量道、中央计算机系统及应用软件等构成;各测量道包含相互连接的各种功能部件(探测装置、处理和显示单元等)。 核电厂辐射监测系统通常分为三个层次:即辐射探测、数据测量和显示以及中央 数据采集和管理。

核辐射的探测对象主要包括区域γ放射性监测、气载气溶胶α、β放射性监测、惰性气体β、γ放射性监测、放射性碘γ监测以及液体(水)γ放射性监测等,根据现场的不同监测对象(所关注的射线、核素或介质)、安全级别和辐射水平,所选用的辐射探测器种类、监测道设备安全等级(安全级和非安全级)和量程范围会各不相同,所以,在现场安置的辐射测量道应具有适应现场要求的良好的物理指标和性能,能可靠、准确、及时地反映现场辐射水平的变化。 2 辐射监测仪表技术应用现状及前景

中国核电从上世纪80年代开始起步,到现在建成并投入商业运行的共有11台机组,其中3台机组主要是靠我们的技术力量完成的,其中一台机组是秦山一期30万千瓦的原型堆,该堆型已出口巴基斯坦4台机组(包括已发电的两台机组和正在建设中的C-2核电项目),另两台机组是秦山二期的2台60万千瓦机组,在这3台机组中,除少部分技术较复杂且价值较高的辐射监测仪表采用国外产品外(如事故及事故后类仪表、PIG监测仪等),其它大部分的辐射监测系统仪表设备均采用了国产的产品;而另外的8台机组可以说全部或绝大部分采用了国外的辐射监测仪表产品,国产辐射监测仪表和设备屈指可数。

根据国家大力发展核电的战略部署,到2020年我国核电运行装机容量将达到4000万千瓦,占届时全部发电装机容量的4%左右,这意味着为核电装备制造企业带来了巨大的发展机遇。然而因近年来关于中国核电发展的技术路线之争,也对核电产业链下游的装备制造企业带来了无所适从之感,缺乏从核电发展总体方面的宏观引导,在一定程度上无法把握仪控设备的设计及系统构建的技术发展方向,并且对已有的技术模式可能会丧失有效的延续性;加之,国内装备制造企业的技术基础、科研能力、资金支持就相对薄弱,装备制造企业的产品研发活动似乎只能缺乏前瞻性地被动进行。

从国家核电发展的技术路线来看,我国投入商业运行的11个核电机组,除秦山一期的原型堆外,其它机组采用了整体引进国外技术或“仿造”的模式,加上国内特殊的市场环境,这使得国外进口的核装备技术和产品,在相当一段时期内都具备很大的市场空间。由于国内核行业尚未建立和形成以企业为核心的创新发展机制,核电产业链下游的装备制造企业,只能依靠自身能力,在缺乏支持的科研条件下滚动发展,这也就是为什么从实验室分析、在线监测、保健物理以及环 境监测等各类国外核辐射测量产品在国内大行其道,而国内具有一定科研生产能力的核仪器制造企业的市场空间变得越来越小。

近年来,尽管国内辐射监测仪表技术随着核电建设步伐的加快而有较快的发展,各科研院所、企业纷纷研发新产品,填补了不少单机产品空白,但总体来说,辐射监测仪表在产品覆盖面、标准化程度、系统构建等方面还存在较大差距。由于市场的开放,在历年来国内的核电工程项目及各类核设施辐射监测系统设备的招投标过程中,国内企业都遭遇了来自国外供货商的激烈竞争,同时国内也涌现了不少国外产品的代理商和贸易公司,使国内有一定技术基础和技术能力的企业,无论在市场和技术方面都陷入两难的境地,中国核电亟需建立以企业为主体的技术发展与创新体系。 3 辐射监测技术发展趋势

辐射监测技术随着科技的进步也产生了巨大的飞跃,从70年代简单的模拟率表形式,经过几十年的发展,当今的核电站辐射监测技术已步入充分体现“用户化”概念的数字化网络监测系统。 3.1系统主要部件 3.1.1 探测装置

在传统探测方法的基础上(如电离室探测器、闪烁探测器等),新型的半导体探测器(如PIPS型硅探测器等)将更加广泛地运用到辐射监测仪表的探测装置中;由于采用新工艺和新材料,探测装置的外型尺寸将会大幅缩小,铅屏蔽减小甚至可以去除,便于集成在辐射监测现场的“一体化”机架中;可通过多种方式对探测器工作性能进行检查(包括光测试、电测试、探测器内置源、温度传感器等),无需外部检查源装置。 3.1.2 就地处理单元 (LPU)

就地处理单元(LPU)是辐射监测系统的核心部件,它与探测器相连,给探测器供电并获取来自探测器输出的模拟测量信号,通过其内置的合适的算法,以所需的单位(Gy/h,Bq/m3等)给出辐射测量值以及输出报警和故障信息、存储历史值和历史事件、谱的产生和存储、对外模拟量/数字量输入输出、RS-485网络连接等功能。

就地处理单元(LPU)在硬件上具有很强的互换性,根据探测器的不同,通过写入不同的特定算法,适用于不同的应用和监测对象。但每种算法都具有一些共性特征,如计数死时间的动态修正、本底的静态或动态补偿、数据平滑功能等。 系统应用软件包含:“数据采集和管理软件”、“维护和设置软件”、“谱分析处理软件”、“仿真软件”等。

由此看出,应用于未来批量投产的百万千瓦级压水堆核电站的辐射监测系统,通过采用高性能核探测装置、智能化的处理和显示部件单元,运用先进的数字化网络技术及功能强大的应用软件,可以以简单、灵活的方式构建系统,体现系统数字化和用户化、部件模块化和标准化、易于安装、维修和维护的特点。 4 核仪器产业发展思路

首先,企业自身应坚持自主创新与引进技术、消化吸收和再创新相结合,加强内部合作。 根据国家核电建设的“以我为主、中外合作、引进技术、推进国产化”的原则,作为核电装备制造企业,应坚持自主创新,而科技创新离不开国际合作,只有这样才能使核电装备制造企业在核电大发展的机遇中步入快车道。

“M-2036数字化就地处理箱”是由西安核仪器厂自主研制和开发的应用于核电站辐射监测系统的一种技术先进、性能可靠的就地处理显示装置,它可与多种探测装置相连接组成各种辐射监测通道,各监测通道通过该设备联网以后,可以方便地组成规模不等的辐射监测系统。

该项目科研自2006年3月正式启动,通过了由上级主管部门及设计院组成的评审组的设计方案评审,之后完成了两台科研样机的加工、调试工作;从2007年初开始,进行了小批量6台样机的加工、组装和调试,并分别与6台不同型号的辐射监测仪探测装置连接,先后进行了环境试验、电气安全性试验、电磁兼容性试验、磨损试验、耐辐照试验、振动试验、热老化试验、地震试验以及由第三方进行的1E级辐射监测仪表软件验证和确认。试验证明,该产品的所有结构设计和电路设计达到了规定的目标和技术要求,目前该产品已投入批量生产。

电磁兼容性设计在以往类似的产品中未能很好地解决,在该产品研制过程中,设计中采取了各种措施来解决该难点问题,包括:机箱采用EMC机箱;对易感受电磁

电磁兼容检测系统设计论文范文第3篇

互联网最近几十年发生了很大变化,从最初的modem拨号接入,经历了ISDN接入、DSL接入、cable modem接入、专线接入、光纤接入、无线接入,以及分组交换网、帧中继网和ATM网,每一次技术变革都代表着更高要求。系统运行有两种常见的模式,即B/S和C/S,服务器端起着关键性作用,系统运维主要集中于服务器端,其中服务器的web引擎和数据库引擎又是至关重要。

随着电信行业的飞速发展,固定电话、数据传输、互联网、宽带的业务量急剧增长,而由此带来的许多麻烦也在困扰着电信运营商。网络维护的工作越来越繁重、故障情况无法跟踪、历史的故障频繁发生、处理情况、知识资源不能有效的利用,同时对于故障的处理无法进行效率评估和绩效考核,诸如此类的问题使运营商头疼不已。因此,如何确保电信运营企业内部众多软、硬件设备的正常运维就显得十分重要。

正是在这种情况之下,电信行业信息系统的运行维护管理引起了一批具有远见的软件企业的关注。他们认为,目前的网络运维支撑系统还存在着不少问题,如运维管理主要集中在性能管理与故障管理的功能实现上,没有实现完整的运维功能整合。而且,为了解决业务运营的急需,许多系统都必须在短时间内开发完成,对系统间的互连互通缺乏周密的考虑,形成各自独立的系统,产生了很多“信息孤岛”,不能充分发挥信息化系统的威力,没有能够为电信运营商带来更大的效益。

“电信行业IT运维管理系统”是以IT部门在日常运行维护管理流程为核心,以事件跟踪为主线,以解决IT运维管理中的八大管理问题为目的(流程管理、事件管理、问题管理、变更管理、发布管理、运行管理、知识管理、综合分析管理),为电信行业IT部门提供了一个高效、规范的IT运维管理平台。该系统不仅实现与目前电信内部使用的BOSS系统的接口,而且整合了客服、运维、业务管理等系统功能,并可以通过邮件、手机短信等形式对责任人进行阶段提示,提高系统维护的服务响应效率。通过信息整合,实现对各种资源的综合管理,包括各种静态资源、基础资料、备品备件资源的有效管理。从而全面提高IT部门运行维护的快速响应能力,同时也为IT部门的业务知识积累和业务考核建立了完善的数据模型。

此外,系统可以自动做出多种分析报表,不仅可以有效评价IT部门人员工作效率和强度,而且能够实时、动态、统一的了解所有软、硬件系统的运行、维护情况。 面试之前一定弄清公司是干嘛的。。 请问下系统运维工程师是干什么的?

1、对Linux下各种网络服务、应用系统、监控系统等进行自动化脚本开发的工作,并根据项目对系统进行性能优化;

2、负责网站项目中Linux服务器的部署与维护,解决Linux系统下版本兼容性问题;

3、精通linux操作系统,熟练部署和维护Linux服务器以及在linux服务器上架设各种服务;

4、熟练编写shell script脚本;

5、熟悉TCP/IP协议;

6、良好的英语读写能力,听说能力优秀者优先。

电磁兼容检测系统设计论文范文第4篇

摘 要:随着电子技术的飞速发展,越来越多的电器设备应用到汽车上,提升了汽车的整体性能,但由于采用大量电子设备而产生了电磁干扰。文章分析了汽车电子电器电磁干扰的产生,并提出了相应的解决策略。

关键词:汽车;电子;电磁兼容性

引言

电磁兼容性是衡量汽车中电子设备正常性能与功能是否良好的一个关键标准,技术人员要想充分保障电子设备在汽车中运用的安全可靠性,就必须认真解决好电子设备电磁兼容性问题,加强对电子设备电磁兼容性控制管理工作。随着汽车内部电子设备使用数量的持续增加,会导致汽车内电子零部件作业环境充满电磁波,这样一来就会产生电子零部件之间的电磁干扰问题,影响到汽车电子系统的安全稳定运行。

一、汽车电子设备的电磁兼容性研究的重要性

汽车电子设备的电磁兼容性实质是指在汽车正常稳定运行过程中,汽车内部各项电子设备之间不会因为产生相互电磁干扰现象,而导致汽车电子设备无法正常有效工作。加强对汽车电子设备电磁兼容性研究的重要性体现在以下几方面:①能够帮助工作人员在第一时间发现电子设备电磁干扰性问题导致的汽车运行安全隐患,根据实际安全隐患问题采取有效控制防范措施,从而提高用户驾驶汽车过程的安全水平,保障车上人员的生命安全和财产安全。②通过加强对汽车电子设备的电磁兼容性研究工作,能够确保在设计阶段中及时发现可能存在的不同电磁干扰性安全风险隐患,从而有针对性地优化设计电子产品,有效防止在电子设备量产之后造成巨大经济损失。③汽车电子设备电磁兼容性问题的产生轻则会致使各项电子设备的性能与功能降级,重则将会导致各项电子设备完全损坏,威胁到车上人员的生命安全。通过强化汽车电子设备电磁兼容性问题研究工作,能够保障电子设备产品的良好电磁兼容性设计水平,降低各项电子产品研发成本,同时缩短电子产品的实际生产时间,提高企业在市场上的核心竞争力,吸引更多的汽车厂商。

二、汽车的电磁干扰现象

电磁干扰具体来讲就是影响了电子设备的接受信号,产生了噪音。

汽车上的电子设备由总线控制,各个设备间就能通过线路的连接产生干扰。

现象一:当汽车在有高强度的电磁区域路过时,汽车上的仪表会产生奇怪的摆动,收音机中会发出“刺啦,刺啦”的噪音。

现象二:汽车在雨天,启动雨刮器,达到一定车速时,汽车的发动机燃油点火电子控制系统失去作用。

现象三:某一型号的客车在打转向灯时车门打开了。这些都是由电磁作怪使车上的功能不能正常使用,都是导致汽车发生事故的原因。这些干扰是怎么产生的和怎么能减少这些干扰保证行车安全是我们现在要解决的问题。

三、新能源汽車产生电磁干扰的原因

我国在2012年时就对新能源汽车行业的发展做出了发展规划。除此之外,新能源汽车技术的未来发展还被列入国家高技术研究的发展计划名单之中。

新能源汽车通常会出现电磁干扰、辐射干扰,主要原因除了上文提到的电驱动设备、DC/DC或者是DC/AC等新能源汽车部件之外,还有新能源汽车本身携带的高压整体系统。高压整体系统将容易发出辐射干扰的新能源汽车部件连接在了一起。此外,还有新能源汽车的电池管理系统(又称之为BMS)和新能源汽车电子控制器(又称之为ECU)等。这些组成部分也会使新能源汽车产生较强的辐射干扰。

没有通过电磁兼容测试的新能源汽车产生的电磁干扰除了会对新能源汽车本身的内部构成系统造成不可弥补的不良影响外,还有可能对新能源汽车使用者或是环境产生不利影响。尽管这种电磁干扰对两者的危害暂无明确的学术定论,但对那些打算购买新能源汽车的消费者来说,新能源汽车的电磁干扰问题会降低他们的消费热情。

四、新能源汽车电磁兼容性改善措施

提高电磁的兼容性最主要的措施是降低电器的电磁强度,首先要降低发电机中的电流,其次是在车灯等会在瞬间产生电流的地方加上电弧抑制器,最后在有电刷的地方加上换向器,电容要很好的过滤电磁波。在降低了汽车内部的电磁干扰后还要考虑电磁的主要传播途径,电磁干扰的传播一般分为传导干扰与辐射干扰这两种形式,传导干扰是通过电流沿着电路进行传递,传到汽车的敏感器件时就会产生干扰的现象;辐射干扰是通过空气或者其他介质以电磁波的形式向周围进行辐射,以影响周围其他设备正常工作的磁场,使设备受到干扰不能正常的运行,汽车受到损害。

4.1改善新能源汽车的电力驱动系统

对电力驱动系统的新能源汽车控制版面、新能源汽车驱动功率版面进行整改,可以减少新能源汽车的电力驱动系统对外产生的电磁干扰。

4.1.1整改新能源汽车电力驱动系统的控制版面

在晶振干扰源中,对其进行接插件线缆处理。通过在控制版面晶振干扰源中加强接插件线缆滤波,使带有滤波的接插件线缆靠近控制版面晶振干扰源,进而有效降低控制版面的晶振干扰源发出的电磁干扰能量。

4.1.2整改新能源汽车电力驱动系统的驱动功率版面

电力驱动系统驱动功率版面中的新能源汽车电机控制器产生的电磁干扰比电力驱动系统控制版面中的晶振干扰源产生的电磁干扰还要强出几倍。针对这个新能源汽车电力驱动系统的主要电磁干扰来源,工程师最好要在新能源汽车电机控制器的外壳上做好屏蔽电磁干扰措施,也就是说,使新能源汽车电机控制器外壳完全封闭。另外,可以将新能源汽车电机控制器的外壳设计成接地模式,同时,在设计中尽量将新能源汽车电机控制器接地面积增大。

4.2改善新能源汽车的电源变换器

新能源汽车电源变换器是主要的电磁干扰源之一,作为新能源汽车的高压部件,常常进行高压电流的输入以及高压电流的输出作业。同时,新能源汽车电源变换器在高压输入、输出时,还会因功率管作业产生更大的电磁干扰。新能源汽车电源变换器有双重的电磁干扰源。因此,改善新能源汽车电源变换器的电磁干扰可以采用将新能源汽车电力驱动系统控制版面的磷酸铁锂电池走线用覆盖等方式将容易受到电磁信号干扰的部位屏蔽起来的方法,减少新能源汽车电源变换器等干扰源的影响;也可以合理地布局,将新能源汽车电源变换器内部线数减少,直接降低新能源汽车整体的电磁干扰信号。除了在新能源汽车电力驱动系统控制方面着手降低新能源汽车的电磁干扰外,工程师还可以通过延长新能源汽车电力驱动系统的驱动功率管通断时长,从内部减少新能源汽车电源变换器产生的电磁干扰。

五、结束语

汽车电磁兼容性是指汽车上的电子设备在使用的过程中,不受其它电子设备电容的影响,又能在干扰的环境下正常工作。汽车的电磁兼容影响到汽车的整体结构,也影响着汽车电子设备的使用以及影响到汽车的安全性能。汽车电子设备所产生的电磁波会对周围的环境带来电磁污染,同时,外界的无线电干扰也会给汽车上电子产品的正常工作带来不利影响。因此,不仅要认识到汽车电子设备的电磁兼容问题,还要提出解决对策以提高汽车的可靠性和安全性。

参考文献:

[1]唐超,王牧原.关于汽车电子的电磁兼容性分析[J].时代汽车,2019(07):125-126.

[2]付丽.关于汽车电子的电磁兼容性分析[J].通讯世界,2019,26(01):148-149.

[3]钟启兴.关于汽车电子的电磁兼容性分析[J].电子制作,2016(14):1.

[4]李炜.关于汽车电磁兼容性的研究[J].科技创新导报,2009(02):94+96.

电磁兼容检测系统设计论文范文第5篇

关键词:LoRa;鱼塘监管;STM32

1 概述

目前,大多数渔业养殖户对水中各物质含量的判断主要来自经验,即通过观察阳光、气温、气压以及鱼有无浮头等现象,判断水是否利于鱼的生存,并控制鱼塘。为了防止发生泛塘现象,渔民需要花費大量的时间、精力观察鱼塘的情况。这种方式存在事后控制不及时或过度控制、费时、劳动强度大等缺点,在一定程度上影响了鱼类的生长,增加了养殖的人力物力成本与技术困难。为了提高鱼类产品饲养的质量和数量,提升水产养殖技术的自动化水平,减轻渔民的劳动强度,降低水产养殖的成本,研制了鱼塘控制管理系统,实时监测水中与鱼类生活息息相关的数值,使鱼塘中水处于被监控的状态下,可以有效地提高了鱼类养殖的安全性,降低养殖成本,对提高养殖产量,达到高产高效的目的,具有重要的意义。

物联网的快速发展对无线通信技术提出了更高的要求,专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计的LPWAN(low-power Wide-Area Network,低功耗广域网)快速兴起。LoRa是其中的典型代表,是一种最有发展前景的低功耗广域网通信技术。LoRa易于建设和部署,得到越来越多国内公司的关注和跟进。随着LoRa的引入,嵌入式无线通信领域的局面发生了彻底的改变。这一技术改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式,提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量、低成本的通讯系统。

水产养殖业,作为一个高度依赖生产环境因素的产业,长久以来,为了让生产条件稳定在预期要求水平以及监测未知的风险,业主必须投入大量的人力、物力加以管理,使得成本大大增加,给产品在市场上的投放施加了更多的压力。目前文献还没有看到在水产养殖中采用LoRa技术[1-6],由此观之,在各个产业与物联网的联系不断加深,运营操作日趋智能化的现在,设计一套周详、成本可控、信息准确、自动化程度高、应用LoRa技术进行及时消息传达的鱼塘智能检测与管理系统,必能对其日常生产产生帮助。

2 系统分析

2.1 需求分析

1)水产养殖水质和环境关键因子立体分布规律和快速检测技术是项目的难点。 通过立体网格化方法测试水体在典型状态下单点、 面、 层多方位监测的水质情况,用统计分析方法研究养殖水体综合水质指数变化梯度和分布规律,建立综合水质指数三维立体分布图,并优化选取具有代表性的养殖水体总体状况的监测点。 研究水产养殖环境关键因子(温度、pH 值、溶解氧等)快速检测技术,构建关键因子数字化检测模型,开发环境关键因子的动态实时监测设备。

2)需要开发水产养殖智能化和可视化无线传感网络监控系统。系统分析LoRa、CAN 总线技术的分布式网络化技术,研究开发水产养殖水质信息和环境关键因子(温度、pH 值、溶解氧等)信息的自供电、自组织无线传感网络系统。开发水产养殖水质和环境关键因子的可视化监控技术和设备,实现水产养殖远程可视化监控。

3)研究开发水产养殖环境关键因子(温度、 pH 值、溶解氧等)的实时控制技术和智能化管理系统。研究水产养殖的增 氧机、抽水泵、取样电磁阀等控制终端的精准控制技术和系统,实现水产养殖的智能化和精准化控制和作业。

2.2主要技术和性能

1)基于无线传感网络的水产养殖智能化、可视化监控技术和预警预报技术,实现水质信息和环境关键因子信息的远程无线传输、可视化监控和预警预报;

2)水产养殖水质信息和环境关键因子信息快速获取技术,构建水质信息三维立体图,实现水产养殖环境关键因子的动态实时监测;

3)开发水产养殖环境关键因子的精准控制技术和智能化管理系统,基于无线传感器网络系统,对增氧机、抽水泵、取样电磁阀等终端进行智能化精准控制和作业。

3 系统设计

3.1 LoRa无线通信模块

LoRa采用星型网络架构,星型网络架构对比于网状网络架构延迟更低更简单。本系统中采用的无线射频芯片是LoRaSX1278,此芯片可以实现节点与集中器直接组网连接,构成星形网络;对于远距离的节点,可使用网关设备进行中继组网连接。LoRa在状况情况复杂的情况中能达到 1~2 km 的传输距离,传输速率最高可以达到 250 Kbps 以上。

本系统采用的无线串口模块是AS32-TTL-100,该模块嵌入高性能的LoRa扩频芯片LoRaSX1278,该模块的最大发射功率为100mW。LoRa模块分别连接与GPRS模块和微处理器,实现GPRS模块与微处理器之间的通信:GPRS模块通过LoRa模块,把从Web端接收到的指令,经过Lora模块发送到微处理器,实现对鱼塘的远程控制,同时可以将鱼塘状态数据传送至服务器,实现对鱼塘状态的监视和分析。

3.2 GPRS通信模块

由于智能路灯的覆盖范围十分广,需要与控制终端实现通信,使用GPRS通信技术,增加了网络的可靠性与数据传输方便。

在移动通信技术中,GPRS 分组传输和分组交换,具有网络范围广、实时性强、稳定性高等特点。GPRS每次传输只需承担所传输数据需要的流量的费用,资费低廉,节约成本;数据传输的速率可达30Kbps,传输数据的效率满足智能鱼塘系统的需求。

本系统采用Air800 GPRS模块,使用移动公司提供的物联网卡,内部编程语言采用Luat脚本语言,支持GPRS和GSM。通过Luat脚本语言,可以实现串行数据的接收和发送,实现系统功能。

GPRS发送和接收数据的过程:GPRS模块连接LoRa模块和服务器,与GPRS模块相连的LoRa模块接收微处理器上LoRa模块发送的数据,通过串口发送给GPRS模块。数据网络准备就绪后,GPRS模块连接后台,连接成功后,循环读取LoRa模块通过串口发送的数据,每次最多发送1K字节。GPRS模块接收到服务器传来的数据后,通过串口通信发送给与其相连的LoRa模块,再由LoRa模块发送给与主控芯片相连的LoRa模块,实现了主控芯片与服务器之间的通信。

3.3 前端Web服务模块

前端Web服务模块是以网页的形式对系统管理员进行展示,用以控制与系统相关联的智慧路灯以及对路灯状态的监控。

HTML语言能够实现多种功能,满足系统的需要。该语言具有简易性、可扩展、平台无关、通用等显著特点。前端界面设计主要使用了Bootstrap,它简洁灵活,使得 Web 开发更加快捷。前端脚本设计主要通过JavaScript,其基于对象、简单、动态性、跨平台性的优点使脚本能高效的开发出。

3.4 系统实现

池塘养殖生态系统是一种人工生态系统,其特点是水体面积小、深度浅、水交换量较低,而养殖密度又较高,且一般通过大量投饵来提高鱼产量。但池塘养鱼是一种养殖水面相对狭小、人工可控度高的人工生态系统.,传统的人工监测并不能是鱼一直处于一种最佳的生态环境,考虑到鱼塘智能检测的可行性,以智能化为目标,在物联网技术应用日渐广泛的当代环境下,运用STM32单片机和LoRa通信模块为鱼塘养殖传输数据和远程监控。并且结合当下最为热门的APP开发,为用户打造一个全新的、多层次、宽领域的智能鱼塘。运用监测技术实现对水产养殖环境关键因子的24小时实时动态监控,保证鱼塘的正常运作。

针对鱼塘智能管理系统与其他只能实现半自动化,只能短距离传递信息的系统不同,本系统采用最先进的远程通信技术LoRa技术,将整个养殖流程一体化,可视化,方便养殖户进行实时监控与操作,用户可以登录手机终端进行数据查看以及数据分析。将用两个LoRa模块,第一个模块接受单片机传来的水中变量数据再将它传送到第二块LoRa模块上,第二个模块再将数据传送到用户的电脑或者手机上,以实现数据的远距离传送。另外一个是上位机显示数据,上位机是指人可以直接发出操控命令的计算机,一般是PC,屏幕上显示水温信号变化。上位机(PC机)主要用来发出操作指令和显示结果数据。单片机用来读传感器的值,然后上位机通过串口来读取单片机里面的变量值。通过上位机,可以跟有效、更方便、更快捷地得到我们所需要的数据,系统的效率也将大大提升。电路设计图如下:

4 结论

池塘养殖生态系是一种人工生态系统,其特点是水体面积小,深度浅,水交换量较低,而养殖密度又较高,且一般通过大量投饵来提高鱼产量。但池塘养鱼是一种养殖水面相对狭小、人工可控度高的人工生态系统.,传统的人工监测并不能是鱼一直处于一种最佳的生态环境。本文考虑到鱼塘智能检测的可行性,以智能化为目标,在物联网技术应用日渐广泛的当代环境下,运用STM32单片机和LoRa通信模块为鱼塘养殖传输数据和远程监控,并且结合APP开发,为用户打造一个全新的、多层次、宽领域的智能鱼塘。运用监测技术实现对水产养殖环境关键因子的24小时实时动态监控,保证鱼塘的正常运作。

通过项目实施,可减少水产养殖过程中人力、物力投入,通过信息监控系统和增氧机、抽水泵、取样电磁阀等终端控制系统,结合预警预报系统,可极大避免因人为管理不当造成的经济损失,从而实现了水产养殖的智能化控制和管理,综合减少成本20%以上,具有良好的经济效益。

参考文献 :

[1] 成永旭,金继明,朱选材,等.用測氧仪自动监控精养鱼池增氧机适时开机的实验[J]. 渔业现代化,1996,23(6):7-10.

[2] 刘星桥,赵德安,全力,等.水产养殖多环境因子控制系统的研究[J].农业工程学报,2003(3):205-209.

[3] 陈郡,王涛.鱼塘溶氧量自动监控系统的设计[J].安徽农业科学,2009(24):25-28.

[4] 沈伟,杨翠容,李世忠.人工水产养殖单片机实时检测与控制系统研究[J]. 计算机测量与控制,2009(1): 131-134.

[5] 刘兴国,刘兆普,王鹏祥,等.基于水质监测技术的水产养殖安全保障系统及应用[J].农业工程学报,2009,25(6):186-191.

[6] 宦娟,刘星桥,程立强,等.基于ZigBee的水产养殖水环境无线监控系统设计[J].渔业现代化,2012(1):67-71.

【通联编辑:张薇】

电磁兼容检测系统设计论文范文第6篇

【摘要】针对传统的对于路面病害信息获取耗时、耗力、影响交通、不精确等的缺陷,本文提出了一种基于图像处理的路面裂缝自动检测系统。同时提出了一种基于图像处理的路面裂縫自动检测方法,即对灰度不均匀的图像用一种快速的方法进行校正,再对由于光照等外界条件对图像的质量有所影响的路面图像进行去噪增强,阈值分割,最后提取线性特征,通过提取出的线性特征可以识别出裂缝目标。通过对裂缝像素点的统计,计算出裂缝的面积,长度,宽度等特征信息,得到比较满意的实验结果。

【关键词】路面裂缝;数字图像处理;自动检测;图像增强;特征提取

1、引言

近年来,由于科技的迅速发展,国内外的研究部门开发了许多公路数据的采集设备,如用于路面数据自动采集的交通自动记录仪、几何数据检测仪、路面自动弯沉检测车、轴重仪等。但对于路面破损数据的采集主要还是依靠人工检测。人工检测存在许多缺陷,比如检测效率比较低且耗费大量时间,野外操作不安全【1】。当需要对对路面破损进行客观和准确的评价时,人工检测是难以满足要求的。因此,对于路面破损的自动检测技术的研究及结合高新技术来开发和设计高效、快速、准确的路面破损自动检测系统具有重要的意义。

2、系统设计

路面破损自动检测系统基本工作原理如图1所示,系统的工作流程可分为三部分:图像获取、图像处理和图像解释。系统首先通过安装在检测车上的摄像机和计算机来获取图像。将数字化后的拍摄的路面图像存储在计算机进行中。由于路面图像的数据量非常大,所以必须经过压缩,将采用JPEG格式压缩的图像实时地存储在硬盘,即可以实时或离线地进行数据处理。数字图像处理和图像解释是系统的核心,包括图像预处理、裂缝特征识别和裂缝评价。首先对裂缝图像进行滤波处理,减少噪声,并对裂缝边缘进行增强,提取裂缝,并识别裂缝类型、计算裂缝特征值,最后对路面的破损状况进行评估。

图1 路面裂缝自动检测系统

图2 路面裂缝图像处理流程

3、路面裂缝处理流程

3.1 裂缝病害图像增强处理

首先将获取的图像进行灰度化,灰度图像是指只含亮度信息,不含色彩信息的图像。要表示灰度图像,就像我们平时看到亮度由暗到明的黑白照片,亮度变化是连续的。因此要表示灰度图,就需要把亮度值进行量化。

图3 原图和灰度处理之后的对比

将灰度化之后的图像进行灰度线性变化,就是将图像中所有的点的灰度按照线性灰度变换函数进行变换。将变换后的图像用中值滤波【2】的方法对图像进行平滑处理,由图4可知3*3中值滤波在处理掉噪声的同时裂缝信息不会丢失太多,所以采用3*3中值滤波对图像作平滑处理。

(a)原始图像

(b)3*3中值滤波

(c)5*5中值滤波

图4 中值滤波不同模板的处理结果

由于在裂缝图像的采集过程中光照不均或强度不够等原因会造成裂缝图像不清晰的状况,所以在裂缝图像增强这部分应对不清晰图像进行锐化处理,使得后续处理更加准确。对比两个锐化处理算法,本实验发现梯度锐化后的图像对噪声点的锐化也加强了,如图五所示拉普拉斯锐化后图像使得裂缝图像变得比较清晰,所以本文采用拉普拉斯锐化。

(a)原裂缝图像

(b)拉普拉斯锐化后图像

图5 原裂缝图像和拉普拉斯锐化

后图像对比

3.2 裂缝图像的边缘检测

在对图像进行增强处理之后,需要对图像进行边缘检测。在边缘函数中,最有效的边缘检测方法是Canny方法【3【4】 ,由于此算子不容易受噪声干扰,能够检测到真正的弱边缘。Canny方法是在检测强边缘和弱边缘时分别使用两种不同的阈值,并且仅当弱边缘和强边缘相连时,才将弱边缘包含在输出图像中。因此,这种方法不容易被噪声\"填充\",这样就更容易检测出真正的弱边缘。所以本文采用Canny算子对图像进行边缘检测,如图6所示。

(a)滤波处理后图像

(b)Canny算子

图6 Canny算子边缘检测处理结果图

3.3 图像分割

要实现自动图像分析,必须首先要对图像进行图像分割【5】。图像分割在图像工程中占据重要的位置,一方面,它是目标表达的基础。另一方面,因为图像分割及其基于分割的目标表达、特征提取和参数测量等将原始图像转化为更抽象更紧凑的形式,使得更高层的图像分析和理解成为可能。对于本文中的裂缝图片进行图像分割处理一方面能够更好的将图像中的裂缝分离出来,另一方面可以为后续裂缝的识别和特征提取做好前期准备工作。

最大类间方差法又称大津阈值分割法(Otsu阈值分割法)【6】由大津于1979年提出,是在判决分析最小二乘法原理的基础上推导得出的,是一种被广泛关注的阈值选取方法,如图7为图像的分割结果。

图7 OTSU法分割结果图

3.4 路面裂缝的特征提取

图像的特征,就是指图像中包括具有某种特征的物体,通过提供所要提取物体的特征来指示计算机,也就是说,必须告诉计算机图像中物体的大小,形状等,指出该物体的特征。本文对经过预处理和阈值分割后的图片进行了面积和长度特征的提取,并且利用细化算法对裂缝进行了骨架提取,经过细化后,如图8所示,即可以对裂缝的长度进行计算。对于裂缝形状不复杂的,可以直接统计其像素点的个数,进行计算。通过对采集来的图像进行大量的实验测试,表明该方法是可行和有效的。

图8 细化结果

4、结语

随着公路的高速发展,路况检测的效率与质量越来越受到重视。对路况检测的要求也越来越高。本文对CCD摄像机所摄取的路面图像,采用数字图像处理技术进行离线处理,研究了一种新的路面裂缝图像处理算法,从裂缝图像增强、图像分割、特征提取、以及裂缝特征值计算等几个方面进行了研究并得到了比较满意的实验效果。

参考文献

[1] 陈传德主编. 高速公路养护管理[M]. 北京:人民交通出版社. 2005年1月第一版.

[2] 朱虹主编. 数字图像处理基础[M].北京:科学出版社. 2005年4月第一版.

[3] 陈兵旗 孙明主编.Visual C++实用图像处理专业教程[M]. 北京:清华大学出版社. 2004年3月第一版.

[4] Milan Sonka,Vaclv Hlavac,Roger Boyle著. 图像处理分析与机器视觉[M].北京:人民邮电出版社. 2003年9月第一版.

[5] Chun J,Chi F C. Airport pavement distress image classification using moment invariant neural network[Z]. 22nd Asian Conference on Remote Sensing,2001.

[6] Wang Kelvin C. P.. Designs and implementations of automated systems for pavement surface distress survey[J]. ASCE Journal of Infrastructure Systems,2000(1):24-32.

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