关键词： LC传感器   无磁计量   MSP430FR系列单片机   低功耗  

摘要： 为了实现流体流量的高精度测量以及流量数据的便捷式读取,设计了一款基于低功耗16位MSP430FR系列单片机的无磁流量表实验模块。该实验模块以MSP430FR系列单片机为主控制器,在该无磁流量表实验模块中设计的通信模块对流量数据进行远程读取,并用磁性传感器模块检测无磁流量表内的无磁环境。实验结果表明,所设计的无磁流量表实验模块实现了流体流量的高精度测量以及流量数据便携式读取的目标,且测量精度可达0.001 m^(3)。该设计的模块,也可应用于居民用水量监测以及其他流体的流量测量领域。

关键词： Java   线程   多线程   线程池   线程任务  

摘要： 在Java的多线程机制中,线程池技术是一个重要的组成部分。它的应用能够有效满足那些同类的、独立的、基于网络的典型服务器应用的效率需求,通过控制其最大并发数,调节系统访问流量,避免系统资源出现瓶颈。本文阐述了Java多线程机制,线程池的创建方法,应用线程的同步与协作实现业务逻辑中的资源共享,估算配置线程池大小,线程任务的创建提交,并通过示例展现了完整的线程池应用步骤。

关键词： 时间数字转换器   光子飞行时间   门控环形振荡器   锁相环   单光子雪崩光电二极管  

摘要： SPAD阵列的规模不断扩大对读出电路(Read-out Integrated Circuit,ROIC)提出了更高的要求,时间数字转换器(Time to Digital Converter,TDC)是ROIC的核心电路,完成对光子飞行时间(Time-of-Flight,TOF)高精度量化。为避免大规模阵列中高频时钟信号长距离走线而引起的串扰和噪声干扰,抑制初相误差引起的检测精度退化,设计了一种基于内置时钟的ROIC阵列电路,阵列像素间距均为100μm,内置于各像素内的门控环形振荡器(Gated Ring Oscillator,GRO)独立提供像素TDC所需的高频分相时钟信号,各像素GRO均由像素外置锁相环(Phase Locked Loop,PLL)产生的压控信号控制。由于采用一种基于事件驱动的检测策略,只量化光子事件有效触发的TOF,有效降低了系统功耗。该芯片采用TSMC 0.18μm 1.8 V标准CMOS工艺制造,测试结果表明:TDC的时间分辨率和量程分别为102 ps和100 ns,微分非线性DNL低于0.8 LSB,积分非线性INL低于1.3 LSB,系统功耗小于59.3 mW。

关键词： 物联网   低功耗   窄带物联网   无线采集终端  

摘要： 针对城市窨井数量大、位置分散、安全事故频发、管理困难等问题,设计出一种基于窄带物联网技术(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)的井下数据无线采集终端。终端采用低功耗STM32芯片作为主控制器,NB-IoT无线通信模块采用BC26模组,数据采集终端具有自动采集数据、主动预警、初始蓝牙配置等功能。实验结果表明:所设计的无线采集终端功耗低、稳定性高,让城市井盖管理更加智能化,让故障检修更加便捷化,提高城市管理的智能化水平。

关键词： 无线传感网络   滚动轴承   振动数据   低功耗  

摘要： 无线传感网络已经应用于诸多领域,其中滚动轴承监测系统对无线传感网络的传输速率有着较高要求。因此该文设计了一种可用于滚动轴承振动数据接收的系统,该设计采用国产GD32F450ZKT6和Si24R1的双核心架构,从硬件结构、通信协议、工作模式等方面进行研究,解决了现有设备接收速率低、功耗高的问题。经验证,该系统的接收速率为656.23 kbps;在接收采样率为25 kHz的振动信号时,其丢包率仅为0.2%;工作电流仅为260 mA。该设计具有核心器件国产化、接收速率快和低功耗等优点,有效提高了滚动轴承故障检测系统的工作效率。

关键词： 虚拟仪器   测控系统   多线程   乒乓操作   PID控制  

摘要： 根据某热车试验台对气路压力流量参数的控制需求,设计开发了一种便携式测控系统;系统选用NI CDAQ系列产品搭建硬件平台,4槽CDAQ-9185以太网机箱内配置有CDAQ-9203模拟量输入模块、CDAQ-9265模拟量输出模块以及CDAQ-9401 I/O模块,可以满足恶劣测试环境以及可移动远程测控的要求;选用LabWindows/CVI作为软件开发平台,保证了系统对执行效率的要求;采用乒乓操作和多线程技术对数据流进行控制,实现了高速采集数据的实时存储,节约了计算资源,加快了系统响应速度;采用增量式PID控制算法实现对管路流量的自动调节,通过对比例系数、积分时间以及微分时间依次调试,达到了系统对控制精度的要求;试验结果表明,本控制系统运行稳定,响应速度快,能够实时保存并显示气路当前参数,有效控制气路压力流量,满足了试验台的测试控制要求,已正式投入使用。

关键词： 就地馈线自动化   低功耗   脉冲唤醒   残压检测模块  

摘要： 在配网就地馈线自动化保护逻辑中,将配网没有电压的情况下,来电前电网瞬时性的来电称为残压。针对设备再次来电前的残压,设备需要闭锁合闸,因此残压检测模块需要满足残压检测、闭锁、参数设置和规约上送等逻辑。设计了基于低功耗芯片MSP430FR2111并配合MCU睡眠、脉冲唤醒采集、低功耗串口规约通信的软硬件系统。在实现残压检测功能的同时,模块的超低功耗也降低了FTU整组的功耗,延长了检测模块的使用时间。通过芯片的低功耗串口制定合理、可扩展的规约,实现了残压限值、时间设定、残压值读取等功能。经过实验验证,采用残压检测模块的配电终端完全满足技术检测标准,并具备批量化、可移植、可定制化应用的能力。

关键词： 电能表   设计   优化   精度   远程抄表   低功耗  

摘要： 随着智能电网的建设,电能表的准确计量功能和智能监控功能日益凸显。本文针对当前电能表设计中存在的问题,提出了一种新型的电能表设计方案。该设计采用了先进的计量芯片,优化了电路结构,实现了计量精度的提高。同时,通过增加通信模块,可实现远程抄表管理。此外,该设计采用低功耗MCU,优化软件算法,延长电池寿命。经过仿真和实际测试结果表明,该新型电能表设计方案可提高计量精度,实现远程智能化监控,降低能耗,大大延长使用寿命。本设计为电能表的发展提供了新的设计思路。

关键词： CEE   读出电子学   翻转电压跟随器(FVF)   低压差线性稳压器(LDO)  

摘要： CEE实验中的束流探测器上集成了大量像素传感器芯片,为了给这些芯片提供稳定的电源电压,针对硅像素芯片对供电电路小面积和低功耗的高要求,在国产GSMC 130 nm CMOS工艺中,实现了一种由单个密勒电容补偿的低压差线性稳压器(Low-Dropout Regulator,LDO)电路。提出的基于翻转电压跟随(Flipped Voltage Follower,FVF)结构的LDO采用小尺寸晶体管,在负载电流快速变化时能实现高稳定性、快速瞬态性能和低功耗,且不需要片外电容。仿真结果表明,该电路在负载电流为20 mA时能驱动0~100 pF的容性负载,此时线性调整率为3.3 mV/V,静态电流为8.5μA,版图的面积仅为103.5μm×95.2μm,适用于高度复杂的探测器系统芯片中。

关键词： 地下位移三维监测系统   低功耗   硬件改进   多电源域   动态电源管理   分时分区供电   软件优化  

摘要： 为了解决地下位移三维监测系统供电成本高的问题,文中从系统级和体系结构级等角度对地下位移三维测量系统进行低功耗设计,延长该系统的工作时间。为最大程度地降低该系统的功耗,分别从器件的选择、电路的硬件改进和多电源域等方面采取硬件低功耗措施。通过动态电源管理的方式对各模块进行分时分区供电的软件低功耗优化设计,实现该检测系统的低功耗设计,减少电池电量的消耗。实验结果表明,所设计系统的每个传感单元休眠时电流均降低至80μA,工作一个周期消耗的电量仅为0.00512 mA·h,相对于原系统减少20.95%,在无外部充电的情况下可连续工作约113天,满足在极端条件下长时间工作的需求。