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% O& B7 q6 I4 Z3 v3 B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、
7 F6 E. j# _- l5 J3 o! L5 z- Z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
8 b* }' h6 ^. W. ]- V0 z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。8 M* D5 i' q4 B* D; N
9 g( H& P4 N* _8 V
微波测距仪是采用相位法测量两点距离的精密
4 B( c# g6 J; a7 ^" ^2 f! ~电子仪器⋯，主要用于大地测量、地形测量等工程测
/ M* _: a! T& t6 ]) ^量。微波测距仪多工作在野外，恶劣的作业环境使
* w1 ], h3 g# h( @$ N仪器极易受损，其输出信号不正常也会影响到测量
( e7 _+ `$ B/ j! J. P4 K的精度。因此研制一种对整机进行检测并给出常见8 _& R) A! T$ D# T7 J$ ?
故障排除方法的故障检测系统具有实际意义。
/ C! Y' Q; z* W' Z. `3 {本文设计研制的微波测距仪故障检测系统是采
' q( e# L6 G) L# B7 w用PIC单片机构建的，可对目前常用的几种微波测4 ?' y& O, c4 @. P
距仪的电压、电流、频率等输出数据进行采集与管. L, e0 L' u* k3 o$ ^: {
理，通过PC机的软件程序分析数据，解决了微波测8 v, @1 S* O5 F) R8 v. z% q% `% g
距仪故障检测困难的问题，不仅能指出仪器的故障
& X+ Z5 e; T S0 K位置，而且能就常见故障给出排除方法并指导维修。5 v+ x, A' d; \8 Y
$ q* R. @- R5 T( p5 z! B9 _* @该系统采用PIC单片机对微波测距仪的电压、5 S; E* X* r6 K' x) i: u6 t8 V( e
电流、频率等输出数据进行采集与管理，通过软件程; _2 {4 l0 [$ L3 S, |9 R
序分析数据，判断仪器的工作状态，若不正常则指出# |; s: p- W0 d8 ?; W* e0 x2 \3 s
故障并指导维修，为微波测距仪在野外作业提供了5 Y1 \5 k# C4 Q' q7 Q
有力的保障手段。
0 d; F4 y/ h$ b9 r8 u. a1 总体结构
: @2 q' ?, f4 s1 z0 ~6 q系统采用主从式计算机进行工作，其中主机采
; J0 ?( ]6 x0 c, k( F. E# j( q用PC机进行人机对话，从机采用PICl6C73A型单片
5 ~) g0 E1 x/ w8 `机进行高速数据采集、存储和分析，主从机之间采用* o8 S6 V7 \- C
RS232串行通信端13进行双向数据通信[2】。
8 b% j' N0 o9 K! A: N! I8 K考虑微波测距仪的种类不同，其输出信号参数
. q4 _ y" A# l1 p% L不同，本系统开发接口扩展功能，以实现对不同参数
6 `2 x# s N: u的数据采集，并采用单片机技术进行数据管理。系
: S! t" ^6 ~' P/ R$ e3 l统原理如图1所示。6 m* `* N% ?+ v" V
2硬件设计% Z" M$ l7 m6 m) s( Z$ u
各种被检测的信号经过整形放大以及在带有
2 d( F; R* ^1 `# ?/ I& M J2 m0 B" o2 s' U; _2 O7 v, }6 Y
A／D转换功能的PICl6C73A型单片机内转换后变为
7 L7 E7 h" o" B标准的数字信号，然后将数字信号通过单片机数据
2 O3 b }. n& E采集、存储、分析，最后由PC机统．一处理，并通过显' G$ c7 J8 q: l: r0 G
示屏幕给出最终结果。
" B/ e9 r2 j% z+ \( h6 x' u! \2．1电源电路5 k i, b8 F& q2 w: s3 n
现有微波测距仪有两种不同的供电方式，为使
) s& V! r$ ]/ Y! r' `2 O0 y$ g6 \检测仪能在供给检测电路电源的同时，也给主机供
- E5 k+ v/ c' n* M3 V8 ?% c电，需输出两组直流电压，分别为12 V和6 V。故采6 n" T; v+ g# Y+ }7 a: P
用两组AC／DC电源转换模块，一组为AC／DC 220／, ]* }, [2 a7 i1 O& y% t6 H
12 V，另～组为AC／DC 220／6 V。
$ H. o' d8 _" P5 @9 m% T2．2信号采集电路
; X; t. |. O( E5 D. \! ]$ `5 F+ y2．2．1 电压检测: X7 e1 v# s+ ? Z0 B4 u
被测的电压信号为直流电压，分别为12 V和6( o. e: I9 f* f o/ m" m7 j
V。因此，设计电压信号的检测电路：将微波测距仪5 e% f+ A* p+ Q5 ?& U) X6 a
的电压信号整形再经A／D转换．由单片机按照串口1 i5 g( @, n- _9 J+ n0 S3 g- R
RS232协议送给Pc机，PC机根据软件判断电压信
0 @% S2 i9 M9 C& T$ ~6 ^# }) |号是否正常。检测原理如图。0 ?$ f9 s- X* C2 P) O, T3 B
3 d P( S$ c$ T* O
2．3 PIC单片机# E( K6 X; D$ e* O4 Y) u, P! u
系统采用PICl6C73A单片机来实现对各路采集信$ X4 o+ V ?9 k( Z- y6 b( F1 b
号的提取、A／D转换、输出的功能。在该系统中，单片
6 |: U8 {. h* @: e3 `0 E机外接10 MHz的晶振，工作电压为3．6 V，此电压由电
, X' v7 [) ]( c5 G4 U( l0 P源模块AC／DC 220／6 V通过MAX603转换提供，利用3
W8 B2 ~( z" B; u4 V个带有A／D转换功能的I／O口作为信号采集端，分别* H' j" ]2 z6 E5 ]
为AN3检测微波测距仪的工作电压，AN0检测微波测3 z3 v+ Y% |, {7 t6 {
距仪的工作电流，ANl检测微波测距仪的工作电流。# Z- Q1 f- |/ N( p: ?& G
RB7端接有一个蜂鸣器，在开机的瞬间，蜂鸣器发出声
7 |8 M9 W/ l( g3 q音，提示检测仪已准备好。Rx与TX为数据收发端，通2 S6 v1 f1 ?1 g4 B/ @
过程序控制保证处理的数据能与接口芯片正常通讯，
, S; [6 z/ G+ f' t; {6 P送至计算机显示检测结果∞J。; J' i7 D- S* N
系统的核心检测功能由Pc机和单片机共同完成。' a$ v! i; I. s, Z$ e0 }
系统软件的程序主要以单片机的汇编软件为主。利用0 U& \" a7 l. c s
串口中断响应的方式对主机(PC机)发来的命令进行响
0 F: p D) i9 C应并进入相应的服务程序怕J。单片机主程序流程图如0 N# Y2 O& b% J: O v9 ^$ }/ |
图5所示。中断服务程序完成各功能测试，如电压数
4 h: r r3 D# S7 H* E% Y7 L据量的采集、电流数据量的采集、频率数据量的采集7 k) }# P9 p! x4 H3 P, N. l
等。中断服务程序流程图如图6所示。) \, ^7 J0 Z- Y; P( h/ H3 |
" `+ H- d7 U% C S
5 Q$ m8 P8 w! n# _3 d& h U
+ L9 s' o0 h* ^( ]附件下载：9 K% e! B4 l. c4 Q( T+ `4 ?5 [1 N
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发表于 2020-1-2 11:01
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