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9 }3 b- h1 o+ @( E
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、( N: t. z* t/ J% k7 [
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
/ z4 _8 G5 h, y, Z) S, B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。. ~) Z4 u9 u+ X4 `) j, `
) [, b2 g* F. r- h7 ~. i% e
微波测距仪是采用相位法测量两点距离的精密$ @; {" U$ I6 d2 Q5 ^2 o& M
电子仪器⋯，主要用于大地测量、地形测量等工程测
3 S% m( C8 A3 x量。微波测距仪多工作在野外，恶劣的作业环境使# h3 o& C) N5 X+ C
仪器极易受损，其输出信号不正常也会影响到测量
1 `+ S8 P) ]. j6 t y$ X/ U的精度。因此研制一种对整机进行检测并给出常见3 `6 P, @6 Z8 n$ V7 U
故障排除方法的故障检测系统具有实际意义。
& F# s( _6 s: q0 @0 r2 X本文设计研制的微波测距仪故障检测系统是采& d5 U1 z9 H) k2 z& b! V8 a
用PIC单片机构建的，可对目前常用的几种微波测( m5 {& Y7 I9 R6 w6 c
距仪的电压、电流、频率等输出数据进行采集与管
% ?9 [5 z) [5 q" K. i理，通过PC机的软件程序分析数据，解决了微波测: V# i) n- s; ~$ K
距仪故障检测困难的问题，不仅能指出仪器的故障
4 _/ L6 _) ^ @8 K+ u1 v0 t# Q位置，而且能就常见故障给出排除方法并指导维修。4 M# M. G9 r; O# J* U% w
d2 V- B3 l+ A+ s+ M
该系统采用PIC单片机对微波测距仪的电压、
; E6 w- c* |, a2 c电流、频率等输出数据进行采集与管理，通过软件程
1 t! m# ]6 p! f: E; v( _序分析数据，判断仪器的工作状态，若不正常则指出9 B& a0 S% o; w( g# |) H3 J; D0 \' z
故障并指导维修，为微波测距仪在野外作业提供了
. J+ N3 Z9 S2 v9 n" E) Q, ^# `2 H有力的保障手段。
; O5 D/ `% u) d1 总体结构8 k1 s4 v) a$ Y5 x
系统采用主从式计算机进行工作，其中主机采
4 |1 Z& V X; v* `用PC机进行人机对话，从机采用PICl6C73A型单片' r! R, ]! p& {
机进行高速数据采集、存储和分析，主从机之间采用
9 O" @6 h, p! X; R7 I2 y& sRS232串行通信端13进行双向数据通信[2】。* C8 M& N% t A4 C8 t
考虑微波测距仪的种类不同，其输出信号参数
. m- U+ h: l9 F# \, ~, [不同，本系统开发接口扩展功能，以实现对不同参数
& C0 {/ J5 s R; m( k& S) K7 K的数据采集，并采用单片机技术进行数据管理。系
& K/ q- J' A1 s1 T, I统原理如图1所示。% S9 e# j+ r4 b; n" H* a9 c
2硬件设计
. a* w+ I% r; l, O n, G各种被检测的信号经过整形放大以及在带有7 C; G' ]5 h" o
/ Y" v/ S0 q0 n: l0 A7 `8 NA／D转换功能的PICl6C73A型单片机内转换后变为; g% A! e, S8 u7 C9 \
标准的数字信号，然后将数字信号通过单片机数据
& \- h" e( e) K采集、存储、分析，最后由PC机统．一处理，并通过显; |5 s6 G" L* y7 _3 i6 y
示屏幕给出最终结果。# @" S+ S7 o$ V$ ?1 O( h
2．1电源电路
_/ _1 L: I4 A7 o0 u9 Q5 O现有微波测距仪有两种不同的供电方式，为使
4 c" J+ M0 a, C1 b$ ^7 ]检测仪能在供给检测电路电源的同时，也给主机供) h$ [3 c/ p5 j0 h' n ^
电，需输出两组直流电压，分别为12 V和6 V。故采. R1 p7 q+ R+ }$ z8 m2 H5 e1 I- P4 E
用两组AC／DC电源转换模块，一组为AC／DC 220／
' i# f F5 \+ p% r/ j4 _5 _12 V，另～组为AC／DC 220／6 V。, ]# r, q( h( h! s
2．2信号采集电路
8 R, U/ l# m- @: U, S& Y, c0 D9 r2．2．1 电压检测5 W- |3 k* J" a; s% B% Y
被测的电压信号为直流电压，分别为12 V和6
$ }. y# K7 k7 i$ D+ w+ ^V。因此，设计电压信号的检测电路：将微波测距仪
* b3 k b# o7 K# Z! s+ w6 d6 T的电压信号整形再经A／D转换．由单片机按照串口* G7 k6 }2 r7 z' P' w
RS232协议送给Pc机，PC机根据软件判断电压信
0 c1 L; A4 p9 K2 T# N/ `+ v号是否正常。检测原理如图。 c! ~2 A, s2 c" z4 R/ ?
+ i; z9 [. F4 }, {+ E
2．3 PIC单片机: B/ t6 G1 e& P& r
系统采用PICl6C73A单片机来实现对各路采集信5 k& W. A$ L: N, X
号的提取、A／D转换、输出的功能。在该系统中，单片+ d% A% }4 p4 E& {# e
机外接10 MHz的晶振，工作电压为3．6 V，此电压由电& h+ Y& X0 M- a X: ^: n7 H& y
源模块AC／DC 220／6 V通过MAX603转换提供，利用38 Y% t2 J8 s& t& Q0 x
个带有A／D转换功能的I／O口作为信号采集端，分别
" g! a# X" W* R9 x8 m' y, w为AN3检测微波测距仪的工作电压，AN0检测微波测3 I( J) W* q8 v
距仪的工作电流，ANl检测微波测距仪的工作电流。9 N9 f' e1 S" R* a
RB7端接有一个蜂鸣器，在开机的瞬间，蜂鸣器发出声: T+ K2 b# M& Z) H9 x
音，提示检测仪已准备好。Rx与TX为数据收发端，通% o, A2 ^. X# }/ p7 h9 A' k
过程序控制保证处理的数据能与接口芯片正常通讯， L$ I0 P7 Q! h$ M9 L2 S8 {$ R
送至计算机显示检测结果∞J。, q& I' A6 |6 [% C. n
系统的核心检测功能由Pc机和单片机共同完成。
) e/ K: ?; J5 l4 @% `系统软件的程序主要以单片机的汇编软件为主。利用
' q. ?6 `- Q$ w- k% n串口中断响应的方式对主机(PC机)发来的命令进行响
' I2 D8 ^, q8 ^7 p( V应并进入相应的服务程序怕J。单片机主程序流程图如# z+ }2 T* |: ?8 l6 v
图5所示。中断服务程序完成各功能测试，如电压数 a D4 ^% i: c6 E) @) t
据量的采集、电流数据量的采集、频率数据量的采集
( N1 {: S& }, `% h8 W% ]. F2 l* r' `等。中断服务程序流程图如图6所示。0 j% V* t4 C! X# j* M8 a
; l8 t2 ~0 ~- Q- g
* l& R$ p# s0 x% u- o v2 b5 z p! U' b4 t2 K% e" P
附件下载：
0 I: a5 X" N. I$ a, }' E: Q! Z
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发表于 2020-1-2 11:01
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