基于STM32植物动态离子流信号检测系统设计

溶液中无机盐离子的定向流动会产生微弱的电压信号,通过检测电压信号可以计算离子的浓度、植物根系吸收离子的速度,进而获取植物的生理信息。对植物动态离子流信号检测系统进行设计,采用STM32F103ZET6作为主控芯片,利用极低偏置电流放大芯片和高共模抑制比差分放大芯片,给出了信号放大、滤波处理和数据采集电路,对系统噪声来源进行分析,提出了降低噪声的方法,并通过STM32进行A/D转换,把转换数据传输到上位机。该设计实现了植物动态离子流信号的检测,得到了离子在溶液中的流速。     

380V电永磁控制器的设计与实现

设计了一个以STM32F103为控制核心的电永磁控制器,实现了在交流380V输入电压下, 对电永磁本体进行充退磁。系统输入电压经同步变压器降压处理后,由过零检测电路获取过零信号,然后通过STM32F103输出脉冲串,经脉冲变压器KCB6743加至可控硅,实现了半波整流电路精确的功率输出;灵活简单的按键操作以及完整的显示功能,很好的实现了人机互动。通过测试本系统能准确的对电永磁本体充退磁操作,并且能够通过按键设置充退磁电流,实现电永磁的磁力大小调整。该控制器具有成本低、易操作、通用性强以及高可靠性的特点,使其广泛应用于电磁领域。     

一种消防设备电源监控系统的研究与设计

为了进一步提高消防设备电源监控系统的探测准确性及响应时间,在传统监控系统的基础上,利用现代电力电子技术和先进智能算法,设计了一种基于STM32F的消防设备电源监控系统;系统监控传感器采集消防设备电源的电压电流及开入开出信号,通过高性能微处理器利用RMS方法、阈值分析等方法对数据进行初步分析,并采用S变换算法对信号进行特征提取进一步判断和识别故障信号;监控传感器处理数据后通过RS485将设备电源状态传至监控主机中集中监控,对外提供Modbus-RTU通信协议,方便与其它系统的数据交换,并进行显示和报警等操作;试验结果表明,基于STM32F的消防设备电源监控系统检测电压电流故障精准度高达99.18%,响应时间极大满足国标要求,有效确保消防设备电源的正常运行。     

基于STM32的温湿度变送器设计

针对目前常见的电流型温湿度变送器恒流输出特性较差、精度较低、校准繁琐的不足,给出了一种基于STM32单片机的温湿度变送器设计方案。该电路以STM32单片机为控制核心,以SHT11数字式温湿度传感器采集环境温湿度。通过STM32的内部12位D/A输出模块将温湿度转换为模拟电压信号。随后,该电压信号通过V/I转换电路变为4～20mA的模拟电流信号。研究了常见V/I转换电路的原理并提出改进电路方案。最后,基于STM32的内部FLASH存储功能给出了一种上位机软件校准方案。通过对比仿真和实验表明,该变送器具有成本较低、恒流特性较好、精度较高、校准快捷方便的优点,能够满足工农业生产中常规温湿度测量的要求。     

基于STM32F4的时栅位移传感器信号处理系统设计

为了提高时栅位移传感器的测量精度及分辨率,提出了一种基于STM32F4的时栅位移传感器信号处理系统。系统包括硬件电路和软件设计,运用STM32F4处理器产生的高频时钟脉冲插补感应信号和参考信号的相位差,实现了相位检测。经实验验证,采用系统后,时栅位移传感器的角度误差峰峰值为2.4＂,实现了高精度、高分辨率的时栅角位移测量。     

基于STM32的雷达信号跟踪控制系统设计

为了保证航空器运行过程中,天线能够实时的对准行航空器,保证通讯的正常,本文设计了一种基于STM32的雷达信号跟踪控制系统。使用STM32F407IG控制芯片作为信号跟踪控制系统的处理器,通过处理来自接收机的方位差电压ΔA信号和俯仰差电压ΔE信号,控制步进电机的转动,实现对天线运动状态的控制,保证天线能够实时对准航空器。STM32F407IG自带的定时器提供了PWM脉冲功能,可以通过给步进电机驱动器发送脉冲命令来实现对电机的运动控制。为了保证运动的可靠性,系统使用了旋转变压器形成闭环控制。     

基于STM32的故障电弧检测装置设计

检测负载电流信号特征是判断低压配电线路中是否发生电弧故障的有效方法之一。依据国家标准GB/T 31143-2014《电弧故障保护电器(AFDD)的一般要求》,搭建模拟串联故障电弧实验平台,研究故障电弧发生时电流波形的特征,并采用db4小波函数作为小波基函数,对降噪后的电流波形进行小波分解重构,提取小波高频分量,计算小波高频分量的周期方差值,将周期方差值作为主要特征值来进行电弧故障检测;为了在硬件上验证该检测算法的可行性和有效性,将电弧故障检测算法移植到STM32平台,设计了基于STM32的故障电弧检测装置,该装置可以实现电流信号采集、数据处理和串联电弧故障检测识别功能。在以阻性负载、LED灯、吸尘器和微波炉为屏蔽负载的实验结果表明,该装置能够检测出串联电弧故障,且可靠性高,不会在没有产生故障电弧的情况下产生误判。     

长距离分布式光纤传感中基于STM32的遗传算法偏振控制

基于STM32微处理器采用偏振控制器反馈技术并结合遗传算法对50km长距离分布式光纤振动传感系统中偏振衰落进行抑制.结合STM32与PCD-M02型偏振控制模块特性,优化遗传算法相关参量,在STM32微处理器上实现了遗传算法对传感系统的偏振控制.实验结果表明,基于STM32微处理器的遗传算法在短时间内能得到全局近似最优解,有效实现偏振控制,该方案适用于对实时性和集成度要求较高的长距离分布式光纤传感系统.     

微弱信号检测技术在超导电阻测量方面的应用

随着近年来超导技术应用范围的不断扩大,超导技术的影响已经波及到了各个学科领域.本文通过对超导电阻特性的分析研究,提出了一种基于微弱信号检测的超导体电阻测量的新方案.利用高性能DSP芯片,软件实现了超导体电阻的测量;利用单片机配合双积分A/D转换器测量超导体的环境温度.实验表明,本测量系统可有效地检测微弱的超导电阻信号,本系统充分显示出了自身在超导体电阻测量等微弱信号检测方面的优越性.     

基于STM32的飞机电气负载管理中心设计

传统飞机远程配电系统使用采样电阻对模拟电参数进行采集,硬件电路繁琐,实时性、可靠性和采样效率在实用中很难满足系统要求;针对这种情况,设计一种基于STM32的飞机电气负载管理中心方案,采用RN8209计量芯片替代传统的采样电阻,设计模拟量采集模块电路,通过MODBUS协议与控制内核通信,完成汇流条以及负载电压、电流的采集;以μC/OS-II实时嵌入式操作系统为软件平台,给出了电气负载管理中心的整体框图,硬件接口电路和系统程序设计;实验结果表明,电气负载管理中心实时性得到有效提高,采样精度得以保留;该方案有效地简化了硬件电路,获得满意的采样效率,同时系统的可靠性增强。     

嵌入式远程实时监控图像传输控制系统设计

针对当前图像传输过程易出现信息丢失、耗时过长等问题,提出提出一种嵌入式远程实时监控图像传输控制系统设计方法。该设计方法基于STM32模式,通过STM43模式连接电源电路、接口电路、监控数据传输电路模块,到监控图像传输控制系统整体结构,将监控图像数据经IP网络与客户端相连实现监控图像传输,最后分别对监控信号处理模块和图像检测模块的算法进行优化。实验证明,所设计系统有效避免了图像传输中图像信息丢失现象,具有实践价值。     

面向电容式微机械超声换能器器件的32通道收发 电路设计与测试*

针对以电容式微机械超声换能器(CMUT)阵列为探头的超声成像系统,设计了一种兼具现场可编程门阵列(FPGA)控制、脉冲驱动以及微弱电流信号检测功能的电路。利用FPGA产生64路控制信号,控制脉冲信号的频率、脉冲个数、占空比等参数;脉冲电路在FPGA以及直流电压的控制下,产生32路脉冲信号;接收电路通过跨阻放大结构实现32路电流信号检测;32通道收发电路利用脉冲产生芯片内自带的T/R开关进行高压隔离。通过搭建测试平台,对收发电路功能及一致性进行测试,并连接CMUT进行自发自收测试。测试结果表明,32通道收发电路具有良好的一致性,电路可以实现基于CMUT阵列的32通道超声信号的发射,检测回波信号,并对CMUT器件的带宽进行测试。电路具有功能完善,结构稳定的优点,为基于CMUT阵列的超声成像系统的应用提供了硬件支持。     

基于STM32F的企业楼宇节能控制系统设计

针对企业楼宇耗电量严重的问题,研究设计了基于STM32F的楼宇节能控制系统。该系统采用红外传感模块统计楼宇内人数,使用光控模块采集光照度,通过微处理器实时采集人数和光照强度信号,然后进行数据处理和算法分析,从而实现楼宇照明灯具的自动控制;同时采集用电电器的工作状态信息,若电器长时间处于待机状态,系统将会自动切断其供电电源。实验结果表明：企业楼宇节能控制系统提高了电能利用率,实现了楼宇的低碳节能。     

一种热分析仪器的专用气氛智能控制模块设计

介绍一种热分析仪器专用气氛智能控制模块,此模块可以在减少气路部件的情况下,采用STM32F107VC32位芯片为核心控制MCU,通过合理设计信号采集及控制驱动电路,配合控制及数据处理软件,使原来的气氛气路切换控制以及流量控制由手动完全实现微机智能控制,控制精度、响应速度以及稳定性都大为提高。     

An analysis on the Frequency-dependent grounding impedance based on the ground current dissipation of counterpoises in the two-layered soils

Because of the increased usage of power conversion equipment and their susceptibility to lightning strikes, high frequency fault currents flowing through grounding systems are increased. As grounding systems change from individual groundings to common or integrated groundings, the improved performance of grounding systems against high frequency fault currents is urgently required. When regarding the common or integrated grounding systems, most of them are required to satisfy the ground resistance defined by standards or regulations. The grounding system performance against high frequency fault currents is defined by the grounding impedance. A number of studies have reported that grounding system performance is reduced due to the increase of the grounding impedance with increasing of the frequency of fault currents. In this paper, in order to investigate the characteristics of the frequency-dependent grounding impedances of counterpoises installed in the two-layered soils, the ground current dissipation rates in each 10 m section of the counterpoises were measured and analyzed as functions of the length of grounding electrodes and the current injection point. As a result, most of the ground currents above the frequency of 100 kHz are dissipated into the earth near the current injection point and the high frequency grounding impedance of long counterpoises is converged into that of short counterpoises. The high frequency grounding impedance measured at the low soil-resistivity end of the counterpoise buried in the two-layered soils is much lower than that measured at the high soil-resistivity end.     

相位可控的核四极矩共振激励脉冲发生器设计

在核四极矩共振（NQR）领域，射频激励脉冲信号的优劣对NQR响应信号有重要影响.针对常规方法中射频激励脉冲参数不可控的问题，本文基于32位闪存微型控制器STM32和直接数字频率合成（DDS）芯片AD9910设计了一种相位可控激励脉冲发生器.采用STM32控制AD9910产生波形参数（脉冲宽度、脉冲间隔、脉冲个数和共振频率等）可控的射频激励脉冲，利用LabVIEW软件平台设计脉冲参数设置界面，并建立计算机与微控制器通信，实现波形参数的精确优化控制.实验结果表明，该方法实现了相位可控的NQR激励脉冲序列，可为后续NQR信号检测提供有效激励源.     

可见近红外波段光谱辐射采集系统的设计与应用

针对目前卫星遥感器进行场地定标的光谱观测仪器的应用需求，设计了可见近红外波段(0.4 μm~1.0 μm)的光谱辐射采集电路系统，并结合光谱辐射采集模块进行了应用与数据分析。重点介绍了线阵探测器的选型与驱动需求，并完成了基于STM32微处理器的设计。结合辐射观测需求，在信号处理部分使用仪表放大器运放对探测器的模拟输出信号进行处理，并采用STM32内部的A/D转换器采集。分析数字信号输出的结果，该辐射测量电路系统的的采集数据达到了1 LSB的数据精度(≤0.8 mV)。探测器电路系统应用到光谱辐射采集模块中，进行了户外应用与数据分析，光谱辐照度比对结果的偏差小于5%。光谱辐照度的比对结果证明整个系统可以直接进行产品应用，满足野外辐射测量数据的可靠性获取。