基于傳感器數(shù)據(jù)采集的智能縮水率機(jī)的設(shè)計

　縮水率機(jī)，顧名思義就是測量織物縮水率的機(jī)器，我們的第一代產(chǎn)品用目前的眼光來看，體積龐大，外觀粗糙，電路陳舊不簡潔，可靠性差，主要部件均為自產(chǎn)，如電機(jī)等還經(jīng)常損壞。這次，經(jīng)過市場調(diào)查和分析，我們發(fā)現(xiàn)西門子和滾筒式洗衣機(jī)的外觀，機(jī)械結(jié)構(gòu)、電機(jī)、電磁閥等在同行中都較領(lǐng)先，而且和我們的要求相近。因此，我們提出了利用西門子殼體改制縮水率機(jī)的構(gòu)想，通過解剖，摒棄了其所有機(jī)械程控部分，改用我們自己設(shè)計的新的控制系統(tǒng)。程序按照有關(guān)國際和國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行，經(jīng)過實(shí)踐證明，我們的方案是成功的!

　　本文主要介紹傳感器的數(shù)據(jù)采集過程，并對其器件的用法和電路的整個工作流程都作了詳細(xì)的說明。

　　一. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(圖一)

　　(圖一)

　　1、 鍵盤顯示電路，如按鍵的查詢、溫度的顯示、水位的顯示等均要由它來完成。因此，按鍵和面板顯示不能占主CPU太多的時間，因此，我們采用非常成熟的8279芯片來管理鍵盤和顯示，達(dá)到了很好的效果。

　　2、 傳感器的數(shù)據(jù)采集，單用一片AT89C52作為溫度數(shù)據(jù)和壓力數(shù)據(jù)的采集。

　　數(shù)據(jù)采集完成以后通過RS485信號傳給主CPU板。

　　3、 外設(shè)的驅(qū)動部分通過固態(tài)繼電器完成。固態(tài)繼電器無機(jī)械觸點(diǎn)、帶光電隔離、驅(qū)動簡單、無火花，更重要的是有過零觸發(fā)，使用電設(shè)備的開關(guān)均在輸入AC的零點(diǎn)，減小了干擾。所以，在本機(jī)中，這些設(shè)備均采用固態(tài)繼電器(其中，電機(jī)調(diào)速部分采用DCSSR)。在整個過程中，電機(jī)的控制是關(guān)鍵，通過對其電機(jī)的結(jié)構(gòu)及電路的徹底解剖后，發(fā)現(xiàn)其控制電路是一塊由從MOTOROLA公司產(chǎn)的TDA1085C的專用電路控制，整個控制部分做得簡潔可靠。有鑒于此，我們決定通過間接控制這塊板來達(dá)到控制電機(jī)的目的。這樣，既節(jié)約了成本，又提高了可靠性

　　4、 主CPU板為整個系統(tǒng)的核心，它完成傳感器數(shù)據(jù)的采集并進(jìn)行處理，然后送顯示，并且按程序要求驅(qū)動外設(shè)動作。其中，主CPU和鍵盤顯示電路接口時禁止主CPU數(shù)據(jù)總線直接和外設(shè)進(jìn)行IO操作(通過扁平電纜和對方相連)，保證了顯示的穩(wěn)定，按鍵的正確判斷。主從兩CPU之間采用半雙工RS485接口進(jìn)行串行通訊，抗干擾能力很強(qiáng)。同時，由于從CPU已將溫度、水位等數(shù)據(jù)處理整合，打包后發(fā)給主CPU，減輕了主CPU的負(fù)擔(dān)。由于整個系統(tǒng)的需要擴(kuò)展的口線很多，所以在主電路中采用邏輯整合芯片ISPLSI2064來擴(kuò)展I/O口以及其它邏輯功能的完成。

　　二.傳感器的數(shù)據(jù)采集電路(圖二)

　　(圖二)

　　1. 水位檢測

　　在技術(shù)要求中有實(shí)時顯示水位這一要求，按照以前那種方法(浮子法)只能有幾個水位點(diǎn)，而不能連續(xù)測量，而且老是發(fā)生水位失控產(chǎn)生溢出的現(xiàn)象，所以我們選用美國SMI公司微壓傳感器SMI5551，利用原有皮管，用測量水位變化導(dǎo)致氣壓的變化來間接測量水位，原理如圖三：

　　(圖三)