基于嵌入式系统的热变形测控系统开发

基于嵌入式系统的热变形测控系统开发
摘要：嵌入式测控是现代热变形测控技术的一个重要发展方向,其应用属于现代化系统构建
技术的范围，将其应用在热变形测控中可以构建嵌入式智能化系统检测热变形，使热变形测
控更加完善，同时其可以在实际应用中通过无线网络技术、反映当前热变形的趋势。

本文基
于嵌入式系统，对热变形测控系统开发进行研究，仅供参考。

关键词：嵌入式系统；热变形测控系统；开发
前言：
我国科学技术的不断完善带动了热变形测控的发展，且嵌入式系统在实际应用中不断创新，
比较传统测控发生了较大的变化，这样的革新也是热变形测控的必然趋势。

本人从2014年8
月份起直到目前在东莞市广业电子有限公司从事电子连接器产品的开发工作，目前担任研发
中心经理，广业连接器产品技术中心（省级）经理岗位。

负责电子连接器产品，制造工艺及
测试科研工作。

一、基于嵌入式系统热变形测控系统的特点
在嵌入式系统热变形测控系统中，其可以通过无线网将传感器、执行器、检测器、报警器等
设备进行连接，以此形成分布式反馈热变形测控系统。

在实际应用中需要借助当前的时代的
信息技术、计算机技术、智能技术等实现热变形测控的信息资源共享，在此基础上实现远程
操作测控与诊断。

同时，在嵌入式系统热变形测控系统的安装与维护简便，拥有着较强的可
拓展性，可在开发中加入热变形测控的多个内容，利用散布的传感器与构建网络化测控，这
是传统的热变形测控系统无法达到的[1]。

二、基于嵌入式系统热变形测控系统的结构
在嵌入式系统热变形测控系统中，其整体结构需要保持协调，将传感器分布在结构的各个位置，以此实现有效的热变形测控[2]。

在实际开发过程中需要对处于不同位置的传感器相互连接，以此构成分布式热变形反馈系统，利用传感器、控制器和信息接收器将获得的数据进行
传递，且嵌入式系统可以融合网络传输技术，实现信息的实时更新与传输，系统总体结构如
图1.所示。

图1.嵌入式系统的热变形测控系统的结构
嵌入式系统热变形测控系统的控制器需要借助传感器获取相关数据，随后通过运算分析对当
前的热变形量进行判断，以达到控制的目的。

嵌入式系统热变形测控系统不仅仅是提取数据，还是系统完成热变形控制的基础，这种嵌入式系统在电子连接器产品热变形测控系统中具有
实际意义。

三、基于嵌入式系统的热变形测控系统硬件设计
嵌入式系统的主控制器需启用TXT、MS1、MS2，并在此基础上配置好热变形检测驱动芯片，以此完成热变形测控[3]。

（一）前端设计
ENABLE为热变形测控的前端，通过ENABLE命令控制热变形检测设备检测电子连接器是否处于使能状态，在此过程中需要以DIR为控制端，防止热变形检测设备出现停工。

同时，应通
过接收主控给与的电平高低来控制检测的转动方向，以此使前端运行更加稳定。

（二）驱动模块
嵌入式系统的热变形测控系统采用A-T驱动器，该系统中带有内置转换器，且拥有高输入的
热变形检测能力，以微电机驱动器控制为主。

A-T驱动器控制简单，内部设有电流稳压器，
该稳压器可在慢或混合衰减模式下工作，若在实际工作中电子连接器的温度过高，则可以将
电流设定为1.414A，尽可能的提高电子连接器的检测利用率，保证电子连接器不会超负荷运行。

（三）总体设计
主控芯片通过嵌入式以太网控制器w5500与通信设备，通过通信将命令发送给主控制端ST1，得到当前电子间接器的热变形量，从而完成热变形测控，在实际应用中需要采用SF07系列微控制器，按照指令所需选择混合式热变形测控。

四、基于嵌入式系统热变形测控系统的选择
嵌入式系统热变形测控系统可以设计一个环形链表算法对热变形的数据进行实时监控，并对
处理的命令进行过滤，将先存储在链表中但未处理的命令删除，防止接收过程中出现热变形
测定不准确的现象。

在实际设计中选用PW热变形检测系统，在热变形测控起始阶段通过设
置频值进行控制，为了防止电子连接器热变形检测出现不稳定现象，需要在启动阶段进行预热，有效规避热变形测控不稳定现象的发生[4]。

RNI系列处理器不支持大型操作系统的移植，如加入嵌入式系统不仅可以满足RNI大型操作
系统的移植，且可以完成多个任务的同步运行，这样的完善符合热变形测控在应用中的实际
需求。

在设计过程中可以选用Fros嵌入式实时操作系统，以此完成时间调度的切换任务，在
此过程中可以利用Parre-710实时操作系统进行优先级的配置，且实际应用中的内核占用空
间小、实时性高，用途较为广泛。

五、基于嵌入式系统热变形测控系统的编写
在开发的过程中，一般按照电子连接器热变形进行基础，在设计电路的过程中，需要通过热
变形测控内部设置中断器来完成，并按照软件延时热变形测控的相关的运行原理进行控制，
以此提高实际测定时的稳定性。

同时，在设计中应按照系统的断开和闭合进行控制，加强热
变形测控的定时的功能，减缓热变形测控的电路中的运转速度，通过控制热变形测控的开关
调节相关数据，强化热变形测控的性能。

根据设计需要利用嵌入式系统把握软件总体设计，其中包括网络通信任务、热变形驱动任务等，且信号量需要保持同步运行。

为了保证热变形测控系统的实时性，需要设定任务优先级
为次高，防止抢占CPU控制权，具体为以下几点。

（1）通过工作人员的设定发出控制指令，由SPI通信发送至主控制端，并在主控制端建立储存，防止命令丢失，最后由终端对命令进行解析。

（2）主控制端使用电机控制算法解析命令，以此控制电机动作，参数包括热变形频率、电
子连接器状态等信息。

（3）完成动作后通过SPI向网络控制传输指令，随后结束命令，等待下一协议命令。

PC使用python3.5和pyqt5进行研发编写，并在此基础上对功能性进行拓展。

选择Python可以完善开发环节，利用信息的通讯协议选择互转，系统的实际状态需要通过串口识别速度参数，嵌入式系统热变形测控系统的缓冲区大小可以根据实际清理进行定义。

结束语：
与其他系统相比较，嵌入式系统有着能耗低、性能高、检测精确等方面的优势，现如今已经
被广泛应用在电子连接器热变形测控系统的开发中。

以BS架构为支持的服务器现已受到我
行业的广泛关注。

因此，电子连接器测控基于嵌入式系统有着更大的优势。

今后继续嵌入式系统的测试平台，可以增加物联网模块，实现测试结果归档到数据库，实现自动，高效的测试、测量。

参考文献：
[1]李艳.嵌入式系统的构成与设计研究[J].数字化用户,2019,025(007):33.
[2]郭福洲.嵌入式系统的安全启动机制研究与实现[J].电子测试,2019,406(01):84-85.
[3]万鹏,王克鲁,鲁世强,等.Ti-2.7Cu合金热变形行为及本构关系研究[J].塑性工程学
报,2019,026(001):143-149.
[4]郭锋.机械焊接结构热变形的控制措施研究[J].中外企业家,2018,626(36):226.。