ECT系统高速数据采集电路的实现
高速公路etc原理
高速公路etc原理
高速公路ETC原理：
ETC（Electronic Toll Collection）即电子不停车收费系统。
其原理是使用微波专用短程通讯，在车辆挡风玻璃上安装车载电子标签与在收费站ETC车道上的微波天线进行通信，利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理，从而达到车辆通过路桥收费站不需停车而能交纳路桥费的目的。
与传统的人工收费系统不同，ETC技术是以IC作为数据载体，通过无线数据交换方式实现收费计算机与IC卡的远程数据存取功能。
计算机可以读取IC卡中存放的有关车辆的固有信息（如车辆类别、车主、车牌号等）、道路运行信息、征费状态信息。
按照既定的收费标准，通过计算，从IC卡中扣除本次道路使用通行费。
同时，ETC也需要对车辆进行自动检测和自动车辆分类。
ETC不停车收费系统是目前世界上最先进的路桥收费方式。
实施不停车收费，可以允许车辆高速通过（几十公里以至100多公里），故可大大提高公路的通行能力；公路收费走向电子化，可降低收费管理的成本，有利于提高车辆的营运效益；同时也可以大大降低收费口的噪声水平和废气排放。
一种ECT无线数据获取系统设计
１ 数据获取 系统 总体 设计
本系统包括数据获取系统前端和无线传输
系统 ２大部分 ， 如图 １ 所示 。 整个系统根据交流激励法 原理 ， 激励信 号发生器产生正弦激励信号 ， 通过阵列开关选 通加载至传感器激励极板 ， 同时 阵列开关选通
要包括 数据 获 取系 统 前端 和无 线传输 系统 ２大
杂的应 用 环 境 中安 装 较 为 困 难 ， 不利 于测试。 针 对复 杂环境 下 Ｅ Ｃ Ｔ系 统 的 应 用 ， 本 文 提 出 了
一
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图 ２ 基 于 交 流 激 励 电 容 检 测 电路
线 发射 。
２ ． ２ 无线收 发 系统 设 计
根 据原理要 求对 系统 中的各 个模 块进行 设
计： Βιβλιοθήκη ２ 个可以独立完成信 息收发的无线收发模
块， 实 现 系统控 制 指 令 及 数 据 的 收发 。系统 在 设计 中选用 无线 射频 收 发 芯片 Ｎ Ｒ Ｆ ２ ４ Ｌ ０ １配备 以相应 的外 围及 控 制 电路 实 现 无 线 收发 功 能。
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２— ０ ８— ０ ６
基 金 项 目 ： 国 防 重 点 实 验 室 基 金
（ ９ １ ４ ０ Ｃ １ ２ ０ ４ ０ ０ ５ １ ０ １ ０ ） 。
换， 交流激励法 的原理 电路如图 ２ 所示。
其中 （ ￡ ） 为交 流激励信号 ， 当 （ ｔ ） 的角 频率 ∞ 、 反馈 电阻 及反馈 电容 Ｃ ， 满足条件
etc的工作原理
etc的工作原理
ETC（Electronic Toll Collection）的工作原理是利用射频识别（RFID）技术和微波通信技术，实现无线自动收费的系统。
具体工作流程如下：
1. 车辆安装ETC装置：车主在汽车挡风玻璃内贴上ETC装置，该装置内部包含一个微波发射器和接收器、一个射频识别芯片和一个电池。
2. 车辆接近收费站：当车辆接近收费站时，收费站的微波天线会向周围发射微波信号。
3. ETC装置接收微波信号：车辆上的ETC装置会接收到微波
信号，并通过射频识别芯片解码微波信号，获取收费站发送的相关信息。
4. ETC装置回传数据：ETC装置通过射频识别芯片将收费站
发送的信息进行处理，并通过微波通信技术将车辆的相关信息，如车牌号、车型等，回传给收费站系统。
5. 收费站系统验证车辆信息：收费站系统接收到车辆回传的信息后，会验证车辆的合法性，如车辆是否为ETC用户，是否
已经在其他收费站进行过支付等。
6. 收费站系统完成车辆扣费：验证通过后，收费站系统会自动将相应的费用从ETC用户的账户中扣除，并记录扣费信息。
7. 收费站道闸打开：当车辆成功扣费后，收费站的道闸会自动打开，允许车辆通过收费站继续行驶。
通过上述工作原理，ETC实现了车辆的无感支付和自动通过收费站，提高了过路效率，减少了交通拥堵和人工收费带来的时间成本和人工成本。
同时，ETC系统还可以实现电子发票和交通流量监控等功能，为交通管理部门提供了便利。
高速数据采集系统硬件设计
⾼速数据采集系统硬件设计⾼速数据采集系统硬件设计⾼速数据采集系统硬件设计4.1 系统主电路本系统硬件电路通过Protel99软件，采⽤层次设计的⽅法设计。
系统主电路如图4.1所⽰，由微处理器、数字逻辑平台、输⼊控制、A、B通道输⼊处理、C通道输⼊处理、整形、AD转换、采样时序控制、RS2 32、键盘显⽰、存储器扩展、电源等模块构成。
下⾯分模块介绍硬件电路。
4.2 微处理器电路该电路主要由PHILIPS公司⽣产的ARM 32位微处理器LPC2105、8位单⽚机P89C51RD2、USB接⼝芯⽚PDIUSBD12和单⽚机复位电路构成，如图4.2所⽰。
LPC2105有32个可配置的I/O引脚，其中13（TXD0）、14（RXD0）脚⽤来联接RS232接⼝，9（TMS ）、10（TCK）、15（TDI）、16（TDO）脚⽤于仿真下载，8（TRST）⽤于复位，其余的I/O引脚(P0 .[2..6])与FPGA连接。
此外⽤余仿真下载的还有6（RST）和26（RTCK）脚以及电源。
单⽚机P89C51R D2的P1⼝直接与FPGA相连，P0⼝与USB接⼝芯⽚PDIUSBD12及FPGA相连，P2⼝的⾼4位与FPGA相连，低4位则⽤于读取C通道A/D转换器ADS1121的采样数据。
USB接⼝芯⽚PDIUSBD12的其它锁存、选通、复位等功能引脚与FPGA相连。
本系统的单⽚机复位电路如图4.3所⽰，为了提⾼单⽚机的可靠性，使⽤了专⽤微处理器电源监控芯⽚M AX708S。
J17是⼀个⼿动复位开关。
4.3 A、B通道输⼊处理电路模拟输⼊通道的性能直接影响整个系统的性能。
很多实⼒雄厚的⼤公司模拟电路都采⽤专们设计的IC芯⽚，使电路的设计不但简单⽽且可靠性⾼。
我们虽然没有这样的条件，但通过⼤量的查找,在数千⽚的通⽤IC芯⽚中选择出了⼀些功耗低⽽性能⾼的器件，如:AD8009、AD8014、AD8063等等，通过⼤量的仿真和实验完成了模拟输⼊通道的设计。
异构数据ECT的探讨及在内控管理系统中的应用
异构数据ECT的探讨及在内控管理系统中的应用
叶庭华;柳(王争);许一峰
【期刊名称】《上海海关学院学报》
【年(卷),期】2002(000)004
【摘要】海关的日常作业电子数据是海关管理的宝贵信息资源,充分利用这一信息资源,进行数据 ECT(Extraction,Cleanup,Transformation;数据抽取,数据清洗,数据转换),使之成为内控管理系统完整统一的数据源。
针对异构数据跨机型、跨操作系统平台、跨数据库结构的特点,结合杭州海关内控管理系统开发、应用的实践经验,提出并实现了一整套安全可靠、高效稳定的异构数据 ECT 方法。
【总页数】6页(P60-65)
【作者】叶庭华;柳(王争);许一峰
【作者单位】杭州海关技术处二科
【正文语种】中文
【中图分类】TP311.5
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1.医院管理系统中异构数据库集成设计 [J], 刘震;林济南;冯威
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4.科研项目及业绩管理系统中异构数据库中间件系统的设计与实现 [J], 刘座铭; 高长宇; 夏善磊; 赵昕
5.校园能耗管理系统中无线异构数据采集与传输系统设计 [J], 王晓丽;姜川;于跃
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etc工作原理及过程
etc工作原理及过程
ETC（Electronic Toll Collection）是一种电子收费系统，它通
过电子技术和通信技术来实现公路收费的自动化。
其工作原理及过程如下:
1. 车辆识别：ETC系统首先通过安装在道路上的天线获取车
辆的唯一标识信息，如车牌号码或车辆识别码。
2. 数据传输：ETC系统将获取的车辆标识信息通过无线通信
方式传输给收费系统的中央控制中心。
这一过程可通过使用无线通信技术（如微波、红外线、小区等）来实现。
3. 车辆验证：中央控制中心收到车辆标识信息后，会与车辆登记信息进行比对，验证该车辆是否已经注册了ETC车辆信息。
4. 收费计算：在车辆通过ETC收费站时，中央控制中心会根
据收费策略和车辆类型等信息计算出应收取的费用。
5. 收费扣款：ETC系统通过与银行或其他支付机构的系统连接，自动从用户的预付账户中扣取相应的收费金额。
这一过程需要保证支付信息的安全性和可靠性。
6. 收费确认：在支付成功后，中央控制中心会发送确认信息给道路收费站，以完成整个收费过程，并开启收费站的栅栏或闸门，使车辆能够顺利通过。
ETC系统的过程中，利用了自动识别、数据传输、车辆验证、
收费计算、收费扣款和收费确认等关键技术来实现公路收费的自动化。
这种系统大大提高了收费效率，减少了交通拥堵，提升了用户的出行体验。
同时，ETC系统也为交通管理部门提供了更加便捷和准确的收费数据，帮助他们更好地进行交通研究和规划。
高速ECT的数据采集系统设计
２０ ０ ８年 ９月
Ｅ Ｔ的 数 采 集 系 设 计 Ｃ 据 统
郑伟 军 ， 王保 良， 志尧 ，李海 青 黄
（ 江 大 学控 制科 学 与 工 程 学 系 工业 控 制 技 术 国 家重 点 实 验 室 浙 杭州 ３ ０２ ） １０ ７
摘
要： 针对 目前 电容层析成像 （ Ｃ ） Ｅ Ｔ 数据采集系统 中控制模块和通讯模块制 约数据采集速度 的瓶颈问题 ， 文设 计并研制 本
了一 套基 于 Ｄ Ｐ处 理 器 和 Ｕ Ｂ ． 术 的高 速 Ｅ Ｔ数 据 采 集 系 统 。该 系 统 以 Ｄ Ｐ处 理 器 （ Ｄ Ｐ２８ Ｎ） Ｓ Ｓ ２０技 Ｃ Ｓ Ａ Ｓ 一１８ 为核 心 ， 以 Ｃ Ｌ 辅 Ｐ Ｄ进
行 控制 ； 时采 用 Ｕ Ｂ ． 术设 计 了 Ｅ Ｔ的 通讯 模 块 ， 同 Ｓ ２ ０技 Ｃ 实现 了 Ｅ Ｔ数 据 采集 系统 与上 位 机 的高 速通 讯 。实 验 测 试 表 明 ， 系 Ｃ 该 统 在 保持 较 高 采 样精 度 的 同时 ． 据 采 集 的 速度 大 为 提 高 ， 秒 达 到 ２６ 数 每 ２ ４幅 以 上 ， 破 了 Ｅ Ｔ系统 数 据 采 集 速 度 的 瓶颈 ， 足 突 Ｃ 满 了工 业应 用 的实 时 性 要求 。 关 键 词 ： 容层 析 成 像 ； 据 采 集 系统 ；Ｄ Ｐ Ｓ 电 数 Ｓ ；Ｕ Ｂ
ｔ ａ ｈ ａａ ａ ｑ ｉｉ ｏ ｐ ｅ ｆｏ ｅ ２ ４ ｆａ ｓｐ ｒｓ ｃ ｎ ａ ｅ ｎ ａ ｈ ｅ ｅ ｈ ｔｔｅ ｄ ｔ ｃ ｕ ｓｔ ｎ ｓ ｅ ｄ ｏ ｖ ｒ２ ６ ｒ ｍｅ ｅ ｅ ｏ ｄ ｈ ｂ ｅ ｃ ｉｖ ｄ，ｗｈ ｃ ｒａ ｈ ｏ ｇ ｈ ｏ ｔ ｎ ｃ ｉ ｓ ｉｈ ｂ ｅ ｋ ｔ ｒ ｕ ｈ ｔ ｅ ｂ ｔｌ ｅ ｋ ｅ ｏ ａａ ａ ｑ ｓｔ ｎ ｓ ｅ ｄ ｏ ｆｄ ｔ ｃ ｕｉｉｉ ｐ ｅ ｆＥＣＴ ｓ ｓｅ ａ ｄ ｃ ｎ ｍｅ ｔｔｅ ｒ ａ —ｉ ｅ ｕ ｒｍｅ ｔｏ ｈ ｎ ｓｒａ ｒｃ ｓｅ ． ｏ ｙ ｔｍ ｎ ａ ｅ ｈ ｅ ｌｔ ｍｅ ｒｑ ｉｅ ｎ ｆｔ ｅ ｉｄｕ ｔ ｌｐ ｏ ｅ ｓ ｓ ｉ Ｋｅ ｒ ｓ：ｅｅ ｔ ｃ ｌｃ ｐ ｃｔｎ ｅ ｔｍｏ ａ ｈ ｙ ｗｏ ｄ ｌｃｒ ａ ａ ａ ｉ ｃ ｏ ｇ ｐ ｙ；ｄ ｔ ｃ ｕ ｓｔ ｎ ｓ ｓｅ ；ＤＳ ｉ ａ ｒ ａａ ａ ｑ ｉｉｏ ｙ ｔｍ ｉ Ｐ；ＵＳ Ｂ
新型ECT数据采集系统设计与实现
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ａｉ ｍｉ ｎｇ ａ ｔ ｔ ｈｅ ｄ ａ ｔ ａ ａ ｃ ｑ ｕｉ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ａ ｌ — ｔ ｉ ｍｅ ｐｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ａ ｎｃ ｅ ｔ ｏ ｍｏ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｙ， ａ ｄ ａ ｔ ａ ａ ｃ ｑ ｕ ｉ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＦＰＧＡ ｉ ｓ ｐｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｐ ａ ｐｅ ｒ，ｗｈ ｏ ｓ ｅ ｃ ｏ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｕ ｎｉ ｔ ｉ ｓ ＦＰＧＡ． Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ａ ｃ ｈｉ ｅ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ａ ｌ — ｔ ｉ ｍｅ ｄ ａ ｔ ａ ａ ｃ ｑｕ ｉ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｉ ｔ ｔ ｏ ｏ ｋ ｔ ｈｅ ＦＰＧＡ ａ ｓ ｔ ｈｅ ｃ ｏ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎｔ ｒ ｏ ｌ ｕｎ ｉ ｔ ，ｍａ ｄ ｅ
（ 哈 尔 滨 理 工 大 学 计 算 机 科 学 与技 术 学 院 ， 黑龙江 哈尔滨 １ ５ ０ ０ ８ ０ ）
摘
要： 针 对 电容层 析 成像 数 据采 集 系统数 据 采 集 实时性 问题 ， 在 详 细分析 Ｅ Ｃ Ｔ数 据 采 集 系统 工
高速多通道数据采集传输系统的设计
高速多通道数据采集传输系统的设计*赵忠凯，尹达，刘海朝【摘要】摘要：设计了一种基于FPGA与DSP的高速多通道实时数据采集传输系统。
该系统通过FPGA实现对时钟、ADC、DSP等芯片的功能配置，采集数据由FPGA预处理后通过EMIF接口传送至DSP，并完成后续的复杂信号处理。
该系统最高数据采集速率可达500 MSPS，FPGA与DSP之间可实现高速率的数据传输。
实际测试结果表明，该系统实现了多通道数据的实时同步采集、传输与处理，数据采集达到较高性能，能够满足当前复杂电磁环境下精确制导雷达数据处理分析的需求。
【期刊名称】火力与指挥控制【年(卷),期】2015(000)012【总页数】5【关键词】多通道，高速数据采集，EMIF，FPGA&DSP0 引言当前电磁信号环境越来越复杂，电磁信号密度已达到百万量级［1］，这就要求雷达信号识别处理系统必须具备快速、准确识别威胁的能力，能够为之后作战提供及时可靠的信息。
随着一些新算法的出现，信号处理复杂度越来越高，动态范围也要求越来越大，信号的通道数也越来越多，因此，多通道信号的采集处理已成为当前雷达数字接收机的发展趋势。
传统的信号采集和传输方法已不能完全满足当前复杂电磁威胁环境下信号处理机对处理数据的要求［2］，必须应用更精确更高速的采集系统，保证电子战环境中的主动权，所以对雷达信号高速多通道采集传输系统的研究具有重大且深远的意义。
FPGA具有强大的数据并行处理能力，能够满足高速ADC的数据处理要求，非常适合作为本系统的逻辑控制核心。
高性能多核DSP的高速运算能力使其适合选作复杂算法的主处理芯片［3］。
1 系统总体方案雷达信号高速多通道数据采集传输系统总体框图如图1所示。
设计中所选用的ADC芯片数据转换速率最高可达500 MSPS。
FPGA芯片选择Altera公司Stratix III系列的EP3SL200F1152C2，DSP芯片选择TI公司的TMS320C6678。
高速公路ETC远程监控系统的开发与应用
误差。
总体性能捕捉记 录下来， 用于对 系统 升级 前后 的
性 能对 比。
理人员可根据 自身需求设置查 询条件得到所需数
据， 为 各项 管理 决策 提供可 靠依 据 。
（ ６ ） Ｅ Ｔ Ｃ运行 状 态 实 时监 视 。系统 从 Ｅ Ｔ Ｃ车
的功能是通过与车道系统 的接 口为异常标签提供
实 时及异 常事 件 的事 后 服务 。服 务 内容 基 于异 常 标 签管理 模 块 中 的异 常标 签 信 息 ， 为 异 常标 签 提
２ ０ １ ３年第 ３期
广东公 路交 通
总第 １ ２ ６期
（ ７ ） 性 能 观 察 点 管 理 。性 能 观察 点 是 指 人 工 设置 一个 性能 统计 对 比的 时 间 点 。若 系统 需 要 进 行重 大 升级 或 关 键 程 序 更 新 ， 可 将 系统 改 动 前 的
反映车道交易状态 、 交易成功率 、 设备故障等信息 的数据过滤 出来， 并 以约定统一 的数 据格式和传
管理 。
当标签报警次数超过指定 的阈值或者 报警等级超 过一定的阈值 ， 则 把标签信息及异 常信 息导入到
异 常标 签数据 库 ， 对标 签 异 常 的原 因 ， 异 常 的车 道
（ ４ ） 系统 通过先 进 的数 据 挖掘 手 段 ， 通 过数 理 统计 等 方法对 各类 Ｅ Ｔ Ｃ车道 事 件及 设备 工 况 信息
类型以及标 签的发行时 间等详细信息进 行存档 ，
高速etc工作原理
高速etc工作原理ETC（Electronic Toll Collection）是一种电子收费系统，它通过无线电通讯和电子识别技术实现了对高速公路过路车辆的快速收费。
使用ETC系统可以大大缩短收费时间和排队时间，提高道路通行效率，是现代高速公路管理和运营的重要技术手段之一。
ETC的工作原理可以分为三个步骤：车辆通过ETC门架时，ETC设备读取车辆的电子标签信息并将其与车辆信息对应，计算过路费；过路费通过系统自动从车主绑定的账户中扣除；系统通过显示屏、语音播报等方式告知车主扣费信息和通行情况。
第一步：车辆电子标签的识别ETC系统中，每一辆过路车辆都需要携带一张ETC标签，这张标签其实就是装有一个芯片的小卡片，芯片中包含了车主的账号信息以及车辆的唯一识别码等信息。
当车辆驶入ETC门架内时，门架上的读写器会自动扫描车辆上的ETC标签，读取车主账户信息和车辆识别码。
读卡器将读取到的信息发送给ETC中控计算机，中控计算机会根据车辆类型、时段等参数计算本次通行费用，计算出的费用需要通过后续扣费过程划转到车主账户中。
第二步：过路费扣费当ETC门架读取到车辆的信息后，中控计算机就会将计算出的过路费用发送给后台系统，后台系统会自动从车主绑定的账户中扣除过路费，车主无需现场支付通行费用。
这一过程需要使用银联等消费支付平台作为支付渠道，确保支付过程的安全和可靠性。
到账时间根据各地ETC系统的不同，有的是实时到账，有的是T+1或T+2天到账，但所有的收费信息和处理都是实时进行的，对车主缴费情况进行了极高的监控。
第三步：通知车主扣费信息和通行情况ETC门架在识别车辆信息和扣费完成后，会主动向车主发送扣费信息和通行情况，通知车主进行确认，小心提醒车主车辆的通行情况。
其中，通知方式除了可以通过显示屏、语音播报等方式，还可以通过手机APP、微信等多种方式实现，方便车主随时查看本次通行详情。
综上，ETC系统通过电子技术实现了高速公路收费的全自动化处理，大幅提高了道路通行效率和收费效益，减少了排队和交通拥堵，也是目前全球最先进的高速公路收费管理模式之一。
基于前项补偿的12电极的ECT数据采集系统的设计
采样 ， 经过叠加获得处 于不 同角度 位置的数据 ， 这 将
两相 流是一 种广泛 存在 的混 合流 动模 式 ， 别 特
是在化 工 、 石油 、 油 、 炼 冶金 、 电力 、 轻工 、 环保 及核能 等行业 中更是普遍存在 ， 对多相流 的计量 、 制及节 控 能提 出了非常高 的要求 ， 展多相 流检测 技 术是现 发
・
６ ２・
化
工
自 动 化 及 仪 表
第３ ４卷
所 以， ， ． ， 尺 ， Ｃ 为常数时测量 电路 输 出电压 。 尺 与被测 电容 ｃ 呈线性关系 。 ｉ
式中 ： 。； Ｃ 。 ——空 管 电容 ； ｃ △ —— 在 空管 电容 的基
础上 电容随时间的变化量 。
所 以有 ：
涉及的关键 性 问题进行 了分析 和讨论 ， 通过 实验验证 了此方法是 实用可行 的， 较好地解决 了微 小电容精 确测量 问
题 。
关键词 ： 电容层析成像 ； 数据采集 ； 微小 电容测量 ； 合电容 ； 项补偿 耦 前
中 图分 类号 ： Ｍ ３ ． １ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ： ０ ０３ ３ （０ ７ ０ －０ １ ５ Ｔ ９０ １１ １０ ・９ ２ ２０ ） １ ６ － ０ ０ １ 引 言
偿 原理的微小 电容 交流测 量 电路 ， 并根据 实 际测量 过程所涉及的关键 性 问题进 行 了分 析 和讨论 ， 通过 实验验证 了此 电路是 实用 可行 的 ， 较好 地解 决 了微 小 电容精确测量 问题 。
２ 电容 层 析 成 像 的 组 成 及 原 理
图 ｌ 电容层析成像系统的组成
３ 微小 电容测量 电路及 基本原理 对 于 Ｅ Ｔ系统 中微小 电容 的测 量 ， Ｃ 采用交 流测 量 电路。电容交流测量 电路原理如 图 ２所示 。由图 ２容易推导 出其输 出电压 。 与被测 电容 Ｃ 的关 系
ECT400 通用型微机综合继电保护说明书
ECTECT-400系列综合保护装置————通用型保护部分技术和使用说明书珠海市易赛特智能电网有限公司珠海市易赛特智能电网有限公司目录一、装置简介 (2)二、主要技术指标 (2)1、适用标准 (2)2、通用技术参数 (2)三、装置功能 (4)四、硬件结构及原理 (5)五、定值清单 (6)六、人机对话 (6)七、使用说明 (11)八、维护指南 (12)九、附图 (14)附图一背面端子图 (14)附图二开孔尺寸图 (15)一. 装置简介ECT400微机综合保护装置适用于中、低压进线或出线线路的保护和控制以及2000kVA以下厂用变压器保护和控制。
该装置保护功能齐全，具有控制和联网通讯功能。
∙速断保护∙过流保护∙过负荷告警∙零序过流保护∙零序接地告警∙过电压保护∙低电压保护∙重瓦斯变保护(超温跳闸)∙轻瓦斯保护（高温跳闸)∙ PT断线告警∙事故报告记录∙开关状态量本装置以高可靠性工业级CPU，并选用高性能、高可靠性的元器件及进口继电器。
具有速度快、可靠性高等特点。
金属外壳机箱，各之间均有屏蔽层，以防它们之间的干扰。
通过采用光电隔离、继电器、隔离变压器等措施，使单片机系统与外界其它电信号相互隔离，提高了抗干扰能力。
可分散安装于开关柜上，亦可组屏装于控制室。
大屏幕液晶汉字显示，可实时显示线路的电流、开关量等电气量以及线路的故障信息，方便值班人员查询。
人机对话部分采用方便、快捷的菜单方式，用户可以利用汉字和键盘完成定值设置及有关调试。
本装置提供隔离RS-485口，利用它可以方便地与DTU、后台机及其它设备通讯，以满足变电站综合自动化及调度自动化的需要。
二、主要技术指标1、适用标准GB14285-93 继电保护和安全自动装置技术规程DL478-92 静态继电保护和安全自动装置通用技术条件DL/T587-96 微机继电保护装置运行管理规程GB7261 (IEC255) 继电器及继电保护装置基本试验方法GB4858 (IEC255) 电气继电器的绝缘试验GB6162 (IEC255) 静态继电器保护装置的电气干扰试验2、通用技术参数2.1 额定数据交流额定电流 5A或1A （订货时注明）额定频率 50Hz额定直流电压 220V或110V （订货时注明）2.2 功率消耗直流电源回路 <15W交流电流回路 <0.5W2.3 整定范围相电流 0.10A---99.99A零序电流 0.01A---5.99A时间 0.00S --50.00S2.4 整定误差电流整定值误差 < 3%时间整定值误差 < 20mS2.5 SOE分辨率 < 4mS2.6 绝缘电阻表1 装置绝缘电阻测试2.7 介质强度装置能承受下表所示的耐压试验,无击穿或闪烁现象。
基于PCI Express总线的雷达数据采集系统的实现
Ｆ Ｇ 以来 自 Ａ Ｄ的采 样时 钟为触 发 ，接 收并缓 存 ＰＡ ／
Ｉ ／ Ｑ通道数 据 ， 根据 方位码 的变化 ， 对方 位码拼接标 识符 ， 并进 行 记录 。根 据计 算机 的读 取指 令 ，将 Ｒ Ｍ 中的数 Ａ
测试 Ｉ具 与解决 方案
２ Ⅲ伯
３ 结论
本文 采 用了 Ａ Ｔ Ｒ Ｌ Ｅ Ａ提供 的 完整 的 Ｐ Ｉ ｘｒｓ 参 ｃ ｐｅｓ Ｅ 考设 计方案 ，设 计专 用控制逻 辑 ， 方案 逻辑 简单 ，通 该
过 片 ＥＲＡ 和 Ｐ Ｉ Ｍ ｃ Ｅ核 ，实现 了 Ｆ ＧＡ对 数 据 的 高 速 Ｐ
据送至 Ｐ Ｉ 进行编 码 ，通过 Ｐ Ｉ 路 口将数据传 输 Ｃ Ｅ核 Ｃ Ｅ链
Ｐ Ｉ ｘ ｒ ｓ 总线 Ｃ ｐｅ ｓ Ｅ
至计算机 的 内存 ，供用 户选 择记录 。
图１ 系统 总体 方案图
２１控制逻辑 ．
此 系统 以 Ａ Ｔ Ｒ Ｌ Ｅ Ａ公 司的 Ｐ Ｉ Ｃ Ｅ核参考 设计 为基础 ， 以链式 Ｄ ＭＡ为传 输模 式 ，设计数 据 采集 卡的 用 户逻 辑 ，
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： Ｐ ｙ ｒ ｓ Ｆ ＧＡ； ＣＩ ｐ ｅ ｓ ｄ ｔ ｃ ｕ ｓ ｉ ｎ Ｐ Ｅｘ ｒｓ； ａ ａ ｑ ｉｔｏ ａ ｉ
２ｏ１ １ ’。ｏ
０ 引言
随 着数 字 信 号处 理 的 发展 ，研 究 雷达 的效 能 ，需
表１ Ｐ ｘ ｒｓ 数据吞吐量 ＣＩ ｐｅ ｓ Ｅ
２１ ｏ １年 １ ｏ月 繁 １ 期 ｏ
电 子 测 试
ＥＬ ＥＣＴ ＲＯＮＩ Ｔ ｓＴ Ｃ Ｅ
Ｏｃ ． ｔ２ｏ１１ Ｎｏ １ ． ０
基于Ｐ Ｉ ｘ ｒｓ， 线 的雷达数据 采集系统的实现 Ｃ ｐ ｅｓ ， Ｅ ￣
etc什么原理
etc什么原理ETC（Electronic Toll Collection）是一种基于电子技术的收费系统，它利用射频识别、微波通讯等技术，实现了车辆通行费的自动收取，是现代高速公路收费的主要方式之一。
ETC的原理主要包括车辆识别、通信传输、费用计算和支付等几个方面。
首先，ETC系统通过安装在车辆上的电子标签来实现车辆的识别。
电子标签内置有一些信息，如车辆的唯一识别号码等，当车辆驶入ETC收费站时，通过射频识别技术，收费站的读卡器可以快速读取车辆电子标签内的信息，从而实现对车辆的识别和信息获取。
其次，ETC系统利用微波通讯技术实现了车辆信息的传输。
一旦车辆被识别出来，系统会通过微波通讯技术将车辆信息传输到收费站的中央控制系统，同时中央控制系统也会将相关信息传输到车辆的电子标签上，实现了双向信息传输。
费用计算是ETC系统的核心之一，它通过收费站的中央控制系统对车辆的通行情况进行实时监测和计算，并根据车辆的通行里程、车型等信息，自动计算出应收取的通行费用。
这些费用信息会被传输到车辆的电子标签上，并显示给驾驶员，方便驾驶员了解自己应缴纳的费用情况。
最后，ETC系统实现了车辆通行费的自动支付。
当车辆驶离收费站时，系统会自动从车主的预付费账户中扣除相应的通行费用，实现了无感支付。
如果车主的账户余额不足，系统也会通过联网与银行进行实时交互，从银行账户中扣款，确保了通行费的及时支付。
总的来说，ETC系统通过电子标签的识别、微波通讯的传输、费用的计算和自动支付等环节，实现了对车辆通行费的自动收取，极大地提高了高速公路的通行效率，减少了交通拥堵和排队等待的情况，为驾驶员提供了更便捷、快捷的出行体验。
同时，ETC系统也为高速公路管理部门提供了更精准、便捷的收费手段，提高了收费效率，降低了管理成本，是一种高效、智能的收费方式。
ETC工作原理及技术
ETC工作原理及技术ETC（Electronic Toll Collection，电子不停车收费系统）是一种基于无线通信和自动识别技术的交通收费方式，通过车载设备和收费站设备之间的互联互通，实现了车辆在不停车的情况下高速通行并进行实时收费。
ETC工作原理及技术主要包括车辆识别、数据传输和收费处理三个部分。
首先，ETC系统通过车辆识别实现对通过收费站的车辆进行识别和分类。
车辆通过在车辆挡风玻璃上安装的ETC装置，装置上搭载有无线通信模块和车辆识别模块。
通行车辆进入收费站时，ETC装置会发送信号进行识别，将车辆的相关信息如车牌号码、车辆类型等发送给收费站设备。
接下来，ETC系统通过数据传输将车辆信息传送给收费站设备。
ETC装置与收费站设备之间通过无线通信方式进行数据传输，一般采用无线射频识别（RFID）技术。
ETC装置与收费站设备之间建立起通信通道，通过射频信号的传输，将车辆信息传递至收费站设备。
收费站设备根据车辆信息进行判断和处理，计算出相应的费用，并将费用信息传送给ETC装置。
最后，ETC系统通过收费处理实现车辆的实时收费。
当车辆通过收费站时，收费站设备会通过车辆信息进行计费，将费用信息传递给ETC装置。
ETC装置接收到费用信息后，会自动从驾驶员绑定的ETC账户中扣除相应的费用。
驾驶员可以在通过收费站后，通过移动支付或银行卡等方式进行费用的充值和管理。
ETC系统采用的技术主要包括无线通信技术和自动识别技术。
无线通信技术是ETC系统中最重要的技术之一，它通过射频信号的传输实现车辆与收费站设备之间的数据交互。
无线通信技术使得ETC系统具备了高效、实时的特点，大大提高了交通收费的效率。
综上所述，ETC系统是一种基于无线通信和自动识别技术的交通收费方式。
它通过车辆识别、数据传输和收费处理，实现了车辆在高速通行的同时进行实时收费。
ETC系统的工作原理和技术的应用，使得交通收费更加便捷高效，为人们的出行提供了更好的体验。
毕业设计基于Pcap01的数据采集系统及图像重建
基于Pcap01的ECT数据采集系统及图像重建ECT Data Acquisition SystemBased on Pcap01 and Image Reconstruction学院：专业班级：学号：学生姓名：指导教师：年月摘要电容层析成像技术（ECT）作为过程层析成像技术（PT）的一种，是基于电容敏感机理的过程成像技术，其因结构简单，成本低，非侵入，响应速度快，非辐射等优点，近几年成为了过程层析成像技术的发展主流以及研究热点。
大部分ECT技术中的电容数据采集方法以分立元件居多，但其拥有结构复杂，指标性能差等缺点。
集成电路的方法由于其机构简单性能优良，更适合应用于实验室或工业生产中。
本文主要关于基于Pcap01的ECT数据采集系统以及ECT技术中图像重建系统和成像算法两个方面的简要介绍。
在本次数据采集系统设计方案中，包括了主控电路，电容测量电路，电容选择电路和显示电路，为了解决微小电容检测这一难点，系统采用Pcap01芯片作为电容测量芯片。
主控电路中采用STM32F103VCT6主控芯片来控制测量系统。
为了避免复杂开关列阵式控制，系统中采用16 8矩阵式模拟开关CH446作为选择电路，最终将采集出来的多路电容通过液晶屏显示出来。
图像重建算法是ECT系统中较为关键的一部分，是改善土建重建质量的重要因素。
在本文中将对典型的两种ECT图像重建算法的简要分析。
关键词：Pcap01；STM32；图像重建AbstractElectrical capacitanc tomography (ECT) is a kind of PT technique based on the sensitive principle of capacitance,and it has been the most popula research direction and the main development technique of PT, due to its many distinct advantages such as no radiation , hige speed of response , simple structure , low cost , wide application range, better safety and so on.Most of the ECT system using discrete components, discrete components integrated, complex structure, and performance indicators, integrated circuits method is more suitable for the capacitive data acuisition system in the laboratory or industrial use.This article briefly describes the data acquisition system for ECT based Pcap01 and some instrutiong about ECT image reconstruction technology systems and imaging algorithms brief two aspects. The system includes a main control circuit, the capacitance measurement circuit, capacitance selection circuit and display circuit. In STM32F103VCT6 main chip, the system used to control the measurement system. Pcap01 capacitance measurement chip to measure the small capacitance. 128 analog switch matrix CH446 as a selection circuit, to avoid the complexity of the switch array control. Multi-channel capacitance will eventually be collected out of the LCD.Image reconstruction algorithm is an important factor to improve the image reconstrution quality in ECT system research.In this paper I will make some analysis about the two typical ECT image reconstruction algorithm .Keywords: Pcap01; STM32; image reconsruction目录摘要 (I)Abstract ...................................................................................................................................... I I 第1章绪论 (1)1.1 ECT系统研究意义和背景 (1)1.2 ECT技术原理分析及系统组成 (2)1.3 研究内容及主要工作 (3)第2章设计思想及方案 (4)2.1数据采集技术难点和问题 (4)2.2 传统测量方法 (5)2.3 系统整体方案 (7)第3章数据采集系统的硬件设计 (9)3.1电容传感器 (9)3.1.1 测量原理 (9)3.1.2 Pcap01芯片的主要特点 (9)3.1.3 Pcap01的工作模式 (10)3.1.4 Pcap01的连接 (11)3.2主控电路 (12)3.3矩阵开关 (15)3.4显示电路 (16)3.4.1液晶介绍 (16)3.5 元件间的通讯 (17)3.5.1 Pcap01与STM32的通讯 (17)3.5.2液晶与STM32的通讯 (18)第4章数据采集系统的软件设计 (20)4.1系统总体设计 (20)4.2电容传感器模块 (21)4.2.1电容传感器的配置 (21)4.2.2 I2C配置 (23)4.3矩阵开关模块 (24)4.4显示模块 (25)4.4.1 SPI配置 (25)4.4.2 液晶控制流程 (27)第5章系统调试 (27)5.1系统硬件调试 (27)5.2系统软件调试 (30)第6章ECT技术图像重建算法 (32)6.1 线性反投影LBP算法 (32)6.2 迭代算法 (34)第7章结论 (36)参考文献 (37)致谢 (39)附录 (40)附录1部分程序代码 (40)附录2 原理图 (45)第1章绪论1.1 ECT系统研究意义和背景在当今社会现代科技迅猛发展的浪潮中，数据采集系统占据了一支主流，它有着可采用电气量和非电气量的双重优势，以其强大的通用性得到了迅速的发展。
高速CCD数据采集系统的驱动电路设计_甄冒发
高速CCD 数据采集系统的驱动电路设计甄冒发1,2,方小红3,李秀娟2,3(1.合肥锻压机床有限公司技术部,安徽合肥 2300222;2.合肥工业大学电气与自动化工程学院,安徽合肥 230009;3.合肥学院电子信息与电气工程系,安徽合肥 230022)摘 要:以CCD 图像传感器IL -P 3为例,设计一种可调节曝光时间的CCD 驱动电路.CCD 作为光电转换式图像传感器,以其灵敏度高、动态范围大、光谱响应宽、功耗低、分辨率高和采样速度快等一系列特点成为现代电子学和现代测试技术中最活跃的传感器.在CCD 应用技术中,用于产生CCD 驱动时序的设计,是CCD 数据采集电路设计的关键之一.关键词:CCD;驱动电路;I L -P3;CPLD中图分类号:N 945.23 文献标识码:A 文章编号:1000-2162(2007)04-0033-03随着科学技术的发展和数据采集系统的广泛应用,人们对数据采集传输系统的主要指标,如采样速率、分辨率、精度以及抗干扰能力等方面,都提出了越来越高的要求.在CCD [1]应用技术中,现代化测试技术和科学研究对CCD 图像采集系统的要求日益提高,随着高速高性能数字信号处理器出现,传统的CCD 图像采集系统速度慢、处理功能简单,已不能很好地满足一些特殊要求,尤其在高速动态目标的识别和实时快速检测方面存在着CCD 信号数据处理时间限制系统测量速度的瓶颈.因此,构建高速线阵CCD 图像采集系统对被测图像信息进行快速采样、存储及数据处理,是线阵CCD 数据采集系统发展的新方向.在高速CCD 采集系统中,用于产生CCD 驱动时序的设计是CC D 数据采集电路设计的关键之一.1 驱动电路的设计1.1 IL-P3主要特点I L-P3是增强型像敏元件,具有快速响应和较低的像元传输延迟,适合高速率和高分辨率应用场图1 I L -P3驱动时序设计流程图合,它主要由三个模块组成:表面光积分单元,用于产生电荷信号;CCD 移位寄存器,用于电荷信号的转移;输出放大器,将电荷信号转换成电压信号.该传感器的主要技术指标如下:单输出,最高驱动频率为40MH z ;低延迟的表面栅光敏单元;最大行扫速率为19k H z ;过饱和曝光时间的控制;动态范围大于1800 1;具有着良好的线性输出;高灵敏度,响应速率达到43V /(u l/c m 2).1.2 基于VHDL 语言的驱动时序设计VHDL 语言作为一种硬件描述语言,其编程结构类似于计算机中的C 语言,在描述复杂逻辑设计时非常简洁,具有很强的逻辑描述和仿真能力,是当前系统硬件设计语言的主流.运用VH DL 语言设计系统一般采用自上而下的分层设计方法,首先从系统级功能设计开始,对系统高层模块进行行为描述和功能验证.这样在电路细节设计之前,先收稿日期:2006-11-12基金项目:合肥学院自然科学研究基金资助项目(606051)作者简介:甄冒发(1969-),男,安徽芜湖人,合肥锻压机床有限公司工程师,合肥工业大学硕士研究生.2007年7月第31卷第4期安徽大学学报(自然科学版)Journa l of A nhuiU n i ve rsity N a t ura l Sc i ence Ed iti on July 2007V o.l 31N o .4对系统的功能和结构进行验证,可对存在的问题及时修正,提高设计效率.本文基于VH DL 语言的CCD 驱动时序设计流程如图1所示.1.3 驱动时序功能仿真时序驱动器设计采用ALTERA 公司的MAX +PLUS II 10.0开发环境.MAX+PLUSII 10.0软件有多种输入方式,且支持层次化设计输入方式,这种灵活性使设计者可以采用最适合各部分的设计方法.图4中各基本驱动时序模块均采用VHDL 语言编写,其他元件则采用ALTERA 图元库中的基本逻辑模块电路,即利用MAX +PLUSII 自带图元和用户自定义的SYM 图元来设计.基于CPLD 驱动电路的时序功能仿真波形如图2所示.图2 驱动时序功能仿真波形2 CCD [2,3]驱动电路的硬件设计2.1 驱动电路硬件组成由于产生CCD 的驱动时序的信号不能直接驱动I L -P3,需要相应的电压、功率匹配电路,因此I L -P3的驱动电路主要由电源模块、时序产生模块、偏置电压模块、复位(RST )驱动模块、时序(CR1,CR2)驱动模块、转移脉冲驱动模块等组成,其结构如图3所示.图3 驱动电路结构框图2.2 CCD 驱动时序的实验测试在设计中根据I L -P3的技术参数,选用ALTERA 公司的MAX7000S 系列芯片EP M 7128S .MAX7000S 系列是一种高性能的C MOS EEPROM 器件,可通过J TAG 接口实现在线编程(I SP)功能.引脚到引脚的逻辑延时为5.0ns ,工作频率可达151.5MH z ,完全满足设计的要求.外部时钟信号为CPLD [4~6]的基准信号,其他时序信号的产生都是以此为基础,CC D 相关时序关系得实验波形如图4所示.在实际调试时应注意两点:在布电路板时,应把驱动器尽量靠近CCD 各管脚,可以使CCD 片能更好地获得时序脉冲波形,防止长距离的干扰,影响CCD 正常工作;在调试CCD 驱动电路板时,为防止意外损坏CCD 芯片,应先用万用表测量CCD 芯片插座各管脚的电压值,看是否在正常范围内;其次用示波器探头检测各插座中的CCD 所需的时序脉冲波形、相位是否正确;最后关掉电源,插上CCD 器件.34安徽大学学报(自然科学版)第31卷图4 实验测试到的时序驱动3 结 语本文在分析I L-P3型CCD 驱动时序的基础上,结合CPLD 和VHDL 语言,设计了一个高速CCD 驱动电路.仿真和测试结果表明,本文设计的CCD 驱动时序发生器符合I L-P3芯片的驱动要求.由于驱动电路的结构是可再编程,可在不改变任何硬件的情况下,只需对器件重新编程,就可实现驱动电路的更新换代.参考文献:[1] 王庆有.CCD 应用技术[M ].天津:天津大学出版社,2000.[2] 虞益挺.一种新型CCD 驱动电路设计方法[J].传感技术学报,2005,18(2):388-390.[3] 佟首峰.CCD 视频信号处理电路应用分析[J].激光与红外,2000,30(6):720-725.[4] 谷林.基于CPLD 的线阵CCD 光积分时间的自适应调节[J].光子学报,2002,31(12):1533-1537.[5] 张勇,唐本奇,肖志刚,等.基于CPLD 的CCD 通用驱动电路设计方法[J].核电子学与探测技术,2005,25(2):214-217.Desi gn of the dri ver circuit based on thehigh speed CCD data acquisition syste mZ HEN M ao fa 1,2,FANG X i a o hong 3,LI X i u j u an 2,3(1.D epart m ent o f T echno logy ,H e fei F org i ng P ress Co .L td ,H efe i 230022,Ch i na ;2.Schoo l o f E lectr i ca l and A utoma ti ona l Eng ineer i ng,H efe iU niversity of T echno l ogy ,H efe i 230009,Ch i na ;3.D epart m ent o f E lectr i ca l Eng i neer i ng ,H e fei U niversit y,H efe i 230022,Ch i na)Abst ract :This artic le take CCD i m age sensor I L-P3as an exa m p l e ,i n ala l y sis o f its ti m e series dri v en c ircuit basis ,co mb i n i n g the CPLD soft w are w ith t h e VHDL language ,designs,one kind of CCD driven circuit to ad j u st the exposure ti m e .A fter steps and so on desi g n i n pu,t translation and facsi m ile ,the data sequence w hich produces do wn load through the J TAG load e lectric cab le to t h e goal ch ip ,v i a t h e transfor m ation o f the leve,l transfor m s the ti m e series pulse into a spec ific profile and the vo ltage scope log ic driving si g na,l co m p l e ted I L-P3driven circu it design.S i m utlates and experi m en ts i n dica ted ,t h is desi g ns of the driven circuit can satisfy the requ ire m ents of dri v i n g ti m e seri e s .K ey w ords :CCD;driven circui;t I L-P3;CPLD责任编校:朱夜明35第4期甄冒发,等:高速CCD 数据采集系统的驱动电路设计。
高速同步数据采集卡(系统)原理
16位，12通道，500K，同步，数据采集卡YG-EB1309用户手册1. 概述YG-EB1309高精度数据采集卡适用于提供了PC104 总线的嵌入式微机。
其操作系统可选用经典的MS-DOS、Linux或目前流行的 Windows 系列等多种操作系统。
YG-EB1309高精度模入接口卡安装使用简便、功能齐全。
其A/D 转换启动方式可以选用程控频率触发、程控单步触发、以及外部时钟同步触发等多种方式。
A/D转换后的数据结果通过先进先出存储器（FIFO）缓存后由PC104总线读出。
为方便用户，本卡还提供了符合TTL电平的8路数字量输入和24路数字量输出信号通道。
2. 主要技术参数2.1模入部分2.1.1输入通道数：12路同步2.1.2 输入信号范围：±2.5V；±5V；±6V；±10V；±12V；2.1.3 输入阻抗：≥10MΩ2.1.4 输入通道选择方式：12通道同步2.1.5 A/D转换分辩率：16位2.1.6 A/D最高转换速率：500KHz2.1.7 A/D采样程控频率：1KHz/5KHz/10KHz/50KHz/100KHz/200KHz/500KHz/外部时钟2.1.8 A/D启动方式：程控频率触发/程控单步触发/外部TTL信号触发2.1.10 FIFO存储器容量：20K×16bit（全满）/10K×16bit（半满）2.1.11 数据读取识别方式：FIFO半满查询/FIFO非空查询/FIFO半满中断2.1.12 系统综合误差：≤0.02％ F.S2.2 开关量部分2.2.1 输入路数：8路TTL电平2.2.2 输出路数：24路TTL电平2.3 电源部分2.3.1 支持外部电源输入或PC104接口取电。
2.3.2 功率：+5V(±10％)≤500mA2.4环境要求：工作温度：10℃～40℃相对湿度： 40％～80％存贮温度：-55℃～+85℃2.5 外型尺寸：长×高＝90mm×96mm3. 工作原理YG-EB1309高精度模入接口卡主要由高速高精度放大电路、高精度模数转换电路、先进先出(FIFO)缓冲存储器电路、开关量输入输出电路和接口控制逻辑电路等部分组成。
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的成本 比较 昂贵 ； 内也见有使 用 Ｄ Ｐ作为处理器 国 Ｓ 的文献资料 。 针对 目前 的研究现状 ， 实现 了一 种高速 数据采 集 电路 ， 采用 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ芯片编 程产 生可调 高频正 弦激
电 容 层 析 成 像 （ ｌ ｔｃｌＣｐ ｃａｃ ｏ ｏ Ｅｅ ｒ ａ ａａｉｎ ｅＴ ｍ — ｃｉ ｔ ｇ ｐ ｙＥ Ｔ 技术是过程层析成像 的一种 ， 上世纪 ｒ ｈ ，Ｃ ） ａ 是 ８ ０年代末 由英 国曼彻斯特大 学理 工学 院（ ｎ ｅ ｉ Ｕ ｉ ｒｔ ｖ ｓｙ
检 测 与仪 表
化 动 及 表 ２０３ １ ：～ 工自 化 仪 ，０ ，７ １６ ６ １ （）３ ５
Ｃｏ ｔｏ ｎ ｎｓｒ ｍｅ ｔ ｎ Ｃｈ ｍｉ ａ ｎ ｓｒ ｎｒ ｌａ ｄ Ｉ ｔｕ ｎｓ ｉ ｅ ｃ ｌＩ ｄｕ ｔｙ
Ｅ Ｔ系统 高速数 据 采集 电路 的 实现 Ｃ
周 云龙 高云鹏 衣得武 ， ，
１ 、６极板全部适用 ， ２１ 不需要 更改硬件 电路 ， 简单易
行。
但是 Ｅ Ｔ系统用 于实现 两相 流系 统参数 测量 Ｃ
目前存在 的问题主要有 两个方 面 ： 一方 面 由于两相 流的非线性和复杂多变性 ， 要求较 高的数 据采集速 度； 另一方面是涉及微弱 电容测量问题 ， 要求测量 电 路具有很强的抗 杂散 电容 的性能 ， 对传感器灵敏度 、 抗干扰性能要求 高 ， 此外还存在数据远传 、 传感器 引
有高速 、 干扰 小、 集成度好、 易于优化和更新的特点。实验表 明， 测量装置的线性度 为 ０ ９ ９ ．９ ４且 ８电极稳 定的采
集 速度 为 ２ １ ７４５帧／ 。 秒
关 键 词 ： 电 容 ； 析 成像 ； 层 高速 ； 集 电路 采 中 图分 类 号 ： Ｐ １ 文 献 标 识 码 ： 文 章 编 号 ： ００３ ３ （ ００ ｌ－０ ３０ Ｔ ２６ Ａ １０ —９ ２ ２ １ ） １ ６ － ０ ３ １ 引 言
图 ｌ 可调高频正弦波发生 电路原理图
图 １ 工作 原理为 ， Ｆ Ｇ 在 Ｐ Ａ中定制一 个 ８位 的 Ｒ Ｍ， Ｏ 并将一个周期的正弦波二进 制数据存 储到该
收稿 日期 ： １－ － （ 改稿 ） ２ ０ ８ ３修 ０ ００
基金项 目： 国家 自然科学基金资助项 目（０ ７０ ８ ５９ ６ １ ）
・
６ ・ ４
化 工
自 动 化 及 仪 表
第３ ７卷
Ｒ Ｍ 中， Ｏ 按键将 时钟信 号分频 ， 用 数器 累计分频 脉冲的个数 ， 计数器 即为 Ｒ Ｍ 地址发生 器 ， Ｏ 随着地
址 的增 加 便 输 出正 弦 波 数 据 ， 难 理 解 按 键 具 有 调 不
生， 多通 道 选 择 电路 由 ８片 Ｃ ４ ５ 和 一 片 ７ Ｈ ０ Ｄ０ １ ４ Ｃ４
ｏ Ｍａ ｃ ｅ ｔｒ ｎ ｔ ｕｅ ｆ ｃｅ ｃ ａ ｄ ｅ ｈ ｏｏ ｙ， ｆ ｎ ｈ ｓｅ Ｉ ｓｉ ｔ ｏ Ｓ ｉｎ ｅ ｎ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｔ
励信号源 ， 同时用它控 制多通 道选择 电路 。对 系统工作在最优状 态 ， 使 使其更符合工程 需求。并将 采集 到的数据进 行线性关 系测试试 验 ， 分析可见 ， 系统工作状态 良好。
取管道截面相分布的微观信 息 的一种 方法 ， 比较常 用 的例子是应用 于管道 的气／ ， 固两相流 的检 液 气／ 测 。这种技术可提供常规仪器无法探测 的封闭管道
及容器中多相介质 的浓度 、 分布、 运动状态等可视化 信息 ， 比之其它多相流 检测技术 电容层 析成像 具有 成本低廉 、 非侵入性 、 用范 围广 、 适 安全性 能佳 等优 点 。
２ 基 于 Ｆ Ｇ 的可 调 高频 正 弦 波 发 生 电路 Ｐ Ａ
Ｕ Ｓ ） 出 的 一 种 新 的 过 程 层 析 成 像 （ ｒ ｅｓ ＭＩ 提 Ｔ Ｐｏ ｓ ｃ
Ｔ ｍ ｇａｈ ） ｏ ｏｒｐｙ 技术 ， 是未来流动层析成像 的发展 主 流之一 ， 它是通过 测量绝缘 体表 面周 围电极之 间 的电容值来计算物体 内部介 电常数 的空 间分 布 ， 获
线 影 响 等 方 面 的 问题 。
基于 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ的可调高频正弦波发 生电路原理图
如图１ 示。 所
由于管道中流体 的流速 很快 ， 了满足实 时成 为
像， 这就要求 Ｅ Ｔ系统具有很 高的数据采集 系统和 Ｃ
处理速度 ， 目前 的 Ｅ Ｔ系统普 遍采用 ８位单 片机作 Ｃ 为控制器和基 于单 片机 的串 口数据传 输方式 ， 目前 文献报道已经研制成功 的 ｌ ２电极 的 Ｅ Ｔ系统 最快 Ｃ 的数据采集速 度是 ８０幅／ ０ 秒 ， 这在数 据采 集上 ， 对于高速流体还不能 满足实 时性 的要 求 ， 国外 有使 用光纤通信技术 的文献报道 ， 就使得 Ｅ Ｔ系统 这 Ｃ
ＦＧ Ｐ Ａ是小 批量 系统提 高系统 集成度 、 可靠性
的最佳选择之一 ， 支持晶振频率可达上百兆 ， 因此 由
其产 生的正 弦波数 据干扰很 小 ， 而且 速度很快 。还
可以根据外界输入而任 意改变输 出频率 ， 生不 同 产 频率 的信号 ， 于 Ｅ Ｔ系统 目前文献 提 到的 ８ ｌ 、 对 Ｃ 、Ｏ
（ 东北电力大学 ａ能源与机械工程学 院；． ． ｂ 自动化工程学院， 吉林 吉林 １２ １ ） ３ ０ ２
摘 要 ： 针 对 Ｅ Ｔ 系统 数据 采 集部 分 ， 用 Ｆ Ｇ Ｃ 采 Ｐ Ａ产 生 可调 的 高 频 正 弦 激 励 ， 用 其 控 制 通道 选择 电路 。 用 并
Ｖ Ｄ Ｈ Ｌ语 言 编程 ， 服 了硬 件 设计 更新 能 力差 的 缺 点 ， 中正 弦 激 励 对 于 ８ １ 、２ １ 克 其 、０ １ 、 ６极 板 全 部 适 用 。本 系统 具