專利名稱：基于Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的大型紅外標(biāo)準(zhǔn)熱源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及室外大型紅外標(biāo)準(zhǔn)熱源。
背景技術(shù)：
大型紅外標(biāo)準(zhǔn)熱源是紅外仿真測試系統(tǒng)的重要檢測設(shè)備，其原理是通過熱源模塊拼接形成可控制溫度梯度模擬的標(biāo)準(zhǔn)圖像。熱源一般由電阻絲通電加熱實現(xiàn)?？紤]到室內(nèi)外工作條件下熱阻變化特性，要求設(shè)備在保證溫度控制精度的條件下，具有較強(qiáng)的溫度變化環(huán)境適應(yīng)能力。這使得設(shè)備的熱量耗散遠(yuǎn)大于可見光波段的模擬目標(biāo)源，因此基于熱源模塊拼接結(jié)構(gòu)下的室內(nèi)外紅外大型標(biāo)準(zhǔn)熱源系統(tǒng)在控制與控電方面采用大量大功率器件， 這使得系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)隨著標(biāo)準(zhǔn)熱源模擬圖像像元的增加，即熱源拼接模塊數(shù)目的增加而變得復(fù)雜龐大；同時在控制方面，一般的有線控制信號傳輸模式，在熱源拼接時不易實現(xiàn)位置的互換，而且大量的總線引入在設(shè)備裝調(diào)與存儲維護(hù)方面增加了設(shè)備使用的復(fù)雜程度。ZigBee作為一種建立在IEEE 802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上的新型無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，能實現(xiàn)點對點連接和完整的ZigBee網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。IEEE 802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)為低速率無線個人域網(wǎng) (LR-WPAN)定義了 OSI模型開始的兩層。PHY層定義了無線射頻應(yīng)該具備的特征，它支持二種不同的射頻信號，分別位于M50MHz波段和868/915MHZ波段。M50MHz波段射頻可以提供2501ibpS的數(shù)據(jù)速率和16個不同的信道。本發(fā)明針對基于熱源模塊拼接的大型紅外標(biāo)準(zhǔn)熱源在設(shè)備裝調(diào)與維護(hù)存儲方面的困難，提出了一種基于Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)通訊的信號與能量分立的通道隔離方法，有效的解決了以上問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明將Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)引入大型紅外標(biāo)準(zhǔn)熱源通訊控制系統(tǒng)，將控制信號通道與功率傳輸?shù)耐ǖ栏綦x開。熱源拼接模塊中封裝溫度控制器、Zigbee無線終端(Zigbee 無線芯片和無線天線)、標(biāo)準(zhǔn)功率電輸入接口。由上位機(jī)、Zigbee無線協(xié)調(diào)器、Zigbee無線路由器、Zigbee無線終端組成通訊控制網(wǎng)絡(luò)。以上設(shè)計提高了熱源模塊的互換性，降低了系統(tǒng)裝調(diào)與存儲維護(hù)方面的復(fù)雜程度，減少了系統(tǒng)中線路架設(shè)的數(shù)量，有利于系統(tǒng)的集成化與模塊化發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)采用協(xié)調(diào)器、路由器、終端的工作模式，協(xié)調(diào)器與上位機(jī)通過串行通訊連接， 為增加協(xié)調(diào)器工作距離，上位機(jī)與協(xié)調(diào)的串口通訊中間采用RS232/RS422的串口轉(zhuǎn)換模塊，協(xié)調(diào)器端為RS422標(biāo)準(zhǔn)，上位機(jī)的為RS232標(biāo)準(zhǔn)。隨著熱源模塊的增加，可以采用多組協(xié)調(diào)器、路由器、終端的工作模式。


圖1熱源模塊結(jié)構(gòu)2系統(tǒng)通訊控制結(jié)構(gòu)圖
圖3終端驅(qū)動控制輸出電路4MC132M模塊引腳定義
具體實施例方式以Freescale公司的MC13224芯片作為Zigbee無線紅外標(biāo)準(zhǔn)熱源的控制系統(tǒng)的主芯片為例，說明如下如圖1與圖2所示，系統(tǒng)溫度控制主體采用Zigbee2007無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，由一臺網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器與72塊網(wǎng)絡(luò)終端(封裝在目標(biāo)靶組內(nèi)，每個靶組含四個獨立可控制的靶元)組成無線局域網(wǎng)。溫度控制數(shù)據(jù)由工控機(jī)經(jīng)串行口，向網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器發(fā)出，并由目標(biāo)靶組接收，由封裝在目標(biāo)靶組內(nèi)的溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)自動實現(xiàn)靶組的每一個靶元的溫度控制。為加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)傳輸距離，工控機(jī)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器間的串口連接采用RS232與RS422轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)接。其它各硬件主要為以上主體工作提供電源與安全工作保障而設(shè)計采用。1)由溫度傳感器、變送器、溫度信號采樣電路構(gòu)成的溫度采樣模塊。2)由功率放大電路、電熱器構(gòu)成的功率輸出模塊，實現(xiàn)對靶元工作環(huán)境耗散功率的實時高速補(bǔ)償，保證溫度恒定。以脈寬調(diào)制方式實現(xiàn)熱功率穩(wěn)定輸出(如圖3)。3)主控芯片除具有高精度A/D采集端口，還應(yīng)有高速I/O數(shù)字信號的輸出端口，高速計算性能，實現(xiàn)PID算法的高速計算。另外，該芯片應(yīng)具有無線Zigbee通訊功能(如圖 4，根據(jù)實際需要選擇合適的MC132M模塊引腳功能)。
權(quán)利要求
1.一種大型紅外標(biāo)準(zhǔn)熱源，其特征在于由Zigbee無線通訊協(xié)議實現(xiàn)熱源拼接模塊化設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)的大型紅外標(biāo)準(zhǔn)熱源系統(tǒng)，其特征在于=Zigbee溫度控制終端(如圖1與如圖2)結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)的大型紅外標(biāo)準(zhǔn)熱源系統(tǒng)，其特征在于Zigbee溫控通訊結(jié)構(gòu)(如圖1與如圖2)。
全文摘要
本發(fā)明針對基于熱源模塊拼接的大型紅外標(biāo)準(zhǔn)熱源在設(shè)備裝調(diào)與維護(hù)存儲方面的困難，提出了一種基于Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)通訊控制系統(tǒng)下大型紅外標(biāo)準(zhǔn)熱源方法。本發(fā)明將Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)引入大型紅外標(biāo)準(zhǔn)熱源通訊控制系統(tǒng)，將控制信號與功率傳輸?shù)耐ǖ栏綦x開來。熱源拼接模塊中封裝溫度控制器、Zigbee無線終端(Zigbee無線芯片和無線天線)、標(biāo)準(zhǔn)功率電輸入接口。由上位機(jī)、Zigbee無線協(xié)調(diào)器、Zigbee無線路由器、Zigbee無線終端組成通訊控制網(wǎng)絡(luò)。以上設(shè)計提高了熱源模塊的互換性，降低了系統(tǒng)裝調(diào)與存儲維護(hù)方面的復(fù)雜程度，減少了系統(tǒng)中線路架設(shè)的數(shù)量，有利于系統(tǒng)的集成化與模塊發(fā)展。
文檔編號H04W84/12GK102520741SQ20111032438
公開日2012年6月27日 申請日期2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者付躍剛, 侯振巖, 孫小偉, 張磊, 王加科, 羅春華, 高天元 申請人:長春理工大學(xué)