Введение

С улучшением технологии дорожного строительства требования к степени уплотнения увеличиваются. Традиционные методы измерения уплотнения требуют много времени, трудозатратны, подвержены большим ошибкам и низкой эффективности. Чтобы решить эти проблемы, в данной статье предлагается схема разработки системы обнаружения степени уплотнения в реальном времени на базе DSP (цифрового сигнального процессора), установленной на транспортном средстве. Эта система обеспечивает реальное время и точное обнаружение степени уплотнения путем мониторинга и обработки сигналов, генерируемых в процессе уплотнения, тем самым улучшая качество и эффективность дорожного строительства.

Обзор системы

Система обнаружения степени уплотнения в реальном времени на базе DSP, установленная на транспортном средстве, в основном состоит из модуля сбора сигналов, модуля обработки DSP, модуля отображения и хранения данных и модуля управления питанием. Система собирает сигналы, такие как вибрация и звук, генерируемые в процессе уплотнения, через модуль сбора сигналов. Эти сигналы затем обрабатываются и анализируются в реальном времени модулем обработки DSP для получения данных о степени уплотнения в реальном времени. Данные отображаются и сохраняются через модуль отображения и хранения данных, в то время как модуль управления питанием обеспечивает стабильное питание для всей системы.

Аппаратное обеспечение

Модуль сбора сигналов

Модуль сбора сигналов является ядром системы, ответственным за захват различных сигналов, генерируемых в процессе уплотнения. Различные типы датчиков, такие как акселерометры и звуковые датчики, могут быть выбраны для захвата сигналов в зависимости от реальных потребностей. Эти датчики преобразуют захваченные сигналы в электрические сигналы, которые затем оцифровываются аналогово-цифровым преобразователем (ADC) и передаются в модуль обработки DSP.

Модуль обработки DSP

Модуль обработки DSP является центральным обработчиком системы, ответственным за обработку и анализ захваченных сигналов в реальном времени. DSP-процессор с его высокоскоростными вычислительными возможностями и мощными возможностями цифровой обработки сигналов может быстро выполнять операции, такие как фильтрация, спектральный анализ и распознавание форм сигналов. В процессе обнаружения степени уплотнения модуль обработки DSP в основном выполняет спектральный анализ вибрационных сигналов для извлечения характеристик, связанных со степенью уплотнения, таких как основная частота и амплитуда, и вычисляет значение степени уплотнения в реальном времени на основе этих параметров.

Модуль отображения и хранения данных

Модуль отображения и хранения данных отвечает за отображение и хранение значений степени уплотнения в реальном времени, рассчитанных модулем обработки DSP. Этот модуль может использовать устройства, такие как ЖК-дисплеи или сенсорные экраны, для отображения данных о степени уплотнения в реальном времени и сохранять данные через устройства хранения, такие как SD-карты или USB-интерфейсы. Кроме того, этот модуль может общаться с верхним компьютером для загрузки данных в реальном времени для дальнейшего анализа и обработки.

Модуль управления питанием

Модуль управления питанием обеспечивает стабильное питание для всей системы. Поскольку система обнаружения степени уплотнения в реальном времени, установленная на транспортном средстве, должна работать в течение длительных периодов времени, модуль управления питанием должен обладать эффективными и стабильными возможностями преобразования энергии и хорошими характеристиками тепловыделения. Кроме того, этот модуль должен иметь защитные функции, такие как защита от перегрузки по току, перенапряжения и перегрева, чтобы гарантировать безопасную и надежную работу системы.

Программное обеспечение

Проектирование программного обеспечения является ключевым аспектом реализации системы обнаружения степени уплотнения в реальном времени, установленной на транспортном средстве. На основе функций и требований системы для разработки программного обеспечения могут использоваться языки программирования, такие как C или ассемблер. Проектирование программного обеспечения в основном включает в себя следующие части:

Программа инициализации

Программа инициализации отвечает за настройку каждого модуля при включении системы, включая инициализацию процессора DSP, ADC и ЖК-дисплея. Она также устанавливает параметры и режимы работы каждого модуля, чтобы обеспечить нормальную работу системы.

Программа сбора сигналов

Программа сбора сигналов управляет модулем сбора сигналов для захвата и оцифровки сигналов. Она устанавливает такие параметры, как частота дискретизации и точность ADC, и выбирает подходящие датчики для сбора сигналов в зависимости от реальных потребностей. Кроме того, программа выполняет предварительную обработку захваченных сигналов, таких как фильтрация и усиление, чтобы улучшить качество и надежность сигналов.

Программа обработки DSP

Модуль обработки DSP является центральным обработчиком системы, ответственным за обработку и анализ захваченных сигналов в реальном времени. DSP-процессор с его высокоскоростными вычислительными возможностями и эффективными возможностями цифровой обработки сигналов может быстро выполнять операции, такие как фильтрация, спектральный анализ и распознавание форм сигналов. В процессе обнаружения степени уплотнения модуль обработки DSP в основном выполняет спектральный анализ вибрационных сигналов для извлечения характеристик, связанных со степенью уплотнения, таких как основная частота и амплитуда, и вычисляет значение степени уплотнения в реальном времени на основе этих параметров.

Программа отображения и хранения данных

Программа отображения и хранения данных отвечает за отображение и хранение значений степени уплотнения в реальном времени, рассчитанных модулем обработки DSP. Программа реализует протоколы связи с устройствами отображения, такими как ЖК-дисплеи, для отображения данных в реальном времени в соответствующем формате. Она также реализует протоколы связи с устройствами хранения, такими как SD-карты или USB-интерфейсы, для сохранения данных в реальном времени. Кроме того, программа реализует протоколы связи с верхним компьютером для загрузки данных в реальном времени для дальнейшего анализа и обработки.

Тестирование и оптимизация системы

После завершения проектирования и реализации системы необходимо провести тестирование и оптимизацию системы. Сначала протестируйте различные функции системы, чтобы убедиться, что она работает нормально и соответствует требованиям проектирования. Затем протестируйте и оптимизируйте производительность и точность системы в реальном времени, чтобы улучшить ее производительность и надежность. Наконец, протестируйте и оцените стабильность и надежность системы, чтобы убедиться, что она может стабильно работать в различных сложных условиях и удовлетворять практическим требованиям.

Заключение

В данной статье предлагается схема разработки системы обнаружения степени уплотнения в реальном времени на базе DSP, установленной на транспортном средстве. Система обеспечивает реальное время и точное обнаружение степени уплотнения путем мониторинга и обработки сигналов, генерируемых в процессе уплотнения. В плане аппаратного обеспечения используется высокопроизводительный DSP-процессор и подходящие датчики для реализации сбора и обработки сигналов. В плане программного обеспечения используются языки программирования, такие как C или ассемблер, для реализации различных функций системы. Благодаря тестированию и оптимизации системы она обеспечивает высокую производительность, надежность и стабильность, удовлетворяя практическим требованиям.