1、.基于MBD的三维数模在飞机制造过程中的应用随着数字化设计与制造技术在航空制造业的广泛应用，特别是三维CAD技术的日益普及，飞机研制模式正在发生根本性变化，传统的以数字量为主、模拟量为辅的协调工作法开始被全数字量传递的协调工作法代替，三维数模已经取代二维图纸， 成为新机研制的唯一制造依据。在枭龙飞机和ARJ21飞机机头的制造过程中，中航工业成飞公司结合数字化制造技术的发展方向，传统的以数字量为主、模拟量为辅的协调工作法开始被全数字量传递的协调工作法代替，并取得了一些阶段性成果。但是，与国外发达航空企业相比，仍然存在很大的差距，主要表现在三维数模并没有贯穿于整个飞机数字化制造过程中，基于MBD（
2、Model-Based Design）技术的产品定义工作尚处于探索阶段，以MBD为核心的数字化工艺设计和产品制造模式尚不成熟，MBD的设计、制造和管理规范还有待完善，三维数字化设计制造一体化集成应用体系尚未贯通。因此，为了缩短飞机研制周期，提高飞机研制质量，有必要以三维数模为载体，借鉴国外发达航空制造企业MBD技术的成功应用经验，结合飞机数字化制造流程，开展适合于我国国情的飞机三维数字化设计制造技术应用研究。 MBD内涵 美国机械工程师协会于1997年在波音公司的协助下开始了有关MBD标准的研究和制定工作，并于2003年使之成为美国国家标准。MBD的主导思想不只是简单地将二维图纸的信息反映到三
3、维数据中，而是充分利用三维模型所具备的表现力，去探索便于用户理解且更具效率的设计信息表达方式。它用集成的三维数模完整地表达了产品定义信息的方法，详细规定了三维数模中产品尺寸、公差的标注规则和工艺信息的表达方法。MBD改变了传统用三维数模描述几何形状信息的方法，而用二维工程图纸来定义尺寸、公差和工艺信息的分步产品数字化定义方法。同时，MBD使三维数模作为生产制造过程中的唯一依据，改变了传统以工程图纸为主、以三维实体模型数模为辅的制造方法。 基于MBD的三维数模通过图形和文字表达的方式，直接或间接地揭示了一个物料（BOM）项的物理和功能需求。MBD模型分为零件与装配模型，零件模型由以简单几何元素构
4、成的、用图形方式表达的几何信息和以文字表达的属性、注释等非几何信息组成。属性数据表达了产品的原材料规范、分析数据、测试需求等产品内置信息；而注释数据包含了产品尺寸与公差范围、制造工艺和精度要求等生产必需的工艺约束信息。装配模型则由一系列MBD零件模型组成的装配零件列表加上以文字表达的属性和注释数据组成。 国外发达航空企业MBD技术的应用现状 近10余年，随着飞机制造技术的发展，以波音、洛马和空客公司为代表的飞机制造业在数字化技术应用领域取得了巨大的成功。波音公司在以波音787为代表的新型客机研制过程中，全面采用了MBD技术，将三维产品制造信息(Product Manufacturing Inf
5、ormation，PMI)与三维设计信息共同定义到产品的三维数模型中，摒弃二维图样，直接使用三维标注模型作为制造依据，使工程技术人员从百年来的二维文化中解放出来，实现了产品设计（含工艺设计）、工装设计、零件加工、部件装配、零部件检测检验的高度集成、协同和融合，建立了三维数字化设计制造一体化集成应用体系，开创了飞机数字化设计制造的崭新模式，确保了波音787客机的研制周期和质量。 基于MBD的数字化制造流程 飞机的研制必须经历产品设计、工艺设计、工装设计、产品制造和检验检测等5个主要环节，并在产品制造和检验检测环节中，由三维设计数模分别派生出三维工艺数模和检验数模。 在工艺设计过程中，工艺部门依据
6、设计部门按基线预发放的三维设计数模进行工艺分析，并向设计部门反馈工艺审查意见；依据设计部门正式发放的EBOM（产品设计结构）和三维设计数模，建立PBOM（产品工艺结构），制定装配工艺协调方案，划分工艺分离面，进行全机装配工艺仿真，最终形成经过装配仿真验证的MBOM（产品制造结构）顶层结构，发放到下游的工装设计、专业制造和检验检测等部门。 在工装设计过程中，工装设计制造部门依据产品制造部门提出的工装订货单、三维工艺数模、产品制造工艺方案和设计部门的三维产品设计数模进行工装设计；依据三维工装设计数模进行TO的编制，装配工装的装配仿真和工装NC程序的编制，最终完成工装的制造和自检。 在产品制造过程中
7、，产品制造部门依据设计部门正式发放的EBOM和三维设计数模、工艺部门的PBOM建立三维工艺数模，进行零件的材料属性仿真和部件几何仿真，编制AO（装配大纲）和FO（制造大纲），编制NC程序，最终完成零件的加工、部件的装配以及自检。 在产品检验检测过程中，检验检测部门依据设计部门正式发放的EBOM、三维设计数模，三维工装设计数模编制检测计划，计算测量数据，完成零部件和工装的检测。基于MBD的三维数字化制造研究内容 为了实现基于MBD的三维数字化制造流程的有效控制和管理，必须依据三维数字化制造流程，预先开展以下技术的攻关研究。 1 基于MBD的数字化定义技术 数字化产品定义（DPD）是实现数字化制造
8、的基础，它以数字量方式对产品进行准确描述。采用MBD技术后，数字化产品定义信息必须按MBD要求进行分类组织管理，完整准确地表达产品零部件本身的几何属性、工艺属性、质量检测属性以及管理属性等信息，满足制造过程各阶段对数据的需求，保证飞机产品设计制造过程中的协调性。因此，应该在吸收、消化ISO/DIS 16792、ASME Y14.41的基础上，结合国标技术产品文件数字化产品定义数据通则系列标准以及波音、空客三维模型和我国航空产品数字化设计制造技术的实际情况，开展基于MBD的设计建模技术、基于MBD的工艺建模技术、基于MBD的检验建模技术、基于MBD的并行设计流程管理技术、基于MBD的设计质量控制
9、技术的研究。 2 基于MBD的数字化工艺设计与仿真技术 MBD技术以三维数模作为唯一的制造依据，使飞机产品的工艺设计活动发生了根本变化。工艺设计与仿真将在三维数字化环境下，依据基于MBD技术的数字化工艺协调制造体系要求，以产品EBOM和三维数字样机为基础，以工艺数字化并行定义为核心，制定工艺总方案，建立三维工艺数字样机，进行飞机数字化三维工艺设计、数字化工艺容差分配、仿真和优化、数字化三维工艺仿真验证。在工艺设计与仿真的不同阶段，仿真的内容也不同。在工艺审查阶段，对零件、组件、部件组成的制造单元进行可制造性、可装配性分析，检查结构设计的合理性；在工艺规划阶段，通过装配工艺仿真，确定零部件之间的
10、装配顺序和运动路径；在工装设计阶段，进行制造资源仿真，设计出合格的工装资源；在工艺编制阶段，通过建立起产品、工艺、资源数字化工艺数据模型（PPR），通过关键部件基于MBD的工艺容差分配计算和优化，实现基于模型的工艺分离面划分、装配工位设计、装配流程设计、三维工艺指令设计等。因此，必须预先开展基于M B D的数字化工艺设计技术、基于MBD的工艺容差分配技术和基于MBD 的三维工艺仿真技术的研究。 3 基于MBD的工艺装备设计制造集成技术 工艺装备设计在三维数字化环境下，以产品数字样机、工艺数字样机为基础，进行工艺技术装备的设计和仿真，逐步形成面向现代航空制造的基于三维的飞机制造技术装备工程体系，
11、实现技术装备数字化、自动化、柔性化。在工装设计过程中，产品设计数模、工艺数模的版本变化将直接引起工装数模的版本变化。因此，必须应用三维关联技术和三维在线技术预先开展基于M B D 工艺装备设计与飞机产品、工艺设计及仿真的数字化协同技术、工艺装备设计与产品设计、工艺设计的关联更改技术、工艺装备三维数字化设计制造一体化集成技术、基于三维数字化工艺装备设计、制造等技术的研究工作。 4 基于MBD 的数字化检测与质量控制技术 在基于MBD 的产品数字样机和工艺数字样机的基础上，开展三维工艺检验计划的技术研究工作，探讨三维数字图形转换为测量机等数字化设备能够识别的数字信息的技术方法，并以基于MBD 的三
12、维设计数模、工艺数模和检测方案为依据开发检验数据计算程序，建立基于M B D 的三维检验数模，并与产品数字样机和工艺数字样机一起纳入PDM 系统进行管理。与此同时，在制造产品数据结构（MBOM）的基础上，建立基于质量产品结构（QB OM）的集成质量管理系统。以P DM 系统的检测计划、三维检测模型为依据，通过集成质量管理系统在生产现场采集飞机检验检测数据，并建立检验检测结果与QBOM的关联关系，纳入集成质量管理系统进行有效的管理，在此基础上形成单架次飞机的质量档案，最终完成单架次飞机质量档案的归档工作。因此，必须预先开展基于MBD的检测信息定义技术、基于MBD的检测过程设计技术、集成质量管理技
13、术、质量档案归档技术的研究。 5 基于轻量化模型的装配过程可视化技术 在MBD制造模式下，装配现场已摆脱传统基于二维图样的模拟量传递体系，三维数模及三维工艺指令已经完全替代了二维工程图纸和纸质工艺指令成为在生产现场指导工人工作的技术依据。为了确保装配现场能够及时获取现行有效的三维数模、轻量化模型、三维装配工艺指令，满足飞机装配过程管理与执行控制的要求，需要解决三维数模轻量化的问题，并将基于MBD的设计模型、工艺模型、检验模型、三维工装资源数据、轻量化模型、三维装配工艺指令统一纳入企业级PDM中进行管理，并建立与装配现场作业计划的关联关系，实现三维可视化装配技术在装配制造执行系统（MES）的集成
14、应用，实现真正的无纸化。因此，必须预先开展基于MBD的三维数模轻.基于DSP数码管显示课程名称 DSP技术学院名称 电子与信息工程学院 专 业 电子信息工程年级班级 开出学期 2013-2014下期学 生 学 号 指导教师 成 绩 201*年*月*日一、课程设计目的如今DSP已经成为运用很广泛的嵌入式芯片，它的功能强大，能完成很多一般芯片不能完成的数据处理，大量使用DSP已经是全球的潮流。通过课程设计，使我们综合运用 DSP 技术课程和其他有关课程的理论和生产实际知识去分析和解决具体问题的能力得到提高，并使其所学知识得到进一步巩固、深化和发展；初步培养学生对工程设计的独立工作能力，学习设计的一
15、般方法；以及锻炼我们查阅资料、方案比较、团结合作的能力。学会简单电路的实验调试和整指标测试方法，增强我们的动手能力，为以后学习和工作打下基础。二、课程设计内容1、设计思路 用DSP芯片设计一个单个数码管显示电路，数码管由09循环点亮，每1秒钟亮一个数字，每亮一次触发蜂鸣器响一下。另外加输入检测电路，当一旦按下复位键后数码管自动清零。2、 设计流程图开始初始化DSP初始化CD4511（数码管清零）循环显示0-9读取IOPB数据DSP数据处理判断复位键是否按下 是 否3、设计实现程序主程序#include math.h #include stdio.h#include lf2407_c.hunsi
16、gned char flag=0;/void Delay(int x) void delay_ms() /延时1ms(CPU频率10M） unsigned int k; for(k=0;k1000;k+);void delay_s() /延时1s(CPU频率10M） unsigned int k,j; for(k=0;k1000;k+) for(j=0;j1000;j+);void delay_us() /延时100us(CPU频率10M） unsigned int k; for(k=0;k0;i-) for(j=200;j0;j-);void init()asm( setc SXM);asm
17、( clrc OVM);asm( clrc CNF);asm( setc INTM);SCSR1=0x81FE;WDCR=0x0E8;IMR=0x0000;IFR=0x0FFFF;MCRA=MCRA&0x00FF; /iopb设为一般I/OPBDATDIR=PBDATDIR|0xFF00; /1234为输出PBDATDIR=PBDATDIR&0xEFFF; /1234为输出PADATDIR=PBDATDIR&0xFF00; /初始化显示0void main()int m;unsigned int uLED10=0xFF00,0xFF01,0xFF02,0xFF03,0xFF04,0xFF05,
18、0xFF06,0xFF07,0xFF08,0xFF09;init(); /初始化for(m=0;m=10;m+)PBDATDIR=uLEDm;/显示数字delay_s();if(PBDATDIR&0x0010=0x0000) /判断复位键是否按下PBDATDIR=PBDATDIR|0xFF00; /清零m=0; delay_s(); 三、硬件电路设计1、外围电路设计外围电路采用一个CD4511进行数据译码，采用输入BCD码输出段码的方式进行显示，外接一个蜂鸣器，一个复位按钮，和一个数码管。电路图如图所示2、DSP芯片管脚设定DSP芯片管脚：IOPB0 CD4511芯片A输入IOPB1 CD45
19、11芯片B输入IOPB2 CD4511芯片C输入IOPB3 CD4511芯片D输入IOPB4 复位键信号检测管脚3、 使用元件介绍3.1、TMS320LF2407A芯片基本介绍TMS320C24x系列DSP中,分为5V供电的TMS320F/C24x和3.3V供电低功耗TMS320LF/LC240xA两类。 这里以TMS320LF2407A为主进行介绍。TMS320LF2407A是TMS320F/C24x的改进型，采用低功耗设计，3.3V供电，最高运算速度达到40MIPS。主要特点如下： 片内具有2k字节的单口RAM（SARAM），32K字的Flash程序存储器，544字节的双口RAM（DARA
20、M）。 两个事件管理器模块EVA和EVB，每个包括：两个16位通用定时器，8个PWM通道。 高达40个可独立编程或复用的通用I/O引脚。 片内集成：16路10位A/D转换通道；控制局域网络（CAN）2.0B模块；串行通信接口引脚功能各引脚按功能可分为以下8个部分（表2.12.9）: 事件管理器（EVA和EVB）引脚； ADC模数转换器引脚； 通信模块（CAN/SPI/SCI）引脚； 外部中断与时钟引脚； 地址/数据及存储器控制信号引脚； 振荡器/PLL/FLASH/BOOT引导程序及其他引脚； JTAG仿真测试引脚； 电源引脚。SCI）模块；串行外设接口（SPI）模块；看门狗定时器（WDT）模
21、块。TMS320LF2407A的引脚封装图 TMS320LF2407A的引脚结构图3.2、 CD4511 BCD-7 段译码驱动器CD4511 是常用的七段显示译码驱动器，它的内部除了七段译码电路外，还这有锁存电路和输出驱动器部分，具有输出电流大，最大可达25mA,可直接驱动LED数码管。CD4511 由4 个输入端A/B/C/D和7 个输出端 ag，它还具有输入 BCD码锁存、灯测试和熄灭控制功能，它们分别由锁存端 LE、灯测试LT、熄灭控制端 BI 来控制。引脚图如2 所示，真值表如图3 所示四、课程设计元件清单名称型号数量/个编号DSP芯片实验板TMS320LF2407A1U1CD451
22、1段译码器CD45111U2单个数码管5101AR1uLED复位按键1S9蜂鸣器1SP限流电阻1K8R0-R7杜邦线若干排针若干五、课程设计实物程序运行结果图运行显示数字5运行显示数字2按下复位键后数码管清零6、 课程设计总结 此次的课程设计中我对DSP芯片有了更加充分的了解，以前只是通过书籍或其他消息知道DSP芯片的重要性，但是只有真正做了之后才能意识到DSP芯片的功能强大，它虽然基本原理和使用与单片机差不多，但是真正使用过之后才觉得它运行速度更快，能直接做一些信号处理，内部直接带有很多常用数学运算的硬件电路，因此在数字信号处理方面非常有用，我也是在使用之后才发现DSP芯片为什么叫做数字信号
23、处理芯片的。此次我做的实验不算难，但仍需细心调试程序，对于头文件的定义一定要清楚。此次实验不仅增强了我的实际动手能力，而且还让我对于DSP有了更大的兴趣，以后定将花更多的时间对其进行更深入的学习。.基于物联网技术的变电站综合监控系统方案 通信12k1 裴蕾 121903030117 一、物联网简介 物联网 ,英文名称叫 “TheInternetofThings”(简称 IOT).通俗地讲 , 物联网就是 “物物相连的互联网 ”.它是通过传感设备,按约定的协议, 把任何物品与互联网相连接, 进行信息交换和通信, 以实现智能 化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。2005 年国际电信联盟 (I
24、TU)发布了ITU互联网报告 2005:物联网 ,报告指出 ,无所不在的 “物联网”通信时代即将来临, 世界上所有的物体从轮胎到牙刷 、从 房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换.射频识别技术 (RFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技 术将得到更加广泛的应用。电力物联网是实现电力系统信息交换和通信的一种网络.在一个电力物联网系统中,有两种站点,一种是监测中心(MonitoringCenter),另一种是监测站 (MonitoringStation).远动终端 RTU(RemoteTerminal Unit)工作在监测站,主要用于对监测数据进行采集 ,并把数据以规定格式通过串口发送至监测中
25、心.监测 中心从各监测站收集监测数据, 并对数据进行加工处理。电力物联网实现的关键技术之一是监测信息的组织与存储问题.解决数据存储与管理问题的数据库 理论和技术发展极为迅速, 应用也非常广泛.以关系型为代表的三种经典 (层次、网状和关系型 )数据 库 3 在商务和管理等事务型的应用领域中取得了很大成功 .但是关系型数据库系统占用内存大 , 数据存 取速度较慢 .而电力物联网系统不仅要维护和存储大量的实时数据 ,而且对数据及其处理具有严格的时限 性 .在数据通信方面, 目前电力系统已颁布了一系列的电力通信协议 ,如 IEC60870-5、IEC60870-6等 4.但随着电力系统的高速发展 ,这
26、些协议已不能完全满足实际应用的需要。二、系统概述传统的变电站监控系统受传统理念和技术的影响，各个子系统都是孤立的，很难做到多系统的综合监控、集中管理，无形中降低了系统的集成度和可用性，增加了系统的管理成本。无人值守智能变电站的使用，让远程、实时、多维、自动的智能变电站综合监控系统成为迫切需要。变电站物联网监控与管理系统以“智能感知和智能控制”为核心，通过各种物联网技术的集成应用，实现全站主要电气设备、关键设备安装地点以及周围环境的全天候状态监视和智能控制，以满足电力系统安全生产、变电站安全防范、事故报警和责任追溯等要求。TIP3000智能变电站综合监控系统以物联网为核心技术，通过监测、预警和控
27、制三种手段，对全站主要电气设备、关键设备、安装地点以及周围环境进行全天候状态监视和智能控制，完成各子系统的信息集成,实现集中管理和集成联动，满足电力系统安全生产的要求和变电站安全警卫的要求。三、系统结构：根据智能变电站技术导则（QGDW_383-2009）、110kV220kV智能变电站设计规范（QGDW_393-2009）、330kV750kV智能变电站设计规范（QGDW_394-2009）等文件精神，结合我公司实际应用案例，采用分布式和模块化架构，把变电站智能辅助控制系统系统分为三级中心、六大功能模块、八大业务子系统。系统结构图:3、系统功能TIP3000智能变电站综合监控系统采用保证安全
28、可靠和高兼容性的同时，具有以下主要功能：1、集中显示：所有监控量在监控系统主界面上进行一体化显示和控制。2、电子地图：提供电子视频监控、地图监控和图表监控三种监控模式，实现省、市以及变电站的分级分层显示。3、脱机工作：站端设备能够脱机运行，在网络断线、服务器故障等情况下站端设备依然能够实现正常运行、联动报警、设备控制以及记录存储等。4、联动控制：实现自定义的设备联动，完成自动的闭环控制和告警，如自动启动/关闭空调、自动启动/关闭风机、自动启动/关闭排水系统等。5、完善报表：系统所有操作以及报警确认，都保留详细的日志并生成相应报表。6、WEB浏览：提供浏览器的方式，供领导和相关人员实时监控每个变
29、电站区域的每个门禁点运行状态。7、门禁控制：方便工作人员和防止非法人员进入，对所有的进出记录以备事故查询。8、电子围栏：在围墙的上方安装电子围栏（四线），防止外来人员翻墙违法进四、系统特点：1、架构先进性:以网络通信（IEC61850协议）为核心，采用标准化业务模块组件设计，集中管理，省级、地区级和站端三级分布控制2、控制智能性：以“智能控制”为核心，对全站进行监视和智能控制，可完成自动的闭环控制和告警3、管理集成性：所有监控量在监控系统主界面上进行一体化显示和控制，可实现省、市以及变电站的分级分层显示4、设备联动性：系统内各子系统之间可通过硬件或软件方式进行联动，实现用户自定义的设备联动5、
30、报表完善性：具备完善的日志体系和报表功能，查询和升级手段丰富，可集中维护全网设备和批量配置6、系统可靠性：系统各组件部署采用双机热备和集群方式，可独立升级、扩容，站端设备可脱机运行7、标准规范性：系统通过国网和南网发布的电网协议，实现与第三方设备、系统平台的对接8、扩展灵活性:支持设备扩展、系统扩展、站点扩展、业务扩展9、技术成熟性：系统大批量应用于变电站的无人值守，主要技术和方案被南方电网采用到技术标准中。10、硬件兼容性：核心硬件自主研发生产，兼容不同厂家的前端设。五、应用分析线传感监控系统各功能之间关系如图。2 中状态检修子系统通过对高压输变电设备的运行温度、GIS（ 组合电器设备） 室
31、内 SF6 （六氟化硫）气体密 度、操作室水浸、电缆沟水位的在线监测，为状态检修提供数据支持，为减少定期检修和停电次数提供了保证。运行温度监测子系统主要由无线温度传感器、无线基 站、红外热像仪和控制主机组成，传感器尺寸仅 1 元硬币 大小，电池寿命 10 年，无线通信距离 300 m， 单基站可管 理传感器数量 65536 个。红外热像仪是传感器的补充，安装在对无线信号干扰强的主变压器上方， 监测主变温度， 省去了以往需人工手持仪器到现场测温的繁琐。SF6 气体泄漏监测子系统由密度监测节点 、控制主机组成，二者通过控制区域网络 （controlled area network， CAN）总线连
32、接。 当 SF6 密度超标时，可自动定位漏点，启动相应风机换气，并与高清图像监控和消防系统连锁联动。 水浸水位实时监测子系统采用无线水浸传感器和有线水位传感器， 与运行温度监测子系统共享无线平台，无需额外部署基站。 根据对积水的实时检测结果，远程自动 控制水泵排放积水，同时自动协同高清图像监控，查看现其他子系统功能简介如下。 （1）防误入间隔子系统 根据工作票，人工在工作间隔的辅助画面上生成虚拟逻辑安全围栏，再由高清摄像头和智能图像识别监视工作 人员的活动范围，如果超出了逻辑安全围栏，则自动产生 告警， 信号通过无线网络传递到对应的围栏告警指示灯， 提示站位错误。（2）巡检认证子系统 在机房辅
33、助画面上预设巡检路线、时间节点、设备标识和服装标识，由高清图像监控自动识别巡检人员并自动 判别巡检人员与巡检点的距离、到达时间，根据结果之间 的关系判断巡检质量，对低质量巡检事件生成视频流文件 和文字报表自动推送到管理人员桌面顶层。（3）采暖通风子系统 采用无线温湿度传感器，与设备运行温度监测共享无线平台，无需额外部署基站。 根据室内外温湿度情况，自动 对通风口的大小和空调的温度等进行调节。（4）周界防入侵子系统 利用高清图像监控和震动传感器检测地面及围墙上的入侵行为，对入侵目标进行人员、动物和车辆的分类，支持按需按时布防和撤防功能。（5）消防火灾报警子系统 能够锁定火灾告警位置， 自动联动高
34、清图像监控，并按事先设定的互锁逻辑打开相应排风系统。六、应用展望 进一步的开发、集成、联动，系统可期待进一步对主变的微水、油温、铁芯电流，避雷器的泄漏电流，SF6气体的露点，断路器的线圈电流，GIS 局放值进行在线监测。 例如监测避雷器泄漏电流的设计思路如下：系统采用无线 数据传输，避免因传输电缆导入直击雷电能量到控制室的 潜在风险。 利用数字频谱分析技术，实时分析避雷器泄漏 电流传感器谐波分量， 为避雷器故障诊断提供数据支持， 同时与环境湿度传感器协同感知，避免高湿度场景下的误告警。 除了上述的应用，在发电环节，还可通过各类气象传器实时采集风电厂的风速、湿度、气压等微气象信息，实现新能源发电
35、的监控和预测；在输电环节，通过各类传感 器监测输变电设备的覆冰、弧垂、风偏、绝缘子污秽度等信 息，与电网运行信息进行融合，及时发现并消除缺陷；在变 电环节， 通过在机组内部署各种传感器掌握机组运行状态，提高运行维护水平；在配用电环节，及时获知用户侧需求，实现智能用电双向交互服务、智能家居、分布式电源接入以及电动汽车充放电，提高供电可靠性和用电效率，并为节能减排提供技术保障。五、结束语联网技术能够带给电力行业很大的便利，加快电网智能化，但目前大多应用还停留在初级阶段，未实现大规 模的.数字系统设计与硬件描述语言期末考试作业题目： 洗衣机控制器的设计 学院： 电子信息工程学院 专业： 物联网工程
36、学号： 3014204328 姓名： 刘涵凯 2016-12-10一、 选题设计描述1. 功能介绍洗衣机控制器，能够实现开始与暂停、注水，洗涤、排水、脱水和警报提醒的功能，并且可以随时更改洗衣模式。洗衣机提供两种模式：模式1：注水-洗涤-排水-注水-洗涤-排水-脱水；模式2：脱水。洗衣模式决定洗衣时间。默认模式为模式2。洗衣机界面如下图所示：运转方式如下图所示：2. 算法简介总程序描述：总程序通过调用5种模块，在洗衣机控制器输入变化时，立刻转换模式并产生对应输出。当开关关闭时，所有输出为0；暂停时，除显示开关状态的输出外，所有输出为0。开关开启后，设置洗衣模式，之后按下“开始”即可开始工作。在
37、洗衣机控制器输入变化时，立刻转换模式并产生对应输出。电子元器件模型如下图所示：switch为开关信号，modelselect为开关选择信号，clkin为系统时序脉冲信号，sorp为开始/暂停信号。waterstate为注水程序的工作状态，washrstate为洗涤程序的工作状态，drainstate为排水程序的工作状态，drystate为脱水程序的工作状态。alarmout为警报提醒的状态。switchstate为数码管显示的开关的状态（0/1），spstate为数码管显示的开始/暂停的状态(0/1)， state为数码管显示的洗衣机工作状态(04)，currentmodel为数码管显示的当前
38、模式(02)，timedecade为数码管显示的剩余时间的十位，timeunit为数码管显示的剩余时间的个位。下面介绍各模块功能与算法：1）开关与模式选择模块a接收开关信息，b接收模式选择信息。c输出总电路的开关信息（开启洗衣机并且设置完毕电路后，即可准备工作，等待“开始”信号）。e为开关信息，将输入到数码管中显示。time1与time2分别代表洗衣时间的十位和个位，将输入到计数器与警报模块中。y为模式信息，将输入到码管中显示。2）开始/暂停模块a接收开关信息，b接收开始/暂停信息，clk接收系统时序脉冲信号。startorpause输出受开始/暂停信息调控的系统时序脉冲信号。y为开始/暂停信
39、息，将输入到码管中显示。3）计数器与警报模块clk接收受开始/暂停信息调控的系统时序脉冲信号，a接收开关信息，time1和time2分别接收洗衣时间的十位和个位。alarm输出警报信息；outtime1和outtime2分别为剩余时间的十位和个位，将输入到数码管中显示，同时将输入到控制模块中。在脉冲信号的控制下，剩余时间逐渐减少，当剩余时间为0时，停止减小，并开启警报。4）控制模块a接收开关信息，b接收开始/暂停信息，time1和time2分别接收剩余时间的十位和个位。water、wash、drain、dry分别输出注水、洗涤、排水、脱水的控制信息。act为模块内部使用的BUFFER量。控制模
40、块根据剩余时间的多少决定工作状态。如：剩余时间为16-30分钟时洗涤，31-35分钟时注水。则剩余时间33分钟时，water为1，其他控制信息为0；剩余时间21分钟时，wash为1，其他控制信息为0。5）译码器与数码管显示模块b接收开关信息，a接收4位二进制数据。q在数码管上显示字形。二、 程序源代码及说明程序代码由主程序及5个模块代码组成1）主程序LIBRARY IEEE ;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL ;ENTITY xyj IS PORT(switch,modelselect,clkin,sorp:
41、 IN STD_LOGIC; -电源开关、模式选择、时钟、开始/暂停按键状态的输入 waterstate,washstate,drainstate,drystate,alarmout: OUT STD_LOGIC; -注水程序、洗涤程序、排水程序、脱水程序、警报状态的输出 switchstate,spstate,state,currentmodel,timedecade,timeunit: OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0); -工作状态、工作模式、剩余时间的输出END ENTITY xyj;ARCHITECTURE behave OF xyj ISCOMPONE
42、NT model -调用开关与模式选择模块 PORT(a,b: IN STD_LOGIC; c: OUT STD_LOGIC; e,time1,time2,y: OUT STD_LOGIC_VECTOR ( 3 DOWNTO 0 ); END COMPONENT model; COMPONENT count -调用计数器与警报模块 PORT(clk,a: IN STD_LOGIC; time1,time2: IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); alarm: OUT STD_LOGIC; outtime1,outtime2: OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); END COMPONENT count; COMPONENT BCD7 -调用译码器与数码管显示模块 PORT(b: IN STD_LOGIC; a: IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); q : OUT STD_LOGIC_VECTOR(0 TO 6) ); END COMPONENT BCD7; COMPONENT startpause -调用开始/暂停模块
