播种机监控装置-机电一体化课程设计
目录
一、绪论 ....................................................... - 1 -
1.1研究目的和意义.......................................... - 1 -
1.2研究开发内容............................................ - 1 -
二、监控装置总体方案的确定 ..................................... - 2 -
2.1、播种机的性能要求及指标 ................................ - 2 -
2.1.1、播种机的性能要求 ................................ - 2 -
2.1.2、播种机的性能指标： .............................. - 3 -
2.2、精密播种机排种性能参数的监控 .......................... - 3 -
2.2.1、监控内容 ........................................ - 3 -
2.2.1.1、漏播监视 ...................................... - 3 -
2.2.1.2、重播监视 ...................................... - 4 -
2.2.2、监控方法 ........................................ - 4 -
2.3、精密播种机监控系统总体方案的确定 ...................... - 4 -
2.3.1、系统硬件结构 .................................... - 4 -
2.3.2、系统软件结构 .................................... - 5 -
三、监控系统硬件的设计 ......................................... - 5 -
3.1、传感器测试电路的设计 .................................. - 5 -
3.1.1、传感器的选择 .................................... - 5 -
3.1.2、发光二极管的选择 ................................ - 6 -
3.1.3、受光器件的选择 .................................. - 7 -
3.1.4、光电传感器电路设计 .............................. - 7 -
3.1.5、排种监测传感器的安装 ............................ - 8 -
3.2、整形放大电路的设计 .................................... - 8 -
3.3、声光报警电路的设计 .................................... - 9 -
3.3.1、声音报警电路的设计 .............................. - 9 -
3.3.2、灯光报警电路的设计 .............................. - 9 -
3.4、单片机硬件系统的选择与配置 ............................ - 9 -
3.4.1、单片机的选择 .................................... - 9 -
3.4.2、80C52单片机的功能简介........................... - 9 -
3.4.3、可编程并行I/O接口芯片8255A .................... - 10 -
3.4.4、8255A芯片与AT89C51的接口电路设计.............. - 10 -
3.4.5、时钟及复位电路电路设计 ......................... - 11 -
3.4.5.1、时钟电路 ..................................... - 11 -
3.4.5.2、复位电路 ..................................... - 12 -
3.5、显示系统电路的设计 ................................... - 13 -
3.6、D/A转化电路的设计.................................... - 13 -
3.7、监控系统电源设计 ..................................... - 14 -
四、监控系统软件的设计 ........................................ - 15 -
4.1、软件系统的程序设计方案 ............................... - 15 -
4.1.1、主程序设计 ..................................... - 15 -
4.1.2、播种机各性能指标测量子程序 ..................... - 15 -
4.1.3、D/A转化子程序.................................. - 15 -
4.2、小结 ................................................. - 16 -
五、总结 ...................................................... - 16 - 参考文献 ...................................................... - 17 -
一、绪论
1.1研究目的和意义
我国是一个农业大国，其中75％的人口是农业人口。中央非常重视“三农”问题，投入了大量的精力和财力，解决“三农”问题。面向未来，如何解决14亿人口的吃饭问题是摆在中国人民面前的一大难题。提高农业的机械化水平，提高耕种和收获质量是解决这一问题的有效途径之一。所以提高播种机的性能、工作质量和效率已成为最终追求目标，并成为农业机械化首要的问题。随着播种技术的发展，先后研制出结构形式多样的撒播机、条播机、穴播机和精播机等。精密播种是按农艺要求将种子播到土层中的理想位置，一播完成作物合理的田间分布的播种方式。精密的含义包含数的精确性和位的精确性两方面，即种子根据精确的粒数、株距、行距和播深播入土中。精密播种的作物田间分布合理，植株占有最大的营养面积，通风，光照良好，便于后序作业的机械化，能达到高产丰收的目的。同时，精播可节省种子和减少间苗工作量。精密播种技术具有省种、高产的优点，随着农业现代化的发展和农业产业结构的调整，精密播种机受到了国内外的普遍重视，使得精密播种技术有了更广阔的发展前景。因此，精密播种机己成为现代播种技术的标志，成为播种机的主要发展方向。由于精播机在播种作业时具有播种过程全封闭的特点，因此仅凭人的视听无法直接监视其作业质量，如在播种作业时发生机械传动故障、种箱排空、导种筒堵塞、开沟器被土块堵塞、排种器传动失灵等故障现象均会导致一行或数行下种管不能够正常播种，造成漏播。尤其是大型宽幅精播机，其作业速度高、播幅宽，一旦发生上述现象则会造成大面积的漏播，必然造成农业生产的严重损失。所以对于精密播种机，在排种装置上配备可靠性高性能完善的工况参数监测与故障报警系统，对精密播种机的工作运行状态进行实时监测和故障的准确预报，己成当务之急。
目前国内研制的精密播种机监测系统重点只在于解决漏播、重播的问题。本设计针对这一不足点，考虑一种能够全面监测各项性能指标的精密播种机自动监测系统，不但能防止漏播，保证播种量，提高播种的质量和农作物产量，而且大大减轻劳动者强度，提高生产效率，具有重要的经济效益和社会效益。
随着科学技术的发展，机械技术与微电子技术相结合的机电一体化技术将逐渐进入精密播种机的监测装置。基于该技术下的监测系统不但有监测、报警功能，还具有执行动作机构，可以完成不正常播种的纠正。因此，运用机电一体化技术的精密播种机监测系统是将来的主要发展方向。
1.2研究开发内容
本设计主要研制一种能够全面监测各项性能指标的精密播种机自动监测系统。它由传感器、报警装置、数模转换装置、步进电机及单片机等组成。监测装置自动测试播种机的
各项性能指标，如：排种量，排种速度，播种面积，合格率，重播率，漏播率，粒距合格率等，并利用计算机软件编程来实现对数据的运算处理，显示并且实时监控播种机的各项性能指标，使其达到指定要求。本研究内容包括以下几个方面：
( 1 ）根据精密播种机排种性能确定其监控方案；
( 2 ）精密播种机监测系统硬件的设计；
( 3 ）精密播种机监测系统软件的设计；
二、监控装置总体方案的确定
2.1、播种机的性能要求及指标
2.1.1、播种机的性能要求
播种机监控系统以获取播种机排种性能参数为主，因此需要对播种机性能有一定的了解。播种机的性能要求，包括农业技术要求和使用要求两个方面。
（1）、播种机的农业技术要求：要求条播机的播种量符合农业技术要求，行距一致、播种均匀；种子播入湿土层中且用湿土覆盖，播深一致，种子损伤率低。对单粒精密播种机的要求是每穴1 粒，株距精密。表2-1列出了玉米作物播种的农业技术要求。
2-1 玉米作物播种的农业技术要求
（2）、播种机的使用要求：通用性好，能播多种种子，不损伤种子，调整、换种方便可靠；在田作、套种、播种的同时，能进行施肥、开沟、筑埂、起垄及镇压等作业。
2.1.2、播种机的性能指标：
（1）、排种量稳定性指排种量不随时间变化而保持稳定的程度。
（2）、各行排种量一致性各排种器相同条件下排种量一致程度。
（3）、排/播种均匀性排种器排种的均匀程度和种子在种床上分布的均匀程度。
（4）、穴粒数合格率
（5）、粒距合格率以0.5t＜株距t≤1.5t为合格。
（6）、播深稳定性指种子上面所覆土层厚度的稳定程度。
（7）、种子破损率
2.2、精密播种机排种性能参数的监控
2.2.1、监控内容
本课程设计主要是精密播种机自动监控装置的设计，比较全面地自动测试播种机排种性能的各项指标，并利用计算机编程软件对数据进行运算，存储，解决播种机实时监控问题。
2.2.1.1、漏播监视
当播种机正常工作时，种子有规律的下落并通过传感器检测空间，遮断红外二极管光束，光敏电阻将接收到的断续光信号转变为电脉冲信号，经过整形放大电路传递给单片机系统；当种箱空或排种器不正常播种时，接收管收到的强光信号持续时间变长，此时监控系统将对漏播进行提示。
2.2.1.2、重播监视
当排种管堵塞或其他原因导致落种加快时，接收管收到的强光信号持续时间变短，此时声光报警系统系统将对重播进行提示。
2.2.2、监控方法
监控装置由传感器、声光报警装置、数模转换器、单片机及步进电机等组成。将所采用的传感器，安装在排种器出种口附近。传感器的作用是将输种管中种子流动的情况变换成电信号，并将其信号经过整形放大电路送入单片机，对播种机作业过程进行实时监控。
该播种机共有六路，每一路设置一个LED灯，正常播种时，各灯有规律的闪烁，当某一路由于种箱空或输种管堵塞漏播时，该路对应的灯熄灭并有蜂鸣声，当某一路由于开沟器堵塞或其它原因重播时，该路对应的灯持续发光并发出蜂鸣声。
2.3、精密播种机监控系统总体方案的确定
2.3.1、系统硬件结构
系统的硬件设计是整个系统设计的基础，主要实现各个物理信号的采集、放大、整形、处理和转换。该监测系统的硬件主要由传感器测试电路，整形放大电路，声光报警电路，单片机系统，显示系统电路，输出控制电路等组成。
传感器测试电路主要完成对播种量、排种速度、播种间距、漏播等信息的采集，并且将这些非电量的模拟量转换成电信号。
报警电路的主要功能是当出现漏播或排种器堵塞时进行声光报警。单片机选用INTEL 公司生产的80C52 单片机。它是一种低功耗、高性能的8 位单片机，片内带有一个8K 字节的ROM ，256 B 的 RAM，采用了CHMOS 工艺,具有高速度、高密度、低功耗的特点。
输出控制电路由数模转换电路、变频器及步进电机组成。数模转换电路的转换器选用DACO832 数模转换器，其价格低廉、接口简单、转换控制容易。它的主要功能是进行数模转换，将数字信号转换成模拟信号经过变频器送给步进电机，从而控制排种器的转速。
图2-1 监控系统的硬件组成框图
2.3.2、系统软件结构
软件设计采用模块化程序设计方法，运用汇编语言编写程序，其中心思想是把一个复杂的应用程序按整体功能划分为若干相对独立的程序模块，各模块可以单独设计、编程和调试，然后再进行综合调试。主要介绍了主程序的设计，声光报警子程序的设计，D/A 转换子程序的设计。
三、监控系统硬件的设计
根据总体方案的设计，本章将各部分的设计过程作以具体说明。根据不同功能模块，本章分为传感器测试电路、整形放大电路、声光报警电路、单片机系统、显示系统电路、数模转换电路、电机控制等几部分。
3.1、传感器测试电路的设计
3.1.1、传感器的选择
传感器是一种能按一定规律将各种被检测量或信息转换成便于处理的物理量的装置或器件。传感器位于系统的入口处，是获取信息的第一个环节。播种检测传感器用于检测有无种子通过检测截面，传感器的作用是将输种管中种子流动的情况变换成电信号。传感器采用光电元件（包括可见光和红外光等），安装在输种管附近，当种子通过传感器的种子通道时，遮断光束，使光电管发出信号，表示有种子通过。当某一行或者数行发生故障时，无种子通过，将发出报警声响，因此它的性能好坏直接影响着排种监控装置的工作性能。为确实保证监控的可靠性，对每一行均需进行可靠的监视。因此，检测传感器的检测元件的选择至关重要，它直接影响到监测的精确度、灵敏度和可靠性。
选择设计光电检测传感器的原则：
（1）、覆盖性能：首先必须保证检测范围能够覆盖排种管径，这样才能确保无误的检测落种情况。其次要求发光元件照明均匀，受光面积越大越好。
（2）、频率特性：种子通过光电检测器检测截面的时间一般为几个毫秒，按最短时间1ms考虑，相当于是频率1kHz 的光脉冲。因此一般选用光敏器件时，对截止频率的要求是不低于被测频率的10 倍，即10kHz ，对应的时间常数应该小于O .lms ，才能保证种子通过检测截面时能够可靠转换为电信号。
（3）、光谱特性：发光元件和接收元件的光谱特性要吻合，发光元件的光谱峰值波长与接收元件的光谱灵敏度必须一致或相近。
（4）、抗尘特性：播种机在田间作业时，环境比较恶劣，灰尘交大，在传感器表面会不断积累灰尘，影响光信号的传递，因此应选用抗尘性较好的发光器件和光敏器件以保证检测精度。
综合上述几个原则，考虑采用光电传感器，其主要原因在于其结构简单、价格低廉、抗电磁干扰性能好，尤其是它对种子的运动没有任何影响。
3.1.2、发光二极管的选择
常用的发光二极管有普通发光二极管、高亮度发光二极管、红外发光二极管、红外激光二极管等。
与普通发光二极管相比较，红外发光二极管的穿透能力比可见光二极管强，而且受灰尘的影响程度比可见光二极管小。红外发光二极管的更大优点是驱动电路简单，可在很宽的温度范围工作，器件寿命比激光二极管寿命长。同时，红外发光二极管要比激光二极管便宜，经济性较好。
综合上述几方面的比较，本设计选用红外发光二极管作为光电传感器的光源。型号为：参数如下：
红外发光二极管的伏安特性与普通二极管相似，对于砷化稼红外发光二极管其正向压降在1V-2V 之间，使用时驱动电源电压的数值应大于其正向压降，其反向击穿电压不得超过5V 。输种管的直径26-4Omm 之间（一般取30mm ) ，而光电传感器的发光二极管和光敏二极管的直径约为5mm ，故将4对传感器水平均匀安装在输种管上组成传感器组，其检测范围能覆盖整个输种管，其电路如图3-1 所示。
图3-1 发光二极管电路
3.1.3、受光器件的选择
常用受光器件有光敏二极管、光敏三极管、光敏电阻等。
红外光敏二极管具有线性好，响应速度快，但光敏管直径只有 3mm 和 5mm 两种，如果用一支管作为受光面，容易产生很大的盲区，覆盖性差，如果采用多个管受光，可以增加受光面积，但各个受光面之间也有盲区。另外，光电管对接是根据接收到的不同的光强返回不同的高低电平信号，当有灰尘时，接收管可能检测不到微弱的光信号，导致检测结果不精确。光敏三极管同二极管，不予以考虑。
光敏电阻也是一种光敏器件，它根据半导体的内光电效应制成，具有以下特点：
（1）、光敏电阻对光特别敏感，光的有无或者强弱能使其电阻值有几十倍乃至几万倍的变化，灰尘不会影响信号的传递；
（2）、光敏电阻有不同的尺寸，最大直径20mm，该尺寸与输种管道尺寸近似，因此只需一个光敏电阻即可；
（3）、光敏电阻价格便宜，经济性好；
（4）、光敏电阻灵敏度范围为可见光到红外光，光谱范围宽，尤其对红外辐射有较高的响应速度。
分析比较各种受光元件，采用光敏电阻作为受光元件，型号为20517，直径20 mm ，外观图如下：
图3-2 光敏电阻外观图
图3-3给出了光敏电阻的光谱响应特性，可知其光谱范围为400~800 mm，范围较宽，且对于不同频率的光的相对灵敏度不同，在600~680可达80%以上。
图3-3 光敏电阻的光谱响应特性
3.1.4、光电传感器电路设计
综上所述，本检测电路选用红外光敏二极管作为受光器件，它与红外发光二极管一起组成一对红外发射接收管，对播种机下种情况进行监测，以下是一对光电二极管电路图的设计。
图3-4 光电二极管电路图
3.1.5、排种监测传感器的安装
气吸式播种机简介：如图3- 所示，气吸式排种器由真空室、种箱和吸种盘等组成。在吸种盘周边均匀分布有若干个吸种孔，吸种盘一面为真空，一面连接种箱，负压由风机提供，风机与真空室连接。工作室在风机作用下，使真空室形成负压，当吸种盘转动时，使种子吸附到上面，当吸附有种子的吸种孔转出真空室时，种子靠重力下落，进入输种管道。
图3-5 气吸式精密播种机排种器结构简图
排种监测的内容包括漏播、重播和粒数统计，漏播时包括种箱空和排种器出种口堵塞，重播包括开沟器堵塞和排种盘转速过快，根据这两种情况，把传感器安装在出种口下端部位，传感器安装结构简图如下：
图3-6 传感器安装结构简图
3.2、整形放大电路的设计
根据本系统的要求，传感器检测到的信号必须经过放大、限幅和整形处理才能输入单片机进行记数。
本设计选用通用运算放大器作为比较器。按运放是开环还是反馈回路，可分为单限电压比较器和迟滞电压比较器。为了提高电压比较器的抗干扰能力，通常将电压比较器的输出信号反馈回同相端形成正反馈，组成迟滞电压比较器，迟滞比较器与简单电压比较器在电路上差一个反馈电阻。由于正反馈加速了翻转过程，使传输特性更加接近理想化。
综合上述分析，本设计选用如下整形放大电路。
图3-7 整形放大电路
3.3、声光报警电路的设计
在播种作业中，若出现漏种或输种管堵塞故障时，就应启动声光报警装置，提示驾驶员停车排除故障。
3.3.1、声音报警电路的设计
系统中共用一套声音报警装置，所以要求当各行正常工作时，报警器不报警；倘若某行不下种或堵种时，除该行的所对应的发光二极管闪烁之外，同时警报装置发出警报响声。本电路采用了连续声的蜂鸣器作为报警器件。
图3-8 声音报警电路图
3.3.2、灯光报警电路的设计
当发生故障时，为防止在嘈杂环境驾驶员听不到声音警报，还需设置灯光报警电路，同时还利用指示灯指示故障所在行。本系统采用发光二极管（LED ）作为指示灯，为区分重播和漏播两种不同故障，使LED灯的发光状态发生改变。
3.4、单片机硬件系统的选择与配置
3.4.1、单片机的选择
INTEL 公司的51系列单片机片内有8KB程序存储器，这种CHMOS工艺的存储器，保持了HMOS的高速度和高密度特点和CMOS的低功耗的特点。它对开发设备的要求很低，开发时间也大大缩短。根据研究的特点，经过比较分析，选用INTEL公司生产的80C52 单片机。
3.4.2、80C52单片机的功能简介
80C52单片机采用40 线双列直插封装（DIP ）方式。下面简要介绍这些引脚的功能。
（1）、主电源引脚 VCC 为电源端，GND 为接地端
（2）、时钟电路引脚 XTAL1 和XTAL2
（3）、控制信号引脚 RST 、ALE / PROG、PSEN和EA / VPP
(4)、输入输出引脚 P0.0～P0.7、P1.0～P1.7、P2.0～P2.7、P3.0～P3.7
表3-1 P3口第二功能定义
端口引脚第二功能
3.4.3、可编程并行I/O接口芯片8255A
对于本系统的要求，由于系统外围配置和应用电路的需要，现有并行I/O 口已经不能满足，故需对系统的FO 线进行扩展。
可编程并行I/O接口芯片8255A 是一个为8080 / 8085 微机系统设计的可编程通用并行接口电路。由于80C52 单片机与Intel公司的MCS -51 系列是兼容的，故选用Intel 公司的通用型可编程I/O接口扩展芯片8255A ( 3 *8 ）来扩展I/O口线最为简捷可靠。扩展方法选用广泛采用的总线扩展方法。扩展的8255A芯片的数据输入线取自AT89C51的Pl口。
数据总线（8 条）DO-D7 为双向数据总线，用于单片机和8255A之间的数据传送和控制信息的传送。
数据端口PA 、PB 、PC 可以编程选择为输入或输出端口。
控制线（6 条）RESET 为复位线，高电平有效。复位时控制寄存器被清零，各端口设置成输入方式。CS为片选线，RD为读信号线，WR为写信号线，均为低电平有效。Al 、AO 为端口选择信号端，用来选中PA口、PB口、PC口和控制寄存器中的哪一组工作。
3.4.4、8255A芯片与80C52的接口电路设计
82
55
图3-9 8255A芯片与80C52的接口电路
图中8255A的端口选择信号线A0和A1分别接AT89C51的P2.5、P2.4端，片选CS接P2.3端，复位引脚接AT89C51的RESET端，8255A 的读写控制线RD和WR分别接AT89C51的RD和WR端，数据线D0～D7接P1.0～P1.7端。
本系统中8255芯片A口扩展为输入端口，B口扩展为输出端口，连接DAC0832，C口扩展为输出端口，连接六路LED灯。使8255A工作于方式0，此时A 、B 、C 口均为基本输入输出方式，输出锁存，输入三态。
3.4.5、时钟及复位电路电路设计
3.4.5.1、时钟电路
时钟电路是单片机电路的重要组成部分，它决定着单片机工作速度。在MCS-51 芯片内部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，其输出端为引脚XTAL2。而在芯片的外部，XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，从而构成一个稳定的自激振荡器，这就是单片机的时钟电路，时钟电路产生的振荡脉冲经过触发器进行二次分频之后，才能成为单片机的时钟脉冲信号。
图3-10 时钟振荡电路
电容C1和C2 取30PF 左右，晶体的振荡频率范围是0-24MHz 。晶体振荡频率高，则系统的时钟频率也高，单片机运行速度也就快。本系统采用12MHz的晶振，电容取3OpF。
3.4.5.2、复位电路
单片机复位是使CPU 和系统中的其他功能部件都处在一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，同时复位电路还是单片机系统上电瞬间时钟振荡电路正常起振的条件。
本系统采用RC 复位电路中的上电复位电路（如图示）。RST复位输入引脚通过一电容接至VCC端，同时经过一个电阻接地。上电复位的过程是在加电时，复位电路通过电容加给RST端一个短暂的高电平信号，此高电平信号随着VCC对电容的充电过程而逐渐回落。只要保证RST为高电平的时间大于两个机器周期，便能正常复位。
图3-11 上电复位电路
3.5、显示系统电路的设计
显示系统用来实时显示精密播种机的各项排种性能指标。单片机从传感器信息采集系统得到各项目标信号，将它们经过运算处理，得出各项性能指标，然后驱动显示设备显示，供驾驶员观察参考。在单片机系统中，常用的显示器有发光二极管显示器，简称LED。
本设计采用动态显示方式，数码管采用共阴极LED，选通电平为低电平。工作时轮流显示，并且使每位保持延时一段时间，以使视觉暂留效果，看起来不会有闪动的感觉。显示接口电路8位段选线接扩展芯片8255A的PA输出端口，4位位选线分别接AT89C51的
P3.0、P3.1、P3.2和P3.3端口。
图3-11 led显示电路
3.6、D/A转化电路的设计
单片机输出的8位控制信号为数字信号，需要转换为模拟电压信号才能输入变频器的控制端。本系统选用DACO832 数模转换器，其价格低廉、接口简单、转换控制容易。DACO832 由八位输入锁存器、八位DAC 寄存器、八位D /A转换电路组成。本系统采用单缓冲方式。
DACO832 的数据输入端DO～D7接单片机80C52的数据口Pl，由于该端口同时又作为显示电路的输出口，故对其进行扩展，DAC0832 接扩展芯片8255的PB口，WR1、WR2接地，数据允许锁存信号端ILE 接+5V电压，CS和XFER接单片机P2.6引脚。当P2.6输出低电平时选通DAC0832工作，数据进行D/A转换后输出控制变频器进行电机调速。
8
255
图3-11 DAC0832与AT89C51的接口电路
3.7、监控系统电源设计
以拖拉机的12V电瓶为电源，其优点在于与交流电网没有直接关系，干扰小，无需整流，12V直流经集成稳压芯片7805的稳压电路，获得5V直流，可满足本装置各个模块TTL 工作电平的需要。
本装置额电源模块、控制和报警模块集中在一个机壳内构成主机，主机安放于拖拉机驾驶室内，传感器通过电缆与主机连接，电缆用于主机与传感器信号、电流的交换。为在保证拖拉机的颠簸中使传感器的信号可靠传输，使用12航空接头主要包括传感器测试电路设计，整形放大电路设计，声光报警电路设计，单片机系统的选择配置及端口扩展，显示系统电路的设计和D / A 转换电路的设计。
四、监控系统软件的设计
硬件设计完成后，需要经过软件设计，将传感器获取的原始数据经过整形放大电路，送入微机进行运算处理，然后才能输出用做显示器的显示数或控制器的控制数据。因此软件背负着对采集到的数据进行分析处理的重任，本软件采用汇编语言进行编制程序。
4.1、软件系统的程序设计方案
4.1.1、主程序设计
软件主程序的功能是对单片机及其它芯片的工作状态进行初始化，同时组织调用各子程序，按预定要求完成控制功能。程序具体功能包括：
( l ）对单片机及其它芯片进行初始化。
( 2 ）调用各性能指标测量子程序。
( 3 ）当出现漏种或输种管堵塞故障时，调用声光报警子程序。
( 4 ）调用D / A 转换子程序。
图4-1 主程序流程图
4.1.2、播种机各性能指标测量子程
序
本系统采用光电传感器采集播种机各
性能指标，包括播种机排种量、排种速度等。
图4-2 检测程序流程
图
4.1.3、D/A转化子程序
以播种机的作业速度为参考值，由单片
机将排种速度信息与播种机作业速度相比
较，当排种速度大于参考值时，降低排种速度，反之，则提高排种速度。其中的数据传送由D / A 转换子程序来实现。
图4-3 D/A转化子程序流程图
4.2、小结
本章主要介绍了数据采集完成后单片机对数据的处理方法以及监测系统的软件设计。。主要介绍了主程序的设计，声光报警子程序的设计，D / A 转换子程序的设计，显示子程序的设计。
五、总结
本次课程设计是对我们大学所学有关自动化方面的一个总结，内容方面主要偏检测、信号处理，单片机知识，这和我们以往所做的机械方面的课程设计有所不同。在确定课题之后，我们小组到农机化教室仔细探讨了吸气式精密播种机的工作原理，以及其监测系统的工作要求。在近一周的时间里，通过查询资料，我们对监测系统的原理和要求有了很好的认识，通过大家的探讨，最终确定了设计任务的重点，即种箱和排种管道的种子信号检测与处理，并确定了最终方案。
在整个课程设计中，我们主要用到了机械工程检测技术，自动控制原理，单片机方面的知识，为了做好课程设计，我们又重新查阅课本，将有关知识复习一遍。在整个设计过程中，我们温习了知识，再次学习了一下论文的排版格式，为我们的毕业设计打下了一定基础。最重要的还是我们学到了团结与包容，小组成员有考研的同学，找工作的同学，大家对课程设计的心态不是很一致，但是在设计过程中，大家相互理解，最终还是团结在一起完成了本次课程设计，这种团结与包容的精神对我们今后的工作和学习都会起到重要作用！
通过这次课程设计我深深的感到了理论和实践之间的巨大差距及其联系。平时大家的理论知识很好，但在课程设计中并不能得心应手，在做设计时需要全面考虑，将所学知识揉合在一起，但我们做的并不好。我们搞设计，实现目标的方法有很多，但是要做好，我们就需要考虑到各种细节，将所有问题综合考虑，有关设计方面的语言我们从课本上读过不少，但是真正做到的却不多，我们喜欢将问题简单化，不愿去深究，这样又如何能做出满意的成果来呢？
最后我们很感谢所有的指导老师们，谢谢您们在寒冷的冬日里准时到教室为我们讲解，帮助大家分析机器及设计方案的确定。课程设计快结束了，我们的大学也快要结束了，真心的再次感谢所有的指导老师！
参考文献
[1]李敏，孟臣，张锡智．《精密播种智能监视仪的研制》；
[2]陆黎，胡建平，王韩伟，《精密播种机监控系统的发展现状及创新研究》；
[3]杨景芝，付丽娟．《基于光电传感器的精密播种机排种检测报警系统》；
[4]匡丽红，张伟．《精密播种机种肥智能检测系统》；
[5]刘淑霞，孙耀杰等．《精密播种机微机监测系统研究》；
[6]郑送军，杨卫民．《精密播种机排种器自动监测系统设计》；
[7]陈绍斌，吕新民，张丽君．《精密播种机监测系统的研究与开发》；
[8]周立明，张小超．《基于电容测量的精密播种机监测系统研究》；
工厂厂房监控设计方案
本工厂安防监控系统设计方案解决一工厂厂区和大楼的视频监控系统，工厂厂区占地面积约8000多平米，长约120米，宽约70米。内有一栋仓库和两栋厂房，主要需要在工厂的主要道路、厂房周边以及厂房的出入口、楼梯口等共设立50个监控点。 一、工厂监控项目需求 此项目为一工厂厂区和大楼的视频监控系统，工厂厂区占地面积约8000多平米，长约120米，宽约70米。内有一栋仓库和两栋厂房，主要需要在工厂厂区的主要道路、厂房周边以及厂房的出入口、楼梯口等共设立50个监控点（如图所示），其中一个动点，其余全部为定点，要求根据现有的点位图，进行二次深化设计，确定选用的设备参数和型号,要求全部选用高清红外夜视摄像机。 工厂监控控制台设置在丙类厂房一层，需要值班人员实时监控，视频资料需要保存至少一个月，有什么情况可以回放视频资料，并且回放的时候不影响实时录像。另外建立一个有8台20寸监视器组成的电视墙，要求通过控制键盘和硬盘录像机都可以控制厂区内的动点监控点。 工厂各个监控点到监控室的线缆需要通过线槽或金属管敷设（如图所示），黄色部分为200x100的线槽，蓝色部分为Φ25的金属管，室外全部地埋敷设，室内的全部走顶内或沿墙壁敷设。 二、工厂监控方案介绍 根据项目需求，本套工厂视频监控系统基本可以分为前端部分、传输部分、控制存储和显示部分组成，还具有对图像信号的分配切换、存储、处理等功能。 2.1、前端部分 前端部分主要是摄像机以及其配套的产品等，包括电源、支架、护罩等，是整个系统的“眼睛”。它布置在工厂厂区的某一位置上，实时采集各个监控点的视频画面，并通过传输部分传回监控室，进行处理。 根据工厂的设计图纸和具体需求，本套视频监控系统共设计50个监控点，分别设计在工厂各层厂房周边、厂房各层的出入口、走廊以及仓库内等重要场所安装监控摄像机进行现场实时监控并录像，以保障工厂的保安可以有效的杜绝安全隐患的发生，单位领导也可以随时随地了解到工厂内工人的工作情况。 本工厂的前端设备分布情况以及设备选型如下： 厂区内共设计安装12个监控点，全部为室外监控，主要监看道路以及厂房、库房周边，设计一个动点，11个定点。其中在工厂西侧停车场旁边安装一只高清红外高速球，型号为KV-C8807R-A，其内置300倍一体化变焦镜头，自带150米的红外灯，白天为彩色，晚上自动转换为黑白，并且自动启动红外灯进行补光；可360°连续旋转，方便快速跟踪可疑的人员和车辆；具有128个预置位，可以快速监看重要位置；内置风扇和加热装置，适合于安装在室外，全天候工作。其余的11个定点摄像机均选用凯威系列的30米、50米高清红外一体摄像机，型号为KV-C3053-A-CM/KV-C3055-A-CM，主要监看小区出入口、道路以及库房、厂房门口和周边的情况，全部为室外壁装。摄像机自带30米或50米的红外灯，具有双滤光片自动切换功能，到晚上自动切换为黑白图像，并且自动启动红外灯，切换到红外滤光片模式，可以更好的接收红外光，使得晚上图像效果更佳。其防尘、防水，达到IP66的防护等级，可以直接室外安装。 工厂甲类仓库长约25米，宽约10米，需要监看到仓库的整体情况，设计安装4
课程设计-自动化生产线监控系统
摘要 (2) 一：概述 (3) 二：自动化生产线监控系统的方案设计 (3) 2.1、研究的目的、意义 (3) 2.2、自动化监控系统的控制要求 (4) 三、自动化生产线监控系统电路设计 (4) 3.1、设备选型 (4) 3.1.1、命令输入设备选型 (4) 3.1.2、传感器设备选型 (4) 3.1.3、计算机选型 (4) 3.1.4、I/O选型 (4) 3.2、系统方框图 (5) 3.3、FX2N-48MR 的I/O分配表： (5) 3.4、系统接线图 (5) 3.5、系统软件选型 (6) 四、系统软件的设计与调试 (6) 4.1、建立工程 (6) 4.2、定义变量 (9) 4.2.1变量的分配 (9) 4.2.2变量定义的步骤 (9) 4.3画面的设计与编辑 (12) 4.4 动画连接和调试 (15) 4.5 控制程序的编写 (16) 4.5.1 事件命令语言程序的编制 (16) 4.5.2应用程序命令语言程序的编制 (17) 五、程序的模拟运行遇调试 (18) 5.1 配置画面 (18) 5.2程序的模拟调试 (19) 六、软硬件联调。 (19) 6.1 系统的电路连接 (19) 6.2 FX2N-48MR 型PLC通信参数设置 (19) 6.3 在组态王中进行三菱FX2N-48MR型设备配置 (19) 6.3.2 将I/O变量与设备进行连接 (21) 6.3.3 系统软、硬件的联调 (21) 七、结论 (21) 八、致谢：..................................................................................错误！未定义书签。参考文献. (22) 附录： (23)
安防课程设计任务书
安全防范系统课程设计任务书 一、课程设计的目的 智能建筑是以建筑环境为平台，运用系统工程、系统集成等先进的科学原理和技术，通过对建筑物的结构（建筑环境结构）、系统（各应用系统）、服务（用户需求服务）、管理（物业管理）以及他们之间的内在联系进行最优化设计，而获得一个投资合理、高效、幽雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。 通过课程设计，使学生了解和掌握各种安全技术防范系统的工作原理、控制要求和适用场合，了解和掌握安全技术防范各子系统的设计方法、设计依据和设计步骤。 二、课程设计要求 以一单体建筑为设计对象，通过运用所学的《安全防范系统》的相关知识，完成该建筑安全防范系统的方案及相关系统设计。 课程设计报告的具体要求： 1.熟悉安全防范系统的常用规范，通过各种渠道收集相关资料；综合运用所学基础理论知识和专业知识，独立分析和解决安全防范系统工程设计中一般工程技术问题； 2.具有将《安全防范系统》课程所学理论知识综合应用于工程实践的能力，提高绘制工程图，增强作为现代建筑电气工程师应具备的基本技能。 3.了解建筑安全防范系统设计程序，能使用手册、标准图集和产品样本，了解有关的设计规范。 4.能多角度观察问题和抓住工程技术关键，通过社会调研，收集资料，提出新的设计方案和设计思路，在设计中得到体现。 5.掌握建筑安全防范系统设计的原理、方法，能正确表达设计意图。 三、课程设计任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书、图纸、实物样品等要求〕 课程设计任务及工作量如下： 1.建筑安全防范系统的整体系统框架图。 2.建筑的各楼层的安防布防图。 3.各安防子系统的系统配置图。 4.安全防范系统方案设计书（含：系统总体规划、各安防子系统设计、系统联动设计及主要设备配置方案）。 四、设计步骤和方法 以某一建筑为设计对象，进行智能建筑安全防范系统的设计。包括视频监控、楼宇对讲、入侵报警、出入口控制、电子巡更、停车场管理、一卡通等方面。
监控系统检测报告
报告编号：L A X-J K 煤矿安全监控系统 安全检验报告 委托单位：宁阳县南宁矿业有限公司 受检单位：宁阳县南宁矿业有限公司 系统名称：煤矿安全监控系统 规格型号： KJ76NA 检验类别：委托检验 检验日期： 2011年11月07日 济南鲁安信安全技术有限公司 注意事项 1、报告检测数据仅对当时状态负责。 2、报告无编写、审核、批准人签字无效。 3、报告未加盖济南鲁安信安全技术有限公司“公章”、“检测专用章”和骑缝章者无效。 4、未经同意，不得复制报告。经同意复制的报告,未重新加盖“检 测专用章”者无效。 5、报告涂改无效。
6、若对检验报告有异议，应于收到报告之日起十五日内向检验机构提出，逾期视为受理。 检验机构名称：济南鲁安信安全技术有限公司 检验机构地址：济南市天桥区二环北路18号 邮政编码： 250032 电话： 传真： 目录 目录................................................... 第一部分检验报告...................................... 一、煤矿安全监控系统安全检验报告 ........................ 二、检验环境与设备一览表 ................................ 第二部分监控系统配置布放检验.......................... 一、矿井及监控系统布设概况 .............................. 二、机房............................................... 二、监控系统分站及传感器布放检验 ........................ 1、系统基本参数表...................................... 2、分站配置布放检测.................................... 3、系统传感器布放配置检测.............................. 第三部分系统功能检验.................................. 一、系统基本功能检验 .................................... 二、系统软件功能检验 .................................... 1、一般软件功能检验.................................... 2、系统显示功能检验....................................
高速公路隧道视频监控系统
高速公路监控系统 课程设计 题目名称 学号 姓名 指导教师 提交日期
高速公路隧道视频监控系统课程设计 一、说明 1、高速公路与一般公路相比，具有线型好，交通流量大，车行速度快等特点，高速公路隧道又是高速公路路网的咽喉路段，如不采用先进的监控管理措施，在交通量大、气候恶劣的情况下，极易发生交通事故和交通阻塞。视频监控系统的建立可实施高速公路咽喉地段交通流量和交通运行监视，对关键路段实施交通适时控制，及时发现各种异常情况并采取应急措施，以确保高速公路安全、快速、舒适、经济地运营。 2、本次设计某公路隧道为单向双车道双洞隧道，上下行线长均为5km，行车道每隔150m左右设置一台摄像机，双洞大约共要64台摄像机。两洞之间由4个车行横洞相连，每1km设计一个车行横洞。隧道的主要技术条件为：隧道单洞净宽10.5m，净高5m，行车道宽7.5m，设计车速80km/h。 3、根据隧道特点，视频监控系统设计应充分考虑到本隧道具有距离长、照度低、通风条件差、湿度高及有害气体浓度大、以及具有较强腐蚀性等特点。系统要求在隧道正常运行时，能够循环显示监视图像，并还能将所有监视画面集中显示。在右报警时，能自动切换进行监视，并能启动录像机进行录像存档。系统还要求摄像机有自动检测功能。 4、对于高速公路隧道的视频监控方案主要考虑隧道的入口、中间段、出口处的实时图像状况。 视频监控系统的功能主要体现在以下几方面： 1）通过网络实现远程视频图像实时浏览； 2）通过图像监控结合远程和本地人员操作经验的优势，避免误操作； 3）通过图像监控报警联动功能，对突发事件及时预警和及时处理； 4）配合其它系统的工作。 5、视频监控系统由视频摄像子系统、图像传输子系统、输出子系统、控制子系统组成。 1）视频摄像子系统，包含摄像机、摄像机镜头、摄像机支架、防护罩、云台等。主要任务是全天候拍摄隧道中监视范围内的车辆及环境场景，完成信息采集。 2）图像传输子系统，主要指视频发射机、中继器、接收机、线缆、视频分配器等。完成采集图像信号的传输工作。 3）输出子系统，包括监视器、硬盘录像机、延时录像机。将接收到的图像一一显示出来。 4）控制子系统，包括云镜控制器或控制键盘、副控键盘、矩阵切换器、画面分割器等。控制系统是实现整个系统功能的指挥中心。 摄像系统将现场的视频信号采集拾取到监视系统中，由传输系统完成视频信号的传递，视频信号在监控室连接到监视器、录像机等输出设备，系统用户通过控制键盘、解码器等控制子系统的设备完成变焦、旋转等功能，其基本原理图如
机电一体化课程设计报告
机电一体化系统设计基础 课程设计报告 专业：机械电子工程 班级：机电0811 学号： 2008716022 姓名：陈智建 指导教师：刘云、柯江岩 2012 年 1 月 13 日
目录 第一节绪论 (3) 1.1课程设计目的意义 (3) 1.2课程设计任务描述 (3) 1.3数控铣床的性能指标设计要求 (3) 第二节总体方案设计 (4) 2.1主轴驱动系统设计方案 (4) 2.2 X/Y/Z轴控制系统方案设计 (4) 2.3电气系统设计方案 (4) 第三节传动系统设计 (5) 3.1主轴传动系统的设计 (5) 3.1.1主轴电机选择 (5) 3.1.2变频器的选择 (5) 3.1.3主轴传动系统设计 (5) 3.2伺服驱动系统设计 (6) 3.2.1伺服传动机构设计 (6) 3.2.2伺服电机选择 (6) 3.2.3 滚珠丝杠的选择 (6) 3.2.4滚珠丝杠支承的选择 (8) 3.3设计验算校核 (8) 3.3.1惯量匹配验算 (8) 3.3.2伺服电机负载能力校验 (9) 3.3.3系统的刚度计算 (9) 3.3.4固有频率计算 (10) 3.3.5死区误差计算 (11) 3.3.6系统刚度变化引起的定位误差计算 (11) 第四节电气系统设计 (12) 第五节总结 (15) 参考文献 (15) 附：6张系统框图和元器件图
第一节绪论 1.1课程设计目的意义 机电一体化是一门实践性强的综合性技术学科，所涉及的知识领域非常广泛，现代各种先进技术构成了机电一体化的技术基础。机电一体化系统设计基础课程设计属于机械电子工程专业的课程设计，培养学生综合应用所学的知识，进行机电一体化系统设计的能力。 1.2课程设计任务描述 本课程设计主要要求学生设计一数控铣床的传动系统跟控制系统，即在已有数控系统的基础上，根据实际加工要求，进行二次开发。由于生产数控系统，伺服电动机的驱动器，伺服电机的厂家很多，即使同一厂家，其生产的产品系统和型号也很多。为了避免在设计过程中选型过于宽广，并考虑到本设计的目的主要是为了训练从事设计的基本能力，数控系统规定选用Fanuc OI MATE MC。根据该数控系统控制性能，可控制3个伺服电动机轴和一个开环主轴（变频器），满足4轴联动数控铣床的控制要求。考虑到CNC控制器，驱动器和电机之间电器接口的相互匹配，在该设计中，要求3轴伺服驱动器，伺服电动机都采用Fanuc 公司生产的产品。 1.3数控铣床的性能指标设计要求 （1）主轴的转速范围：1000—24000 （rpm） （2）主轴电机功率：30/37 kw （3）X/Y/Z轴快速进给速度15/15/15m/min，X/Y/Z轴切削进给速度，1-10000 mm/min （4）系统分辨率：0.0005mm,重复精度0.02mm。
大型工厂安防监控系统设计方案
大型工厂安防监控系统设计方案
大型工厂安防监控系统设计方案 【正文】 【解决方案】XXXX公司化工机械厂, 占地50万平方米, 共三大车间, 主要有进出3个大门, 为了使XXXX公司化工机械厂的安全防范工程达标。参照《XXXX公司化工机械厂监控安全系统设计》的精神, 本公司严格按照业主的要求, 特选用了一套集监视、防盗报警为一体的安保系统为业主提供高效、可靠的技术防范手段。 工程概述 XXXX公司化工机械厂安全防范系统包括: 闭路电视监控( CCTV) 系统、防盗报警系统、周界静电防盗报警系统。 闭路电视监控系统 闭路电视监控系统主要是辅助保安系统对XXXX公司化工机械厂内外的现场进行监视。它使管理人员在监控中心机房中能观察到XXXX公司化工机械厂内所有重要地点的情况。如在出入口、通向室外的大门、边门、主要通道等处安装摄像机, 将厂区的情况以图像方式实时传送到监控中心, 值班人员经过电视屏幕墙
能够随时了解这些地方的重要情况。监视系统除了起到正常的监视作用外, 在接到防盗报警系统的示警信号后, 还能够进行实时录象, 录下报警时的现场情况, 以供事后重放分析。 防盗报警系统 防盗报警系统是用报警探测器对厂区内重要地点和区域进行布防。它能够探测非法侵入时, 及时向有关人员示警。防盗报警系统除以上功能外, 还有就是一旦有报警, 便即时记录入侵时间、地点和人物, 同时向监视系统发出信号, 让其录下现场情况。 系统需求 安保系统的设计应根据建筑物的使用功能、建设标准及业主的要求, 并贯彻国家已颁布实施的有关"规范"、"标准", 考虑到节约成本, 需充分利用XXXX公司化工机械厂安保系统, 并综合运用电子信息技术、计算机网络技术、安全防范技术等, 构成先进、可靠、经济适用的安全防范体系。 系统设计总体原则 为了提高设计水平, 保证设计质量, 完成设计任务的根本保
XX工厂视频监控系统设计方案
工厂 视频监控系统工程 工 程 设 计 方 案 地址：传真：联系电话：
网址：邮箱：1 目录 一、系统应用概述 (3) 二、项目需求 (3) 三、前端设计 (4) 四、XXXXXXXXXXX工厂监控点分布及选型： (5) 五、设备安全 (5) 六、系统主要设备介绍： (6) 1、智能球型摄像机 (6) 2、低照度摄像机 (7) 3、超宽动态摄像机 (8) 4、强光抑制照车牌红外摄像机 (9) 5、一体化摄像机 (10) 6、海康威视嵌入式硬盘录像机 (11) 七、报价清单： (13) 技术支持与人员培训 (15) 售后服务 (15) 附平面设计图 (15) 2 一、系统应用概述 视频监控系统是安全防范技术体系中的一个重要组成部分,是一种先进的、防范能力极强的综合系统，它可以通过嵌入式硬盘录像机及辅助设备（云台、镜头等）直接观看被监视场所的情况，一目了然；同时它可以把监视场所的图像和声音全部或部分记录下来，这样就为日后对某些事件的处理提供了方便条件及重要依据。 二、项目需求 XXXXXXXXXXX工厂是将各摄像机的图像接入本地录像设备（即嵌入式硬盘录像机），通过嵌入式硬盘录像机将模拟图像进行数字化压缩处理后存储在硬盘中，然后通过网络访问嵌入式硬盘录像机，来查看、监视工厂内的安保情况。 系统主要实现功能如下： 1) 图像摄取功能 图象质量好、画面质量清晰逼真 对重要部位进行实时远程监控录像
可进行多画面分割和单画面显示。 可对整个场所进行全方位视频监控。 2) 录像功能 单路和多路图像信号同步录入，本地能保持将近15天的录像时间。 录像方式有以下几种： A、手动录像：人工操作录像； B、全天候录像：一天24小时不间断的录像； C、移动侦测录像：当有移动物体时开始录像，移动物体离开时停止录像； D、报警联动录像：当有传感报警时开始录像； E、事件录像：当发生某些事件时，系统自动开始录像。 录像的存储介质是硬盘，所有资料都存储在硬盘中，当硬盘存满时，系统会自动覆盖之前的录像，以最新的代替最老的，一天覆盖一天的覆盖过去。 3) 显示功能 本地通过显示器,用于终端显像,每一个监视器可显示4/9/12/16分割画面。监控中心可配备电视墙、视频矩阵和控制键盘，可以控制任意画面的任意切换，对监控范围内的所有摄像机进行切换监看。 3 4) 图像检索功能 对录像能方便检索回放；可指定某个时间段任意回放。 录像存储在硬盘录像机的硬盘里，用户可以在任意时间调查录像，可以选择任意一个通道、任意一个时间段的录像，再进行回放查看，如果录像存在疑问，还可以通过USB设备将录像直接拷贝下来。 系统中所用的嵌入式硬盘录像机具有网络功能，将录像机接入到网络上，无论是局域网里的用户还是广域网的用户，都可以通过网络录像机，查看现场的情况。 5) 远程传输功能 可将本地的硬盘录像主机的图像通过网络传输到有关部门进行远程监看。 系统中所用的嵌入式硬盘录像机具有网络功能，将录像机接入到网络上，无论是局域网里的用户还是广域网的用户，都可以通过网络录像机，查看现场的情况。 三、前端设计 根据甲方的需求及提供的图纸，设计大门口安装2支强光抑制照车牌红外摄像机，监看出入车辆情况及大门的情况；设计在侧门（消防紧急出入口）安装1个强光抑制照车牌红外摄像机，监看侧门出入的情况；设计在外围围墙安装15个低照度摄像机，监看外围围墙及厂周边的安保情况；设计在摩托车停放区安装1个低照度摄像机，监看停车场内的停车情况；设计在修车房安装1个低照度摄像机，监看修车房的情况；设计在车间一靠侧围墙通道安装2个低照度摄像机，监看走道的情况；设计在原纸仓的两个装卸货区安装2个低照度摄像机，监看货物的拆卸及出入的情况；设计在成品仓安装7个超宽动态摄像机，主要监视货物的出入情况；设计在车间一安装4个球型摄像机，监看车间内的工作情况；设计在3号厂房一层安装4个低照度摄像机，监视四个产品成品出口；在3号厂房二层安装3个球型摄像机，监视二层厂房内的工作情况；设计在4号厂房的一层、二层共安装6个球型摄像机，监视一、二层厂房内的工作情况；设计在办公楼安装若干个摄像机，确保办公室安保情况和协助管理；设计在宿舍楼安装若干个摄像机，确保宿舍楼的安保情况。
机电一体化课程设计报告
机电一体化课程设计报 告
机电一体化系统设计基础 课程设计报告 专业：机械电子工程 班级：机电0811 学号： 2008716022 姓名：陈智建 指导教师：刘云、柯江岩 2012 年 1 月 13 日
目录 第一节绪论 (4) 1.1课程设计目的意义 (4) 1.2课程设计任务描述 (4) 1.3数控铣床的性能指标设计要求 (4) 第二节总体方案设计 (5) 2.1主轴驱动系统设计方案 (5) 2.2 X/Y/Z轴控制系统方案设计 (5) 2.3电气系统设计方案 (5) 第三节传动系统设计 (6) 3.1主轴传动系统的设计 (6) 3.1.1主轴电机选择 (6) 3.1.2变频器的选择 (6) 3.1.3主轴传动系统设计 (6) 3.2伺服驱动系统设计 (7) 3.2.1伺服传动机构设计 (7) 3.2.2伺服电机选择 (7) 3.2.3 滚珠丝杠的选择 (8) 3.2.4滚珠丝杠支承的选择 (9) 3.3设计验算校核 (9) 3.3.1惯量匹配验算 (9) 3.3.2伺服电机负载能力校验 (10) 3.3.3系统的刚度计算 (11) 3.3.4固有频率计算 (11) 3.3.5死区误差计算 (12) 3.3.6系统刚度变化引起的定位误差计算 (12) 第四节电气系统设计 (13) 后附6张系统框图和元器件图。 (15) 第五节心得体会 (16) 参考文献 (17)
第一节绪论 1.1课程设计目的意义 机电一体化是一门实践性强的综合性技术学科，所涉及的知识领域非常广泛，现代各种先进技术构成了机电一体化的技术基础。机电一体化系统设计基础课程设计属于机械电子工程专业的课程设计，培养学生综合应用所学的知识，进行机电一体化系统设计的能力。 1.2课程设计任务描述 本课程设计主要要求学生设计一数控铣床的传动系统跟控制系统，即在已有数控系统的基础上，根据实际加工要求，进行二次开发。由于生产数控系统，伺服电动机的驱动器，伺服电机的厂家很多，即使同一厂家，其生产的产品系统和型号也很多。为了避免在设计过程中选型过于宽广，并考虑到本设计的目的主要是为了训练从事设计的基本能力，数控系统规定选用Fanuc OI MATE MC。根据该数控系统控制性能，可控制3个伺服电动机轴和一个开环主轴（变频器），满足4轴联动数控铣床的控制要求。考虑到CNC控制器，驱动器和电机之间电器接口的相互匹配，在该设计中，要求3轴伺服驱动器，伺服电动机都采用Fanuc公司生产的产品。 1.3数控铣床的性能指标设计要求 （1）主轴的转速范围：1000—24000 （rpm） （2）主轴电机功率：30/37 kw （3）X/Y/Z轴快速进给速度15/15/15m/min，X/Y/Z轴切削进给速度，1-10000 mm/min
监控设备检验报告
工程材料/构配件/设备报审表 致：山西神剑建设监理有限公司 我方于 2017 年 5 月 13 日进场的工程材料/构配件/设备数量如下（见附件）。现将质量证明文件及自检结果报上，拟用于下述部位： “拉菲香榭住宅小区”（1-6#）智能化系统工程， 请予以审核。 附件： 1、数量清单： 1 份 2、检验报告： 1 份 3、自检结果：合格 注：合格证原件存放于本公司 承包单位（章） 项目经理 日期 复查意见： 经检查上述工程□材料□构配件□设备，□符合□不符合设计文件和规范要求，□准许□不准许进场，□同意□不同意使用于拟定部位。 建设单位 总/专业监理工程师 日期
材料/构配件/设备数量清单及自检结果 工程名称 “拉菲香榭住宅小区” （1-2#）智能化系统工 程 分部（分项）工 程名称 网络监控系统 序号 材料/构配 件设备名称 规格型号 单 位 数量生产厂家编号 施工单位自 检结果 1电梯专用摄 像机 DS-2CD321 0D-I3 台19 浙江海康 公沪检 134596 合格 2红外智能球 机 DS-2DM1-7 74P 台2浙江海康 合格 350M红外防水 摄像机 DS-2CD321 0D-I5 台80浙江海康 合格 4电梯前室红 外摄像机 DS-2CD321 0D-I3 台50浙江海康 合格 5摄像机电源12V 2A个149深圳小耳朵 合格6摄像机支架G4110台106浙江海康 合格 7NVR DS-8632N- E8 台7浙江海康 合格 8高清切换器一切六台1深圳 合格9硬盘希捷2T块16 台湾 合格10硬盘希捷3T块20台湾 合格11无线传输 5.8G对15 卓联 合格12交换机8口台20 华山合格13交换机24口台 2 华山合格14交换机48口台2华山合格15解码器套1海康威视 合格 1642寸液晶高 清屏 US-M4201P ZW 台4深圳优色 合格 17监控机柜600*800*2 000 套1定做 合格 18主控电脑M4800N-34套1联想 合格
工厂视频监控系统设计方案
工厂视频监控系统设 计方案 第一章技术方案 1.1项目概述与需求 随着社会不断发展，安防监控系统越来越被各个行业重视，监控系统更是广泛地应用于各种安全生产环境中。 近年来，在工业生产行业发生事故的数量在不断增加，如何加强安全生产，提高预警和事后搜救工作效率，摆到了国家各级主管部门和领导的面前。在经济高速发展、能源供应紧张的形势下，如何处理好保证安全和提高产量的关系，需要深入研究，发展不能以牺牲环境和生命为代价。 建立完善的监控系统对促进企业经营发展，保障企业财产起到至关重要，结合“人防”、“技防”对于工厂监控系统工程进行建设，以达到预防犯罪、提高治安、提高管理效能的目的，更好地为企业效益服务。 1.2设计原则 在系统设计和设备选型方面，遵循以下原则： (1)先进性 应充分考虑信息化社会迅速发展的趋势和视频监控的本身特性、管理要求，在技术上适当超前，所采用的技术和设备应能保证满足信息化发展的需要，保证本系统图像建设的需要。并考虑发展的需要，使系统与未来扩展的设备有互联性与互操作性。系统建成后，其系统整体技术性能完全可以达到世界先进水平，并
能在一定时期内保持技术领先的地位。 (2)可靠性 系统必须具有高度的安全性、可靠性和稳定性。在设计弱电各子系统时，从系统配置、软件结构、设备选择、技术服务等诸方面进行综合考虑，选用技术上成熟的、具有发展前景的国内知名品牌产品。设计的系统和选用的产品能够确保在24小时连续工作模式下无故障运行。系统管理平台上也采用授权、密码、口令、验证、确认等手段，能确保系统设备可靠、无误的工作，确保应用可靠。 (3)实用性 一个系统是否实用、适用，是否符合实际应用是最主要的。我们在考虑系统的设计方案时，充分考虑管理的需要，又要考虑到具体职能部门的机构设置、管理模式、岗位分配、岗位职能等。使本系统适应于现代化管理的需要。 (4)可用性 弱电系统工程对营造现代化的管理、休闲环境和气氛起到很重要的作用，因此我们提供的“各弱电子系统”持续可用，所选用的产品均具有很高的质量标准和制造水平，其平均无故障工作时间长，即使发生临时性故障，产品维修维护方便，故障后需恢复正常工作的时间极短。即使在出现重大的故障时，如黑客攻击、网络瘫痪等，各子系统仍备有本地数据存储系统，并备有人工输入信息的操作截面，使授权的操作员能及时处理各类问题，确保系统仍能正常工作和操作。 (5)可维护性和可扩展性 本系统全部采用模块化积木式结构设计，应用软件中具有一定的开放性，设置扩展接口，以满足今后系统的扩展、升级要求，充分保护用户投资。 (6)集成性
银行视频监控系统课程设计报告书
银行视频监控系统课程设计
目录 1.引言 (4) 1.1设计背景 (4) 1.2建筑概况 (5) 1.3设计目标 (6) 2.设计依据和设计要求 (6) 2.1设计依据 (6) 2.2设计原则 (7) 2.3确定风险等级 (9) 3.系统组成 (12) 3.1 前端设备 (12) 3.1.1 摄像机 (13) 3.1.2 镜头的选择 (14) 3.1.3 其它前端设备 (16) 3.2 传输设备 (16) 3.2.1 视频信号传输 (17) 3.2.2 摄像机电源线 (17) 3.2.3 控制信号传输 (17) 3.2.4 传输部分的管槽敷设 (18) 3.3 终端设备 (18) 3.3.1 视频分配放大器 (18) 3.3.2 监视器 (18) 3.3.3 视频多画面分割器 (19) 3.3.4 录像机 (19)
4.系统功能说明 (19) 5.系统布设介绍 (20) 5.1前端监控设备布设 (21) 5.2系统原理图 (23) 5.3中心控制室布局设计 (23) 6. 设备选型 (24) 6.1 前端摄像机焦距计算 (24) 6.2 设备选择 (26) 7. 工程点位表 (31) 8. 结论 (32) 参考文献 (33)
1.引言 1.1设计背景 为了遏制和打击犯罪、减少金融风险，银行需要对重要地点和营业场所进行有效和可靠的监控，实现对重要地点和营业场所的音、视频资料进行录像保存。 目前，电视监控虽实现了由模拟到数字的技术提升，但使用管理方式并未发生质的变化，仍然停留在单点式管理阶段，其弊端表现在以下几个方面:一是监控由营业网点自行管理，由于人员素质及管理精力不足等原因，设备出现故障不能及时发现；二是网点分布广，查阅调用录像不方便；三是报警后不能自动及时上传图像资料，重点在事后查证；四是录像资料的调阅在就可直接办理，基层网点有关人员可以删除信息资料，甚至可以借所谓的"客观原因"停用录像；五是由于基层机构人力限制和岗位轮换等原因，掌握监控设施管理流程和技术的
机电一体化课程设计报告书
机电一体化综合课程设计 《机电一体化课程设计任务书》普通格式 一．课程设计的目的 本次设计是机电一体化和计算机控制课程结束之后进行的一个重要的综合性、实践性教学环节，课程设计的基本目的是： 1、掌握机电一体化系统的设计过程和方法，包括参数的选择、传动设计、零件计算、结构设计、计算机控制等培养系统分析及设计的能力。 2、综合应用过去所学的理论知识，提高联系实际和综合分析的能力，进一步巩固、加深和拓宽所学的知识。
3、训练和提高设计的基本技能，如计算，绘图，运用设计资料、标准和规，编写技术文件（说明书）等。 二．设计任务及要求 设计题目：车辆出入库单片机自动控制系统 1.设计容包括：总体设计，机械系统的设计与计算，计算机控制系统设计，编写设计计算说明书； 2.课题容简介或设计要求：编制一个用单片机控制的车辆出入库管理控制程序，控制要求如下：1）入库车辆前进时，经过1# → 2#传感器后计数器加1，后退时经过2# → 1#传感器后计数器减1，单经过一个传感器则计数器不动作。2）出库车辆前进时经过2# → 1#传感器后计数器减1，后退时经过1# → 2#传感器后计数器加1，单经过一个传感器则计数器不动作。3）设计一个由两位数码管及相应的辅助元件组成的显示电路，显示车库车辆的实际数量。 3.机械部分的设计： 4.计算机控制的设计：设计显示电路图，并按图连接。画出单片机接线图，并按图接线。编制控制程序。 摘要 本次设计车辆出入库单片机自动控制系统的基本功能和设计思路，根据给定的条件，综合运用所学的基本理论、基本知识和相关的机械和电子方面的知识，完成车辆入库自动控制，并画好元器件的连接图，其中包括装置的原理方案构思和拟定；原理方案的实现，设计计算与说明。 车辆出入库单片机自动控制系统对我们生活很贴近，一个很实用的系统，可以有效地帮助我们管理车库，再加上如果用单片机来实现的话成本低，很实用，这是一个很有意义的设计。车辆入库单片机自动控制系统的难点在于,如何控制
某工厂安防监控系统解决方案
某工厂安防监控系统解决方案 (总11页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除
某工厂安防监控系统解决方案 一、监控目的和设计要求 1.监控目的 1）提高安全防护保障 防止高昂成本的原料和成品的丢失。 员工的人生财产得到有效的安全保障。 外来人员的进出得到实时的监控。 2）提高生产效率 懒散的员工在视频监控的作用下将认真工作，从而提高生产效率。 及时发现不规范的操作，便于纠正等。 管理人员可以更有效的工作。 3）提高公司规模度 安防系统是企业硬件设施的一部分，可以提升规模感。 对外作为公司形象与规模展示，提升信誉度。 2. 设计要求 在厂区内各重要路段区域、厂区围墙各关键部位，安装闭路电视摄像头； 全天候监视，并存储录像资料； 厂区围墙安装周界报警系统，配合电视监控系统使用，在夜间防范非法入侵并报警；
摄像机采用可转动和自动调焦的，采用夜视效果或宽动态效果较好的摄像机，以使在背 光情况和夜间光线较弱的条件下清晰成像； 录像主机具有网络功能，能直接将摄像机图像远传或发送到多台分控主机上。 二、方案设计 1. 系统组成 “某工厂安全防范系统”由电视监控单元和防盗报警单元组成。 电视监控系统由前端设备、传输设备、主控设备和显示设备四大部分组成。前端设备由安装在各监控区域的摄像机、高速云台摄像机等组成，负责图像和数据的采集及信号处理；传输设备包括同轴电缆和信号线缆，负责将视/音频信号传输到机房的主控设备；主控设备负责完成对前端音、视频信号进行压缩处理、图像切换、云镜操作等所有功能项的控制；显示设备主要是显示器，用以实时显示系统操作界面、监控区域图像和回放存储资料。 传统的监控方式（模拟监控方式）是采用分散控制，监控和报警作为子系统各成一体，独立进行操作和控制，不利于操作人员的管理。当前，我们采用先进的计算机多媒体监控方式，通过数字监控主机建立一个全新的控制平台，能够将各子系统功能全部集中在该控制平台上，即一台数字硬盘录像主机上，只需通过鼠标点击，便可进行综合管理，这样不仅能够使控制变的更加简单、直观、有利于管理，并且节省资金。 防盗报警系统一般由报警传感器、传输设备、报警控制器、通信系统组成。报警传感器置于被监控的现场，用来探测所需的目标；报警控制器主要处理前端报警传感器送出的报警电信号；通信系统主要通过有线与报警中心联网。 2. 布防点设计： 厂区总出入口，共装设1路室外红外夜视摄像机； 总出入口两侧绿化带各装1路红外夜视高速云台摄像机；
实时监控报警系统—课程设计报告
中北大学 课程设计报告 （实时监控报警系统） 学院：软件学院 专业：软件工程系 学生姓名：严云飞学号：0921010447 设计题目：实时监控报警系统 设计地点:软件学院机房 指导教师:尹四清薛海丽
目录 一、课程设计题目……………………………………………………… 二、设计目的…………………………………………………………… 三、需求分析………………………………………………………… 四、概要设计…………………………………………………………… 五、详细设计…………………………………………………………… 六、心得体会…………………………………………………………
一、课程设计题目: 实时监控报警系统 二、设计目的 数据结构是计算机专业的核心课程，是计算机科学的算法理论基础和软件设计的技术基础。它主要研究信息的逻辑结构及其基本操作在计算机中的表示和实现。 数据结构是实践性很强的课程。课程设计是加强学生实践能力的一个强有力手段。课程设计要求学生在完成程序设计的同时能够写出比较规范的设计报告。严格实施课程设计这一环节，对于学生基本程序设计素养的培养和软件工作者工作作风的训练，将起到显著的促进作用。 三、需求分析 1．程序设计任务： 建立一个报警和出警管理的系统。 2. 明确规定： 1. 采用一定的存储结构存储报警信息，要求有内容、时间； 2. 有一次的出警就应该在待处理的信息中删除这条信息； 3. 记录出警信息； 4. 待处理信息过多时会发出警告； 四、概要设计 1本程序中用到的抽象数据类型定义如下 ADT List { 数据对象：D={ai|ai∈ElemSet,i=1,2,....,n,n>=0} 数据关系:Rl={
机电一体化课程设计
专业：机电一体化 班级： 08—1班 老师：刘顺东 学号： ******** 姓名： **** 日期： 2013年2月
XY工作台部件及单片机控制设计 目录 1.序言 (3) 2.总体方案设计 (3) 2.1.设计任务 (3) 2.2.总体方案确定 (3) 3.机械系统设计 (4) 3.1.工作台外形尺寸及重量估算 (4) 3.2.滚动导轨的参数确定 (5) 3.3.滚珠丝杠的设计计算 (6) 3.4.步进电机的选用 (8) 3.5.确定齿轮传动比 (13) 3.6.确定齿轮模数及有关尺寸 (13) 3.7.步进电机惯性负载的计算 (13) 4.控制系统硬件设计 (14) 4.1.CPU板 (14) 4.2.驱动系统 (16) 4.3.控制系统软件的组成和结构 (18) 5.参考文献 (22)
1.序言 据资料介绍，我国拥有400多万台机床，绝大部分都是多年累积生产的普通机床。这些机床自动化程度不高，加工精度低，要想在短时期内用自动化程度高的设备大量更新，替代现有的机床，无论从资金还是从我国机床制造厂的生产能力都是不可行的。但尽快将我国现有的部分普通机床实现自动化和精密化改造又势在必行。为此，如何改造就成了我国现有设备技术改造迫切要求解决的重要课题。 在过去的几十年里，金属切削机床的基本动作原理变化不大，但社会生产力特别是微电子技术、计算机技术的应用发展很快。反映到机床控制系统上，它既能提高机床的自动化程度，又能提高加工的精度，现已有一些企业在这方面做了有益的尝试。实践证明，改造后的机床既满足了技术进步和较高生产率的要求，又由于产品精度提高，型面加工范围增多也使改造后的设备适应能力加大了许多。这更加突出了在旧机床上进行数控技术改造的必要性和迫切性。 由于新型机床价格昂贵，一次性投资巨大，如果把旧机床设备全部以新型机床替换，国家要花费大量的资金，而替换下的机床又会闲置起来造成浪费，若采用改造技术加以现代化，则可以节省50%以上的资金。从我国的具体情况来讲，一套经济型数控装置的价格仅为全功能数控装置的1/3到1/5，一般用户都承担得起。这为资金紧张的中小型企业的技术发展开创了新路，也对实力雄厚的大型企业产生了极大的经济吸引力，起到了事半功倍的积极作用。 据国内资料统计订购新的数控机床的交货周期一般较长，往往不能满足生产需要。因此机床的数控改造就成为满足市场需求的主要补充手段。 在机械工业生产中，多品种、中小批量甚至单件生产是现代机械制造的基本特征，占有相当大的比重。要完成这些生产任务，不外乎选择通用机床、专用机床或数控机床，其中数控机床是最能适应这种生产需要的。 从上述分析中不难看出数控技术用于机床改造是建立在微电子现代技术与传统技术相结合的基础之上。通过理论上的推导和实践使用的证明，把微机数控系统引入机床的改造有以下几方面的优点：1）可靠性高；柔性强；易于实现机电一体化；2）经济性可观。为此在旧的机床上进行数控改造可以提高机床的使用性能，降低生产成本，用较少的资金投入而得到较高的机床性能和较大的经济效益。 2.总体方案设计 2.1.设计任务 设计一个数控X-Y工作台及其控制系统。该工作台可用于铣床上坐标孔的加工和腊摸、塑料、铝合金零件的二维曲线加工，重复定位精度为±0.01mm，定位精度为0.025mm。 设计参数如下：负载重量G=150N；台面尺寸C3B3H＝145mm3160mm312mm；底座外形尺寸C13B13H1＝210mm3220mm3140mm；最大长度L=388mm；工作台加工范围X=55mm，Y=50mm；工作台最大快移速度为1m/min。 2.2.总体方案确定 2.2.1.系统的运动方式与伺服系统 数控系统按运动方式可分为点位控制系统，点位直线系统，连续控制系统。如果工件相对于刀具移动过程中不进行切削，可选用点位控制方式。由于工件在移动的过程中没有进行切削，故应用点位控制系统。对点位系统的要求是快速定位，保证定位精度。定位方式采用增量坐标控制。 为了简化结构，降低成本，采用步进电机开环伺服系统驱动X-Y工作台。
安防监控系统方案
安防监控系统方案 一、方案概述 随着现代化企业制度在我国的普及和深化发展，企业的信息化建设不断深入，各企业特别是大中型企业都加快了信息网络平台的建设；企业正逐步转向利用网络和计算机集中处理管理、生产、销售、物流、售后服务等重要环节的大量数据。 传统的厂区周界安全防范系统是建立高高的围墙,铁栅栏等,如果有非法入侵无法及时发现和处理，那么就需要有一套先进,科学,实用,性能稳定可靠的安全防范监控系统来实现, 为了更好的保护财产及工厂的安全, 根据企业用户实际的监控需要，一般都会在工厂周边、大门、办公楼、生产车间、仓库、机房等重点部位安装摄像机。监控系统将视频图像监控,实时监视,多种画面分割,多画面分割显示,云台镜头控制,打印等功能有机结合的新一代监控系统，同时监控主机自动将报警画面纪录,做到及时处理,提高了保卫人员的工作效率并能及时处理警情，能有效的保护工厂财产和工作人员的安全,最大程度的防范各种入侵,提高处理各种突发事件的反映速度,给保卫人员提供一个良好的工作环境,确保整个工厂的安全。 在现代化企业中，工厂实施视频监控系统，安全保卫部门可以实现在企业厂区门口、厂房、办公楼、周界围墙、仓库等目标进行实时全天候视频监控，对厂内各主要通道和生产场地进行监控，行政部门可以了解员工工作情况，加强员工考勤管理，提高工作效率，需对生产和办公场所进行视频监控，生产管理部门实现及时了解各车间的工作情况和流水线的生产情况，但视频图像必须保密，某些车间因工作环境有害人体健康，需要实现无人作业，这就需要远程监控生产过程，某些设备因安装位置不易接近，人工巡视作业危险性较大，需用摄像机进行远程监视，企业领导在办公室利用桌面微机，随时了解各主要生产环节的实时生产状况，处理突发事件，与现场进行双向语音交流，外出时可利用上网输入密码登录进入系统，随时了解生产情况，异地监控需求对于跨地区大中型企业，除本地建立网络监控系统外，还可对分支机构进行集中远程视频监控。厂区闭路监控系统实施可实现其功能为： 1 实时对各个大门进行高清晰视频监控 2 可录制各点的视频录像以备安防查用 3 有效保证生产现场的安全规范操作 4 物资出门及劳动纪律考察 5 实时监控各个大门口的物资交接情况 6 调节镜头的焦距可以清晰的观测到车辆出入的具体细节 7 在上下班时可以对大门口员工的到位情况进行监控 8 随时考察员工的实际生产劳动纪律 为进一步满足社会经济发展与人们文明生活的高标准要求，创造一个安全、舒适、温馨、高效的生产与生活环境，并根据各种不同厂区的需要，从工厂的具体实际出发，做到配置合理，留有扩展余地，技术先进，性能价格比高，确保系统性能高质量，高可靠性。