基于增量式光电编码器的自动扶梯多参数测试仪研究

发布时间：2017-07-30 02:23

  本文关键词：基于增量式光电编码器的自动扶梯多参数测试仪研究

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【摘要】：安全、便捷、舒适是人们日常生活出行孜孜以求的向往。特别是，随着人们生活水平的提高，以及当今现代化快节奏的生活方式，促使人们对生活安全性、便捷性、舒适性的要求日益提高，为此，在大型商场、人行道、地铁、机场等公共场所，大多已安装了自动扶梯，自动人行道等大型运载设备。 然而，人们虽因自动扶梯使得生活的便捷性、舒适性提高了，但也因自动扶梯安全性事故却屡屡发生，对公共财产与安全造成损失或影响，更有甚者出现人员伤亡。究其原因，自动扶梯在复杂环境下长时间、高负荷的运行，必然会对扶梯的性能或功能产生损耗乃至不利的影响。通常情况下，此影响主要表现为：扶手带与梯级产生速度偏离；扶梯由待机转运行时加速度过大；更有甚者，上行扶梯发生逆转。因此，每当此类安全事故发生时，社会舆论对自动扶梯安全性较之便捷、舒适关注度急剧上升，并在一定程度上引起人们对乘坐自动扶梯的恐惧或不安感。 诚然，目前对自动扶梯的测试方法研究、测试仪器开发等工作，国内外已开展相应工作，并有些许设备出现在市场上。但从功能、性价比、测试精度、操作步骤简易度、便携性等多角度考察这些仪器时，其或多或少都不能满足要求。在硬性指标上，市场上现有测试仪虽能满足GB16899-2011《自动扶梯和自动人行道的制造与安装规范》上对仪器的要求，但在其他方面仍或有欠缺。 有鉴于此，本论文依托重庆市安全生产监督管理局安全生产事故预防科技项目（CQAWS2013Y-010）和重庆市质量技术监督局科技计划项目（KY201201）开展了自动扶梯多参数测量仪的研究工作。通过对扶梯测试仪器原理和扶梯检测过程进行深入了解及对市场现存扶梯测试设备进行综合评估的基础上，严格按照国家标准，研究了一种自动扶梯多参数测试仪。通过校准、测试完成仪器功能、性能评估，对设计方案进行验证。 本论文实现了自动扶梯速度测量；双通道情况下，扶手带、梯级同步率测量；扶梯待机转运行时，启动速度、最大加速度测量；扶梯制停距离、制停最大加速度测量；扶梯运行时，曲线实时显示；扶梯原始数据读取与分析等功能。在测试方法方面，对由增量式光电编码器、电荷耦合器构成核心检测器件的测试方法精度进行原理分析，得出其理论误差。通过对误差分析，完成对器件参数的确定，并完成器件选型工作。在硬件电路方面，完成了薄膜键盘UI设计与电路设计，功能电路确定等工作。通过.NET平台，使用C#语言完成CRC数据校验，实时曲线绘制，测试数据保存、读取功能，，方便扶梯测试人员对扶梯参数进行直观的观察。通过上、下位机通讯建立，完成测试仪原始数据读取，并通过MATLAB完成算法模拟，得出扶梯多状态下的运行速度曲线与加速度曲线，为测试仪的数据提供参考。在使用电荷耦合器件作为核心器件测试方案中，使用光电鼠标作为测试硬件，通过程序编写与测试，进而验证方案的正确性，为自动扶梯测试方法提供了另一种可行方法。
【关键词】：增量式光电编码器 自动扶梯 扶梯数据 电荷耦合器 STM32F407
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH236
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 课题的背景与意义9
• 1.2 自动扶梯测试仪的国内外发展状况9-11
• 1.2.1 国内自动扶梯测试仪发展状况9-10
• 1.2.2 国外自动扶梯测试仪发展状况10-11
• 1.3 课题由来与研究目的11-12
• 1.3.1 课题由来11
• 1.3.2 课题研究目的11-12
• 1.3.3 课题任务12
• 1.4 本文章节组织12-14
• 2 自动扶梯测量的理论基础14-19
• 2.1 接触式测量原理14-16
• 2.2 非接触式测量原理16-18
• 2.3 两种测量方法的优缺点对比18
• 2.4 本章小结18-19
• 3 总体方案设计与精度分析19-24
• 3.1 总体方案设计19-20
• 3.1.1 接触式参数测量部件19-20
• 3.1.2 实时显示部件20
• 3.1.3 非接触式参数测量部件20
• 3.2 接触式测试精度分析20-22
• 3.2.1 测速分辨率分析21
• 3.2.2 测速范围分析21
• 3.2.3 速度测量误差分析21-22
• 3.2.4 同步率误差分析22
• 3.2.5 加速度误差分析22
• 3.3 非接触式测量精度分析22-23
• 3.4 本章小结23-24
• 4 系统硬件设计24-35
• 4.1 处理器24-27
• 4.1.1 ARM处理器概述24-25
• 4.1.2 Cortex M内核与指令集25-26
• 4.1.3 Cortex M寄存器简介26-27
• 4.2 薄膜行列式键盘27-29
• 4.3 晶振电路设计29-30
• 4.4 复位电路30-31
• 4.5 通讯方案芯片选择31
• 4.6 彩色显示屏接口电路设计31-33
• 4.6.1 可变静态存储控制器32
• 4.6.2 TFT液晶屏驱动控制器32-33
• 4.7 最小系统33-34
• 4.8 本章小结34-35
• 5 系统软件设计35-48
• 5.1 软件技术与工具35-38
• 5.1.1 .NET技术35-37
• 5.1.2 嵌入式开发环境37-38
• 5.1.3 结构化编程与面向对象的开发模式38
• 5.2 程序构成与流程图38-40
• 5.2.1 接触式测量程序38-39
• 5.2.2 非接触式测试程序39-40
• 5.3 异步数据通信与数据校验40-42
• 5.3.1 异步串行通信的格式40-41
• 5.3.2 串行通信的波特率41
• 5.3.3 串行通讯的传输方式41-42
• 5.3.4 奇偶校验42
• 5.3.5 循环冗余码校验42
• 5.4 数据传输设计42-45
• 5.4.1 数据传输方式42-43
• 5.4.2 数据传输软件设计43
• 5.4.3 数据传输协议设计43-44
• 5.4.4 数据传输状态设计44-45
• 5.5 数据显示45-47
• 5.5.1 Teechart控件45
• 5.5.2 数据解算过程45-47
• 5.6 本章小结47-48
• 6 测试结果与分析48-56
• 6.1 第三方测试48-49
• 6.2 扶梯参数曲线绘制49-50
• 6.3 扶梯原始数据采集与分析50-53
• 6.4 实测结果对比53-54
• 6.5 非接触式测量部件测试结果54-55
• 6.6 本章小结55-56
• 7 结论与展望56-58
• 致谢58-60
• 参考文献60-62
• 附录62
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录62
• B. 作者在攻读硕士学位期间获得的科研成果62
• C. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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本文编号：592156