光纜識別儀設(shè)備介紹(編輯修改稿)
2025-03-10 04:00 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 U A R TI 2 SU A R TT F電 池管 理L E DK E YU S BG P I O3 G 無 線 網(wǎng) 絡(luò)U S BU S BG P I O耳 機揚 聲 器H PS P KG P I OA D CA u d i oM M C、系統(tǒng)功能模塊 基于 Sagnac光纖干涉的基本結(jié)構(gòu)，結(jié)合光纖傳感系統(tǒng)基本組成，可以得出光纜識別儀的功能模塊組成，如下圖所示 。 系統(tǒng)硬件平臺 電源 模塊 采用 220V電源適配器 或者鋰電池 12V為系統(tǒng) 供電 ，由于激光器、運算放大器、 FPGA、 ARM CortexA 3G等模塊需要的供電電源不一致，所以要求電源模塊要具有提供多種電壓輸出的能力，電源管理芯片分別選擇 OKLT/6W12N（ 12V轉(zhuǎn) 5V和 ）、 OKL_T/3_W5N（ 5V轉(zhuǎn) ）、 TPS7325Q（ 5V轉(zhuǎn) ）。 系統(tǒng)硬件平臺 光單元 模塊 光單元模塊構(gòu)成了光纜識別儀的實現(xiàn)主體 ， 對其進(jìn)行細(xì)分 ，可劃分為光發(fā)射模塊 、 Sagnac光纖環(huán)路模塊 、 光接收模塊等 。 光發(fā)射模塊主要由激光器及其外部控制電路組成 。 對于光纖傳感應(yīng)用來說 ， 要求光源發(fā)出的光具有良好的相干性 ， 因此一般采用半導(dǎo)體激光器 (LD)。 對 LD來說 ， 最主要的參數(shù)是 PI特性 。LD 的 PI特性對溫度很敏感 ， 隨著溫度的升高 ， 會導(dǎo)致激光器的閾值電流增大 ， 發(fā)光功率降低 。 為了保證 LD有穩(wěn)定的輸出特性 ， 通常采用制冷器進(jìn)行自動溫度控制 。 同時 ， 在光纜識別儀的實際應(yīng)用中 ， 要求激光器的發(fā)光功率可調(diào) ， 因此還需要設(shè)計外部的功率控制電路 。 光接收模塊的主要功能是實現(xiàn)光信號的光電轉(zhuǎn)換以及電信號的放大 ， 主要由兩部分組成 ， 一部分是光電探測器 ， 另一部分是由多級運放組成的放大電路 。 系統(tǒng)硬件平臺 音頻采集 模塊 主要是指光纖傳感頭 ， 負(fù)責(zé)對敲擊信號的前端采集 ， 具體電路如 下 圖所示 。 系統(tǒng)硬件平臺 繼 電 器光 開 關(guān)耦 合 器光 開 關(guān)P D 探 測 器激 光 器信號處理 模塊 實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換后的信號采樣 、 解調(diào)等功能 ， 具體電路如 下 圖所示 。 系統(tǒng)硬件平臺 音 頻 輸 出F P G A放 大 電 路P D 探 測 器A / D5. 音頻輸出模塊 音 頻輸出 模塊 根據(jù)解調(diào)出來的信號，進(jìn)行敲擊聲音的還原與輸出。 具體電路包括音頻控制電路、功率放大電路和音頻播放設(shè)備（ 耳機和揚聲器 ），為了提高音頻播放質(zhì)量，功放電路和 揚聲器 均采用了隔離電源，具體電路如圖所示。 系統(tǒng)硬件平臺 揚聲器耳機隔離電源功放電路5 V 電源E x y n o s 4 4 1 2 A R M C O R T E X A 9 核心板音頻控制模塊I 2 S顯示模塊 顯示模塊采用奇美 7寸液晶屏 G070Y2L01，液晶 屏驅(qū)動電路的主芯片為 THC63LVD827，另外為了 動態(tài)控制液晶屏電源 ，增加了電源 PWM控制接口 硬件電路，兩者 分別 通過 信號控制 接口 和 PWM控制接口 與嵌入式 核心板 相連，具體電路原理如圖所示。 系統(tǒng)硬件平臺 驅(qū) 動 芯 片液 晶 電 源E x y n o s 4 4 1 2 A R M C O R T E X A 9 核 心 板液 晶 屏供 電 接 口P W M 控 制 接 口信 號 控 制 接 口驅(qū) 動 接 口人機通話模塊 常規(guī)的光纜識別儀必須要保證機器端和敲擊端都要有人值守，為了減少人力成本，本光纜識別儀只需一名維護(hù)人員便能完成光纜識別工作。無線網(wǎng)絡(luò)的大面積覆蓋給了這種要求實現(xiàn)的可能性，通過選用并設(shè)計一個能自動接聽的語音通信模塊來實現(xiàn)這個要求 。 這里我們選用華為 MU509B WCDMA 通訊模塊 3G模塊，MU509系列在車載后裝、跟蹤、移動支付、工業(yè)路由器、安防監(jiān)控、工業(yè)平板等行業(yè)擁有廣泛應(yīng)用。 系統(tǒng)硬件平臺 人機通話模塊 MU509系列是雙頻 WCDMA工業(yè)級無線模塊 ， 支持 行速率；提供高質(zhì)量的語音 、 短信功能 ， FOTA功能 ， 內(nèi)臵TCP/IP協(xié)議棧 ， 支持標(biāo)準(zhǔn) AT命令指令集和華為擴展 AT命令集 。MCU采用單 ， 正常 工作溫度 : 20 ℃ ~ +70 ℃ ， 擴展 工作溫度 : 30 ℃ ~+75 ℃ 。 MU509系列 PinToPin兼容
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