[實(shí)用新型]多層異構(gòu)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)融合自適應(yīng)控制系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200620138037.1
• 申請(qǐng)日: 2006-10-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN200962199Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈江;徐曼;王粟
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G05B19/418
• 分類(lèi)號(hào): G05B19/418
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型提供了一種多層異構(gòu)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)融合自適應(yīng)控制系統(tǒng)，主要用于城市軌道交通領(lǐng)域和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制領(lǐng)域中的多元傳感器實(shí)時(shí)反饋信息的自動(dòng)采集，并以較高效率和較高精度實(shí)現(xiàn)對(duì)上述信息的自適應(yīng)處理和多元控制。

背景技術(shù)

目前，隨著各類(lèi)傳感器在城市軌道交通和工業(yè)控制領(lǐng)域中的大量應(yīng)用，種類(lèi)和反饋模式各不相同的傳感器和執(zhí)行器在同一系統(tǒng)中配合使用的現(xiàn)象日益增加，隨之產(chǎn)生的龐大的反饋數(shù)據(jù)量和控制信號(hào)量也呈現(xiàn)幾何級(jí)數(shù)性增長(zhǎng)。例如，在城市地鐵運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)中，隨著地鐵站點(diǎn)的不斷增加和軌道網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)充，來(lái)自各站點(diǎn)的實(shí)時(shí)車(chē)流、客流量、間隔時(shí)間、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境參數(shù)等多種反饋信息都將成倍增長(zhǎng)，這就要求在同樣的，甚至更小的車(chē)次間隔時(shí)間內(nèi)，軌道交通控制系統(tǒng)的控制效率要大幅提升。而在轎車(chē)面漆噴涂車(chē)間的環(huán)境控制領(lǐng)域，其環(huán)境控制變量就有多維度參數(shù)(如：溫度、濕度、潔凈度等)，其中每個(gè)控制變量都是一個(gè)基于時(shí)間、工況和空間區(qū)域的多維度的離散分布函數(shù)，且參數(shù)間的相互影響較為明顯。而且對(duì)這些環(huán)境控制變量的要求，還依車(chē)型、批次、工藝作業(yè)區(qū)(包括電泳烘干、強(qiáng)冷室、寒風(fēng)密封、PVC噴涂、中涂打磨、面漆噴漆和噴蠟等)以及作業(yè)時(shí)間的不同而不同。如何實(shí)現(xiàn)不同種類(lèi)，不同制式間傳感器反饋信號(hào)的有效配合，如何更有效地實(shí)現(xiàn)多維數(shù)據(jù)融合，如何更快捷地產(chǎn)生終端執(zhí)行器的控制策略并將其下達(dá)至相應(yīng)的執(zhí)行器等一系列問(wèn)題已經(jīng)成為城市軌道交通和工業(yè)控制領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就是提供一種多層異構(gòu)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)融合自適應(yīng)控制系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不能滿足種類(lèi)和反饋模式各不相同的傳感器和執(zhí)行器在同一系統(tǒng)中大量使用和配合使用的問(wèn)題。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：包括管理終端、節(jié)點(diǎn)主服務(wù)器和現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)，管理終端通過(guò)局域網(wǎng)與節(jié)點(diǎn)主服務(wù)器連接；所述的現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)包括傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、微控制器、D/A轉(zhuǎn)換器和執(zhí)行器，控制中心主服務(wù)器通過(guò)總線與微控制器的一個(gè)輸入/輸出接口連接；多個(gè)不同類(lèi)型的模擬傳感器均通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器與微控制器的輸入端連接，微控制器的輸出端通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器與多個(gè)執(zhí)行器連接。

在所述的微控制器的另一輸入/輸出接口連接有無(wú)線串行接口電路。

所述的節(jié)點(diǎn)主服務(wù)器與微控制器之間的總線為I²C總線。

所述的A/D轉(zhuǎn)換器采用以多路A/D轉(zhuǎn)換器ADC?0809為處理核心的電路，其模擬通道選擇信號(hào)A、B、C分別接所述的微控制器最低三位地址A0、A1、A2，而地址鎖存允許信號(hào)ALE由P2.0控制；8路模擬通道的地址為0FEF8H-0FEFFH，數(shù)據(jù)傳送方式采用中斷方式，把表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號(hào)EOC作為中斷請(qǐng)求信號(hào)。

所述的D/A轉(zhuǎn)換器采用以D/A轉(zhuǎn)換芯片DAC0832位處理核心的電路，采用雙緩沖方式與所述的微控制器連接。

所述的無(wú)線串行接口電路由MICRF102單片發(fā)射器芯片、MICRF007單片接收器芯片組成，工作在300-440MHz?ISM頻段；具有ASK調(diào)制和解調(diào)能力，抗干擾能力強(qiáng)。采用PLL頻率合成技術(shù)，頻率穩(wěn)定性好；接收靈敏度高達(dá)-96dBm，最大發(fā)射功率達(dá)-2.5dBm；數(shù)據(jù)速率可達(dá)2Kb/s；低工作電壓：4.75~5.5V；功耗低，接收時(shí)電流3mA，發(fā)射時(shí)電流7.75mA，接收待機(jī)狀態(tài)僅為0.5μA，發(fā)射待機(jī)狀態(tài)僅為1.0μA。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：該控制系統(tǒng)有效的解決了目前多維傳感器信號(hào)的數(shù)據(jù)融合問(wèn)題，同時(shí)也簡(jiǎn)化了軌道交通控制系統(tǒng)和工業(yè)控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)備的升級(jí)和維護(hù)，成本相對(duì)較低。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型A/D轉(zhuǎn)換器與微控制器的主要信號(hào)連接圖；

圖3是本實(shí)用新型D/A轉(zhuǎn)換器與微控制器之間的雙緩沖方式連接圖。

具體實(shí)施方式

參見(jiàn)圖1～圖3，本實(shí)用新型采用三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包括管理終端A、節(jié)點(diǎn)主服務(wù)器B和現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)C，管理終端A(包括現(xiàn)場(chǎng)計(jì)劃部門(mén)終端1、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督部分終端2以及其它部門(mén)終端3等)通過(guò)局域網(wǎng)D與節(jié)點(diǎn)主服務(wù)器B連接。所述的現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)C包括多個(gè)不同類(lèi)型的模擬傳感器(1、2、…、n)、A/D轉(zhuǎn)換器、微控制器MCU、D/A轉(zhuǎn)換器和執(zhí)行器(1、2、…、n)，節(jié)點(diǎn)主服務(wù)器B通過(guò)I²C總線E與微控制器MCU的一個(gè)輸入/輸出接口連接；傳感器1～n均通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器與微控制器MCU的輸入端連接，微控制器MCU的輸出端通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器與多個(gè)執(zhí)行器1～n連接。在所述的微控制器MCU的另一輸入/輸出接口連接有無(wú)線通信接收模塊F。