集成電路的識(shí)別方法精選(九篇)

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第1篇：集成電路的識(shí)別方法范文

關(guān)鍵詞：擊穿；耐壓；絕緣油；放電

一、前言

絕緣油交流擊穿電壓試驗(yàn)的原理是：不斷升高交流試驗(yàn)電壓，直到絕緣油發(fā)生擊穿放電，利用電壓崩潰或者電流突然上升作為信號(hào)指示，判斷絕緣油是否被擊穿。如被擊穿，則記錄擊穿前的最高電壓值，作為絕緣油的耐壓值。在大多情況下，擊穿電壓的降低是評(píng)定絕緣油老化的主要依據(jù)。它能明確地回答絕緣油是否需要處理或更換等問(wèn)題。交流擊穿電壓試驗(yàn)是一種統(tǒng)計(jì)方式的試驗(yàn)，以多次擊穿電壓的平均值作為絕緣油的絕緣強(qiáng)度。本文介紹在設(shè)計(jì)交流高壓絕緣油試驗(yàn)機(jī)的過(guò)程中遇到的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。

二、擊穿的識(shí)別

擊穿識(shí)別的目的是為了及時(shí)斷開(kāi)高壓回路，保證絕緣油在擊穿的時(shí)候不至于被電離或碳化。擊穿識(shí)別可以基于各種原理，所有這些原理都必須能夠辨別真正的擊穿，正確識(shí)別擊穿是設(shè)計(jì)絕緣油耐壓機(jī)的關(guān)鍵。擊穿識(shí)別電路必須不受高壓變壓器局部放電或來(lái)自環(huán)境的電磁干擾等因素的影響。下面分析二種常見(jiàn)的擊穿識(shí)別方法。

（一）把電壓崩潰作為電壓擊穿的依據(jù)

絕緣油在發(fā)生擊穿的時(shí)候，加在其上的高壓會(huì)發(fā)生崩潰，我們通過(guò)檢測(cè)電壓是否崩潰來(lái)判斷擊穿是否發(fā)生。但是，我們還需要考慮，交流試驗(yàn)電壓存在過(guò)零點(diǎn)，因此純粹對(duì)下降到某一電壓水平以下進(jìn)行擊穿響應(yīng)是不適當(dāng)?shù)?，?jiǎn)單的可行的辦法是測(cè)量電壓對(duì)時(shí)間的微分dv/dt，把它作為擊穿的依據(jù)，在擊穿的情況下dv/dt比正常的時(shí)候要大很多，很容易識(shí)別。

（二）把高壓側(cè)試驗(yàn)電流的上升作為擊穿的依據(jù)

由于加在絕緣油上的電壓不斷升高，絕緣油測(cè)試極板間的容性電流也不斷增加，一般的情況下，容性電流小于500uA，當(dāng)高壓側(cè)電流突然上升到幾個(gè)毫安時(shí)，就是擊穿放電的明確信號(hào)。

但是，為了區(qū)別局部放電還是擊穿放電，必須引入附加的時(shí)間判斷，在這段時(shí)間內(nèi)絕緣油的電流必須超過(guò)預(yù)選的界線(xiàn)值，才算是擊穿放電，以便排除誤判。

按照定義，局部放電是一種不引起電壓完全崩潰的放電，另外絕緣油中局部放電的持續(xù)時(shí)間非常短，往往只有幾個(gè)微秒，因此如果把同時(shí)超過(guò)最小時(shí)間間隔（例如：大于10us）和最小電流（例如:大于3mA）作為識(shí)別擊穿放電的依據(jù)，則可以很好的區(qū)分局部放電和擊穿放電，只有滿(mǎn)足大于最小時(shí)間間隔和大于最小放電電流時(shí)，我們才認(rèn)為是發(fā)生了擊穿。適當(dāng)?shù)倪x擇這二個(gè)參數(shù)，就能很好的解決擊穿的識(shí)別，得到正確的結(jié)果（如圖）。

三、高壓變壓器的設(shè)計(jì)

高壓變壓器的設(shè)計(jì)要考慮下面幾個(gè)問(wèn)題：

1、低功耗，便于用電池供電和便攜式設(shè)計(jì)；

2、擊穿發(fā)生時(shí)，高壓輸出能被迅速切斷；

3、高壓變壓器內(nèi)部要無(wú)局放；

4、要做好屏蔽，防止電磁干擾。

目前大部分的絕緣油耐壓試驗(yàn)機(jī)中的高壓變壓器都是采用C型鐵心，環(huán)氧澆注的干式升壓變壓器。這種變壓器的特性比較硬，在擊穿發(fā)生的時(shí)候，不容易被關(guān)斷，即使被強(qiáng)行關(guān)斷，變壓器中還會(huì)存有比較大的能量，這些能量通過(guò)絕緣油釋放，造成絕緣油碳化。

我們可以利用諧振原理，來(lái)解決上述的問(wèn)題。也就是說(shuō)讓高壓變壓器在它的諧振頻率下工作。諧振電路由升壓變壓器的一次繞組構(gòu)成，配以合適的電容并調(diào)整變壓器鐵心的空氣隙，使其能在工頻下諧振。這樣做有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)，首先電源只要提供諧振電路的中寄生電阻的損耗，這樣可以很大程度上降低整個(gè)儀器的功耗，容易實(shí)現(xiàn)用電池供電。第二，使得用逆變電源來(lái)驅(qū)動(dòng)升壓變壓器成為可能。利用逆變電源給升壓變壓器供電有很多好處，它可以很容易控制電源的輸出電壓和波形，其輸出波形與電網(wǎng)電壓的質(zhì)量無(wú)關(guān)，輸出電壓的調(diào)整分辨率也能做到比較高，并且調(diào)整起來(lái)非常方便。第三，由于升壓變壓器工作于諧振狀態(tài)，它的特性很軟。當(dāng)擊穿發(fā)生時(shí)，破壞了諧振所需要的條件，電路不再諧振，使得高壓迅速消失，這樣能很好的保護(hù)絕緣油不受破壞。

四、抗干擾問(wèn)題

絕緣油試驗(yàn)機(jī)一般都有單片機(jī)或嵌入式系統(tǒng)及液晶顯示屏，它們安裝的位置都非?？拷邏鹤儔浩鳎苋菀资艿礁邏弘姶艌?chǎng)的干擾。在絕緣油發(fā)生擊穿放電的時(shí)候，更是干擾嚴(yán)重，這些干擾一方面通過(guò)電路耦合進(jìn)入單片機(jī)系統(tǒng)，還有通過(guò)空間輻射進(jìn)入。所以，在設(shè)計(jì)電路的時(shí)要充分考慮干擾的影響，我們可以采取下列幾個(gè)措施：

1、將高壓變壓器表面涂上導(dǎo)電漆，并將導(dǎo)電漆接地，這樣可以防止高壓向電路板放電。

2、與高壓變壓器初級(jí)連接的導(dǎo)線(xiàn)套上磁環(huán)，防止放電時(shí)高頻信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)進(jìn)入逆變器電路。

3、逆變電源最好采用分立元件構(gòu)成，不宜采用集成電路作為功率放大，集成電路功放容易被擊穿而損壞。

4、在設(shè)計(jì)顯示屏電路的時(shí)候，要考慮設(shè)計(jì)為斷電復(fù)位，而不是簡(jiǎn)單的在復(fù)位端加復(fù)位信號(hào)復(fù)位。

5、為了保護(hù)單片機(jī)系統(tǒng)不受干擾，一般都采取光耦隔離的做法，將單片機(jī)系統(tǒng)和逆變電源等大功率電路隔離開(kāi)來(lái)。做到不隔離，合理走線(xiàn)，特別是地線(xiàn)。與大功率電路連接的端口，都配上瞬態(tài)電壓抑制二極管TVS，這樣可以有效的保護(hù)單片機(jī)系統(tǒng)。

五、結(jié)論

絕緣油試驗(yàn)機(jī)不僅牽涉到嵌入式系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計(jì)，還要處理好高壓變壓器的設(shè)計(jì)和制造工藝。特別是如何判別擊穿，如何處理好干擾，如何精確地在放電瞬間采集高壓電壓的有效值，都是需要值得深入研究和探討的。

參考文獻(xiàn)：

1、Hans-joerg Mathis, Martin Baur, Rudolf Blsnk Rudulf Woschitz， Thomos Ueberfall.絕緣試驗(yàn)裝置中識(shí)別擊穿放電的新方法[M].

2、程耀中，張?jiān)麓?高壓諧振變壓器的研究[M].

第2篇：集成電路的識(shí)別方法范文

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)，I2C總線(xiàn)，紅外遙控

 

引 言

紅外遙控器的特點(diǎn)是使用方便、功耗低、抗干擾能力強(qiáng)，因此它的應(yīng)用前景是不可估量。論文參考，I2C總線(xiàn)。市場(chǎng)上的各種家電的紅外遙控系統(tǒng)技術(shù)成熟、成本低廉，但是，為了避免不同品牌、不同型號(hào)的設(shè)備之間產(chǎn)生誤操作，人們?cè)诓煌脑O(shè)備中使用不同的傳輸規(guī)則或者識(shí)別碼，這就使得各個(gè)型號(hào)的遙控器都只適用于各自的遙控對(duì)象，容易造成實(shí)際使用中遙控器多而雜，經(jīng)常搞混的結(jié)果。論文參考，I2C總線(xiàn)。本設(shè)計(jì)本著解決這一矛盾的目的，提出了一種學(xué)習(xí)型紅外遙控器的實(shí)現(xiàn)方案。

1 研究?jī)?nèi)容及目標(biāo)

本設(shè)計(jì)首先分析了紅外線(xiàn)遙控編解碼原理，結(jié)合市場(chǎng)上出售的通用型遙控器進(jìn)行比較，使用單片機(jī)對(duì)接收到的紅外信號(hào)進(jìn)行處理，把經(jīng)過(guò)解碼后產(chǎn)生的高低電平以二進(jìn)制信號(hào)1和0的形式進(jìn)行存儲(chǔ)，隨后經(jīng)過(guò)調(diào)制產(chǎn)生38KHz載波，還原并發(fā)射紅外線(xiàn)信號(hào)，從而達(dá)到控制多種家用電器的功能。文中給出了紅外線(xiàn)接收發(fā)射，以及存儲(chǔ)的基本原理及設(shè)計(jì)思路。

2 學(xué)習(xí)型紅外遙控器硬件電路的設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

學(xué)習(xí)型紅外遙控器是由單片機(jī)（AT89S52）、一體化紅外接收頭、振蕩器（74F132）、紅外發(fā)射二極管、存儲(chǔ)器及行列式鍵盤(pán)組成的。論文參考，I2C總線(xiàn)。論文參考，I2C總線(xiàn)。學(xué)習(xí)型遙控器分為學(xué)習(xí)和控制兩種狀態(tài)。在學(xué)習(xí)狀態(tài)下，主要完成紅外信號(hào)的接收及存儲(chǔ)功能。首先一體化紅外接收頭可以完成對(duì)其它遙控器發(fā)出的紅外信號(hào)的接收并對(duì)其進(jìn)行解調(diào)、整形、放大，然后把信號(hào)送入單片機(jī)AT89S52中，單片機(jī)定時(shí)采集一體化紅外接收頭發(fā)出的紅外線(xiàn)信號(hào)，根據(jù)高低電平形成一系列0，1二進(jìn)制碼，并以8位為單位存放到存儲(chǔ)器AT24C16以及指定鍵盤(pán)的數(shù)據(jù)區(qū)，從而完成對(duì)一個(gè)鍵的學(xué)習(xí)。如果再學(xué)習(xí)其它鍵的功能，方法相同。在控制狀態(tài)下，單片機(jī)對(duì)存儲(chǔ)器AT24C16和鍵盤(pán)進(jìn)行尋址，依次讀出這些數(shù)據(jù)，然后單片機(jī)以位為定時(shí)單位輸出給振蕩器74F132，調(diào)制頻率為38KHz，送入放大器，驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射二極管進(jìn)行發(fā)射，以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備某一功能的控制。系統(tǒng)組成方框圖2.1所示。

圖2.1系統(tǒng)組成框圖

2.2各單元電路設(shè)計(jì)

2.2.1 紅外接收單元

紅外接收單元是由紅外線(xiàn)接收器件、前置放大電路、解調(diào)電路、指令信號(hào)檢出電路、記憶及驅(qū)動(dòng)電路、執(zhí)行電路組成。當(dāng)紅外接收器件收到遙控器發(fā)射二極管的紅外光信號(hào)時(shí)，它將紅外光信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)并送入前置放大器進(jìn)行放大，再經(jīng)解調(diào)器后，由指令信號(hào)檢出電路將指令信號(hào)檢出，最后由記憶和驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)執(zhí)行電路，實(shí)現(xiàn)各種操作。

紅外接收電路一般要做成一個(gè)獨(dú)立的整體，稱(chēng)為紅外接收頭，這主要是因?yàn)樗鼘?duì)外界干擾十分敏感，為了保證可靠的接收，必須對(duì)其嚴(yán)格屏蔽，只留出一個(gè)接收紅外光的小孔，以防止干擾信號(hào)進(jìn)入。

2.2.2紅外發(fā)射單元

本設(shè)計(jì)在發(fā)射電路中使用了一片高速CMOS型四重二輸入帶施密特觸發(fā)器的與非門(mén)74F132芯片。其中“與非”門(mén)U7A和U7B組成載波振蕩器，振蕩頻率在38kHz左右。

調(diào)制電路是由74F123的兩個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U7A和U7B級(jí)聯(lián)構(gòu)成的可控振蕩器。論文參考，I2C總線(xiàn)。當(dāng)P1.4為高電平時(shí)，U7A、U7B 處于穩(wěn)態(tài)，74F132的1腳、4腳為低電平，不驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管發(fā)射紅外載波信號(hào)。當(dāng)P1.4跳變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，觸發(fā)U7A并使之進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，1腳變?yōu)楦唠娖剑籙7A暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束時(shí)，1腳跳變?yōu)榈碗娖剑|發(fā)U7B進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，4腳變?yōu)楦唠娖?；U7B 暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束時(shí)，4腳跳變?yōu)榈碗娖剑?變?yōu)楦唠娖讲⒂|發(fā)U7A的上升沿觸發(fā)端1B，使U7A再次進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，從而形成自激振蕩，在6腳輸出一系列的脈沖信號(hào)，經(jīng)Q1三極管大后送紅外發(fā)射管，發(fā)送紅外光信號(hào)。

紅外發(fā)送電路中采用的紅外發(fā)射器件是塑封的TSAL6200 紅外發(fā)射二極管，它將周期的電信號(hào)轉(zhuǎn)變成一定頻率的紅外光信號(hào)。它是一種高頻紅外脈沖信號(hào)，但脈沖串時(shí)間長(zhǎng)度是恒定的，根據(jù)脈沖串之間的間隔大小，表示傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)“0”還是“1”。紅外發(fā)射二極管TSAL6200 向空間發(fā)射載頻為38kHz 的指令碼。

2.2.3鍵盤(pán)單元

本設(shè)計(jì)因?yàn)檫b控按鍵較多的原因，采用行列式鍵盤(pán)。

鍵盤(pán)識(shí)別采用行掃描法（逐行掃描查詢(xún)法），這是一種最常用的按鍵識(shí)別方法，其按鍵識(shí)別過(guò)程如下：

將全部行線(xiàn)P0.2～P0.4置低電平，然后檢測(cè)列線(xiàn)的狀態(tài)。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤(pán)中有鍵按下，而且閉合的鍵位于低電平線(xiàn)與3根行線(xiàn)相交叉的3個(gè)按鍵之中。若所有列線(xiàn)均為高電平，則無(wú)按鍵按下。在確認(rèn)有鍵按下后，即可進(jìn)入確定具體閉合鍵的過(guò)程。其方法是：依次將行線(xiàn)置為低電平后，然后逐行檢測(cè)各列線(xiàn)的電平狀態(tài)。若某列為低，則該列線(xiàn)與置為低電平的行線(xiàn)交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。

2.2.4存儲(chǔ)單元

為了保證系統(tǒng)意外斷電時(shí)數(shù)據(jù)不丟失，本系統(tǒng)采用EEPROM將各種編碼數(shù)據(jù)存放起來(lái)?；驹硎抢昧藛纹瑱C(jī)與存儲(chǔ)器AT24C16的I2C通信過(guò)程。存儲(chǔ)單元主要采用了AT24C16芯片，該芯片是帶有2K字節(jié)的加電可擦除，可編程的只讀存儲(chǔ)器，通過(guò)單片機(jī)的P0.0和P0.1與AT24C16的SDA和SCL相連，進(jìn)行讀寫(xiě)操作。主要用來(lái)存放8位的二進(jìn)制紅外線(xiàn)碼。

3 結(jié)束語(yǔ)

由于系統(tǒng)中所使用的存儲(chǔ)器（AT24C16）的存儲(chǔ)空間有限，因而系統(tǒng)目前只能對(duì)8個(gè)遙控按鍵進(jìn)行學(xué)習(xí)與轉(zhuǎn)發(fā)。論文參考，I2C總線(xiàn)。但只要更換一片存儲(chǔ)容量更大的存儲(chǔ)芯片，并且修改相關(guān)讀寫(xiě)程序就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)更多遙控按鍵的學(xué)習(xí)與轉(zhuǎn)發(fā)，除此之外，系統(tǒng)的軟、硬件都無(wú)須做太大的改動(dòng)。

在遙控器中，遙控信號(hào)之所以要經(jīng)過(guò)調(diào)制后再發(fā)射出去，主要是為了減小發(fā)射功耗并增大發(fā)射距離。因而改用更加準(zhǔn)確的載波和增大發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路可以增大該系統(tǒng)的遙控距離。將單片機(jī)與計(jì)算機(jī)通過(guò)RS-485進(jìn)行總線(xiàn)通信，則可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)紅外遙控對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。

參考文獻(xiàn):

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[3]嚴(yán)天峰.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真調(diào)試[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2005.10-36

[4]周云霞,潘紅玉.紅外遙控編碼在單片機(jī)系統(tǒng)中的處理[J].湖南師范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào),2002,9

第3篇：集成電路的識(shí)別方法范文

關(guān)鍵詞：摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)；異響；在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)；LabVIEW

中圖分類(lèi)號(hào)：TP277文獻(xiàn)標(biāo)文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文獻(xiàn)標(biāo)DOI：10.3969/j.issn.2095-1469.2013.05.09

目前，摩托車(chē)行業(yè)針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)異響問(wèn)題所采用的方法是人工聽(tīng)診，即由具有一定先驗(yàn)知識(shí)和診斷經(jīng)驗(yàn)豐富的專(zhuān)業(yè)人員通過(guò)手摸、耳聽(tīng)等感官來(lái)判斷，這樣勢(shì)必會(huì)加入一些主觀(guān)因素，標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一，判斷準(zhǔn)確率不會(huì)很高，同時(shí)也會(huì)對(duì)人耳的健康造成傷害。雖然國(guó)內(nèi)在摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)異響故障診斷方面做了大量的研究工作[1-3]，但對(duì)于異響故障診斷在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研究較少，且大都基于模糊診斷方法[4-5]，沒(méi)有出現(xiàn)相當(dāng)成熟的產(chǎn)品。因此，開(kāi)發(fā)一套摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)異響故障在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)）對(duì)于提高摩托車(chē)產(chǎn)品質(zhì)量具有重要的意義。

LabVIEW是一種基于圖形化語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)、調(diào)試、運(yùn)行的集成化虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)。它針對(duì)測(cè)試系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)的需要將數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲(chǔ)、輸出等一些常用的功能模塊化，通過(guò)對(duì)程序模塊的調(diào)用，提高了模塊的復(fù)用度和軟件的開(kāi)發(fā)效率[6]。采用該平臺(tái)使在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)軟件部分的開(kāi)發(fā)直觀(guān)簡(jiǎn)單，性能可靠。

1 在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)功能需求

由于摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)異響故障信號(hào)很微弱，生產(chǎn)線(xiàn)周?chē)肼暩蓴_多，且一線(xiàn)檢測(cè)人員工作量已經(jīng)很大，因此對(duì)在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)提出了如下功能需求。

（1）數(shù)據(jù)采集前端精度高，能很好地檢測(cè)到微弱的異響信號(hào)。

（2）對(duì)常見(jiàn)的異響判斷準(zhǔn)確率高。

（3）系統(tǒng)分析界面友好，有外觸發(fā)啟動(dòng)儀器功能，方便檢測(cè)人員操作。

該系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2 傳聲器測(cè)點(diǎn)布置

本文遵循測(cè)點(diǎn)選取的兩個(gè)原則，借用聲學(xué)互動(dòng)濾波技術(shù)[7]和聲強(qiáng)法來(lái)選擇測(cè)點(diǎn)。首先，對(duì)照發(fā)動(dòng)機(jī)工作頻率和發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部零部件激振頻率，回放各關(guān)注頻段，確定人工聽(tīng)診中最關(guān)注的異響對(duì)應(yīng)的大概頻段；其次，通過(guò)聲強(qiáng)法對(duì)確定的異響頻段進(jìn)行近場(chǎng)定位，同時(shí)考慮發(fā)動(dòng)機(jī)在測(cè)試臺(tái)架上的位置，選擇最佳測(cè)點(diǎn)[8]。

聲強(qiáng)試驗(yàn)時(shí)，將發(fā)動(dòng)機(jī)上表面用網(wǎng)格劃分，如圖2所示。聲強(qiáng)測(cè)試完畢，對(duì)檢測(cè)人員通過(guò)聲學(xué)互動(dòng)濾波確定的右蓋異響頻段5～6 kHz進(jìn)行定位，計(jì)算后發(fā)現(xiàn)在網(wǎng)格上下邊緣處聲強(qiáng)級(jí)較高，尤其是下邊緣強(qiáng)度很大，如圖3所示。同時(shí)考慮發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，此處正是發(fā)動(dòng)機(jī)主副離合器和機(jī)油泵齒輪（高故障率部件）的所在位置，如發(fā)動(dòng)機(jī)頂面網(wǎng)格劃分圖2中A處，該點(diǎn)對(duì)應(yīng)主要異響故障齒輪噪聲的直接輻射路徑，能夠直接測(cè)取信息豐富的聲信號(hào)，故選定此處為傳聲器測(cè)點(diǎn)。

1.3 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量

發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)于異響信號(hào)影響較大，轉(zhuǎn)速增加，發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體振動(dòng)增大，同時(shí)其輻射噪聲也會(huì)增加，這樣容易檢測(cè)到異響聲，但轉(zhuǎn)速過(guò)大容易引起發(fā)動(dòng)機(jī)其它噪聲，掩蓋了異響信號(hào)[9]。因此，軟件部分須增加監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)速功能，以確定采集聲信號(hào)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速處于怠速區(qū)間內(nèi)。在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)采用一根線(xiàn)圈纏繞于發(fā)動(dòng)機(jī)火花塞導(dǎo)線(xiàn)遠(yuǎn)端上，此處感應(yīng)電壓雖小，但還是超出了數(shù)據(jù)采集前端的量程，為此線(xiàn)圈前端還串聯(lián)幾個(gè)電阻，降到量程以?xún)?nèi)，以保護(hù)采集前端，如圖4所示。利用導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，程序中設(shè)置上升沿觸發(fā)，閾值為0.5 V，來(lái)監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。測(cè)試證明，此方法能準(zhǔn)確測(cè)取發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。

1.4 系統(tǒng)的硬件部分

考慮到摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)異響信號(hào)很微弱，在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)采用較高的硬件配置，主要如下：（1）數(shù)據(jù)采集前端為美國(guó)國(guó)家儀器有限公司NI-USB9234測(cè)量套件，作為基于USB的4通道C系列動(dòng)態(tài)信號(hào)采集模塊，能針對(duì)集成電路壓電式（IEPE）與非IEPE傳感器，進(jìn)行高精度聲音與振動(dòng)測(cè)量。主要參數(shù)為：4通道，24位分辨率，102 dB動(dòng)態(tài)范圍，抗混疊濾波器，每通道最高51.2 kS/s采樣速率， ±5 V輸入范圍。（2）傳聲器為北京聲望MPA201型自由場(chǎng)傳聲器，直徑1.27 cm（1/2英寸），靈敏度為45.7 mV/Pa，帶TEDS功能。

1.5 系統(tǒng)的軟件部分

在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)可分為轉(zhuǎn)速監(jiān)控、聲信號(hào)采集、聲信號(hào)處理3部分組成。在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)程序流程如圖5所示，主要圍繞以下幾個(gè)功能展開(kāi)。

（1）轉(zhuǎn)速監(jiān)控。本文鑒于各種轉(zhuǎn)速下異響信號(hào)的表現(xiàn)程度，以及人工判別異響的常用轉(zhuǎn)速，確定轉(zhuǎn)速1 500～17 00 r/min為采集聲信號(hào)的怠速區(qū)間。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到此區(qū)間時(shí)，開(kāi)始測(cè)取發(fā)動(dòng)機(jī)聲信號(hào)，否則，程序一直處在監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)速狀態(tài)中。

（2）聲信號(hào)采集。傳聲器位置在A(yíng)處，距離發(fā)動(dòng)機(jī)表面垂直距離2 cm ，采樣率為25.6 kHz，采樣時(shí)間為5 s。測(cè)完聲信號(hào)后再次檢測(cè)轉(zhuǎn)速是否在怠速區(qū)間，是則進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，否則回到第1步。

（3）聲信號(hào)處理。此部分包含聲信號(hào)的存儲(chǔ)、文件記錄和異響識(shí)別。每一種發(fā)動(dòng)機(jī)異響類(lèi)型都采集了至少20臺(tái)樣本，通過(guò)比較確定了各異響類(lèi)型的特征和相應(yīng)的閾值，在線(xiàn)檢測(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)與預(yù)先設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，從而判斷為何種異響類(lèi)型。

2 摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)異響識(shí)別

2.1 異響特征頻率識(shí)別

在對(duì)該款摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)出廠(chǎng)質(zhì)量的長(zhǎng)期監(jiān)督和三包記錄來(lái)看，不合格發(fā)動(dòng)機(jī)中大部分是因?yàn)榇嬖诎l(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械異響問(wèn)題，并且異響部位比較集中，主要的異響部位在左、右曲軸箱蓋、箱體。常見(jiàn)的機(jī)械異響有右蓋異響、箱體異響、尖叫和左蓋異響，其中又以右蓋異響和箱體異響最為常見(jiàn)，約占發(fā)動(dòng)機(jī)異響總數(shù)的70%。

本文采集了由多名經(jīng)驗(yàn)豐富的檢測(cè)人員通過(guò)人工聽(tīng)診選出的大量的發(fā)動(dòng)機(jī)聲信號(hào)，應(yīng)用聲學(xué)互動(dòng)濾波技術(shù)進(jìn)行異響頻率識(shí)別。圖6和圖7為怠速區(qū)間下典型的正常發(fā)動(dòng)機(jī)和箱體異響發(fā)動(dòng)機(jī)功率

譜圖，針對(duì)箱體異響發(fā)動(dòng)機(jī)功率譜圖中出現(xiàn)的700～1000 Hz，6 600～7 000 Hz等峰值分別進(jìn)行聲學(xué)互動(dòng)濾波，經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)整濾波器參數(shù)，最終確定700～1 000 Hz為箱體異響發(fā)動(dòng)機(jī)故障頻率。采用同樣的方法，確定右蓋異響發(fā)動(dòng)機(jī)的故障頻率為5～6 kHz，尖叫異響發(fā)動(dòng)機(jī)的故障頻率為2.5～3 kHz。

2.2 異響識(shí)別在LabVIEW軟件中的實(shí)現(xiàn)

根據(jù)該款摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)異響分類(lèi)情況，以下只介紹比較常見(jiàn)的箱體異響發(fā)動(dòng)機(jī)的識(shí)別方法。

箱體異響發(fā)動(dòng)機(jī)主要表現(xiàn)為間隔的“咚咚咚”聲，時(shí)域信號(hào)中有明顯被調(diào)制的信息，對(duì)異響信號(hào)的故障突出頻段做出包絡(luò)譜，如圖8所示。

由圖可以清晰地看出故障特征包絡(luò)譜的峰值頻率為13.0 Hz及其倍頻26.1 Hz等。而理論計(jì)算平衡軸驅(qū)動(dòng)齒輪的軸頻公式為

f=i（n/60）。

式中，i為其與曲軸間的傳動(dòng)比；n為曲軸轉(zhuǎn)速（1500 r/min）。計(jì)算得其軸頻為13.3 Hz，與包絡(luò)譜中的峰值基本吻合，表明平衡軸驅(qū)動(dòng)齒輪發(fā)生故障引起了脈沖激勵(lì)，是引起故障的主要零部件。

統(tǒng)計(jì)大量的箱體異響發(fā)動(dòng)機(jī)樣本數(shù)據(jù)，在LabVIEW軟件中，通過(guò)檢測(cè)包絡(luò)譜中10～15 Hz頻率范圍內(nèi)是否有峰值達(dá)60 dB且左右5 Hz內(nèi)落差達(dá)10 dB來(lái)判斷該發(fā)動(dòng)機(jī)是否為箱體異響發(fā)動(dòng)機(jī)。試用證明，這種判斷方法能很好地識(shí)別箱體異響發(fā)動(dòng)機(jī)。

發(fā)動(dòng)機(jī)異響識(shí)別原理及流程如圖9所示，順序按照識(shí)別的難易程度進(jìn)行。

3 檢測(cè)結(jié)果

利用此在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)該款摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行在線(xiàn)檢測(cè)，檢測(cè)人員首先在基本設(shè)置中選擇電壓和麥克風(fēng)的連接通道，然后切換到分析面板，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)到怠速區(qū)間，把麥克風(fēng)放于圖2中A處上方2 cm處，運(yùn)行程序，點(diǎn)擊開(kāi)始進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)數(shù)據(jù)是否有效顯示綠色時(shí)，完成一次測(cè)量，異響判斷類(lèi)型中的判斷才有效。生產(chǎn)線(xiàn)上的試用證明，該在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)能夠快速地完成對(duì)摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的測(cè)量，且性能可靠，對(duì)常見(jiàn)的右蓋、箱體和尖叫異響發(fā)動(dòng)機(jī)判斷準(zhǔn)確率較高，準(zhǔn)確率達(dá)90%以上。在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)客戶(hù)端界面如圖10所示。

4 結(jié)論

基于LabVIEW平臺(tái)開(kāi)發(fā)了一套摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)異響故障在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)判定發(fā)動(dòng)機(jī)是否存在異響故障。生產(chǎn)線(xiàn)上的應(yīng)用表明，該在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)達(dá)到了防止異響發(fā)動(dòng)機(jī)流入后續(xù)生產(chǎn)流程的目標(biāo)，減輕了檢測(cè)人員的工作壓力，為檢測(cè)人員的異響判斷提供一條客觀(guān)的判定標(biāo)準(zhǔn)，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)異響故障診斷的工作效率，具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值。由于生產(chǎn)線(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)干擾大，難免會(huì)造成判斷準(zhǔn)確率的下降，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)背景噪聲的消噪技術(shù)還有待研究。

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第4篇：集成電路的識(shí)別方法范文

關(guān)鍵詞：發(fā)電組；保護(hù)

中圖分類(lèi)號(hào)：U264.5+3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 大型發(fā)變組保護(hù)研究現(xiàn)狀

電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和不斷發(fā)展給國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展帶來(lái)了巨大動(dòng)力和效益。目前大型發(fā)變組保護(hù)主要配置以下保護(hù):發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)、變壓器差動(dòng)保護(hù)、發(fā)電機(jī)定子匝間保護(hù)、發(fā)電機(jī)復(fù)合電壓過(guò)流保護(hù)、發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)、發(fā)電機(jī)對(duì)稱(chēng)過(guò)負(fù)荷保護(hù)、發(fā)電機(jī)負(fù)序過(guò)負(fù)荷保護(hù)、發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)、發(fā)電機(jī)失步保護(hù)、發(fā)電機(jī)過(guò)電壓保護(hù)、發(fā)電機(jī)過(guò)激磁保護(hù)、發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)、發(fā)電機(jī)頻率異常保護(hù)、突加電壓保護(hù)及瓦斯保護(hù)等一些非電量保護(hù)。

隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的飛速發(fā)展，人工智能技術(shù)等相繼在繼電保護(hù)領(lǐng)域得到應(yīng)用，繼電保護(hù)的發(fā)展經(jīng)歷了機(jī)電型、整流型、晶體管型和集成電路型幾個(gè)階段后，現(xiàn)在發(fā)展到了微機(jī)保護(hù)階段。目前，不同原理、不同機(jī)型的微機(jī)線(xiàn)路和主設(shè)備保護(hù)各具特色，為電力系提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全、工作可靠的繼電保護(hù)裝置，我國(guó)繼電保護(hù)目前處于微機(jī)時(shí)代，發(fā)展趨勢(shì)向計(jì)算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護(hù)、控制、量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展及計(jì)算機(jī)在電力系統(tǒng)繼保護(hù)領(lǐng)域中的普遍應(yīng)用，新的控制原理和方法被不斷應(yīng)用于計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)中以期取得更好的效果，從而使微機(jī)繼電保護(hù)的研究向更高的層次發(fā)展。

2 大型發(fā)變組存在的問(wèn)題及差動(dòng)保護(hù)研究

2.1 大型發(fā)變組存在的問(wèn)題

對(duì)于大型發(fā)電機(jī)組，可能發(fā)生的故障有:定子繞組相間短路；定子繞組匝間短路；定子繞組一相絕緣破壞引起的單相接地；勵(lì)磁回路(轉(zhuǎn)子繞組)接地；勵(lì)磁回路低勵(lì)(勵(lì)磁電流低于靜穩(wěn)極限對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電流)、失磁等。大型發(fā)電機(jī)組主要的異常工況有：過(guò)負(fù)荷；定子繞組過(guò)電流；定子繞組過(guò)電壓；三相電流不對(duì)稱(chēng)；過(guò)勵(lì)磁；逆功率；失步、非全相、斷路器出口閃絡(luò)、誤上電；轉(zhuǎn)子表層過(guò)負(fù)荷、勵(lì)磁繞組過(guò)負(fù)荷；勵(lì)磁電流異常下降或消失、定子鐵芯過(guò)勵(lì)磁；的發(fā)電機(jī)逆功率、頻率異常等。

變壓器常見(jiàn)的故障有:油箱內(nèi)的故障:繞組的相間短路、接地短路、匝間短路以及鐵芯的燒損等。油箱外的故障:主要是套管和引出線(xiàn)上發(fā)生相間短路和接地短路。變壓器的不正常運(yùn)行狀態(tài)主要有:由于變壓器外部相間短路引起的過(guò)電流和外部接地短路引起的過(guò)電流和中性點(diǎn)過(guò)電壓；由于負(fù)荷超過(guò)額定容量引起的過(guò)負(fù)荷以及由于漏油等原因而引起的油面降低；大容量變壓器在過(guò)電壓或低頻率等異常運(yùn)行方式的過(guò)勵(lì)磁故障。

由于大型發(fā)變組存在以上一些故障及不正常運(yùn)行方式，一旦發(fā)生故障時(shí)，不能迅速切除或隔離故障點(diǎn)，將對(duì)機(jī)組產(chǎn)生極大的危害，造成巨額的經(jīng)濟(jì)損失。因此大型機(jī)組繼電保護(hù)的原理和應(yīng)用研究對(duì)于當(dāng)前電力工業(yè)的迅速發(fā)展來(lái)說(shuō)相當(dāng)重要，針對(duì)上述故障，為保證大型發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行，經(jīng)過(guò)電力工作者長(zhǎng)期的努力，目前大型發(fā)變組保護(hù)主要配置以下保護(hù):發(fā)電機(jī)差動(dòng)保護(hù)、變壓器差動(dòng)保護(hù)、發(fā)電機(jī)定子匝間保護(hù)、發(fā)電機(jī)復(fù)合電壓過(guò)流保護(hù)、發(fā)電機(jī)定子接地保護(hù)、發(fā)電機(jī)對(duì)稱(chēng)過(guò)負(fù)荷保護(hù)、發(fā)電機(jī)負(fù)序過(guò)負(fù)荷保護(hù)、發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)、發(fā)電機(jī)失步保護(hù)、發(fā)電機(jī)過(guò)電壓保護(hù)、發(fā)電機(jī)(變壓器)過(guò)激磁保護(hù)、發(fā)電機(jī)逆功率保護(hù)、發(fā)電機(jī)頻率異常保護(hù)、突加電壓保護(hù)及瓦斯保護(hù)等一些非電量保護(hù)。本文主要介紹發(fā)變組的差動(dòng)保護(hù)。

2.2 發(fā)變組的差動(dòng)保護(hù)研究

2.2.1 發(fā)變組差動(dòng)保護(hù)原理及問(wèn)題分析

發(fā)電機(jī)定子繞組相間短路是最嚴(yán)重的故障，會(huì)產(chǎn)生很大的短路電流，故障點(diǎn)的電弧會(huì)使繞組絕緣燒壞，甚至可能引起火災(zāi)。因此，要求裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)作為發(fā)電機(jī)定子繞組相間故障的主保護(hù)，瞬時(shí)動(dòng)作于停機(jī)。

變壓器差動(dòng)保護(hù)是變壓器內(nèi)部故障的主保護(hù)，主要反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部、套管和引出線(xiàn)的相間和接地故障，以及繞組的匝間短路故障。由于變壓器具有兩個(gè)及以上的電壓等級(jí)，各側(cè)所用CT額定參數(shù)各不相同，差動(dòng)保護(hù)將產(chǎn)生不平衡電流；變壓器分接頭的調(diào)節(jié)也將增大差動(dòng)保護(hù)不平衡電流；變壓器勵(lì)磁電流將成為差動(dòng)保護(hù)不平衡電流的一種來(lái)源，過(guò)勵(lì)磁時(shí)勵(lì)磁電流可達(dá)額定電流水平，勢(shì)必起差動(dòng)誤動(dòng)；空載合閘或區(qū)外故障切除電壓恢復(fù)時(shí)變壓器將產(chǎn)生很大的勵(lì)磁涌流，差動(dòng)保護(hù)也將誤動(dòng)；還有各側(cè)電流的幅值、相位補(bǔ)償，零序電流的補(bǔ)償問(wèn)題。另一方面，匝間短路時(shí)雖然短路環(huán)中電流很大，但流入差動(dòng)保護(hù)的電流可能很小，且此時(shí)變壓器仍帶有負(fù)荷，影響保護(hù)靈敏度；當(dāng)高壓側(cè)(中性點(diǎn)直接接地)經(jīng)阻抗接地故障時(shí)，故障電流也很小。一方面由于各種因素產(chǎn)生很大的不平衡電流，一方面又要求能反應(yīng)內(nèi)部輕微故障，可見(jiàn)變壓器差動(dòng)比發(fā)電機(jī)差動(dòng)要復(fù)雜的多。

2.2.2 微機(jī)差動(dòng)保護(hù)的實(shí)現(xiàn)

目前最常用的為比率制動(dòng)差動(dòng)保護(hù)，原理基本相同，但制動(dòng)電流的選取各不相同。有選取各側(cè)電流最大值作為制動(dòng)量的(T60、DGT801A、RET521、SR745、PST1200)，有取各側(cè)電流平均值作為制動(dòng)量的(RCS985、RCS978)；也有取各側(cè)電流和作為制動(dòng)量的(7UT612)，注意不同的制動(dòng)量對(duì)保護(hù)靈敏度的影響。穩(wěn)態(tài)比率特性確保區(qū)內(nèi)故障有較高的靈敏度，而區(qū)外故障時(shí)可靠不動(dòng)。

勵(lì)磁涌流的產(chǎn)生、識(shí)別及閉鎖方式：

變壓器在正常運(yùn)行情況下，鐵芯未飽和，相對(duì)導(dǎo)磁率很大，繞組的勵(lì)磁電感也很大，因而勵(lì)磁電流很小，一般不超過(guò)額定電流的3-6%。當(dāng)變壓器或外部故障切除后的電壓恢復(fù)時(shí)，鐵芯可能飽和，勵(lì)磁電感降低，相應(yīng)出現(xiàn)數(shù)值很大的勵(lì)磁涌流。

目前主要的涌流識(shí)別方法為二次諧波原理、波形識(shí)別原理、間斷角原理，都是提取其電流信息量。以二次諧波原理最為成熟。

利用諧波識(shí)別勵(lì)磁涌流:采用三相差動(dòng)電流中二次諧波、三次諧波的含量來(lái)

識(shí)別勵(lì)磁涌流，判別方程如下:

I2nd>K2xb*I1st

I3nd>K3xb*Ilst

利用波形畸變識(shí)別勵(lì)磁涌流:故障時(shí)，差流基本上是工頻正弦波，而勵(lì)磁涌流卻有大量的諧波分量存在，波形發(fā)生畸變，間斷，不對(duì)稱(chēng).利用算法識(shí)別出這種畸變，即可識(shí)別出勵(lì)磁涌流。

變壓器差動(dòng)的涌流制動(dòng)新原理研究:目前提出了一種波形對(duì)稱(chēng)法識(shí)別涌流，進(jìn)一步研究并改進(jìn)了該原理。同時(shí)還研究了波形相關(guān)法。這類(lèi)波形識(shí)別的方法可望在微機(jī)保護(hù)中得到更好的應(yīng)用。勵(lì)磁涌流閉鎖方式:有分相閉鎖和三相“或門(mén)”閉鎖兩種方式。

分相閉鎖方式:當(dāng)某相判斷有勵(lì)磁涌流，即閉鎖該相差動(dòng)元件，另兩相不被閉鎖，這種方式容易誤動(dòng)，如長(zhǎng)興電廠(chǎng)和溫州電廠(chǎng)高壓備變投運(yùn)時(shí)都發(fā)生過(guò)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作情況，故省調(diào)繼?？仆扑]三相“或門(mén)”閉鎖方式。

三相“或門(mén)”閉鎖方式:當(dāng)某相判斷有勵(lì)磁涌流，三相差動(dòng)元件全被閉鎖，這種方式能防止空載合閘時(shí)的誤動(dòng)，但當(dāng)手合于故障變壓器時(shí)將使造成差動(dòng)保護(hù)將延緩動(dòng)作。

有些國(guó)外進(jìn)口保護(hù)采用三取二閉鎖方式，即當(dāng)有兩相判為有涌流時(shí)閉鎖三相出口。由于變比、連接組的不同，變壓器在運(yùn)行時(shí)，各側(cè)電流大小及相位也不同，在構(gòu)成前必須消除這些影響，微機(jī)保護(hù)利用數(shù)字方法對(duì)變比與相移進(jìn)行補(bǔ)償。

3發(fā)變組繼電保護(hù)發(fā)展展望

繼電保護(hù)方式的發(fā)展經(jīng)歷了方向比較式、相位比較式、電流差動(dòng)式等階段，所使用的繼電器從電磁式到模擬靜止式，進(jìn)而發(fā)展到數(shù)字靜止式，隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展、微型計(jì)算機(jī)和微處理器的出現(xiàn)，為繼電保護(hù)數(shù)字化開(kāi)辟了廣闊前景，出現(xiàn)了以微機(jī)和光傳輸技術(shù)為基礎(chǔ)的全數(shù)字控制保護(hù)系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

[1]王維儉.大型機(jī)組繼電保護(hù)理論墓礎(chǔ)[M].中國(guó)電力出版社.

[2]賀家李，宋從矩.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理[M].中國(guó)電力出版社

第5篇：集成電路的識(shí)別方法范文

關(guān)鍵詞：無(wú)線(xiàn)射頻識(shí)別;食品安全;供應(yīng)鏈;動(dòng)物識(shí)別

0引言

隨著市場(chǎng)的放開(kāi)，生豬和豬肉市場(chǎng)也不可避免地產(chǎn)生了一系列的問(wèn)題，如市場(chǎng)混亂、缺乏統(tǒng)一管理、衛(wèi)生問(wèn)題嚴(yán)重。這些問(wèn)題的存在嚴(yán)重阻礙了豬肉市場(chǎng)的健康發(fā)展。動(dòng)物跟蹤與識(shí)別是利用特定的標(biāo)簽,以某種技術(shù)手段與要識(shí)別的動(dòng)物相對(duì)應(yīng)，可以隨時(shí)對(duì)動(dòng)物的相關(guān)屬性進(jìn)行跟蹤與管理的一種技術(shù)［1］。生豬管理系統(tǒng)就是動(dòng)物跟蹤與識(shí)別的一個(gè)應(yīng)用，它為加強(qiáng)牲畜的飼養(yǎng)，定期檢查牲畜的健康提供了絕佳的條件。RFID是利用射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)信息的，它是自動(dòng)識(shí)別領(lǐng)域的一個(gè)重要分支。在農(nóng)牧漁業(yè)中可用于羊群、魚(yú)群、水果等的管理以及寵物、野生動(dòng)物跟蹤［2］。與目前應(yīng)用廣泛的基于光學(xué)技術(shù)的自動(dòng)識(shí)別方法（如條形碼和攝像）相比，RFID具有一次處理多個(gè)標(biāo)簽并可將處理狀態(tài)寫(xiě)入標(biāo)簽、不受大小及形狀限制、耐環(huán)境性強(qiáng)、穿透性強(qiáng)、數(shù)據(jù)的記憶容量大、可重復(fù)利用等許多優(yōu)點(diǎn)。

RFID即射頻識(shí)別，又稱(chēng)為電子標(biāo)簽（E－Tag），其最早的應(yīng)用可以追溯到第二次世界大戰(zhàn)中用于區(qū)分聯(lián)軍和納粹飛機(jī)的敵我辨識(shí)系統(tǒng)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，RFID的應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大。如圖1是一個(gè)典型的RFID系統(tǒng)。它由標(biāo)簽（Tags）、讀寫(xiě)器（Reader）、天線(xiàn)（Antenna）、主機(jī)（Host，用于處理數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)）和應(yīng)用支撐軟件等部分組成［3］。

標(biāo)簽一般由芯片和天線(xiàn)組成；每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼。標(biāo)簽附著在物體上或嵌入物體內(nèi)用以標(biāo)志目標(biāo)對(duì)象［4］。根據(jù)發(fā)射射頻信號(hào)的方式不同，標(biāo)簽可分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種。主動(dòng)式標(biāo)簽（又稱(chēng)為有源標(biāo)簽）通常由內(nèi)置電源供電，主動(dòng)向讀寫(xiě)器發(fā)送射頻信號(hào)；被動(dòng)式標(biāo)簽（又稱(chēng)為無(wú)源標(biāo)簽）不帶電池，其發(fā)射電波以及內(nèi)部芯片運(yùn)行所需的能量均來(lái)自讀寫(xiě)器所產(chǎn)生的電磁波。圖1中所示為被動(dòng)標(biāo)簽。讀寫(xiě)器通過(guò)控制射頻模塊向標(biāo)簽發(fā)射讀取信號(hào)，并接收標(biāo)簽應(yīng)答;同時(shí)讀寫(xiě)器要把時(shí)鐘信號(hào)和能量也發(fā)送給標(biāo)簽。讀寫(xiě)器要對(duì)標(biāo)簽的對(duì)象標(biāo)志信息進(jìn)行解碼并將其連同標(biāo)簽上的其他相關(guān)信息傳送到主機(jī)以供處理。RFID讀寫(xiě)器可以同時(shí)讀取多個(gè)標(biāo)簽內(nèi)的信息。主機(jī)負(fù)責(zé)對(duì)讀寫(xiě)器所讀取的標(biāo)簽數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾、匯集和計(jì)算，減少?gòu)淖x寫(xiě)器傳往企業(yè)應(yīng)用的數(shù)據(jù)量［5］。

1需求分析

現(xiàn)代化生豬管理系統(tǒng)，要求管理無(wú)紙化、有序化、規(guī)范化、智能化。智能標(biāo)簽因?yàn)榫哂蟹浪?、防磁、防靜電、無(wú)磨損、信息儲(chǔ)存量大、一簽多用、操作方便等特點(diǎn)，所以完全能夠滿(mǎn)足這一要求。同時(shí)還應(yīng)滿(mǎn)足四點(diǎn)要求：①為使操作簡(jiǎn)單、方便、友好，要求采用全中文菜單式操作界面。②系統(tǒng)應(yīng)提供完善的管理功能，自動(dòng)形成各種報(bào)表。③政府需要加強(qiáng)對(duì)動(dòng)物接種與疾病的預(yù)防管理。④由于食品安全危機(jī)頻繁發(fā)生，嚴(yán)重影響了人們的身體健康，引起了全世界的廣泛關(guān)注。如何對(duì)食品有效跟蹤和追溯成為一個(gè)必須解決的問(wèn)題。

2系統(tǒng)構(gòu)成及特點(diǎn)

系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：

硬件設(shè)備（耳標(biāo)、數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)傳輸器）；系統(tǒng)軟件（數(shù)據(jù)采集、信息、數(shù)據(jù)庫(kù)）；附加設(shè)備（計(jì)算機(jī)、打印機(jī)）。

3硬件設(shè)備簡(jiǎn)介

3．1耳標(biāo)

耳標(biāo)是凱泰科技有限公司利用先進(jìn)技術(shù)自行研制的智能電子標(biāo)簽，專(zhuān)門(mén)用于標(biāo)志和區(qū)分不同牲畜的基本信息。在2~8cm的距離內(nèi)，內(nèi)碼標(biāo)志均可讀出。它采用美國(guó)大型集成電路，用半導(dǎo)體編碼器進(jìn)行編碼，內(nèi)置激光工藝刻錄的64位二進(jìn)制，全球唯一編碼的硅晶片；外面用強(qiáng)樹(shù)脂材料封裝，具有超強(qiáng)的抗沖擊、防靜電、防腐蝕、防水、防塵、耐磨擦等性能。

耳標(biāo)是無(wú)源器件?，F(xiàn)場(chǎng)安裝無(wú)須布線(xiàn)，不受現(xiàn)場(chǎng)條件限制、無(wú)須日常維護(hù)，使用壽命在20年以上，是國(guó)際通用型信息標(biāo)志物。將耳標(biāo)釘入牲畜的耳朵中，牲畜很難將它摘下，方便管理。

技術(shù)指標(biāo)：重量為1.0g；識(shí)讀次數(shù)>100萬(wàn)次；使用壽命>20年；工作溫度-40℃～85℃；規(guī)格為硬幣、鑰匙牌、柱形等多種封裝形式。

3．2數(shù)據(jù)采集器

非接觸感應(yīng)式數(shù)據(jù)采集器是采用射頻識(shí)別技術(shù)開(kāi)發(fā)的高科技產(chǎn)品。由于讀取標(biāo)示物內(nèi)碼時(shí)可避免接觸，故記錄器無(wú)接觸性的損耗、壽命長(zhǎng)。

硬件特性：采用壓模金屬外殼，堅(jiān)固耐用，可以保護(hù)內(nèi)部電子設(shè)備免受沖擊和工作時(shí)的意外損傷。沒(méi)有可拆動(dòng)的零件，LCD中文顯示、可充電鋰電池、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、非易失存儲(chǔ)器，特別適合于實(shí)際工作。

技術(shù)參數(shù)：處理器為高速32位處理器；顯示器為L(zhǎng)CD160×128點(diǎn)陣，四級(jí)灰度，EL背光LCD96×64；工作電源為5.6V；通信接口為USB；工作溫度為-20℃~50℃；存儲(chǔ)溫度為-40℃~55℃；記錄容量為4095條，可擴(kuò)充8190條，可擴(kuò)展為8MB(NOR)+128MB(NAND)；充電電池為970mAH鋰離子電池；待機(jī)電流小于1μA。4系統(tǒng)軟件及數(shù)據(jù)庫(kù)選擇

根據(jù)項(xiàng)目情況，決定在框架上開(kāi)發(fā)基于Windows平臺(tái)的應(yīng)用程序，信息采集部分采用B/S結(jié)構(gòu)。這種方式下，操作人員可以在任意地點(diǎn)進(jìn)行處理，提高了各數(shù)據(jù)采集點(diǎn)工作人員的數(shù)據(jù)處理速度和安全性。并且，系統(tǒng)可以隨時(shí)統(tǒng)計(jì)出各養(yǎng)殖區(qū)縣的生豬養(yǎng)殖動(dòng)態(tài)數(shù)量信息；隨時(shí)統(tǒng)計(jì)出養(yǎng)殖場(chǎng)數(shù)量和規(guī)模信息；隨時(shí)生成需要的各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表；如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，可以隨時(shí)查到問(wèn)題豬肉的養(yǎng)殖場(chǎng)信息、加工廠(chǎng)信息，并自動(dòng)生成事故處理建議方案。

數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)選用微軟的SQLServer。其事務(wù)以及數(shù)據(jù)完整性邏輯都能作為存儲(chǔ)過(guò)程和觸發(fā)器直接存于服務(wù)器中。這種編程可避免被客戶(hù)非法使用或誤操作。此外，預(yù)編譯存儲(chǔ)過(guò)程的引入使SQLServer在使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)高性能地進(jìn)行事務(wù)處理方面樹(shù)立起一個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)。SQLServerClient/Server體系結(jié)構(gòu)通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用為Client/Server及Server/Server的通信提供了綜合的、基于消息的支持。使用數(shù)據(jù)庫(kù)的遠(yuǎn)程過(guò)程(RPC)，任何SQLServer的Client或Server可為訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò)上的任何其他Client和Server，還能夠?qū)崿F(xiàn)跨服務(wù)器的事務(wù)橫跨多個(gè)RDBMS。

SQLServer在分布式聯(lián)機(jī)系統(tǒng)所必須關(guān)注的八個(gè)主要問(wèn)題上，即查詢(xún)性能、事務(wù)處理能力、高可靠性、場(chǎng)地自治性、可擴(kuò)展性、可互操作性、應(yīng)變能力、數(shù)據(jù)完整性方面都擁有最佳的解決方案。5系統(tǒng)簡(jiǎn)介

生豬管理系統(tǒng)工作原理如圖3所示。

生豬管理系統(tǒng)由飼養(yǎng)場(chǎng)、屠宰場(chǎng)和銷(xiāo)售三個(gè)部分組成。方案按照現(xiàn)代化管理要求設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)牲畜的來(lái)源、日常飼養(yǎng)、接種免疫等相關(guān)方面的全方位的計(jì)算機(jī)管理。目標(biāo)在于提高牲畜的管理作業(yè)效率，提高牲畜的質(zhì)量。

（1）飼養(yǎng)場(chǎng)管理模塊負(fù)責(zé)牲畜的健康管理和日常管理，具有界面簡(jiǎn)潔、反應(yīng)快速、運(yùn)行安全可靠的特征。主要功能有：①指定條件（牲畜編號(hào)、飼養(yǎng)員編號(hào)、出生時(shí)間、畜養(yǎng)時(shí)間、出欄時(shí)間）瀏覽查詢(xún)；②指定條件（牲畜編號(hào)、飼養(yǎng)員編號(hào)、出生時(shí)間、畜養(yǎng)時(shí)間、出欄時(shí)間）打印相關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表；③支持規(guī)模不同的飼養(yǎng)場(chǎng)；④支持牲畜的日常管理；⑤支持牲畜的健康管理；⑥可進(jìn)行牲畜的日常查詢(xún)和健康查詢(xún)等。（2）屠宰場(chǎng)管理模塊主要負(fù)責(zé)對(duì)生豬屠宰之后的管理操作。該部分在Windows系列的環(huán)境下運(yùn)行，界面友好，便于操作，易學(xué)易用，而且功能強(qiáng)大、極易擴(kuò)充。主要功能特征有：①?gòu)?qiáng)調(diào)以衛(wèi)生安全為主的管理模式；②生豬出場(chǎng)之后，每一步操作都要求有詳細(xì)記錄；③生豬豬肉的等級(jí)管理。

（3）銷(xiāo)售管理模塊提供銷(xiāo)售時(shí)間查詢(xún)，銷(xiāo)售的豬肉等級(jí)、重量查詢(xún)，生產(chǎn)日期查詢(xún)，出場(chǎng)時(shí)間查詢(xún)等。

以上三個(gè)模塊既可以聯(lián)合起來(lái)，讓領(lǐng)導(dǎo)層對(duì)整個(gè)過(guò)程有一個(gè)宏觀(guān)的認(rèn)識(shí)，又可以分散開(kāi)，讓各個(gè)部門(mén)管理自己的模塊。

5．1飼養(yǎng)場(chǎng)管理模塊

（1）飼養(yǎng)場(chǎng)設(shè)定：①對(duì)飼養(yǎng)場(chǎng)進(jìn)行編號(hào)，對(duì)應(yīng)到各個(gè)不同的飼養(yǎng)場(chǎng)或個(gè)人；②對(duì)于大型的飼養(yǎng)場(chǎng)，可進(jìn)行養(yǎng)豬棚的設(shè)定；③一個(gè)養(yǎng)豬棚又可以有多個(gè)豬圈。

(2)生豬基本信息的設(shè)定：①對(duì)生豬進(jìn)行編號(hào)，詳細(xì)記錄牲畜來(lái)源、畜別、出生時(shí)間、畜養(yǎng)時(shí)間、出欄時(shí)間；②詳細(xì)記錄生豬的體貌特征、日常飲食、病史、生育史；③可以隨時(shí)查詢(xún)當(dāng)前每個(gè)生豬的健康狀況，是否接受過(guò)免疫檢查。

5．2屠宰場(chǎng)管理模塊

（1）屠宰場(chǎng)設(shè)定與查詢(xún)：對(duì)屠宰場(chǎng)基本信息的查詢(xún)，可以對(duì)某一個(gè)屠宰場(chǎng)的當(dāng)前狀況進(jìn)行查詢(xún)；同時(shí)可以針對(duì)某一頭豬，進(jìn)行跟蹤查詢(xún)。

（2）豬肉的管理：對(duì)屠宰完的豬肉，可以按部位進(jìn)行檢索，查詢(xún)每個(gè)部位的用途。

5．3銷(xiāo)售與包裝管理模塊

可對(duì)豬肉等級(jí)、部位、重量、生產(chǎn)日期和出廠(chǎng)日期等進(jìn)行查詢(xún)。

6使用RFID技術(shù)會(huì)帶來(lái)的便利和優(yōu)勢(shì)

系統(tǒng)的性能特點(diǎn)如下：

（1）感應(yīng)式數(shù)據(jù)采集，操作更簡(jiǎn)單、便捷。數(shù)據(jù)采集時(shí)，只需將采集器在巡檢點(diǎn)耳標(biāo)附近輕輕一晃，即可讀出當(dāng)前信息；

（2）獲得的數(shù)據(jù)和信息不能被破壞或修改；

（3）系統(tǒng)使用由無(wú)源存儲(chǔ)器的射頻芯片組成的全封閉感應(yīng)信息鈕，具有全球唯一的ID碼，經(jīng)久耐用，不可竄改或復(fù)制；

（4）一次性全封閉封裝成型，耐熱、抗凍、防水、防震、抗電磁波，能在惡劣的環(huán)境下正常工作；

（5）無(wú)須布線(xiàn)，安裝簡(jiǎn)易；

（6）簡(jiǎn)單、方便的編碼設(shè)置，巡檢點(diǎn)的增減十分方便；

（7）無(wú)接觸式數(shù)據(jù)傳輸，從而無(wú)磨損；

（8）完整的軟件配套，使制定及修改復(fù)雜的多級(jí)管理系統(tǒng)變得非常簡(jiǎn)單、方便。

RFID系統(tǒng)能夠在復(fù)雜的多步驟供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中跟蹤產(chǎn)品供應(yīng)情況，是理想的高效供應(yīng)鏈管理解決方案，使眾多的行業(yè)受益非淺。RFID解決方案在簡(jiǎn)化食品供應(yīng)物流管理方面，能為用戶(hù)帶來(lái)益處，范圍覆蓋從農(nóng)場(chǎng)的家畜及新鮮農(nóng)作物，到人們?cè)诓宛^里食用的食品以及在超市中購(gòu)買(mǎi)的包裝食品。

RFID解決方案可確保任何供應(yīng)鏈的高質(zhì)量數(shù)據(jù)交流，讓食品行業(yè)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)最重要的目標(biāo)：①?gòu)氐讓?shí)施源頭食品追蹤解決方案；②在食品供應(yīng)鏈中提供完全透明度的能力。

RFID系統(tǒng)可提供食品鏈中食品與來(lái)源之間的可靠聯(lián)系，確保到達(dá)超市貨架及餐館廚房的食品來(lái)源史是清晰的，并可追蹤到具體的動(dòng)物或植物個(gè)體及農(nóng)場(chǎng)。RFID是一個(gè)百分之百追蹤食品來(lái)源的解決方案，因而可回答用戶(hù)有關(guān)“食品從哪里來(lái)，中間處理環(huán)節(jié)是否完善”等問(wèn)題，并給出詳盡、可靠的回答；可有效監(jiān)控解決食品安全問(wèn)題。

7結(jié)束語(yǔ)

這項(xiàng)被稱(chēng)為《RFID牲畜安全防疫信息管理系統(tǒng)》的解決方案，采用美國(guó)Ipico公司的硬件設(shè)備，配以自主開(kāi)發(fā)的應(yīng)用軟件。所有生豬的養(yǎng)殖場(chǎng)、加工廠(chǎng)、屠宰場(chǎng)等環(huán)節(jié)信息，都將被記錄在有關(guān)的RFID芯片和計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)內(nèi)，通過(guò)鄉(xiāng)鎮(zhèn)一級(jí)的電腦終端、縣級(jí)數(shù)據(jù)中心和省級(jí)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行集中處理和上報(bào)。做到生產(chǎn)、銷(xiāo)售等各個(gè)環(huán)節(jié)信息的公開(kāi)、透明和高效率反饋，徹底解決問(wèn)題豬和問(wèn)題肉的困擾，從而確保消費(fèi)者能夠吃到放心肉。

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