一种基于fpga技术的新型粉尘快速监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及粉尘检测领域，特别涉及一种基于FPGA技术的新型粉尘快速监测装置。
【背景技术】
[0002]近年来，国外粉尘监测技术发展迅速。采用光散射原理，推出了 P-5型数字式、LP-1E型数字式微机处理及激光机“DUST MATE"LD-1型等粉尘监测仪，其灵敏度较高，但结构复杂、价格昂贵，给大部分基层卫生监测机构和小型企业粉尘监测带来一定困难。
[0003]国内市场上粉尘监测仪多按专业性分类，亦具有一定的局限性。目前，大多监测系统简化了数据采集布线的线路，在传感器方面采用了半导体模拟器件，在线路传输上采用了串行传输方式，使用各种手段提高监测精度和可靠性，但器件线性度较差，监测速度还不够迅速，系统可靠性仍不太理想。
【实用新型内容】
[0004]为解决上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种基于FPGA技术的新型粉尘快速监测装置，采用高精度粉尘传感器，体积超小，硬件资源占用率超低，抗干扰能力强，附加功能强，装置电路系统完成对粉尘的采集、监测、报警、控制等基础功能，装置使用者可随时对监测平台进行监测范围、报警预知阈值修改，不但能提供合理的性能组合，提升系统的性能，扩展应用范围，核心芯片动态在系统重构的特性，极大提高了设计灵活性和通用性，具有超小体积，超低硬件资源占用率，抗干扰能力强，精度高，附加功能强等诸多优点。另核心芯片工作频率高达155MHz，具有超高运行速度，可达到快速监测的目的。无论是从抗干扰性，运行速度，在线可编程特性，还是从运行可靠性的角度都能达到理想的效果。
[0005]为达到上述目的，本实用新型的技术方案为:
[0006]一种基于FPGA技术的新型粉尘快速监测装置，该装置由一 FPGA核心芯片，及与该FPGA核心芯片连接的EPCSI配制芯片，JTAG接口，石英晶振，电源电路，显示屏，高精度粉尘传感器，光报警电路，蜂鸣器和除尘装置组成；
[0007]其中，FPGA核心芯片对粉尘进行检测并控制整个装置进行除尘，报警，蜂鸣，显示;
[0008]显示屏用于检测值的显示；
[0009]EPCSI配制芯片用于进做存储硬件；
[0010]JTAG 接口为调用口；
[0011]石英晶振提供50Hz频率；
[0012]电源电路提供稳定电源；
[0013]高精度粉尘传感器用于输入待测粉尘信号；
[0014]光报警电路用于进行超阈值报警输出；
[0015]蜂鸣器在光报警电路报警后蜂鸣提醒；
[0016]除尘装置控制除尘。
[0017]进一步的，所述FPGA核心芯片采用EP2C8Q208C8芯片处理器。
[0018]进一步的，所述高精度粉尘传感器连接有多个。
[0019]进一步的，所述电源电路为5V或3.3V电源。
[0020]相对于现有技术，本实用新型的有益效果为:
[0021]采用高精度粉尘传感器，体积超小，硬件资源占用率超低，抗干扰能力强，附加功能强，装置电路系统完成对粉尘的采集、监测、报警、控制等基础功能，装置使用者可随时对监测平台进行监测范围、报警预知阈值修改，不但能提供合理的性能组合，提升系统的性能，扩展应用范围，核心芯片动态在系统重构的特性，极大提高了设计灵活性和通用性，具有超小体积，超低硬件资源占用率，抗干扰能力强，精度高，附加功能强等诸多优点。另核心芯片工作频率高达155MHz，具有超高运行速度，可达到快速监测的目的。无论是从抗干扰性，运行速度，在线可编程特性，还是从运行可靠性的角度都能达到理想的效果。(I)电路硬件核心芯片处理速度快，抗干扰能力显著增强，实时进行监测，并快速显示监测结果；(2)随时根据用户需要改变监测范围预警值等技术参数，极大提高了设计灵活性和通用性，甚至修改过程使用者可在简单指导下自行完成(3)硬件I/O资源非常丰富，如有扩展需要，可完成百个监测点以上的监测工作。
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型各功能硬件电路连接关系框图；
[0023]图2是本实用新型一个实施方式电路图。
[0024]其中，UlB为硬件主控核心芯片；U3、U4为高精度粉尘传感器；D4、D5为浓度超范围报警发光二极管；BEEF为浓度超范围报警蜂鸣器；U5为配置芯片；右上角JTAG为JTAG接口 ；5V、3.3V为芯片供电电源；U2为液晶显示屏。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型技术方案做进一步详细描述:
[0026]如图1所示，一种基于FPGA技术的新型粉尘快速监测装置，该装置由一 FPGA核心芯片，及与该FPGA核心芯片连接的EPCSI配制芯片，JTAG接口，石英晶振，电源电路，显示屏，高精度粉尘传感器，光报警电路，蜂鸣器和除尘装置组成；
[0027]其中，FPGA核心芯片对粉尘进行检测并控制整个装置进行除尘，报警，蜂鸣，显示;
[0028]显示屏用于检测值的显示；
[0029]EPCSI配制芯片用于进做存储硬件；
[0030]JTAG 接口为调用口；
[0031]石英晶振提供50Hz频率；
[0032]电源电路提供稳定电源；
[0033]高精度粉尘传感器用于输入待测粉尘信号；
[0034]光报警电路用于进行超阈值报警输出；
[0035]蜂鸣器在光报警电路报警后蜂鸣提醒；
[0036]除尘装置控制除尘。
[0037]所述FPGA核心芯片采用EP2C8Q208C8芯片处理器。
[0038]所述高精度粉尘传感器连接有多个。
[0039]所述电源电路为5V或3.3V电源。
[0040]图2中，UlB为硬件主控核心芯片；U3、U4为高精度粉尘传感器；D4、D5为浓度超范围报警发光二极管；BEEF为浓度超范围报警蜂鸣器；U5为配置芯片；右上角JTAG为JTAG接口 ；5V、3.3V为芯片供电电源；U2为液晶显示屏。
[0041]UlB的93、97，195、207引脚为与高精度粉尘传感器仍、况的串行数据端接口 ；203,205脚为光报警电路接口 ；208脚为与报警蜂鸣器的接口 ；标号U5的EPCS1S18芯片为配置芯片；U1B是核心芯片，使用的是ALTERA公司Cyclone II系列的FPGA芯片，支持N1sII嵌入式处理器。液晶屏显示粉尘浓度，数码显示可显示监测路数。
[0042]本实用新型的电气连接关系如下:
[0043]UlB (型号EP2C8Q208)芯片93、97，195,207引脚与高精度粉尘传感器U3、U4的5、6脚串行数据端连接；U1B的121脚与电源相连，UlB的203、205脚与发光二极管连接为光报警功能电路。JTAG4脚与UlB的121脚链接。LCD128X64的DBO?DB7脚与UlB的60?73脚链接。UlB的203,205脚通过R1,Rll电阻与D4、D5的阳极连接。UlB的208脚与BEEF的阳极连接。
[0044]本实用新型的实现原理如下:
[0045]UlB芯片的121脚为芯片提供工作电压。高精度粉尘传感器2脚供电、I脚接地3脚接电容。串行输出端RXD、TXD串行输出端输出实时监测粉尘值转化成电信号的串行数据，分别送给UlB的93、97，195、207引脚。电子系统采集、比对、控制模型，比较粉尘安全值。当粉尘浓度处于安全范围内，电路不发生任何动作。当某路监测粉尘浓度超过预警阈值时，查询是哪路监测值超出预警，确定路数，换算该路粉尘浓度值，60?73脚输出数据信号，控制液晶显示屏显示该路当前粉尘浓度值。同时控制203或205引脚给出数字电平信号，该路发光二极管发光报警，数码管显示报警路数，208脚输出电平信号控制蜂鸣器报警。UlB的206脚为预留控制信号输出端。
[0046]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
【主权项】
1.一种基于FPGA技术的新型粉尘快速监测装置，其特征在于，该装置由一FPGA核心芯片，及与该FPGA核心芯片连接的EPCSI配制芯片，JTAG接口，石英晶振，电源电路，显示屏，高精度粉尘传感器，光报警电路，蜂鸣器和除尘装置组成； 其中，FPGA核心芯片对粉尘进行检测并控制整个装置进行除尘，报警，蜂鸣，显示； 显示屏用于检测值的显示； EPCSI配制芯片用于进做存储硬件； JTAG接口为调用口 ； 石英晶振提供50Hz频率； 电源电路提供稳定电源； 高精度粉尘传感器用于输入待测粉尘信号； 光报警电路用于进行超阈值报警输出； 蜂鸣器在光报警电路报警后蜂鸣提醒； 除尘装置控制除尘。2.根据权利要求1所述的基于FPGA技术的新型粉尘快速监测装置，其特征在于，所述FPGA核心芯片采用EP2C8Q208C8芯片处理器。3.根据权利要求1所述的基于FPGA技术的新型粉尘快速监测装置，其特征在于，所述高精度粉尘传感器连接有多个。4.根据权利要求1所述的基于FPGA技术的新型粉尘快速监测装置，其特征在于，所述电源电路为5V或3.3V电源。
【专利摘要】一种基于FPGA技术的新型粉尘快速监测装置，该装置由一FPGA核心芯片，及与该FPGA核心芯片连接的EPCSI配制芯片，JTAG接口，石英晶振，电源电路，显示屏，高精度粉尘传感器，光报警电路，蜂鸣器和除尘装置组成；其中，FPGA核心芯片对粉尘进行检测并控制整个装置进行除尘，报警，蜂鸣，显示；显示屏用于检测值的显示；EPCSI配制芯片用于进做存储硬件；JTAG接口为调用口；石英晶振提供50Hz频率；电源电路提供稳定电源；高精度粉尘传感器用于输入待测粉尘信号；光报警电路用于进行超阈值报警输出；蜂鸣器在光报警电路报警后蜂鸣提醒；除尘装置控制除尘。随时根据用户需要改变监测范围预警值等技术参数，极大提高了设计灵活性和通用性，可完成百个监测点以上的监测工作。
【IPC分类】G01N15/06
【公开号】CN204705567
【申请号】CN201520285052
【发明人】包妍, 田卫华, 王森, 张玉梅, 于宏涛, 吕唯, 郎东革, 李川, 郝波, 于源, 孟祥斌, 马阳, 陈晓红, 雷彦华, 宋福圣, 沈震, 王袆雪, 王瑀宁
【申请人】包妍
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年5月6日