一种分布式数字温度传感器的同步采集与控制方法与流程

文档序号：20916415发布日期：2020-05-29 13:34阅读：145来源：国知局

本发明涉及一种分布式数字温度传感器的同步采集与控制方法，属于光电探测技术领域。

背景技术：

机载光电产品应用环境复杂，环境温度变化范围大，为了减小环境温度对成像效果的影响，需要根据产品内不同敏感部位的温度对光学元件进行修正，其关键因素之一就是对产品内不同点分布的温度传感器进行实时同步采集。然而，为得到更为精确的温度场模型，需要在产品内部布设较多的温度传感器，而温度传感器的转换时间又很长，造成微控制器在对温度传感器采集过程中存在时间不同步问题，影响控制系统对光学元件的修正精度。因此必须改进分布式温度传感器的采集方式，解决串行采集方式产生的时间不同步问题对控制精度的影响。

技术实现要素：

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种分布式数字温度传感器的同步采集与控制方法。

技术方案

一种分布式数字温度传感器的同步采集与控制方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：上电后，初始化微控制器和fpga；

步骤2：微控制器发送温度采集指令；

步骤3：fpga产生采集同步指令；

步骤4：温度采集模块1～n同步对相应的温度传感器进行复位，温度传感器1～n响应采集光学元件的温度，并开始将温度信号转换为数字信号；

步骤5：转换完成后，传感器1～n将温度值发送给温度采集模块对应寄存器；

步骤6：微控制器读取同步采集到的温度数据，进行加权处理，形成控制系统输入信号，控制光学元件的平移运动，直至一个周期完成。

有益效果

本发明提出的一种分布式数字温度传感器的同步采集与控制方法，将在串行采集与控制方法的基础上，采用可编程逻辑阵列可同步工作的优点，同步采集分布在不同位置的传感器，得到同一时刻的温度测量值，消除时间不同步问题，提高对光学元件的控制准确性，增强产品对环境温度影响的抑制能力。该方法可以有效提高采集过程的时间同步精度、经过加权后可有效提高控制系统输入信号精度，减小系统误差，提高光电产品的成像质量，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1分布式传感器同步采集与控制原理图

图2温度采集模块同步工作流程图

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

分布式数字温度传感器的同步采集与控制方法，通过在可编程逻辑阵列内设置同步指令信号，对其内部各温度采集模块进行同时并行操作，得到某一时刻产品内部不同空间位置的准确温度信息，并对该时刻采集到的温度进行加权处理，得到精确的控制系统输入信号，减少系统误差，提高对光学元件的控制准确性，从而提高光电产品的成像质量。主要涉及到三个方面：

1)同步指令信号的产生。微控制器通过地址总线操作可编程逻辑阵列中的译码电路，产生同步指令信号，并将同步信号发送至各温度采集模块。

2)温度采集模块。各温度传感器采集模块依据温度传感器通信协议按时序同时开始发送指令，接收状态信息，完成各温度传感器的信号采集，并存储在相应的寄存器中。

3)精确控制输入信号的形成。微控制器依次读取温度采集模块寄存器中的温度值，对产品内分布在不同位置的温度传感器在同一时刻的信息进行加权处理，形成精确的控制输入信号。

如图1和图2所示，具体实施步骤如下：

第一步，上电后，初始化微控制器和fpga；

第二步，微控制器发送温度采集指令；

第三步，fpga产生采集同步指令；

第四步，温度采集模块1～n同步对相应的温度传感器进行复位，温度传感器1～n响应采集光学元件的温度，并开始转换(将温度信号转化为数字信号)；

第五步，转换完成后，传感器1～n将温度值发送给温度采集模块对应寄存器；

第六步，微控制器读取同步采集到的温度数据，进行加权处理，形成精确的控制系统输入信号；

第七步，在本周期内完成光学元件的平移运动控制，开始下一周期的同步采集与控制。

技术特征：

1.一种分布式数字温度传感器的同步采集与控制方法，其特征在于步骤如下：