智能酒庫貯酒中心微機集散電子監控系統的研究設計

王朱勞

（陜西國防工業職業技術學院，陜西西安 710300）

隨著酒庫貯酒工藝技術的發展，在人工智能環境下進行酒庫貯酒的電子監控設計，提高酒庫貯酒的質量及自動化水平，構建智能酒庫貯酒中心微機的監測系統，采用嵌入式的微機管理技術和集成信息處理技術，分析酒庫貯酒過程中的信息特征量，采用大數據信息融合技術對酒庫貯酒過程中的信息進行管理和智能控制[1]，提高智能酒庫貯酒中心微機的智能監測能力，研究智能酒庫貯酒中心微機集散電子監控系統的優化設計方法，對促進酒庫貯酒的信息化建設和發展中具有重要意義，相關酒庫貯酒中心微機電子監控系統設計受到人們的極大關注[2]。當前，對智能酒庫貯酒中心微機集散電子監控的設計方法主要采用單片機控制方法，結合智能酒庫貯酒中心微機自動監測信息融合和自適應處理，采用過程控制和特征檢測方法，實現智能酒庫貯酒中心微機集散電子監控系統的優化設計，但傳統方法進行智能酒庫貯酒中心微機集散電子監控的自適應性不好，自動控制能力不強。對此，采用集成DSP方法，設計一種新的智能酒庫貯酒中心微機集散電子監控系統。系統建立在集成DSP開發環境中，首先進行系統的開發環境描述和系統總體結構分析，然后設計系統的硬件，使其模塊化，最后進行智能酒庫貯酒中心微機集散電子監控系統的調試分析，得出有效性結論。

1 系統總體設計構架和功能模塊分析

1.1 系統的總體設計構架

為了實現智能酒庫貯酒中心微機集散電子監控系統的優化設計，采用集成DSP的嵌入式設計技術，進行智能酒庫貯酒系統的可編程邏輯控制研究，制定出智能酒庫貯酒中心微機集散電子監控系統的總體開發設計方案，設計的智能酒庫貯酒中心微機集散電子監控系統主要包括硬件設計和控制器設計兩大部分，對智能酒庫貯酒中心微機自動監測的基礎是酒庫貯酒中心微機智能監控的物聯網組網設計和連通性測試[3]。采用ZigBee組網傳感技術，進行智能酒庫貯酒中心微機智能監控過程中的信息采集和傳輸控制設計，建立智能酒庫貯酒中心微機集散電子監控系統的核心控制模塊。采用Multigen Creator軟件進行智能酒庫貯酒中心微機集散電子監控系統的層次化結構設計，設置電源狀態監控器，對酒庫貯酒中心微機集散電子監控系統的輸入能量進行管理。在操作系統層和應用軟件層分別配置MCU控制單元構建主控電路[4]，系統的功能模塊結構分為智能監測信息采集模塊、總線輸出轉換模塊、程序加載模塊、指令收發轉換模塊、總線調度模塊、人機交互模塊和接口模塊等，得到系統的總體結構圖如圖1所示。

圖1 系統的總體結構圖

在程序交叉編譯控制的基礎上，進行智能酒庫貯酒中心微機集散電子監控系統的硬件模塊化，對酒庫貯酒中心微機集散電子監控系統的信息安全基線進行模糊配置。采用總線接口程序采集信息，設計回路節點的接口，回路節點分布如圖2所示。

圖2 系統的回路節點分布

1.2 系統的開發環境描述和功能模塊分析

在上述進行了系統的總體結構設計的基礎上，進行智能酒庫貯酒中心微機集散電子監控系統的開發環境分析和功能模塊分析。采用專用讀寫器芯片進行酒庫貯酒中心微機集散電子監控系統的智能存儲控制，構建多模傳感器終端協議，完成酒庫貯酒中心微機集散電子監控系統的信息調度和安全基線配置，結合UHF RFID進行酒庫貯酒中心微機集散電子監控系統的模擬組件構建。在Multigen Creator3.2開發環境下，實施智能酒庫貯酒中心微機集散電子監控系統的嵌入式開發和模塊設計，中心微機集散電子監控系統的功能模塊主要包括CPU模塊、測量模塊、交-直變換電路模塊、打印機模塊、人機對話模塊等[5]。采用220 V交流與220 V、110 V直流輸出作為系統的供電輸入，對在系統斷路器中的分、合閘操作實現中斷設計，設置酒庫貯酒中心微機集散電子監控系統的輸出電源，實現蜂鳴與燈光的智能報警，系統的斷路器檢測裝置功能模塊組成如圖3所示。

圖3 系統的斷路器檢測裝置功能模塊組成

根據圖3的功能模塊結構，實施智能酒庫貯酒中心微機集散電子監控系統的硬件配置，在系統的輸出終端，熱敏打印機可以快速、清晰、方便的打印監控結果，在輸出模塊設計指示燈進行信息顯示。在AV890移動智能終端設備中進行智能酒庫貯酒中心微機智能系統終端數據采集[6]，并通過傳感器上傳到統一提供的接口中，構建驅動電路和控制器進行智能酒庫貯酒中心微機集散電子監控系統的信息輸出轉換控制，得到系統的硬件配置如圖4所示。

圖4 系統的硬件配置結構圖

2 系統硬件設計與實現

在上述智能酒庫貯酒中心微機集散電子監控系統的總體結構設計，對系統模塊化硬件進行實現。采用集成DSP方法，設計智能酒庫貯酒中心微機集散電子監控系統的硬件模塊，包括智能監測信息采集模塊、總線輸出轉換模塊、程序加載模塊、指令收發轉換模塊、總線調度模塊、人機交互模塊和接口模塊等[7]，對各個模塊設計描述如下：

（1）信息采集模塊。信息采集模塊作為系統的信息采集單元，分為微機集散電子監控的信息濾波器、輸出功率放大、FPGA集成控制等。采用傳感器進行微機集散電子監控的信息采集，對采樣的主機控制信號通過壓控振蕩器實現輸出轉換控制，采用Nordic公司的nRF905、nRF9E5作為微機集散電子監控的程控放大器，選用R1000、R2000實現酒庫貯酒中心微機集散電子監控系統的基線配置和斷開操作，用ADI公司的ADSP21160處理器系統作為集成總線。采用RS5485總線傳輸控制方法進行酒庫貯酒中心微機集散電子監控系統的信息采集[8]，得到信息采集模塊的電路圖如圖5所示。

圖5 信息采集模塊設計

（2）總線輸出轉換模塊。總線輸出轉換模塊采用ADSP-BF561(以下簡稱BF561)處理器進行酒庫貯酒中心微機集散電子監控的總線輸出轉換控制，在集成電路模型中，D/A模塊實現對電子監控系統的總線收發。采用分散的A/D、D/A轉換器進行酒庫貯酒中心微機集散電子監控系統的DMA控制器設計[9]，總線輸出轉換模塊設計如圖6所示。

圖6 總線轉換輸出模塊

（3）程序加載模塊。程序加載模塊實現對監控指令的加載和程序輸出控制功能。通過工業標準級的六線同步串口實現智能酒庫貯酒中心微機集散電子監控系統的PCI總線設計和信息調度，建立GPRS邏輯信道，通過附加總線實現酒庫貯酒中心微機集散電子監控系統信息安全基線配置和程序加載核查[10]。采用分散的A/D、D/A轉換器進行程序加載過程中的程序讀寫和AD轉換控制，得到程序加載模塊設計如圖7所示。

圖7 程序加載模塊設計

（4）人機交互模塊和接口模塊。人機交互模塊和接口模塊設計在輸出端口，采用ISA/EISA/Micro Channel擴充總線進行智能酒庫貯酒中心微機自動監控過程的人機交互設計，在嵌入式環境中設計CPU模塊、測量模塊、交-直變換電路模塊實現監控系統的輸出調試和人機交互控制，使用T9871芯片和C4974芯片獲取智能酒庫貯酒中心微機的監控信息，用AD/DA轉換器進行智能酒庫貯酒中心微機集散電子監控系統的脈沖信息采集轉換[11]，分集交互的集成控制數據結構表見表1。

表1 集成控制數據結構表

在人機交互模塊的終端與PPI接口相連，采用物聯網組網的RFID標簽識讀器進行總線輸出尋址，得到人機交互模塊的硬件設計結果[12]，綜上所述，得到本文設計的智能酒庫貯酒中心微機集散電子監控系統的集成電路如圖8所示。

3 實驗測試分析

圖8 系統集成電路設計

為了驗證智能酒庫貯酒中心微機集散電子監控系統的穩定性與可靠性，進行實驗測試，調制過程中采用4線SPI方式與外部總線控制技術進行智能酒庫貯酒中心微機集散電子監控中的指令加載，高速A/D時鐘采樣頻率為200 KHz，中心微機集散電子監控系統輸入直流信號在1.5～2.5V之間，系統調試的現場實景圖如圖9所示。

圖9 系統調試現場圖

根據調試結果，將+12 V測試電壓加在端子的兩端，選用了PCF8563時鐘芯片和AT24C512存儲器進行輸出控制，測試輸出性能曲線，得到結果如圖10所示。

圖10 系統的輸出電壓曲線

分析圖10得知，設計的系統模擬輸出范圍為0至10 VDD，閉環增益45 V，滿足設計指標要求，具有很好的穩定性和可靠性。

4 結語

本研究針對智能酒庫貯酒中心微機的監測系統的構建作了系列的闡述，采用嵌入式的微機管理技術和集成信息處理技術是可行的，可實現對智能酒庫貯酒中心微機集散電子監控的設計。系統功能模塊結構分為智能監測信息采集模塊、總線輸出轉換模塊、程序加載模塊、指令收發轉換模塊等。人機交互模塊的終端與PPI接口相連，采用物聯網組網的RFID標簽識讀器進行總線輸出尋址，完成總線傳輸控制和系統的集成。實驗驗證得知，設計的系統輸出增益較大，穩定性較好。