便携式环境电场测试仪的设计

论文摘要

随着现代电子工业、电信产业的迅猛发展及电器产品的普及,人类生存环境中的电磁能量密度不断增强,电磁污染也日益严重。测量评价电磁辐射是否对该空间内的人员和设备产生影响成为了研究热点,开发高质、廉价、耐用的便携式电磁辐射测量仪器成为重中之重。在分析了电磁辐射测量原理和方法的基础上,本文介绍了一种基于DSP的新型便携式环境电场测试仪（以下简称场强仪）的设计方案。该方案将硬件划分为探头和主机两大模块。探头模块采用意大利PMM公司的微带设计的加固型EP-183S电场探头。主机模块以高速、低耗、多功能的ADSP-BF533处理器作为核心处理芯片,完成探头的测量数据接收,实现数据的处理运算、存储、显示,功能按键处理,过限声光报警,上下位机通信等功能。文中详细讨论了系统硬件设计方法,介绍了实现技术,设计了主机模块的硬件电路,实现了系统的各项功能。在场强仪系统硬件设计的基础上,本文给出了系统软件的总体设计思想及详细设计过程。系统软件包括下位机软件和上位机软件。下位机软件即为场强仪主机控制软件,主要实现主机控制功能。具体设计了中断处理、EEPROM读写、液晶显示、键盘控制和温度测量等控制软件。上位机软件实现控制计算机（上位机）和场强仪主机（下位机）的通信,通过上位机控制下位机,实现对场强仪主机参数设置、校准设置、数据读取和存储等功能。本文设计了合理的人机界面、相应的通信协议和功能管理软件。在场强仪系统硬件和软件实现的基础上,对场强仪进行了功能测试。测试结果表明,该场强仪性能稳定,能够实现电磁辐射的准确测量、上下位机通信安全可靠,符合设计要求,并具有便携、多功能、扩展功能良好等特点,具有很好的实用价值,最终通过了鉴定验收。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景及意义
• 1.2 场强仪的发展状况
• 1.3 论文的结构
• 第二章 电磁辐射测量原理及标准
• 2.1 电磁辐射概述
• 2.1.1 电磁辐射
• 2.1.2 电磁环境
• 2.1.3 电磁辐射的危害
• 2.2 电磁辐射测量原理
• 2.2.1 电磁辐射场的划分
• 2.2.2 电磁辐射的测量
• 2.3 电磁辐射防护与测量标准
• 第三章 HDC-01 型场强仪的系统结构
• 3.1 HDC-01 型场强仪的基本结构
• 3.2 HDC-01 型场强仪的设计思路
• 3.3 HDC-01 型场强仪的主要功能和技术指标
• 3.4 本章小结
• 第四章 HDC-01 型场强仪硬件电路设计
• 4.1 探头模块
• 4.2 核心处理单元模块
• 4.2.1 Blackfin DSP结构概述
• 4.2.2 Blackfin ADSP-BF533 系统框图及特点
• 4.2.3 Blackfin DSP内核结构
• 4.2.4 Blackfin DSP存储结构
• 4.2.5 Blackfin DSP的中断
• 4.2.6 Blackfin ADSP-BF533 在HDC-01 型场强仪中的使用
• 4.3 BLACKFIN DSP系统启动引导及参数非易失存储
• 4.3.1 Blackfin DSP系统启动引导
• 4.3.2 参数非易失存储
• 4.4 电源模块
• 4.4.1 电池模块
• 4.4.2 充电模块
• 4.4.3 电源开关模块
• 4.5 通信接口模块
• 4.5.1 探头通信接口
• 4.5.2 上下位机通信接口
• 4.6 声光报警模块
• 4.7 实时日历钟模块
• 4.8 温度测量及恒温加热模块
• 4.8.1 温度测量模块
• 4.8.2 恒温加热模块
• 4.9 人机交互模块
• 4.9.1 键盘模块
• 4.9.2 液晶显示模块
• 4.10 本章小结
• 第五章 HDC-01 型场强仪软件设计
• 5.1 场强仪系统软件总体概述及流程
• 5.2 下位机软件设计
• 5.2.1 主程序模块
• 5.2.2 中断模块
• 5.2.3 EEPROM读写模块
• 5.2.4 液晶OLED显示模块
• 5.2.5 键盘模块
• 5.2.6 温度测量模块
• 5.3 上位机软件设计
• 5.3.1 上位机主界面模块
• 5.3.2 参数设置子窗口模块
• 5.3.3 系数校准子窗口模块
• 5.3.4 数据存储子窗口模块
• 5.4 通信协议设计
• 5.4.1 串行通信协议
• 5.4.2 物理接口及通信方式
• 5.4.3 信息类型及协议的基本格式
• 5.5 本章小结
• 第六章 HDC-01 场强仪系统测试
• 6.1 HDC-01 型场强仪系统功能测试
• 6.2 HDC-01 型场强仪测试与计量
• 6.3 测试结论
• 第七章 结束语
• 7.1 全文总结
• 7.2 结论
• 7.3 未来工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 在读其间的研究成果
• 附录A