基于STM32的车载式漏电流数字传感器的研究.docVIP

基于STM32的车载式漏电流数字传感器的研究 　　摘要：采用STM32平台，利用CAN总线通讯，研制了一款新型数字化漏电流传感器。相比于之前的模拟传感器，本次设计采用数字化设计，通讯利用CAN总线，显示实时清晰，具有独立处理和与其他多个同样的传感器进行配合综合处理的能力，经过软硬件设计和实验测试，本传感器检测精度高、检测快速，错误率低。具有较好的应用价值。 　　关键词：漏电流传感器；检测精度；数字化处理。 　　中图分类号：TP334 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）27-0245-03 　　Abstract： n this paper， a new type of digital leakage current sensor based on STM32 platform is developed. It is in a high precision simulation based on leakage current sensor by digitization and improvement， using CAN bus for data communication， real-time display clear， has the ability to meet the independent and comprehensive treatment of treatment with multiple other the same sensor， accurate detection， response fast， safe and reliable data communication lines. Is a kind of current advanced digital sensor for leakage current. 　　Key words： Leakage current sensor； detection accuracy； digital processing. 　　铁路电气化的普及，电气设备使用过程中的电气安全问题也越来越多，主要体现在电气设备的绝缘特性与漏电检测上。为了设备的安全使用，必须执行严格的绝缘和漏电的技术要求。从而避免因为绝缘不过关或者漏电而引起安全事故。本文采用STM32平台，利用CAN总线通讯，研制了一款新型数字化漏电流传感器。相比于之前的模拟传感器，本次设计采用数字化设计，通讯利用CAN总线，显示实时清晰，具有独立处理和与其他多个同样的传感器进行配合综合处理的能力，经过软硬件设计和实验测试，本传感器检测精度高、检测快速，错误率低。具有较好的应用价值。 　　嵌入式系统漏电流传感器在机车中为实现对漏电流的检测，最终实现自动控制。其最主要特征是能快速、准确检测和转换，传递出检测的数字信息，供计算机系统分析处理。国外嵌入式系统传感器应用较早，技术较为成熟，但由于传感器应用广，要求各异，市场需求旺盛。基于STM32平台的CAN总线车载式漏电流传感器的研制就是这样背景产生的。 　　1 系统原理 　　其系统的原理图图如图1所示。 　　由图可以看出多个基于STM32平台的CAN总线漏电流检测数字传感器通过CAN总线连接，通信线串接在一起，极大地减少线数；同时A/D转换在STM32处理器内部，减少传感器硬件内部的分块。 　　基于STM32平台的CAN总线漏电流检测数字传感器主要检测参数：检测漏电流的范围是 0～300mA ，检测精度为1% ，线性度为1%。其系统整体接线设计图如图2所示。 　　2 硬件系统设计 　　系统采用单片机进行系统设计，通过对STM32单片机芯片的使用，熟悉了CORTEX-M3内核的处理器， ARM Cortex-M3是一种基于ARM7v架构的最新ARM嵌入式内核，它采用哈佛结构，使用分离的指令和数据总线（冯诺伊曼结构下，数据和指令共用一条总线）。从本质上来说，哈佛结构在物理上更为复杂，但是处理速度明显加快。根据摩尔定理，复杂性并不是一件非常重要的事，而吞吐量的增加却极具价值。除了使用哈佛结构， Cortex-M3 还具有其他显著的优点：具有更小的基础内核，价格更低，速度更快。与内核集成在一起的是一些系统外设，如中断控制器、总线矩阵、调试功能模块，而这些外设通常都是由芯片制造商增加的。 Cortex-M3 还集成了睡眠模式和可选的完整的八区域存储器保护单元。它采用 THUMB-2指令集，最大限度降低了汇编器使用率。 　　系统采用CAN通讯的方式，CAN 的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。它的