基本信息
- 项目名称：
- 远程监控智能恒流源系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 此远程监控智能恒流源系统采用ADUC812BS单片机做为系统的控制单元，通过D/A转换后输出直流可调电压，控制PWM电路的波形占空比，从而实现电源的恒流输出控制。 采用当今流行的nRF905无线传输技术，利用远端手持遥控设备和上位机及普通智能手机进行远程监控。并且本设计软件采用了PID算法技术，保证了系统输出电流控制精度和速度。
- 详细介绍：
- 本远程监控智能恒流源系统采用以ADUC812BS单片机为主控制器，通过D/A转换后输出直流可调电压，控制PWM电路的波形占空比，从而实现电源的恒流输出控制。通过无线传输模块nRF905，可以方便的远程监控恒流源的工作状态，通过手持遥控器上的RS232串口，把恒流源的数据信号传到远端上位机，方便操作人员远程多方位监控。 功能特点： 1、输出电流范围为0mA～2000mA； 2、步进精确度为10mA与1mA； 3、适当改变负载电阻时，实际输出电流值与给定电流值间的差值小于1mA； 4、改变输入电源电压（增加或减少20%），恒流源输出变化小于2%； 5、输出效率高达80%，工作时基本无发热现象； 6、具有开路、短路保护及报警功能，工作性能更加可靠安全； 7、具有供电电源电压值、电流值、输出电流值、负载两端电压值同时显示功能； 8、监控方式多样：普通智能手机、上位机、手持遥控器和电源本身。 应用领域： 可实际应用于工业控制、仪器仪表及各种元器件测试电路和各种小功率充电器等场合，并且在一些危险场所和需要高稳定性输出、不定时调节电流输出领域，本产品具有很大优势。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 作品设计、发明的目的： 在提供智能恒定电流输出的同时，实现远程监控。 基本思路： 系统采用以ADUC812BS单片机为主控制器，通过D/A转换后输出直流可调电压，控制PWM电路的波形占空比，从而控制主电路实现电源的恒流输出控制。 创新点： 本远程监控智能恒流源系统采用了PID控制技术实现了输出电流值的实时快速准确调节。 监控方式多样：普通智能手机、上位机、手持遥控器、电源本身。 技术关键： 1、采用了ADUC812BS单片机为系统的控制单元，保证了产品的智能化程度； 2、采用了当今流行的nRF905无线传输技术，利用远端手持遥控设备和上位机进行远程监控; 3、采用了LCD1602和远端监控PC机的双重显示，扩展了人机交换界面，可以很方便的获得各种参数； 4、模块化编程，使程序的结构清晰，便于管理和维护； 5、采用了PID控制技术实现了输出电流值的实时快速准确调节。 主要技术指标： 1、输出电流范围为0mA～2000mA； 2、步进精确度为10mA与1mA； 3、适当改变负载电阻时，实际输出电流值与给定电流值间的差值小于1mA； 4、改变输入电源电压（增加或减少20%），恒流源输出变化小于2%； 5、效率高达80%，基本无发热现象； 6、具有自动保护及报警功能，工作性能更加可靠安全。
科学性、先进性
- 本智能恒流源系统输出电流稳定，不随负载和环境温度变化，并具有很高的精度，输出电流误差范围很小，输出电流值可在一定范围内任意设定。而且此装置具有智能化、数字化以及模块化的特点。智能化主要是指系统有可编程模块可以对系统进行智能控制，直流稳压电源不仅通过RS232接口实现与上位PC机通信，而且可以通过手机的GPRS网络，实现远程监控（不受地域限制）。从而使网络技术人员可以随时监视电源设备运行状态、各项技术参数，网络技术人员可通过网络定时开关电源，实现远程监控和操作。数字化主要是指系统输出电流值可通过电源上的LCD、远端遥控器上的LCD和上位机等多种方式进行显示，并且可以通过按键对输出电流值进行连续步进数字化调节。模块化是指整个智能恒流源系统由各个相关模块组成，提高了系统的精确性、可靠性、可操作性和可维护性。
获奖情况及鉴定结果
- 此作品在2010年9月获得“高教社 XILINX杯”省大学生电子设计大赛“一等奖”； 此作品在2011年4月获得学校第四届大学生科技节科技发明制作竞赛“特等奖”。
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 普通转让
作品可展示的形式
- 实物
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 产品使用说明： 复位键：使电源处于预备工作状态。 启动键：启动时略微长按。 功能键：可以选择不同的步进电流值（10mA或1mA）。 加减键：是用来实现设定输出电流值增加还是减少。 技术特点和优势： 1、输出电流范围大、步进精确高、输出误差小、效率高； 2、通过nRF905实现了恒流电源的参数和控制信息进行无线传输；而且可以通过手机的GPRS网络，实现远程控制（不受地域限制）； 3、监控方式多样：智能手机、上位机、手持遥控器、电源本身； 4、采用了ADUC812BS单片机为控制单元，保证了产品智能化程度。 适应范围及推广前景： 不但可以应用于需要高稳定度的小功率恒流源等领域，也可以应用在一些危险场所和需要高稳定性输出、不定时调节电流输出领域。本产品具有很大优势，具有很好的推广前景。 经济效益预测： 此产品市场应用潜力巨大，具有很高的经济效益。
同类课题研究水平概述
- 国内外恒流源产品的发展现状： 在我国，以电力电子学为核心技术的电源产业，从二十世纪60年代中期开始形成，到了21世纪，电源产业进入了快速发展时期。一方面， 电源产业规模的发展在加快；另一方面，在国家自然科学基金的资助下或创新意识指导下，我国电力电子技术的研究从吸收消化和一般跟踪发展到前沿跟踪和基础创新，电源产业界涌现了一些技术难度较大，具有国际先进水平的产品，而且还产生了一大批具有代表性的研究成果和产品；目前国内还开展了跟踪国际多方面前沿性课题的研究或基础创新研究。但是我国电源产业与发达国家相比，存在着很大的差距和不足：在电源产品的质量、可靠性、开发投入、生产规模、工艺水平、先进检测设备、智能化、网络化、持续创新能力等方面的差距为10-15年，尤其在实现直流恒流电源的智能化、网络化方面的研究不是很多。目前国内在这两方面研究比较多的是成都电子科技大学和广州华南理工大学，主要是利用单片机和可编程系统器件(PSD)来控制开关直流恒流电源或数制化电压单元达到智能和数控的目的，但和国外的比较起来，效果不是很理想，还有很大的差距。国内厂家生产的直流恒流电源虽然也在向数字化方向发展，但多限于对输出显示实现数码显示，或实现多组数值预置。总体说来，国内直流恒流电源技术在实现智能化等方面相对落后，面对激烈的国际竞争，是个严重的挑战。 目前恒流源产品的研究现状： 当今社会，智能恒压技术已经很成熟，但是恒流方面特别是智能恒流技术才刚刚起步有待发展，高性能的智能恒流器件的开发和应用存在巨大的发展空间。随着电子技术的发展，以及数字电路应用领域的扩展，现今社会，产品智能化、数字化已成为人们追求的一种趋势，设备的性能、价格和发展空间等备受人们的关注，尤其对电子设备的精密度和稳定度最为关注。性能好的电子设备，首先离不开稳定的电源，电源稳定度越高，设备和外围条件越优越，电子设备的寿命更长。基于此，人们对智能恒定电流器件的需求越来越迫切。 通过实际测量证明了本恒流源系统输出电流可调节范围宽、步进精确高，实际输出误差小。该系统已基本达到预期的设计目标，具有功能强、性能可靠、体积小、电路简单和成本低廉的特点，具有很好的推广前景，不但可以应用于需要高稳定度的小功率恒流源等领域，也可以应用在一些危险场所和需要高稳定性输出、不定时调节电流输出领域，本产品具有很大优势。
