CN216848502U

CN216848502U - 地基辐射仪主板

Info

Publication number: CN216848502U
Application number: CN202123294361.6U
Authority: CN
Inventors: 傅平; 付平; 胡勇
Original assignee: Shanghai Qingjiang Industrial Co ltd
Current assignee: Shanghai Qingjiang Industrial Co ltd
Priority date: 2021-12-26
Filing date: 2021-12-26
Publication date: 2022-06-28
Anticipated expiration: 2031-12-26

Abstract

本实用新型公开了地基辐射仪主板，包括主板本体、主控模块、仿真模块、控制模块、通讯模块、接口模块、数据采集模块和电源转换模块，主控模块、仿真模块、控制模块、通讯模块、接口模块、数据采集模块和电源转换模块均与主板本体电性连接，电源转换模块的输出端与主控模块和仿真模块的输入端电路连接，主控模块的输出端分别与控制模块、通讯模块、接口模块和数据采集模块的输入端电性连接。本实用新型高性能低功耗，集成了单周期DSP指令和FPU，具有超强的计算能力；高精度的AD转换模块和高精准的PWM模块，能够进行稳定的通讯和数据采集；完成对高温的观测、计算、分析等。

Description

地基辐射仪主板

技术领域

本实用新型涉及主板技术领域，具体为地基辐射仪主板。

背景技术

辐射仪是测量核爆炸剩余核辐射强度的剂量探测仪器。是测量γ剂量率(照射率)和(放射性)活度的便携式器材。用于发现放射性沾染，测量沾染地区的γ剂量率，测量人员、武器装备和各种物体的表面(放射性)活度，概略测定粮秣、蔬菜的比(放射性)活度和水的体(放射性)活度等。辐射仪一般由多个芯片和电路组成，这些芯片和电路串联时必不可少的需要用到主板。主板是微机最基本的也是最重要的部件之一，可分为商用主板和工业主板两类。

但现有技术中的地基辐射仪主板，功能少，适用性低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供地基辐射仪主板，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：地基辐射仪主板，包括主板本体、主控模块、仿真模块、控制模块、通讯模块、接口模块、数据采集模块和电源转换模块，所述主控模块、所述仿真模块、所述控制模块、所述通讯模块、所述接口模块、所述数据采集模块和所述电源转换模块均与所述主板本体电性连接，所述电源转换模块的输出端与所述主控模块和所述仿真模块的输入端电路连接，所述主控模块的输出端分别与所述控制模块、所述通讯模块、所述接口模块和所述数据采集模块的输入端电性连接。

进一步的，所述主控模块包括主控芯片，所述主控芯片型号为 STM32F407VET6，负责整个控制系统的调度运行，包括对采集卡的数据采集、滤波以及相关算法处理，所述电源转换模块的输入端连接+24V电源，所述电源转换模块的输出端通过J20针插座与所述主控芯片的68引脚和69引脚串联，所述仿真模块采用JTAG仿真器，所述JTAG仿真器与所述电源转换模块的3.3V输出端电性连接，电源转换模块对主板本体上的电器件供电；仿真模块用于方案设计时进行工程调试。

进一步的，所述接口模块包括继电器接口电路和USB预留接口电路，所述继电器接口电路通过TXD6引脚和RXD6引脚与所述主控芯片的25引脚和26引脚串联，所述USB预留接口电路通过USB-POWER引脚与所述主控芯片的1引脚串联，继电器接口电路用于控制继电器吸合断开；USB预留接口电路用于外接USB电源线。

进一步的，所述控制模块包括扫描电机电路、风机控制电路和温度控制电路，电路通过BJDJDIRECT引脚、BJDJSPEED引脚和BJDJEN引脚与所述主控芯片的51 引脚、52引脚和53引脚串联，所述风机控制电路通过FAN-PWMOUT引脚和 FAN-SPEEDINT引脚与所述主控芯片的66引脚和67引脚串联，所述温度控制电路的6引脚通过TSIC506-2引脚与所述主控芯片的9引脚连接，扫描电机电路对天线步进电机进行控制；风机控制电路控制风机速度；温度控制电路对高温源进行温度采集和加热控制。

进一步的，数据采集模块包括倾斜仪平衡器和两路常温源，所述倾斜仪平衡器通过VoutVlatc1引脚和VoutVlatc2引脚与所述主控芯片的36引脚和35引脚串联，所述两路常温源包括两个TSIC506芯片，两个所述TSIC506芯片分别通过 TSIC506-3引脚和TSIC506-4引脚与所述主控芯片的8引脚和7引脚串联，倾斜仪平衡器采集水平仪数据；两路常温源采集温度值。

进一步的，所述通讯模块包括电脑通信电路、气象六要素通信电路、GPS通信电路、红外探测通信电路和接收机通信电路，所述电脑通信电路通过TXD4引脚和RXD4引脚与所述主控芯片的23引脚和24引脚串联，所述气象六要素通信电路通过RXD1引脚和TXD1引脚与所述主控芯片的83引脚和80引脚串联，所述 GPS通信电路通过RXD2引脚和TXD2引脚与所述主控芯片的64引脚和63引脚串联，所述红外探测通信电路通过RXD3引脚和TXD3引脚与所述主控芯片的47引脚和48引脚串联，所述接收机通信电路通过OutPower引脚、RXD6引脚和TXD6引脚与所述主控芯片的33引脚、26引脚和25引脚串联，电脑通信电路用于和上位机进行远程通讯；气象六要素通信电路和气象站进行通讯；GPS通信电路和 GPS进行通讯；红外探测通信电路和红外仪进行通讯；接收机通信电路用于通讯。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：

1、本实用新型高性能低功耗，集成了单周期DSP指令和FPU，具有超强的计算能力；高精度的AD转换模块和高精准的PWM模块，能够和各个部件外设模块进行稳定的通讯和数据采集；可实现对采集卡的数据采集、滤波以及相关算法处理；对天线电机的精确角度控制；对水平仪的角度计算；对高温源温度控制；温度测量等；通过串口和气象站、GPS等外围设备进行通讯，读取相关数据、同步时间定位信息等；对降温除霜风扇进行PWM控制、风速自动条件等；结合各个外部部件完成对高温的观测、计算、分析等，并将结果通过通讯串口上报到上位机。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型整体的系统图；

图2是本实用新型主控芯片的部分电路图一；

图3是本实用新型主控芯片的部分电路图二；

图4是本实用新型主控芯片的部分电路图三；

图5是本实用新型仿真模块的部分电路图；

图6是本实用新型扫描电机电路的部分电路图；

图7是本实用新型倾斜仪平衡器的部分电路图；

图8是本实用新型温度控制电路的部分电路图；

图9是本实用新型电脑通信电路的部分电路图；

图10是本实用新型接收机通信电路的部分电路图；

图11是本实用新型两路常温源的部分电路图；

图12是本实用新型风机控制电路的部分电路图；

图13是本实用新型继电器接口电路的部分电路图；

图14是本实用新型气象六要素通信电路的部分电路图；

图15是本实用新型GPS通信电路的部分电路图；

图16是本实用新型红外探测通信电路的部分电路图；

图17是本实用新型电源转换模块的部分电路图；

图18是本实用新型主控模块的部分电路图一；

图19是本实用新型主控模块的部分电路图二；

图20是本实用新型USB预留接口电路的部分电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-20，本实用新型提供技术方案：地基辐射仪主板，包括主板本体、主控模块、仿真模块、控制模块、通讯模块、接口模块、数据采集模块和电源转换模块，所述主控模块、所述仿真模块、所述控制模块、所述通讯模块、所述接口模块、所述数据采集模块和所述电源转换模块均与所述主板本体电性连接，所述电源转换模块的输出端与所述主控模块和所述仿真模块的输入端电路连接，所述主控模块的输出端分别与所述控制模块、所述通讯模块、所述接口模块和所述数据采集模块的输入端电性连接，所述主控模块包括主控芯片，所述主控芯片型号为STM32F407VET6，负责整个控制系统的调度运行，包括对采集卡的数据采集、滤波以及相关算法处理，所述电源转换模块的输入端连接+24V电源，所述电源转换模块的输出端通过J20针插座与所述主控芯片的68引脚和69引脚串联，电源转换模块将直流24V转换为直流5V和直流3.3V，对主板本体上的电器件供电，所述仿真模块采用JTAG仿真器，所述JTAG仿真器与所述电源转换模块的 3.3V输出端电性连接，用于方案设计时进行工程调试，所述接口模块包括继电器接口电路和USB预留接口电路，所述继电器接口电路通过TXD6引脚和RXD6 引脚与所述主控芯片的25引脚和26引脚串联，所述USB预留接口电路通过 USB-POWER引脚与所述主控芯片的1引脚串联，继电器接口电路用于控制继电器吸合断开，USB预留接口电路用于外接USB电源线，所述控制模块包括扫描电机电路、风机控制电路和温度控制电路，电路通过BJDJDIRECT引脚、BJDJSPEED 引脚和BJDJEN引脚与所述主控芯片的51引脚、52引脚和53引脚串联，所述风机控制电路通过FAN-PWMOUT引脚和FAN-SPEEDINT引脚与所述主控芯片的66引脚和67引脚串联，所述温度控制电路的6引脚通过TSIC506-2引脚与所述主控芯片的9引脚连接，扫描电机电路产生稳定的脉冲，对步进电机进行精准控制，最终对天线步进电机进行控制；风机控制电路根据风机反馈信号，利用PWM信号控制风机速度；温度控制电路通过1-wire通讯协议对数字传感器DS18B20进行温度读取，通过PWM对功率开关管进行功率条件，控制高温源内部加热部件功率，从而实现对高温源进行温度采集和加热控制，数据采集模块包括倾斜仪平衡器和两路常温源，所述倾斜仪平衡器通过VoutVlatc1引脚和VoutVlatc2引脚与所述主控芯片的36引脚和35引脚串联，所述两路常温源包括两个TSIC506芯片，两个所述TSIC506芯片分别通过TSIC506-3引脚和TSIC506-4引脚与所述主控芯片的8引脚和7引脚串联，倾斜仪平衡器通过ADC转换模块对水平仪数据进行数据采集，采集水平仪数据；两路常温源与数字温度传感器TSIC506进行通讯，读取采集温度值，所述通讯模块包括电脑通信电路、气象六要素通信电路、GPS通信电路、红外探测通信电路和接收机通信电路，所述电脑通信电路通过TXD4引脚和RXD4引脚与所述主控芯片的23引脚和24引脚串联，所述气象六要素通信电路通过RXD1引脚和TXD1引脚与所述主控芯片的83引脚和80引脚串联，所述 GPS通信电路通过RXD2引脚和TXD2引脚与所述主控芯片的64引脚和63引脚串联，所述红外探测通信电路通过RXD3引脚和TXD3引脚与所述主控芯片的47引脚和48引脚串联，所述接收机通信电路通过OutPower引脚、RXD6引脚和TXD6 引脚与所述主控芯片的33引脚、26引脚和25引脚串联，电脑通信电路用于和上位机进行远程通讯；气象六要素通信电路将TL232转换为485，和气象站进行通讯；GPS通信电路将TL232转换为485，和GPS进行通讯；红外探测通信电路将TL232转换为RS232，和红外仪进行通讯；接收机通信电路用于通讯。

具体实施方式为：仿真模块采用JTAG仿真器，对方案设计时进行工程调试；主控模块采用意法半导体高性能微控制器STM32F407，内核为Cortext-M4，高性能低功耗，集成了单周期DSP指令和FPU，具有超强的计算能力；集成高速usart 模块，高精度的AD转换模块和高精准的PWM模块，能够和各个部件外设模块进行稳定的通讯和数据采集；主控模块负责整个控制系统的调度运行，包括对采集卡的数据采集、滤波以及相关算法处理；对天线电机的精确角度控制；对水平仪的角度计算；对高温源温度控制；温度测量等；通过串口和气象站、GPS等外围设备进行通讯，读取相关数据、同步时间定位信息等；对降温除霜风扇进行PWM控制、风速自动条件等；结合各个外部部件完成对高温的观测、计算、分析等，并将结果通过通讯串口上报到上位机等。

本实用新型的工作原理：

参照说明书附图1-20，本实用新型高性能低功耗，集成了单周期DSP指令和FPU，具有超强的计算能力；高精度的AD转换模块和高精准的PWM模块，能够和各个部件外设模块进行稳定的通讯和数据采集；可实现对采集卡的数据采集、滤波以及相关算法处理；对天线电机的精确角度控制；对水平仪的角度计算；对高温源温度控制；温度测量等；通过串口和气象站、GPS等外围设备进行通讯，读取相关数据、同步时间定位信息等；对降温除霜风扇进行PWM控制、风速自动条件等；结合各个外部部件完成对高温的观测、计算、分析等，并将结果通过通讯串口上报到上位机。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.地基辐射仪主板，其特征在于：包括主板本体、主控模块、仿真模块、控制模块、通讯模块、接口模块、数据采集模块和电源转换模块，所述主控模块、所述仿真模块、所述控制模块、所述通讯模块、所述接口模块、所述数据采集模块和所述电源转换模块均与所述主板本体电性连接，所述电源转换模块的输出端与所述主控模块和所述仿真模块的输入端电路连接，所述主控模块的输出端分别与所述控制模块、所述通讯模块、所述接口模块和所述数据采集模块的输入端电性连接。

2.根据权利要求1所述的地基辐射仪主板，其特征在于：所述主控模块包括主控芯片，所述主控芯片型号为STM32F407VET6，所述电源转换模块的输入端连接+24V电源，所述电源转换模块的输出端通过J20针插座与所述主控芯片的68引脚和69引脚串联，所述仿真模块采用JTAG仿真器，所述JTAG仿真器与所述电源转换模块的3.3V输出端电性连接。

3.根据权利要求2所述的地基辐射仪主板，其特征在于：所述接口模块包括继电器接口电路和USB预留接口电路，所述继电器接口电路通过TXD6引脚和RXD6引脚与所述主控芯片的25引脚和26引脚串联，所述USB预留接口电路通过USB-POWER引脚与所述主控芯片的1引脚串联。

4.根据权利要求2所述的地基辐射仪主板，其特征在于：所述控制模块包括扫描电机电路、风机控制电路和温度控制电路，所述扫描电机电路通过BJDJDIRECT引脚、BJDJSPEED引脚和BJDJEN引脚与所述主控芯片的51引脚、52引脚和53引脚串联，所述风机控制电路通过FAN-PWMOUT引脚和FAN-SPEEDINT引脚与所述主控芯片的66引脚和67引脚串联，所述温度控制电路的6引脚通过TSIC506-2引脚与所述主控芯片的9引脚连接。

5.根据权利要求2所述的地基辐射仪主板，其特征在于：数据采集模块包括倾斜仪平衡器和两路常温源，所述倾斜仪平衡器通过VoutVlatc1引脚和VoutVlatc2引脚与所述主控芯片的36引脚和35引脚串联，所述两路常温源包括两个TSIC506芯片，两个所述TSIC506芯片分别通过TSIC506-3引脚和TSIC506-4引脚与所述主控芯片的8引脚和7引脚串联。

6.根据权利要求2所述的地基辐射仪主板，其特征在于：所述通讯模块包括电脑通信电路、气象六要素通信电路、GPS通信电路、红外探测通信电路和接收机通信电路，所述电脑通信电路通过TXD4引脚和RXD4引脚与所述主控芯片的23引脚和24引脚串联，所述气象六要素通信电路通过RXD1引脚和TXD1引脚与所述主控芯片的83引脚和80引脚串联，所述GPS通信电路通过RXD2引脚和TXD2引脚与所述主控芯片的64引脚和63引脚串联，所述红外探测通信电路通过RXD3引脚和TXD3引脚与所述主控芯片的47引脚和48引脚串联，所述接收机通信电路通过OutPower引脚、RXD6引脚和TXD6引脚与所述主控芯片的33引脚、26引脚和25引脚串联。