diff --git a/doc_attachments/2024-03-26T08-58-51-017Z.png b/doc_attachments/2024-03-26T08-58-51-017Z.png new file mode 100644 index 0000000..62c4345 Binary files /dev/null and b/doc_attachments/2024-03-26T08-58-51-017Z.png differ diff --git a/doc_attachments/2024-03-26T09-20-09-142Z.png b/doc_attachments/2024-03-26T09-20-09-142Z.png new file mode 100644 index 0000000..2c2c208 Binary files /dev/null and b/doc_attachments/2024-03-26T09-20-09-142Z.png differ diff --git a/doc_attachments/2024-03-26T09-23-22-414Z.png b/doc_attachments/2024-03-26T09-23-22-414Z.png new file mode 100644 index 0000000..fd17bd8 Binary files /dev/null and b/doc_attachments/2024-03-26T09-23-22-414Z.png differ diff --git a/main.adoc b/main.adoc index 04e7c14..345d58d 100644 --- a/main.adoc +++ b/main.adoc @@ -108,63 +108,6 @@ Keywords: vibration monitoring, edge computing, CNN, MEMS === GD32F405RGT6 微控制器及其电路设计 -=== CH582F 微控制器及其电路设计 - -=== RS-485 通信接口设计 - -=== 电源设计 - -=== 基于 MEMS 和 CNN 的边缘计算振动监测节点 PCB 设计 - -== 基于 MEMS 和 CNN 的边缘计算振动监测节点的程序开发 - -=== 基于 MEMS 和 CNN 的边缘计算振动监测节点主控程序开发 - -==== 程序整体架构 - -==== 振动信号采集子程序 - -==== 基于 FFT 和小波变换的数据预处理 - -==== 基于 Keras 的 CNN 训练过程 - -==== 基于 Cube-AI 的推理模型转化和部署 - -==== 基于 Modbus 总序协议的程序设计 - -==== 设备间数据交换程序设计 - -=== 基于 MEMS 和 CNN 的边缘计算振动监测节点蓝牙设备程序开发 - -==== 设备间数据交换程序设计 - -==== BLE 广播模式程序设计 - -==== BLE MESH 模式程序设计 (optional) - -== 基于 MEMS 和 CNN 的边缘计算振动监测节点有效性验证(及工程集成应用) - -=== 验证场景 - -=== 基于 MEMS 和 CNN 的边缘计算振动监测节点工况识别准确性验证 - -== 总结与展望 - -=== 总结 - -=== 展望 - - - -// ************* 分割线 ************** - -=== 振动检测设备的研究现状 - - -== 基于 CNN 和 MEMS 的边缘计算振动检测设备硬件设计 - -=== 设备主控模块设计 - 设计要求能够运行裁剪后的卷积神经网络 (CNN),对于处理器的存储和运算处理能力有一定要求。此外,还要求有一定的耐候性要求,以应对家用或者环境较为恶劣的工业场景。同时考虑作为消费级设备的成本问题,本文设计的振动检测设备的主控核心选用意法半导体的 STM32F405RGT6。另外考虑国产化要求,同时选用可 Pin to Pin 替代的 GD32F405RGT6 进行替换测试,该芯片对于本设计所需性能参数要优于 STM32F405RGT6。对于 STM32F405RGT6,其架构如图所示。 image:doc_attachments/2024-03-11T03-02-23-728Z.png[STM32F405RG 系统框图] @@ -193,7 +136,21 @@ T_{NRST} = 20us ++++ 的时间 -=== 设备电源模块设计 +=== CH582F 微控制器及其电路设计 + +=== RS-485 通信接口设计 + +image::doc_attachments、2024-03-26T09-20-09-142Z.png[RS-485 收发器原理图] + +本设计考虑到设备在工业场景下工作的可能,并考虑到方便接入现有的现场控制总线,所以采用了工业上常用的 RS-485 总线接口。为了简化主控操作,在考虑到通常工业总线通信波特率较低的情况下,设计使用了自动换向电路,不需要主控在操作前对收发器进行读写状态转换。本设计中 RS-485 收发器选用 SP3485 芯片。该芯片内部框图如图所示、 + +image::doc_attachments/2024-03-26T09-23-22-414Z.png[SP3485 内部框图] + +在主控工作在写状态时,当 TXD 电平下降,NPN 管关闭,此时收发器 2、3 脚经 4.7K 电阻上拉到 3.3V,达到失能接收,使能发送的效果。而当主控工作在读状态时,TXD 上无电平变化,其上拉到 3.3V。此时 NPN 管开启,将收发器 2、3 脚和 GND 导通,达到使能接收,失能发送的效果。 + +但是由于三极管截止和饱和状态切换速度较慢,输入信号的边沿变化也趋于平缓。所以使用自动换向电路时,设备要求工作在较低的通信速率上。考虑到兼容性,设计通信波特率为 115200 或 9600。 + +=== 电源设计 image:doc_attachments/2024-03-11T13-29-59-494Z.png[电源电路原理图] @@ -293,4 +250,53 @@ L = 4.7uH ===== 续流二极管 D1 设计 为了减小二极管正向导通损失和恢复时间,续流二极管类型选择肖特基二极管。要求其最大反向电压大于最大输入电压,最大过流能力大于最大负载电流。 -按照该需求选择 D1 型号为 SS34。 \ No newline at end of file +按照该需求选择 D1 型号为 SS34。 + +==== XC6206 设计 + +XC6206 为一款标称最大输出电流 200mA 最大输入电压 6.0V 的 CMOS 稳压器,典型应用电路如图所示。 + +image::doc_attachments/2024-03-26T08-58-51-017Z.png[XC6206 典型应用电路] + +设计上选用 1uF 的低 ESR 陶瓷电容,尽可能的靠经放置在芯片的输入和输出引脚附近。 + +=== 基于 MEMS 和 CNN 的边缘计算振动监测节点 PCB 设计 + +== 基于 MEMS 和 CNN 的边缘计算振动监测节点的程序开发 + +=== 基于 MEMS 和 CNN 的边缘计算振动监测节点主控程序开发 + +==== 程序整体架构 + +==== 振动信号采集子程序 + +==== 基于 FFT 和小波变换的数据预处理 + +==== 基于 Keras 的 CNN 训练过程 + +==== 基于 Cube-AI 的推理模型转化和部署 + +==== 基于 Modbus 总序协议的程序设计 + +==== 设备间数据交换程序设计 + +=== 基于 MEMS 和 CNN 的边缘计算振动监测节点蓝牙设备程序开发 + +==== 设备间数据交换程序设计 + +==== BLE 广播模式程序设计 + +==== BLE MESH 模式程序设计 (optional) + +== 基于 MEMS 和 CNN 的边缘计算振动监测节点有效性验证(及工程集成应用) + +=== 验证场景 + +=== 基于 MEMS 和 CNN 的边缘计算振动监测节点工况识别准确性验证 + +== 总结与展望 + +=== 总结 + +=== 展望 +