集成电路储存环境范文

目前电视监测中心的监测系统的存储主要存在以下问题：

1.采用服务器内置硬盘，存储空间利用率低，且后期扩展性能差，如果要扩展存储空间，必须更新或增加服务器，给业务带来诸多不便。

2.采用服务器直连FC存储阵列，总拥有成本高，需要配置昂贵的FC交换机，每台服务器上还要配置FCHBA卡;硬件投资巨大，软件功能投资不足，后期扩容成本十分巨大，低成本运行成为遥不可及的目标。更关键的是传统FC磁盘阵列存储控制器和后端硬盘通过环路连接，随着容量的扩充(硬盘数量增加)，每条环路所接硬盘数量快速增加，存储性能迅速下降。选择高可靠性、易扩展、可管理、价格合适的存储解决方案就是目前广播电视监测中心存储系统建设中所亟待解决的问题。

二、H3C存储解决方案

H3C在广播电视监测中心存储系统建设中针对电视电台节目录制应用的特点，采用高可靠性的IPSAN存储设备，如IX3000/EX1000，在提供高稳定可靠存储空间的同时，实现了统一管理，灵活扩展和丰富的数据管理功能，可满足广播电视监测存储系统对节目持续录制和大容量存储空间的需求。

三、IX3000万兆集中存储解决方案

NeoceanIX3000系列是H3C公司推出的全新中高端网络存储产品，定位于性能要求高、业务需求丰富的各种应用，是高性能、高品质、高智能的IP存储系统。我台经过市场调研综合评比最终选择了H3C公司的NeoceanIX3000自适应网络存储服务器。IX3000系列采用先进的设计理念和体系架构，融入SAS、多核处理器、缓存镜像、多协议负载均衡等多项先进的数据处理和传输技术，保证了系统的高可靠性、高性能和强大的扩展能力。IX3000系列采用高可靠性的双控制器设计，内部的体系架构设计实现了无阻塞的万兆数据高速存取能力。IX3000系列的后端磁盘通道采用高速SAS交换技术，控制器与后端磁盘之间数据交换带宽高达72Gb/s，保证了前端万兆接口到后端磁盘通道之间的全万兆连接带宽。IX3000系列分别支持146GB、300GB的SAS硬盘和500GB、750GB企业级SATAII硬盘，采用SATAII硬盘最大支持250TB的存储容量，满足视频文件的海量存储需求。方案优势：高可靠性，冗余体系构架和电信级的UPS保护，确保系统整体可靠性高性能，在万兆以太网络中，IPSAN的性能大大超过FC存储高扩展性，集中存储的性能和容量都可以在线线性扩展可管理性好，运维成本低，降低总拥有成本

四、EX1000集中存储解决方案

NeoceanEX1000系列产品是H3C开发的高品质IP存储产品，它能够提供IPSAN/NAS一体化访问特性，简单易用，管理方便。EX1000系列产品适用于VOD、多媒体编辑、Web、Email、数据库存储、多用户文件共享服务、网络磁盘等应用系统。采用基于64位硬件体系和64位专用存储操作系统的体系架构，保证了系统在海量数据存取时的性能和可靠性。单台EX1000系列产品可容纳16块企业级SATAII硬盘，最大容量可达到12TB，提供最高410MB/s的带宽吞吐量和54,000IOPS的处理能力，轻松满足各种应用的性能要求。拥有4个前端GE接口，可连接服务器或IPSAN网络交换机，4条数据链路支持链路聚合和动态故障切换，在保证数据读写带宽的同时保障数据通路的可用和畅通。EX1000系列的配置管理能够与H3CiMC网管系统融合，用户可以像管理其它网络设备一样，轻松管理EX1000系列。EX1000系列存储系统可通过IP网络堆叠扩展，组成性能和容量同步线性增长的存储池，满足电视节目监测系统未来的扩展需求。方案优势与特点：性能稳定可靠，空间利用率高通过简单的横向扩展堆叠，组成性能与容量同步扩展的“存储池”后期运维投入较小，总体拥有成本(TCO)降低轻松实现统一管理，统一维护

五、整体方案优势

1、成熟标准，高可靠IP技术是迄今为止IT世界中应用最广泛、支持最普遍、成本最低、成熟度最高的数据传输标准。H3CNeocean自适应网络存储完全是基于H3C全球领先的IP技术构建，应用IP技术的标准性，彻底消除了运营商采购传统存储系统带来的兼容性和集成管理问题，带来了灵活、方便、标准化和低成本的系统部署和管理体验。

2、无限扩展，高性能H3CNeocean自适应网络存储打开了存储功能和性能扩展的大门，使数据的流动和管理不再受到传统存储系统僵化结构的制约。通过多台EX1000的堆叠，无论从性能、功能、容量上都获得了近乎无限的扩展能力，能够满足海量视频、音频节目存储容量需求。

集成电路储存环境范文篇2

关键词：声光报警；检测电路；MSP430F2252；存储电路

中图分类号：TP312文献标志码：A文章编号：1006-8228（2014）10-27-03

Airqualitymulti-parameterdetectorhardwarecircuitdesign

HuangRui

（Hanghzouvocational&technicalcollege，Hangzhou，Zhejiang310018，China）

Abstract：Basedontheanalysisofairqualityinpublicplaces，agasdetectorwhichtakesMSP430asthecoreisdesigned.Thehardwarecircuitimplementationisintroducedinthispaper.ThesystemtakeslowpowerMSP430F2252micro-controllerasthecore，choosesahigh-precisionsensingprobeandplentyofsensingprobesworktogethertodetectavarietyofsources.Thedetectioncircuit，thesignalprocessingcircuitandafeedbackcircuitaredesignedandoptimized.Systemdatacanbedetectedbyaliquidcrystaldisplay，storeandquerybystoringcircuit.Datacanbeoverrunbythealarmsoundandlightalarmcircuit.Thetestshowsthatthesystemhaslowpowerconsumption，withaccurateandreliabledata，stableperformance，lowcostandiseasytocarry.

Keywords：soundandlightalarm；detectioncircuit；MSP430F2252；memorycircuit

0引言

目前市场上大多数的空气质量检测仪都是单一参数的。为数不多的几款多参数气体检测仪基本都是国外进口的，价格昂贵，性能不稳定，不适合广泛使用；而且目前大多数检测仪都是针对特殊环境的。为此研究开发了一款以MSP430为核心的气体检测仪，以室内公共场所为主要检测对象，可以同时检测人居环境中多种有害气体和辐射。该成果可用于室内公共场所的环境检测，还可以用于矿井以及一些工业环境的空气质量检测。

1系统介绍

为提高环境监测的稳定性和精密性，本系统采用MPS430F2252作为中央处理单元。以国家标准（参考国际标准）的公共场合各类参数的允许范围为前提，分析各污染源的特点，选择有针对性的传感器，设计传感检测电路，以提高检测的敏感度。通过传感探头检测后得到的数据被传至中央处理单元后，根据不同的参数类型进行相应的算法处理，在算法处理上建立快速、高精度、宽范围数学模型，实时地把处理的结果通过液晶屏显示出来，并将数据记录存储下来，通过键盘设定相应的数据记录间隔和报警范围。系统还设计有反馈单元，通过反馈控制电路改善仪器的工作状态，提高仪器的稳定性。具体结构如图1所示。

[报警单元][反馈控

制单元][MSP430F2252＼&][和PC机的

USB通信][环境参数

检测数据][键盘输入][采样间隔][报警设置][测量结果记录、

LCD显示等]

图1整机控制部分结构图

2环境参数采集电路设计

2.1甲烷和二氧化碳的采集电路

本设计的甲烷和二氧化碳检测采用高性能二合一的红外甲烷/二氧化碳传感器MSH-DP-HC/CO2，该传感器具有良好的甲烷和二氧化碳线性输出。传感器连接电路如图2所示。传感调理电路采用仪表放大器电路，一端接传感探头，一端接数字电位器的中心抽头，通过调节数字电位器的步进数控制数字电位器的中心抽头电压，从而控制输入运放的差值电压。该传感器提供很好的灵活性，其输出具有以下选择：

⑴电压信号输出0.4V～2.0V的线性信号；

⑵数字输出，输出8数据位，1位停止位，1位无奇偶校验位。波特率可设置。

图2甲烷和二氧化碳采集电路

2.2一氧化碳信号采集电路

一氧化碳的检测选用CO-AF型电化学式传感器，该传感器利用恒电位电解法为基本原理，将化学能转化为电能，输出端产生电流，提供给外电路。当气体浓度变化时，输出的电流随之成正比例变化。电化学一氧化碳传感器设置有三个电极：工作电极、参考电极和对电极。电路如图3所示，CO-AF传感器信号调理电路采用两级放大模式，放大器采用2.8V供电，一级放大为负极放大电路，将电流信号转换为电压信号，二级放大为正极放大，经两级放大后电压在mV级，加电容C7阻止高频信号，通过电阻分压后，将电压信号输出。此电路可以将电化学式传感器CO-AF的微弱电流转化2.35～2.48V的电压输出信号，送至MCU的ADC单元进行模数转换，便于微处理器的处理。

图3一氧化碳采集电路

2.3温湿度采集电路

温湿度数据采集选用SHT15数字传感器，该传感器可以同时完成湿度和温度的数据采集。SHT15将温湿度传感探头、信号放大调理、A/D转换、串行数字通信接口电路、数字校准等全部模块集成在一块微形芯片上，无需元件就可直接输出经过标定的相对湿度和温度的数据。传感器能测量0～100%RH范围的湿度、-40℃～123.8℃范围的温度，响应时间≤30s，在2.4V～5.5V供电电压下工作，测量状态下功耗约3mW。SHT15的采集电路如图4所示，SHT15为从机，单片机为主机，通过I2C总线进行通信。具体电路设计中，SHT15需要3.3V供电电压，在电源与地之间接入0.1μF的去耦电容，时钟线和数据线各接一只200R的电阻，防止因电流过大损害器件。DATA为三态结构，用于读取传感器数据，为了避免在读取数据时发生冲突，在DATA端接入一只10K的上拉电阻，将其信号提拉至高电平。具体电路见图4。

图4温湿度采集电路

3报警、存储及主控电路

3.1显示电路

检测仪采用LCD屏显示方式，实现一屏多显功能，达到了一目了然的效果。由于检测仪功能多，操作项目多，设计中使用160×160点阵LCD显示，显示屏采用YB160160A-COG型号，带白色背光，该屏采用UC1698驱动，工作电压为3.3V/5.0V，8位数据线D0～D7，并有复位、写、读、片选、数据控制端口，显示电路如图5所示。

图5显示电路

3.2声光报警电路

根据国家公共环境的各气体参数要求标准，在设计中根据参数的标准值设置气体报警范围。当参数超出标准值时，仪器仪表通过声和光两种途径报警，即蜂鸣器发出声响和红色LED灯闪烁报警，同时相对应的气体读数值在显示屏上闪烁，提示是哪种气体超出标准值。报警电路如图6所示。若有参数超出标准值，PC6端口置为高电平，驱动蜂鸣器和发光二极管D8工作，进行声光报警。

3.3数据存储电路

为方便数据的记录及查询，设计中采用24lc512作为存储单元。该芯片由美国微芯科技公司生产的电擦写式只读存储器，其容量范围为512K，频率为400kHz，支持I2C串行接口，以x8位存储器块进行组合。低电压设计允许工作电压2.5-5.5V，待机电流和工作电流分别为1μA和1mA。容量为1千位，具有页写入能力。功能性地址线允许连接到同一条总线上的器件数目最多可达八个，具体电路如图7所示，本设计中使用了四个24lc512。

图6声光报警电路

图7数据存储接口电路

3.4主控电路设计

本设计选择MSP430F2252芯片作为核心芯片，该芯片是一款超低功率混合信号微控制器，此微控制器具有两个内置16位定时器，一个通用串行通信接口，具有集成基准和数据传输控制器。MSP430通过16位RISC构件、16位CPU整合寄存器以及常数发生器，实现了代码的最大效率。数字控制振动器（DSO）在低功率下能够唤醒设备到活动模式，响应时间不超过6us。在该系统中，P3.1，P3.2用于数据存储，P2.0～P2.4及P3.0用于气体及温湿度测量；TXD，RXD分别作为输入端和USB串口电路。

4结束语

本文主要介绍了基于MSP430F2252多参数空气质量检测仪，系统集数据采集、显示、处理、传输及控制于一身。该检测仪可以在现场进行显示、控制，或者经过简单的转换接入网络，将数据传送到远方监控室；可通过按键设置各种参数，也可以通过语音进行显示和控制；数据可以按需要设定报警范围；并且预留有备用端口可以进行参数、种类的扩展，以适应不同具体场合下的要求。该仪器可以广泛应用于特殊需求工作环境以及人居公共场合，具有良好的市场前景。

参考文献：

[1]彭刚，秦志强.基于ARMCortex-M3系列嵌入式微控制器应用实践[M].

电子工业出版社，2011.

[2]曲建翘，薛丰松，蒙滨.室内空气质量检验方法指南[M].中国标准出版

社，2002.

[3]刘江霞，范宝德.煤矿多功能便携环境参数检测仪[J].仪表技术与传

感器，2014.2.

[4]苏安明，程维明.基于MSP430单片机的无线温湿度检测系统[J].自

动化与仪器仪表，2014.1.

[5]马瑾，裴东兴，张少杰.基于nRF24L01的无线温湿度测试系统[J].电

子设计工程，2012.20（2）：64-66

集成电路储存环境范文

关键词:地图构建电子罗盘数据模型

中图分类号:TP24文献标识码:A文章编号:1007-3973(2010)04-087-02

1引言

步行机器人在行走的时候,为了解决机器人导航问题,必需机器人的定位和环境的地图构建,在其他人的研究方法主要是:将机器人的工作空间离散化为一系列的栅格,并为每一个栅格赋予一置信度来表示被障碍物占有的概率。它不需要明确的几何参数,用于表示不确定性非常有效,尤其适合于以声纳等测距传感器为主的系统,而对视觉传感器为主的系统则不太适用。在本论文中提出使用电子罗盘和摄像机作为工具,进行步行机器人的定位和导航,通过摄像机和电子罗盘采集到得数据,建立地图信息然后通过一定的算法来实现机器人的导航。我们建立的是一个微型系统,这个系统是在理想环境下。不适用于室外环境,如果要想在外部环境下实现这个实验的结果,就要借助其他传感器等设备。不过它对于研究机器人的地图构建和导航中也是一个有效的办法。

在双目机器人视觉中如图(1-1)和图(1-2),双目立体视觉直观,传感器结构简单,测量精度较高,主要问题是相对于单目视觉系统多幅图像上同名点的搜索及自动匹配较为困难。用于导航由于所成图像是垂直视角所以导航时精度难于保证,本论文在第3小节将设计一种方法来解决这种问题。将会介绍怎么使用电子罗盘和摄像机的结合来定位导航,并建立数学模型,通过介绍数学模型在第4小节介绍一种算法来解决导航中路径的计算问题。

2机器人导航的相关研究的问题

在机器人导航研究中,多数研究者多采用,摄像机和多传感器来建立地图信息。一般是通过视觉系统来采集,如采用全视角摄像机和超声波传感或红外传感器结合的方法,通过不同方位的摄像机采集到得2-D图像,来建立机器人所处环境信息的3-D图像。

但是几乎没有人使用电子罗盘来解决机器人地图的建立和导航,本论文提出用电子罗盘来解决这个问题。机器人从摄像机和电子罗盘得到数据。并要按照我们定义的数据结构来把地图信息和计算出的路径结果存储在机器人自身的存储器中。在机器人视觉中有许多算法去解决摄像机的鲁棒性问题和机器人导航的路径的问题。我们将采用一种一些成熟的算法,来解决机器人导航的路径问题。

3机器人系统介绍

本论文的机器人系统由摄像机,电子罗盘,内存储器,和决策系统组成。我们这个系统分为意识系统和决策系统。这个意识系统由摄像机和电子罗盘组成,它主要负责采集机器人移动中的环境信息。另外内存处器和决策系统是机器人的大脑,负责对机器人下一步所走的路径进行计算和规划。本机器人系统模拟系统采用两个摄像头,两个成一定角度安装在机器人头前方,还有一个摄像头安装在机器人的头顶如下结构图(3-1)。

图1-1机器人双目视觉机构运动简图图1-2双目立体视觉视图

3.1视觉系统

机器人视觉系统主要由数字信号处理器和CD摄像头组成。机器人通过前方的两个摄像头采集数据并通过机器人CPU分析,从而确定机器人下一部的位置和方向。安装在机器人头顶上的摄像机采集环境顶部的图像和安装在前方的摄像机一起来帮助地图创建。并且机器人处理器能计算出当前机器人的正确位置,而这要借助安装在机器人身上的电子罗盘的数据。通过前方和头顶的摄像头,机器人从环境图像中提取出物体或障碍物的特征信息(如屋子的顶部边缘和物体的坐标和轮廓特征),并把这些信息按先后循序存储在一个存储器中。同样通过电子罗盘采集到的数据也存储在另一个存储器中。它的数据也是按时间先后循序存储。这样机器人一旦寻找指定的目标,就按照这两个存储器里的一系列数据,来找到机器人以前的一段的位置和预测将要到得目标的位置。

图3-1机器人双目摄像机视觉系统图3-2电子罗盘中数据结构视图

3.2电子罗盘的原理

罗盘最早是用在船的导航中,在船的导航中我们利用罗盘指针的偏转角度从而确定船的航行方向。因此我们可以利用这个原理,利用电子罗盘所读的数据,就像上面一节介绍的那样,利用这些数据来决定机器人的位置。在这篇论文中,我们采用新的数据形式来存储着些数据如图(3-2)。并且存储在一个一个队列中。关于详细的数据结构我们在下一节介绍。

4机器人所采集到数据的数据结构定义

机器人所有上面的系统需要协调来采集数据,前方摄像机采集的数据用来设置机器人的初始位置。头顶的摄像机主要来采集实验室屋顶的数据,电子罗盘来设定机器人的方向。我们建立如下数据结构。如图(4-1)M表示机器人的位置参数它也是以一个数组的形式存储在内存中,数组的每个值代表一个机器人的一个位置,靠前的数据表示的是机器人以前的位置。C是机器人控制参数它是在机器人移动中产生的,P是机器人下一个移动的位置。

图4-1机器人数据结构中的参数表

前方和顶部摄像机采集的队列

图4-2机器人在环境中移动的平面图

机器人的位置信息是使用卡尔曼滤波算法[1][2]来降低地图的鲁棒性和精确性并存储在内存中。建立地图的模型和机器人的路径如下图(4-2)所示。机器人使用电子罗盘的数据,他主要是指机器人的方向,主要是度数,来解决机器人判断方位。在机器人可移动的范围内,头顶的摄像机必须能够采集到整个屋顶的边界。这样它就能知道自己的现在的方位坐标并和原先的方位坐标比较计算出自己所走的路径。但是还要使用电子罗盘的数据,来进行路径规划。主要是下面的数学模型。如公式(1).

(1)

机器人所采用的特征值,表示机器人方向。机器人知道他当前的位置就是因为得度数。通过它作为参数还可以快速找到先前对应的参数。主要是通过存储在机器人内存中的队列,就像图(3-2)所示的那样。他也可以利用地图的可利用信息,确定下一步机器人可以走的路径。并且要使用来区别所使用的信息。

另外机器人还要使用另一些参数比如:红外线,超声波,激光等设备,如果在户外,还可以安装GPS等定位系统。但是,机器人使用M中的参数来找到他同样的路径。但他对于机器人作出他自己的决策非常重要。当然机器人还需要有大的容量的存储器,才能更精确的导航和建立地图信息。下面我们将仔细描述机器人在现实情况下机器人是怎样来做出定位的。

图4-3机器人在环境中的运动形式

在上面的图中,机器人的位置是P,机器人通过使用数据来搜寻地图信息。然后建立和实际环境相似的地图,并依据上面的数据结构建立队列。然后机器人依据当前的视觉信息定位自己。再使用电子罗盘建立自己的位置,然后机器人搜寻可以利用的地图信息[5],计算机器人下一步将可能走的最优路径[4]如图(4-3)。

5结论

这个实验系统使用电子罗盘和摄像头来定位和导航。可以比较精确的规划出机器人的路径。他仅适用在室内,要想在户外实现导航还要借助,其他设备,各种各样的传感器。那就需要机器人有非常可观的内存和计算模块,我们这里只设计一个小的实验系统。来使用一种新办法来解决导航中的问题,我们会在以后的论文中逐渐来完善他的功能。并在以后的研究中能实验出更可靠和更具有适用性的系统。

参考文献:

[1]AnanyLevitin著,潘彦译.算法设计与分析基础[M].北京:清华大学出版社,2007年.

[2]李庆派,褚金奎,李荣华,王洪青.基于卡尔曼滤波的移动机器人运动目标跟踪[J].传感器与微系统,2008,27(11):66-68.

[3]王隽永,何衍,陈家乾.基于单目视觉直线跟踪的SLAM实现机电工程,2007,24(6):19-2.