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基于HART协议的粉尘仪的研究与设计
资料介绍
随着现代工业和科学技术的迅速发展，在许多工业生产过程中都会遇到粉尘浓度的测量问题，这不仅关系到环境问题，而且直接威胁到人们的身体健康甚至生命安全。因此粉尘浓度的测量显得越来越重要。目前，根据测量原理的不同，国内已经开发了多种粉尘浓度测量仪表，但是大部分的粉尘浓度测量仪表不具备与上位机进行“交流”的能力。考虑到工控数字化已成为工业自动化控制的发展趋势，因此本文通过在粉尘浓度测量仪表上加入HART协议，使粉尘浓度测量仪表具有数字通讯能力，实现上位机与粉尘浓度测量仪表“交流”的功能。
本文首先将基于HART协议的粉尘浓度测量仪表划分为粉尘浓度测量模块和数据处理及通讯模块，然后根据模块分别完成功能设计:
本文将电荷法作为粉尘浓度的测量方法。其原理是当粉尘颗粒流经传感器探头时，使探头表面带有一定的电荷量，通过检测电荷量确定粉尘浓度值。在确定了测量方法后，设计了电荷放大电路、信号调理电路以及以C8051F410为控制器的控制电路。软件采用前后台的编程方式，实现数据的采集和传输。
HART通讯功能在数据处理及通讯模块中实现。根据HART协议规范，设计以C8051F930为控制器的硬件电路并编写通讯程序，实现粉尘浓度测量结果以4到20mA模拟信号的形式传输和数字信号以频移键控信号的形式传输。通过HART通讯功能，用户可以通过上位机对粉尘浓度测量仪表的参数进行设置。
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