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科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展讓前瞻變得難有頭緒。不過，仍有一些明顯趨勢讓部分技術(shù)和產(chǎn)品早早地嶄露頭角，大有在2015年風(fēng)靡的勢頭。在此，遴選一些與我們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)的動向，并預(yù)言在新的一年中可能走進我們生活的技術(shù)。
指紋識別普及
從iPhone5s到iPhone6/iPhone6plus，蘋果公司已經(jīng)把指紋識別技術(shù)的地位從“選配”提升至“標(biāo)配”。三星也在做同樣的事，力圖把智能設(shè)備的安全問題直接與用戶的手指掛鉤。指紋識別安全系統(tǒng)雖然在多年前就已經(jīng)在多領(lǐng)域應(yīng)用，但多家技術(shù)公司預(yù)計它會在2015年出現(xiàn)井噴式普及，電子設(shè)備、存儲單元、門禁系統(tǒng)等都會開始勞役起用戶的手指。
究其原因，最重要的一點是，隨著云存儲技術(shù)的發(fā)展，安全漏洞越來越多，開發(fā)商與其不停地開發(fā)系統(tǒng)與黑客比拼，不如讓用戶自擔(dān)“守門”的責(zé)任，雖不是一勞永逸，卻也能緩解不少壓力。
設(shè)備更加小而薄
所謂“密度越來越大”，是指隨著技術(shù)發(fā)展，生活中的技術(shù)產(chǎn)品會呈現(xiàn)密度更大、技術(shù)集成水平更高的趨勢。在業(yè)內(nèi)，在相同空間內(nèi)甚至更小空間內(nèi)載入更多技術(shù)和功能，已經(jīng)成為競爭的關(guān)鍵之一。這意味著今后的硬件設(shè)備會越來越小，功能卻會越來越強大。不僅手機、平板電腦會更加輕薄，就連電視機、顯示器也會在掛載更多功能的同時薄如蟬翼。
從現(xiàn)實效果看，我們生活中的一切與技術(shù)相關(guān)的事物，都會出現(xiàn)技術(shù)密度越來越大的趨勢。
3D打印走進家庭
杯子摔了？沒事，打印一個。想要個手機殼？來，打印一個。來客人了？先站會兒，這就打印把椅子。2015年，3D打印技術(shù)勢必將開始走入家庭?；萜展菊谘邪l(fā)一套主流家用3D打印機系統(tǒng)，以大眾可承受的價格和便捷快速打印為目標(biāo)，打算占領(lǐng)市場先機。有了這套打印機，你可以劃掉購物清單上的很多東西，過去是買產(chǎn)品，今后可能就只剩下買材料的費用了。
當(dāng)然，3D打印技術(shù)或催生的另一個行業(yè)就是設(shè)計圖紙供應(yīng)商，你想打什么，首先得購買和下載圖紙，除非用戶自己懂設(shè)計。
電池更耐用更持久
手機一天一充，平板兩天一充，一周要給電動自行車充三次電，即便是電動汽車 “滿格”也只能跑200公里。日常生活中，我們經(jīng)常與充電打交道，但蓄能小、損耗快、壽命有限的問題突出，充電已經(jīng)成為不能忘卻的痛苦勞動。既然有痛苦，就會有商機。多家國際企業(yè)正在研發(fā)新能源電池，各種技術(shù)正在爭奪這個市場。正如當(dāng)年鋰電池打敗鎳鎘、鉛酸電池一樣，新的對手正在挑戰(zhàn)已在市場里摸爬滾打多年且不降身價的鋰電池。雖在2015年鋰電池仍不會放下市場老大的地位，但新技術(shù)電池可能會積極冒進，在一些行業(yè)門類里試打擂臺。
如果iPhone7充一次電可以用一個月，如果電動汽車充一次電可以跑2000公里，你會果斷換掉手中的電老虎、油老虎嗎？
“穿戴”設(shè)備流行
從谷歌眼鏡，到千奇百怪的手環(huán)，再衍生到心率帶，各種電子產(chǎn)品正把競爭的主戰(zhàn)場轉(zhuǎn)移到用戶的身體上，發(fā)掘一切可能發(fā)掘的市場。預(yù)期未來，可穿戴的設(shè)備會越來越多，功能會越來越強大。
不過，這種可穿戴市場的核心并不在用戶身體之上，而在身體之外。穿戴設(shè)備的核心是大范圍收集用戶數(shù)據(jù)，隨著云計算和大數(shù)據(jù)的成熟，這種數(shù)據(jù)被集中處理，一方面形成對個體用戶的個體評估，例如健康狀況，進而促成健康咨詢、保健推薦等衍生服務(wù)；另一方面歸納入大數(shù)據(jù)，對集體走勢、喜好取向、行為習(xí)慣等形成預(yù)判式參考。穿戴越多，收獲越多，也失去越多。
智能汽車進現(xiàn)實
汽車周邊總是有一些“黑科技”在轉(zhuǎn)悠，這些科技試圖彌補人們在駕車時遇到的各種困難。在這些黑科技中，有一些技術(shù)已經(jīng)開始在一些車型上應(yīng)用，前景應(yīng)當(dāng)不錯。
例如，智能變道系統(tǒng)，可以掃盡盲區(qū)，測出不同車道上后車的車速，在你試圖變道時告訴你是否安全；再如預(yù)約車位系統(tǒng)，可以借助車載互聯(lián)網(wǎng)幫助你在一些停車場預(yù)約車位，并在你到達時指引你前往空車位；還有可幫助停車的智能泊車系統(tǒng)、可避免晃眼的激光頭燈等，都是應(yīng)問題而生的新科技。有了這些科技，開車也許能找到幾十年前開車時的那種愜意和悠閑。
機器人“控”人類
從設(shè)計之初，機器就是為人服務(wù)的。不過，人工智能的高度發(fā)展，讓科學(xué)家們有些進退兩難，究竟是讓機器更加智能，還是讓它們停留在原地。
英國理論物理學(xué)家霍金新近提出要警惕人工智能科技的過度發(fā)展，防止人工智能科技失控并超越人類智慧，最終破壞整個星球。此言不虛。按人工智能的發(fā)展進度，在不久的將來，機器可能以不斷加快的速度重新設(shè)計自己，超越受制于生物進化速度的人類，最終實現(xiàn)擺脫人類的控制。
不敢說機器在2015年就會“政變”，但機器自主思維的那一天也許并不遙遠(yuǎn)。智能汽車和機器人等。下面具有代表性的幾種技術(shù)相關(guān)的參考設(shè)計及解決方案。
智能照明技術(shù)資料匯總——用你的設(shè)計智慧點亮智能照明之燈
TI指紋識別技術(shù)解決方案
概述
指紋識別用于各種應(yīng)用，包括電子門禁系統(tǒng)、智能卡、車輛點火開關(guān)控制系統(tǒng)、帶指紋控制存取功能的 USB 記憶棒及許多其它應(yīng)用。指紋掃描儀中的數(shù)字信號處理元件可執(zhí)行濾波、轉(zhuǎn)換、特征提取、匹配運算及其它算法等復(fù)雜的 DSP 功能。
指紋傳感器可以運用電容、光學(xué)、壓力或熱感技術(shù)來獲取手指特征的圖像。最常用的指紋傳感器解決方案首先使用激光或 LED 燈照亮指紋，然后使用 CCD 或價格較為低廉的 CMOS 傳感器進行圖像采集。指紋傳感器通常為自包含模塊，其包括可將模擬信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字化數(shù)據(jù)流的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。分辨率、動態(tài)范圍和像素密度均是決定圖像質(zhì)量并影 響傳感器精確度的因素。
一旦采集到圖像，數(shù)字信息將被傳輸?shù)綌?shù)字信號處理器以生成匹配。匹配過程的第一步即調(diào)節(jié)掃描的指紋。指紋閱讀器 很少將完整指紋用于識別。而是 DSP 使用算法提取每個指紋的特征和樣式，以生成獨特的數(shù)字代碼。軟件流中的第二步是讀取從掃描的圖像中生成的代碼，然后將其與數(shù)據(jù)庫的潛在匹配項進行比較。比 較步驟將需要系統(tǒng)訪問聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫或非易失性存儲器中的指紋信息。
指紋識別用于各種應(yīng)用，包括電子門禁系統(tǒng)、智能卡、車輛點火開關(guān)控制系統(tǒng)、帶指紋控制存取功能的 USB 記憶棒及許多其它應(yīng)用。指紋掃描儀中的數(shù)字信號處理元件可執(zhí)行濾波、轉(zhuǎn)換、特征提取、匹配運算及其它算法等復(fù)雜的 DSP 功能。
方框圖
在生物辨識指紋掃描中對實時信號處理的需要使 C55x DSP 成為這一應(yīng)用的一個引入注目的解決方案。C55x 在主動和被動模式下的低功耗功能使其成為指紋掃描應(yīng)用的絕配，因為在絕大部分的時間里，處理器都處于低功耗模式。C55x DSP 的外設(shè)集成包括片上 LDO、片上存儲器和用于連接的 USB Phy。安裝片上外設(shè)憑借簡化電路板布局和減少芯片總數(shù)降低了系統(tǒng)總成本。當(dāng)通信外設(shè)與處理器被安裝在同一芯片上時，保護您的器件免受 ESD 的來源的傷害也很重要。可以與人體接觸的所有 IO 或通信外設(shè)或 ESD 的其它來源均應(yīng)受到保護。像 TPD3E001 這樣的器件可以為 USB 2.0 接口提供高達 15kV 的多通道 ESD 保護。
C55x 上發(fā)現(xiàn)的 LCD 橋接器可用于顯示消息或選項菜單。TSC2003 觸摸屏控制器與應(yīng)用的集成為用戶提供了一種從顯示的菜單選擇選項的方法。此應(yīng)用還內(nèi)置了音頻功能，可以警報和預(yù)先錄制的語音命令兩種形式為用戶提供反饋。 這可以通過 C55x 的 I2S 功能實現(xiàn)，為音頻 DAC 提供數(shù)字音頻流。DAC3120 等器件包含能夠驅(qū)動 2.5 瓦單聲道揚聲器的內(nèi)置 AB 類放大器，可以將數(shù)字音頻流轉(zhuǎn)換成模擬信號并提高系統(tǒng)集成的能力。
相關(guān)器件
1.TMS320C67x應(yīng)用框圖
詳細(xì)資料：TMS320C6722B 浮點運算DSPs
2.TPS60250功能框圖
詳細(xì)資料：TPS60250具有 I2C 接口的用于WLED 的高效充電泵
詳細(xì)資料：CDCE949 時鐘發(fā)生器
詳細(xì)資料：
新興電源應(yīng)用的電池管理解決方案
1.電池管理系統(tǒng)概述
在便攜式應(yīng)用中，空間是極其重要的。TI提供的高級解決方 案采用QFN和晶圓級芯片規(guī)模封裝并具有很高的集成度，旨在縮減解決方案的外形尺寸。除了減少板級空間占用之外，許多此類解決方案還降低了功率耗散并提高 了總體效率。TI的電池管理解決方案可支持多種電池化學(xué)組成和電池單元數(shù)量，從普遍使用的鋰離子電池（Li-Ion）技術(shù)到業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的鎳氫電池 （NiMH）和鉛酸電池等。TI的相關(guān)產(chǎn)品支持廣泛的應(yīng)用，例如：移動電話、智能手機、平板電腦、便攜式消費設(shè)備、便攜式導(dǎo)航裝置、筆記本電腦以及諸多工 業(yè)和醫(yī)療應(yīng)用等。TI擁有與您的設(shè)計規(guī)范相匹配的電池管理器件，另外，我們還提供了可幫助您的設(shè)計更快面市所需的評估板、應(yīng)用手冊、樣片和數(shù)據(jù)表。
2.設(shè)計因素
電池化學(xué)組成－ 每種電池化學(xué)組成具有不同的工作特性，例如：放電模式和自放電速率。TI的電池電量監(jiān)測IC是按照電池化學(xué)組成開發(fā)的，以補償這些差異，從而準(zhǔn)確地顯示電 池中的剩余電能。而且，每種電池化學(xué)組成對其充電算法都具有獨特的要求，這對最大限度地擴充其容量、延長電池使用壽命以及提高安全性至關(guān)重要。
充電控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)－ 簡單的線性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)非常適合于充電電流小于1A的低功率電池組（例如：單節(jié)或兩節(jié)鋰離子電池）應(yīng)用。開關(guān)模式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)則理想適用于依靠USB端口執(zhí)行的快 速充電或者那些要求充電速率大于1A的大型電池組。開關(guān)模式轉(zhuǎn)換可將充電過程中產(chǎn)生的熱量減至最少。無線電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用共有磁場，以提供非接觸式功率傳 送的優(yōu)勢。無線充電為便攜式設(shè)備提供了一種額外的電池充電選項，也可作為其他5V充電電源的替代方案。
輸入電壓－IC寬闊的輸入電壓范圍和輸入過壓保護不僅能實現(xiàn)最高的安全性，同時還能允許使用低成本的未穩(wěn)壓墻式適配器。
串接電池的數(shù)量－電池組由一串串聯(lián)和并聯(lián)的電池所構(gòu)成。對于每個串聯(lián)電池或并聯(lián)電池組都必需提供針對過度充電、過度放電和短路狀況的保護作用。
電池管理
3.電池管理解決方案
1）新興電源應(yīng)用之太陽能充電
光伏技術(shù)業(yè)已取得重大進步，目前能夠從太陽實現(xiàn)更具成本效益和高效率的能量收集。如今的大多數(shù)太陽能收集均使用高功率設(shè)施，這些設(shè)施負(fù)責(zé)向家庭或商業(yè)樓 宇提供補充的交流（AC）功率，且通常與公用電網(wǎng)相連。然而，現(xiàn)實中的許多設(shè)備和裝置仍未與電網(wǎng)相連接，或者電網(wǎng)本身可靠性欠佳，再或者與交流電源的連接 完全不切實際。在這些應(yīng)用中，利用太陽來給那些負(fù)責(zé)為離網(wǎng)應(yīng)用供電的電池實施充電是一種更為實用的解決方案。對于此類應(yīng)用而言往往需要在成本與光伏效率之 間進行權(quán)衡。既要最大限度地增加可從太陽能板獲取的功率，同時也必需兼顧總體系統(tǒng)的成本和尺寸。
下面的示意圖給出了兩個低成本太陽能充 電器應(yīng)用的實例，其中，電池充電器與簡單的電路實現(xiàn)了集成（以最大限度地提高太陽能板的功率點），并且與用于負(fù)載調(diào)節(jié)的電路進行了集成。通過增設(shè)諸如 LED驅(qū)動器等器件，即可開發(fā)簡單的太陽能街燈或太陽能燈籠。由一個USB開關(guān)和一個升壓型轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的實現(xiàn)方案能夠形成一種適合便攜式設(shè)備的簡單的太陽 能充電器。其他應(yīng)用可實現(xiàn)用于太陽能供電風(fēng)扇或泵類的電機驅(qū)動器。這些只是TI新型太陽能充電器IC系列所能實現(xiàn)的諸多應(yīng)用選項當(dāng)中的一小部分而已。
太陽能充電應(yīng)用框圖
2）新興電源應(yīng)用之混合動力汽車（HEV）電池管理
電池管理電池管理系統(tǒng)（BMS）是HEV整體架構(gòu)中的要素之一。智能型實現(xiàn)方案不僅能夠延長電池的使用壽命，而且還有望延長汽車采用純電力驅(qū)動模式時的 行駛距離，對于最終用戶來說這是一個關(guān)鍵的賣點。BMS模塊需要具有電池監(jiān)控和電池電量平衡特性，常常通過不同的通信路徑進行連接以確保系統(tǒng)冗余度。另 外，內(nèi)置的溫度管理功能電路對于系統(tǒng)的壽命及安全性來說也是一個至關(guān)重要的因素。完整的BMS代表了一種安全關(guān)鍵程度很高的功能；因此，可靠的通信和準(zhǔn)確 的數(shù)據(jù)測量是不可或缺的。
混合動力汽車電池管理
3）新興電源應(yīng)用能量收集
由于人們正在開發(fā)各種新型的可替代（離網(wǎng)）能源，因而需要用于收集、存儲和調(diào)節(jié)此類電能的電源管理技術(shù)。來自諸如光伏板、動力（振動）MEMS和熱電元 件（利用了帕爾貼［Peltier］、湯姆遜［Thompson］或塞貝克［Seebeck］效應(yīng)）等能量源的能量提出了一項挑戰(zhàn)，就是如何將超低的“毫 微”級功率轉(zhuǎn)換至更加可用的水平、并將此能量存儲起來以供日后之用。TI持續(xù)不斷地開發(fā)旨在應(yīng)對這些能量收集難題的新型電源管理IC，包括超低功耗器件， 如LDO和高效升壓型轉(zhuǎn)換器及電池充電器。這些電源管理器件進一步完善了TI的低功耗MCU及射頻（RF）、放大器和傳感器IC產(chǎn)品線——從而為利用新型 超低功率可替代能源供電的系統(tǒng)提供了一種整體解決方案。
能量收集應(yīng)用框圖
4）無線電源
作為最早推出符合Qi標(biāo)準(zhǔn)之器件的廠商，TI是新型無線電源市場的領(lǐng)導(dǎo)者。無線電源聯(lián)盟（WirelessPowerConsortium）目前的會員超過81個，TI便是其中之一。該聯(lián)盟正在制定使用Qi標(biāo)準(zhǔn)來實現(xiàn)可互操作型無線充電的國際標(biāo)準(zhǔn)。
bqTESLA芯片組使得客戶能夠為其電子設(shè)備提供高達5W的功率，因而符合Qi標(biāo)準(zhǔn)。目前，組成bqTESLA芯片組的發(fā)送器和接收器解決方案已經(jīng)達 到了規(guī)模生產(chǎn)的要求。bqTESLA接收器系列包括bq51013和bq51011，可輸出5V電壓并利用嵌入式通信技術(shù)提供閉環(huán)控制。軟件已被寫入器 件，故而無需進行軟件編程。bqTESLA發(fā)送器系列包含bq500210和bq500211，可操作和控制符合Qi標(biāo)準(zhǔn)的無線電源功能。
TI相關(guān)電源管理產(chǎn)品：
適用于太陽能的BQ24650評估模塊同步開關(guān)模式電池充電控制器
TPS61202:采用 3x3 QFN 封裝、具有 1.3A 開關(guān)和“降壓模式”的 0.3V 輸入電壓升壓轉(zhuǎn)換器
飛思卡爾可穿戴保健貼片參考設(shè)計
可穿戴型無線貼片是一款一體化監(jiān)測工具， 可測量心率、呼吸模式和其他生命體征。該貼片適用于臨床和個人醫(yī)療保健應(yīng)用。貼片型醫(yī)療保健產(chǎn)品可增加患者的移動性和舒適性，并可將生命體征數(shù)據(jù)無線上傳 至云端，用于實時分析或長期保存記錄。飛思卡爾為該應(yīng)用提供了廣泛的低功耗、低成本MCU以及無線解決方案。
功能框圖
推薦的解決方案
微控制器（MCU）
MC1323x： 2.4 GHz 802.15.4 RF and 8-bit HCS08 MCU with 128 KB Flash， 8 KB RAM
電源管理
MC34712： 3.0 A 1.0 MHz全面集成的DDR開關(guān)電源
目標(biāo)應(yīng)用
活動監(jiān)測儀
ECG
血糖儀
心律監(jiān)測儀
呼吸監(jiān)測儀智能照明技術(shù)資料匯總——用你的設(shè)計智慧點亮智能照明之燈
智能泊車管理導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計案例
概述
在智能停車場管理系統(tǒng)中，我們率先提出了基于Wi-Fi + RFID +紅外感應(yīng)多種技術(shù)相互結(jié)合的智能停車場管理系統(tǒng)，主要實現(xiàn)三大塊功能需求：車輛智能導(dǎo)航、一卡通記費，車位管理等功能。滿足現(xiàn)代只能停車場地迫切需求。系統(tǒng)使系統(tǒng)設(shè)計從提高人性化、智能化的角度出發(fā)。使整個泊車過程高度緊密聯(lián)系，實現(xiàn)車輛智能入庫、出庫、收費等。
1.功能與描述
為了實現(xiàn)以上目標(biāo)，對于泊車系統(tǒng)的設(shè)計做以下分析：智能泊車系統(tǒng)是一個具有自治功的系統(tǒng)，系統(tǒng)目標(biāo)是實現(xiàn)車輛在進入車庫區(qū)域后，根據(jù)和車庫的管理系統(tǒng)進 行無線信交流后，無人自動行駛到車庫管理系統(tǒng)指定的停車位置。當(dāng)車主需要提取車輛時，只停車場管理系統(tǒng)對車輛進行操作之后，車輛會自動行駛到指定的出口。 該系統(tǒng)的設(shè)計求盡可能少的對停車場進行指導(dǎo)性的標(biāo)識，以使停車場的布置成本達到最低。首先我先虛擬出一個停車場，停車場的場景圖 3.1所示。
當(dāng)車輛進入時，刷卡，身份確認(rèn)，信息無誤后，閘桿開啟，車輛進入停車場，LED導(dǎo)航屏幕可以顯示整個停車場的車位占用情況，自動導(dǎo)航車輛走向，當(dāng)車主停車妥當(dāng)后，系統(tǒng)自動識別車輛停泊車位，并返回給服務(wù)器，同時刷新導(dǎo)航記錄。當(dāng)車主駕車離開時，系統(tǒng)自動合算泊車時間，計算金額。
2.智能泊車系統(tǒng)架構(gòu)
系統(tǒng)采用先進的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)，采用感應(yīng)式智能卡管理，核心技術(shù)部件由原裝進口，主要管理設(shè)備自行設(shè)計生產(chǎn)，采用RFID卡的識別方式，為了方便業(yè)主 停車，保護設(shè)備安全，防止碰撞事故的發(fā)生，此方案設(shè)計采用感應(yīng)讀卡距離為10-100mm。讀卡設(shè)備符合國家智能卡管理的各項規(guī)定。
系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)化管理，在出口設(shè)立收費管理處，通過電腦管理對車主統(tǒng)一發(fā)行卡片，對臨時停車收取停車費，可實現(xiàn)自動儲存進、出場記錄，電腦軟件管理等功能要求。
車場采用卡片管理系統(tǒng)，即：通過授權(quán)發(fā)行卡片，使停車客戶持卡停車。即：卡片為進出車場的憑證，固定客戶可以發(fā)放固定停車卡，卡片由業(yè)主長期保存。臨時停車客戶需要停車可以由出票機取票進入車場，出場時交費。
系統(tǒng)應(yīng)采用具有臨時停車客戶和固定停車客戶的車輛管理功能，即在進、出口安裝針對固定客戶使用的車輛識別設(shè)備和臨時客戶使用的自動出票設(shè)備及道閘，允許合法車輛通過，防止非法車輛進出。
在每個車位設(shè)置紅外車位識別器，即使識別管理車位空置情況，并第一時間反饋給管理系統(tǒng)。
系統(tǒng)設(shè)備全部采用Wi-Fi聯(lián)網(wǎng)管理方式，整個系統(tǒng)部署過程中盡量減少布線，減少施工麻煩，同時控制服務(wù)器能在中心管理室通過計算機對系統(tǒng)進行控制、參數(shù)設(shè)置及臨時收費。
車場入口處可動態(tài)顯示車場車位信息的LED電子顯示屏，即使準(zhǔn)確的可對車輛進行有序智能的引導(dǎo)。
卡口閘道具有反應(yīng)靈敏的自動起落及防碰撞防砸車功能，可確保無論是進場車輛還是發(fā)生倒車的車輛，只要在閘桿下停留，閘桿就不會落下，嚴(yán)格杜絕砸車等現(xiàn)象的發(fā)生。
管理軟件運行于中文WINDOWS環(huán)境下，應(yīng)提供完善的管理和查詢功能。并能根據(jù)要求進行修改。停車場自動管理系統(tǒng)可與物業(yè)管理中心聯(lián)網(wǎng)，方便地實現(xiàn)停車場的物業(yè)收費管理。
同時對于智能泊車管理系統(tǒng)擁有車輛信息管理功能，將車輛圖片資料以圖片壓縮技術(shù)存儲在服務(wù)器的硬盤及數(shù)據(jù)庫中。車輛出場讀卡時，可調(diào)出入場時的圖像，供 管理員進行識別對比（如車型、顏色、車牌號碼等），在確認(rèn)正確后放行。同時可以在出入口增加攝像鑒別功能，即：在出入口安裝攝像機，進行車輛圖像抓拍，并 與讀卡聯(lián)動，通過視頻多媒體處理技術(shù)聯(lián)動。
3.系統(tǒng)主要設(shè)備與管理軟件
3.1 出入口控制機
1) 控制機箱：最新理念設(shè)計;密封、防雨、防塵，表面采用噴塑處理，抗腐蝕、耐老化，適合室外環(huán)境使用，正常情況下十年不褪色。使用后蓋開機箱門，方便打開檢查及維護。
2） 卡讀寫系統(tǒng)：系統(tǒng)采用RFID卡，此卡片有16個分區(qū)，可擴展為門禁、考勤、收費、通道管理、巡更等一卡通系統(tǒng)。采用特有的保密通訊協(xié)議，安全性強，具有多重相互認(rèn)證。在停車場系統(tǒng)中使用的感應(yīng)距離為10CM。
3） 面板信號系統(tǒng)：通過面板提示燈的顯示，可指示讀寫器、 數(shù)字式車輛檢測器及出卡機是否正常工作。
4） 信息顯示屏：中英文LED顯示，安裝在出入口控制機的正面，智能卡讀寫器的上方，以文字形式顯示停車的出入場時間、收費金額、卡上余額、卡的有效期等相關(guān) 信息，若系統(tǒng)不予入場或出場，則顯示相關(guān)原因，明了直觀。在空閑時顯示時間日期、歡迎用語、或其他系統(tǒng)相關(guān)提示信息。
特點：
1) 采用室外超高亮LED發(fā)光管，白天仍然能顯示明亮;
2) 采用超載規(guī)模集成電路和高性能單片機，系統(tǒng)穩(wěn)定，升級方便;
3) 中英文滾動顯示，內(nèi)容豐富,人性化的問候;
4) 防雨防水式設(shè)計，確保全天候可靠運行;
5) 外觀設(shè)計新穎，系統(tǒng)分級運行且不影響系統(tǒng)整體性能;
6) 可以根據(jù)客戶需要,任意更改顯示內(nèi)容;
7) 語音提示：和電子顯示屏功能相匹配，以語音的形式同步進行提示，指導(dǎo)用戶科學(xué)使用停車場。向車主報告停車時間、繳費金額及人性化溫暖的語言提示(如“歡迎光臨”、“一路順風(fēng)”)等，提高系統(tǒng)收繳費透明度。
4.系統(tǒng)工作流程
4.1 智能停車進出流程圖
4.2 智能停車邏輯判斷圖
文章詳情：智能泊車管理導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計案例
發(fā)那科焊接機器人
焊接是工業(yè)生產(chǎn)中非常重要的加工方式，同時由于焊接煙塵、弧光和金屬飛濺的存在，焊接的工作環(huán)境非常惡劣，隨著人工成本的逐步提升，以及人們對焊接質(zhì)量的精益求精，焊接機器人得到了越來越廣泛的應(yīng)用。
機器人在焊裝生產(chǎn)線中運用的特點
焊接機器人在高質(zhì)、高效的焊接生產(chǎn)中發(fā)揮了極其重要的作用，其主要特點如下：
1.性能穩(wěn)定、焊接質(zhì)量穩(wěn)定，保證其均一性
焊接參數(shù)如焊接電流、電壓、焊接速度及焊接干伸長度等對焊接結(jié)果起決定性作用。人工焊接時，焊接速度、干伸長等都是變化的，很難做到質(zhì)量的均一性；采用 機器人焊接，每條焊縫的焊接參數(shù)都是恒定的，焊縫質(zhì)量受人為因素影響較小，降低了對工人操作技術(shù)的要求，焊接質(zhì)量非常穩(wěn)定。
2.改善了工人的勞動條件
采用機器人焊接后，工人只需要裝卸工件，遠(yuǎn)離了焊接弧光、煙霧和飛濺等；點焊時，工人不再需要搬運笨重的手工焊鉗，從大強度的體力勞動中解脫出來。
3.提高勞動生產(chǎn)率
機器人可一天24h連續(xù)生產(chǎn)，隨著高速、高效焊接技術(shù)的應(yīng)用，使用機器人焊接，效率提高地更加明顯。
4.產(chǎn)品周期明確，容易控制產(chǎn)品產(chǎn)量
機器人的生產(chǎn)節(jié)拍是固定的，因此安排生產(chǎn)計劃非常明確。
5.可縮短產(chǎn)品改型換代的周期，降低相應(yīng)的設(shè)備投資
可實現(xiàn)小批量產(chǎn)品的焊接自動化。機器人與專機的最大區(qū)別就是它可以通過修改程序以適應(yīng)不同工件的生產(chǎn)。
一、FANUC控制系統(tǒng)概述
FANUC機器人主要應(yīng)用在奇瑞公司乘用車一廠和乘用車三廠的焊裝車間，是奇瑞最早引進的焊接機器人，也是奇瑞公司最先用到具有附加軸的焊接機器人。
其控制系統(tǒng)采用32位CPU控制，以提高機器人運動插補運算和坐標(biāo)變換的運算速度。采用64位數(shù)字伺服驅(qū)動單元，同步控制6軸運動，運動精度大大提高， 最多可控制到21軸，進一步改善了機器人動態(tài)特性。支持離線編程技術(shù)，技術(shù)人員可通過離線編程軟件設(shè)置參數(shù)，優(yōu)化機器人運動程序。控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對集成 化，這種集成方式具有結(jié)構(gòu)簡單、整機價格便宜、易維護保養(yǎng)等特點。
圖1 控制原理圖
二、FANUC控制系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析
控制器是機器人的核心部分，實現(xiàn)對機器人的動作操作、信號通訊、狀態(tài)監(jiān)控等功能。下面以FANUC—F-200iB為例，對其控制系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和各部分的功能進行分析：
1)電源供給單元
變壓器向電源分配單元輸入230V交流電，通過該單元的系統(tǒng)電源分配功能對控制箱內(nèi)部各工作板卡輸出210V交流電及±15V、+24V直流電。
2)安全保護回路
由變壓器直接向急停單元供電，并接入內(nèi)部各控制板卡形成保護回路，對整個系統(tǒng)進行電路保護。
3)伺服放大器
不僅提供伺服電機驅(qū)動和抱閘電源，并且與絕對值編碼器實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，與主控機間采用光纖傳輸數(shù)據(jù)，進行實時信號循環(huán)反饋。
4)輸入/輸出模塊
標(biāo)配為ModuleA/B，另外也可通過在擴展槽安裝Profibus板、過程控制板與PLC及外圍設(shè)備進行通訊。
5)主控單元
整個控制系統(tǒng)的中樞部分，包括主板、CPU、FROM/SRAM組件及伺服卡，負(fù)責(zé)控制器內(nèi)部及外圍設(shè)備的信號處理和交換。
6)急停電路板
用來對緊急停止系統(tǒng)、伺服放大器的電磁接觸器以及預(yù)備充電進行控制。
7)示教器
包括機器人編程在內(nèi)的所有操作都能由該設(shè)備完成，控制器狀態(tài)和數(shù)據(jù)都顯示在示教盒的顯示器上。
圖2 控制內(nèi)部結(jié)構(gòu)
三、 故障案例分析
機器人控制器斷電檢修后，對控制器送電，機器人報伺服故障，故障代碼為SERVO-062。對此故障進行復(fù)位：按MENUS→SYSTEM→F1，［TYPE］→找 master/cal→F3，RES_PCA →F4，YES 后，機器人仍然報伺服故障。
1、故障分析和檢查：故障代碼SERVO-062的解釋為SERVO2 BZAL alarm（Group：%d Axis：%d），故障可能原因分析如下：
1） 機器人編碼器上數(shù)據(jù)存儲的電池?zé)o電或者已經(jīng)損壞：拆卸編碼器脈沖數(shù)據(jù)存儲的電池安裝盒，電池盒內(nèi)裝有4節(jié)普通1.5V的1號干電池，對每節(jié)電池的電壓進行 測量，均在1.4V以下，電池電壓明顯偏低，于是更換新電池，再次對故障進行復(fù)位，機器人仍然報SERVO-062故障。
2） 控制器內(nèi)伺服放大器控制板壞：檢查伺服放大器LED“D7”上方的2個DC鏈路電壓檢測螺絲，確認(rèn)DC鏈路電壓。如果檢測到的DC鏈路電壓高于50V，就 可判斷伺服放大器控制板處于異常狀態(tài)。實際檢測發(fā)現(xiàn)DC鏈路電壓低于50V，所以初步判斷伺服放大器控制板處于正常狀態(tài)。 進一步對伺服放大器控制板上P5V、P3.3V、SVEMG、OPEN的LED顏色進行觀察，確認(rèn)電源電壓輸出正常，沒有外部緊急停止信號輸入，與機器人 主板通訊也正常，排除伺服放大器控制板損壞。
3） 線路損壞：對機器人控制器與機器人本體的外部電纜連線RM1、RP1進行檢查，RM1為機器人伺服電機電源、抱閘控制線，RP1為機器人伺服電機編碼器信 號以及控制電源線路、末端執(zhí)行器線路、編碼器上數(shù)據(jù)存儲的電池線路等線路。拔掉插頭RP1，對端子5、6、18 用萬用表測量+5V、+24V控制電源均正常。接下來對編碼器上數(shù)據(jù)存儲的電池線路進行檢查。機器人每個軸的伺服電機脈沖編碼器控制端由1-10個端子組 成，端子8、9、10為+5V電源，端子4、7為數(shù)據(jù)保持電池電源，端子5、6為反饋信號，端子3為接地，端子1、2空。拔掉M1電機的脈沖控制插頭 M1P，萬用表測量端子4、7，電壓為0，同樣的方法檢查M2~M7電機全部為0，由此可以判斷編碼器上數(shù)據(jù)存儲的電池線路損壞。順著線路，發(fā)現(xiàn)正負(fù)電源 雙絞線的一端插頭長期埋在積水中，線路已腐蝕嚴(yán)重。
2、故障處理：更換線路后復(fù)位，對機器人進行全軸零點復(fù)歸“ZERO POSITION MASTER”，導(dǎo)入備份程序后恢復(fù)正常，故障排除。
結(jié)論
做為日系機器人的主要品牌之一，其在控制原理上與其它品牌機器人大致相同，但其控制部分組成結(jié)構(gòu)有著自己的風(fēng)格，體現(xiàn)亞洲人的使用習(xí)慣，比較適合國內(nèi)使 用。我國焊接機器人技術(shù)的研究應(yīng)用雖然較晚，但借鑒于國外的成熟技術(shù)，得到了迅速的發(fā)展。09年我公司與哈工大合作開發(fā)的奇哈機器人誕生，似乎看到了企業(yè) 與科研合作的力量，覺得當(dāng)企業(yè)進入的時候，特別是這種應(yīng)用型企業(yè)開始參與設(shè)備的研究的時候，門就慢慢打開了。但焊接機器人是個機電一體化的高技術(shù)產(chǎn)品，單 靠企業(yè)的自身能力是不夠的，需要政府對機器人生產(chǎn)企業(yè)及使用國產(chǎn)機器人系統(tǒng)的企業(yè)給予一定的政策和資金支持，加速我國國產(chǎn)機器人的發(fā)展。
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