【摘要】：雷電是一種直接或間接的引起災害性事故的常見自然現(xiàn)象。從最近幾年雷電監(jiān)測網的資料中得知我國云地閃發(fā)生頻繁。雷電在自然界中起著不可替代的作用,其維持著由雷暴、大氣與地球所構成的全球電路;但是雷電在當下生活中,仍對人們的生命財產安全造成極大傷害,對航空航天、通信、電力、建筑等國防和國民經濟的大多數(shù)部門都產生了嚴重影響,因此雷電也是一種的自然強電磁危害源。隨著信息時代的來到,智能傳感器、計算機、電子信息等顯示與處理的弱電設備在人們生活中成為不可或缺的部分,雷電造成的損失也不斷在增長。因此為減少國民財產的損失,需在認知上提高人們對雷電災害的了解,在技術上提升閃電定位的精確度以及在管理上加強雷電防護的措施。本論文首先對雷電回擊通道底部電流進行推導,使用MATLAB對其進行仿真,該建模使用TCS模型基電流采樣脈沖函數(shù),回擊基電流使用脈沖函數(shù),分析回擊速度、通道高度、觀測距離對地表電磁場的影響,簡要闡述了閃電定位的原理及定位系統(tǒng)結構,本設計主要以綜合法閃電定位理論為核心;從硬件上介紹本設計的控制主板的原理、各外圍電路的功能及使用參數(shù);采用了以Nios II處理器為核心的SOPC硬件系統(tǒng)設計方案,搭載外部設備組件,部分組件需要編寫其硬件描述語言,并完成組件模塊的定制。選用所需組件,完成SOPC系統(tǒng)的搭建;使用軟件開發(fā)工具完成程序設計,使用HAL API函數(shù)完成程序的開發(fā),并從軟件側面介紹了本閃電定位儀設計的方案,對軟件系統(tǒng)的工作流程及各個模塊的詳細運行步驟進行了介紹,并使用最小二乘法對定位點進行算法處理;對控制主板進行聯(lián)調,從調試結果中分析閃電定位儀能否正常運行及滿足設計需求。
【圖文】：

LED狀態(tài)指示燈8位撥碼開關恒溫晶振主控芯片CPU（EP4CE22F17I7N）非易失性SRAM看門狗電路電平轉換電路JTAG下載口FPGA電源電路益控制電路抬升限幅電路ADC采樣電路開關電路溫度采集電路信號信號地址線數(shù)據(jù)線圖 3-2 控制主板硬件整體框圖3.2 硬件系統(tǒng)電源電路本設計中電源箱只能提供模擬±15 V 和數(shù)字 5 V 的電源電壓，但設計使用的 EP4CE22F17I7N 芯片只有在數(shù)字 3.3 V、2.5 V、1.2 V 的條件下才能進行正常工作，因此控制主板的電源需要對數(shù)字 5 V 進行電壓轉化，從而獲得主芯片所需電壓。電壓轉化電路結構如圖 3-3 所示。

圖 3-4 電源濾波電路3.3 看門狗電路由于控制主板軟件設計過程中可能發(fā)生了錯誤導致程序跑飛，同時也為了在調試階段能夠方便快捷的復位控制主板，因此控制主板設計了看門狗電路，并且該看門狗電路能為控制主板芯片提供一個獨立的保護系統(tǒng)�？撮T狗電路結構如圖3-5 所示。復位芯片采用 ADM823TYRJ-R7 芯片，，根據(jù)芯片資料可知該看門狗電路會在三種情況下復位控制主板芯片：1、當按下控制主板電源復位按鈕的時間超過了 140 ms，看門狗電路會自動復位，若按下復位按鈕的時間小于 1.6 ms 時該芯片會自動無視本次操作；2、當 ADM823TYRJ-R7 供電電壓不在 3.15 V~3.60 V范圍內時，看門狗電路也會自動產生復位信號對系統(tǒng)進行復位；3、由于ADM823TYRJ-R7 的 RESET 引腳接 VCC，當引腳 WDI 在 1.12~2.40 s 的周期（即看門狗超時周期為 1.12~2.40 s）內下降沿電平沒有出現(xiàn)跳變時，看門狗電路會自動復位系統(tǒng)。
【學位授予單位】：成都信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN791;P415.35

【參考文獻】

相關期刊論文 前8條

1 王浩;陳亞洲;萬浩江;王曉嘉;;通道高度對斜向通道雷電電磁場影響研究[J];高壓電器;2015年01期

2 劉尚合;劉衛(wèi)東;;電磁兼容與電磁防護相關研究進展[J];高電壓技術;2014年06期

3 王錚;;探析防雷減災的措施及雷電災害的檢測預警[J];河南科技;2013年21期

4 鄧德文;周筠s

本文編號：2604161