一、项目背景（意义及与国家产业政策符合情况）

随着科学技术的不断发展与进步以及人们对物质生活质量越来越高的要求，自动化的概念已经不知不觉渗透到各个领域，而它也确实带来了我们意想不到的便捷与利益。这其中，工业自动化占领了很重要的一个领域。在实际操作过程中，必须要考虑现场各种复杂交错的因素，任何一个微小的细节都可能对结果产生意想不到的影响。这其中，力/位移检测系统广泛应用于各行业的成品自动检测系统中。采用力/位移检测系统自动对产品进行相应参数的检测，并可以对数据进行保存、查询和对曲线进行显示。但力/位移检测系统存在检测的通道数少、设置检测参数复杂且不直观、曲线保存和显示的实时性差等众多缺陷，不利于操作使用，并影响检测产品的数量和速度。

如何利用嵌入式硬件系统和嵌入式软件系统实现检测速度更快、检测通道数更多、检测参数更直观、数据显示和存储实时性更好等众多要求，已经成为检测系统设计的难点和重点，对自动化检测行业具有重要的意义。

现阶段，国内对力/位移监控系统的研究仅停留在某些特殊数据点的报警或显示上，由于实际应用中环境的复杂性和现场操作时刻处于动态变化，且目前的理论分析和数值计算结果不足以指导工程实践，故虽然采用高精度的测试手段连续、准确地监测压力分布变化规律意义重大，但国内产品对整体力/位移曲线进行处理和显示往往具有单向性，现场调试困难、安装繁琐和数据容易失真的缺点。国外虽然有垄断性的产品---波司特力/位移处理器，除去费用较高影响生产成本以外，它仅仅能处理2通道采样数据，处理器本身也不具有数据处理功能，因此需要将采样的数据通过串口发送至上位机，由上位机软件进行数据的处理和曲线的显示，从而严重影响了使用的方便性、直观性和实时性。

二、项目主要内容及技术创新点

1.主要内容

本项目组成框图如下图所示：

图1结构框图

本项目中采用嵌入式硬件系统，通过嵌入式图形图像处理工具emWin作为界面处理和显示工具， 可以实现对多达10路信号进行处理，并根据人机交互界面的设置情况进行数据的实时处理、实时显示和实时存储，具有处理速度快、处理数据量大、人机交互性好、实时性好等优点。基于嵌入式系统的力/位移检测装置，可以极大提高工件的检测效率，具有重大的实用价值，可填补我国在该领域的空白。

2.技术创新点

（1）采用基于Contex M4构架的高速ARM芯片作为处理器核心，具有速度快、集成度高、适应性强的特点；

（2）将液晶触摸屏的显示和参数设置相结合，具有直观性、实时性好的优点；

（3）采用分时调度的程序构架，能较好的分配系统资源和响应系统快速性的要求；

（4）采用数字滤波和电路模拟滤波相结合的方法，具有较强的数字抗干扰能力。

三、项目产业化基础及市场前景

基于嵌入式系统的力/位移检测装置，可以大大提高待检测工件的传感器通道数量，提高检测精度，并且具有低成本、高集成的优势。本作品每套价格不超过5000元，相比于目前广泛的波司特力/位移系统来说（每套价格不少于4万元），具有很大的价格空间和应用空间。以目前市场每年需求1000台的保守估计，至少可以产生8000万元以上的经济效益。

四、项目团队及成员详细介绍（每个人的学历、职称、研究方向和领域、承担的项目情况）

韩辅君，团队负责人，博士，副教授，主要研究方向为磁悬浮控制技术。

承担的主要项目：

1.山东航天电子技术研究所委托项目，系统控制器，2016/01- 2017/01, 80万元，已结题，主持。

2.山东航天电子技术研究所委托项目，力和位移曲线监测系统，2013/01- 2015/01, 20万元，已结题，主持。

杨洪勇，博士，教授，主要研究方向为复杂网络控制、非线性系统控制、多自主体协作控制、网络控制、以及高性能网络通信技术等。主持国家自然科学基金项目2项，国家博士后科学基金研究项目2项，山东省自然科学基金项目1项，山东省教育厅科研计划基金研究项目2项。发表论文80余篇（其中SCI收录10余篇，EI、ISTP收录50余篇）。2010年获得山东省软科学优秀科研成果三等奖1项，2009年获山东省高校优秀科研成果二等奖1项，2008年获山东省高校优秀科研成果三等奖1项，2007年获山东省文化厅优秀科研成果二等奖1项，烟台市青年科技奖1项。

五、项目取得的专利清单（已公开受理）

1. 韩辅君，一种力/位移检测装置的评估设置方法，中国，201510007442.3。

2. 韩辅君，一种力/位移检测装置的曲线标定方法，中国，201510007443.8。