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1、学号：南湖学院南湖学院毕毕业业设设计计文文档档材材料料题 目：粮仓环境参量无线遥测系统的设计与实现作 者王永届 别2012系 别机械与电子工程系专 业电子信息工程指导老师杨宣兵职 称讲师完成时间2012.05目目 录录一、南湖学院一、南湖学院毕业设计毕业设计任任务书务书二、南湖学院二、南湖学院毕业设计毕业设计开开题报题报告告三、湖南理工学院南湖学院三、湖南理工学院南湖学院毕业设计毕业设计中期中期检查检查表表四、湖南理工学院南湖学院四、湖南理工学院南湖学院毕业设计毕业设计答答辩辩申申请暨资请暨资格格审查审查表表五、湖南理工学院南湖学院五、湖南理工学院南湖学院毕业设计毕业设计指指导导教教师评师评价
2、表价表六、湖南理工学院南湖学院六、湖南理工学院南湖学院毕业设计评阅毕业设计评阅教教师评师评价表价表七、湖南理工学院南湖学院七、湖南理工学院南湖学院毕业设计毕业设计答答辩记录辩记录表表八、外文文献翻八、外文文献翻译译南湖学院毕毕业业设设计计任任务务书书课题名称：课题名称：粮粮仓环仓环境参量无境参量无线线遥遥测测系系统设计统设计与与实现实现学生姓名：学生姓名：王王 永永 系系 别：别：机机械械与与电电子子工工程程系系专专 业：业：电电子子信信息息工工程程指导教师：指导教师：杨杨 宣宣 兵兵 1、主主题题词词、关关键键词词温度；湿度； 无线遥测； NRF905；2011 年 12 月 8 日2 2、
3、毕毕业业设设计计（论论文文）内内容容要要求求任任务务实现粮仓的温度、湿度以及光照条件的测量，并完成测量数据的无线传输，传输距离 20m50m，所设计系统包括远端测量节点和中心控制节点。要求要求1、完成温度、湿度、光照测量传感器的选型，MCU 可以选择 C8051 单片机或者 TI 公司的 MSP430 系列单片机，无线通信可以选用 NRF905 芯片；2、通信速率：1200bps 或者 2400bps；3、实现远端节点和中心节点硬件电路设计。4、完成测量与数据通信软件设计，远端节点测量数据通过无线方式传输到中心节点，中心节点通过 UART 串口传输给上位机，可以通过串口调试工具在上位机查看测量
4、数据。5、完成论文以及其他文档撰写。3、 文文献献查查阅阅指指引引1.孙肖子等.电子设计指南.北京：高等教育出版社， 2006.012.孙肖子等. 模拟及数模混合器件的原理与应用（上册） .北京：科学出版社，2009.093.康华光.电子技术基础（模拟部分，第5 版）.北京：高等教育出版社， 2006.014.罗杰等.电子线路设计，实验，测试（第4 版）.北京：电子工业出版社， 2008.045.（日）远坂俊昭.测量电子电路设计模拟篇.北京：科学出版社，2006.066.史锡腾等.单片机开发应用实例基于PC 网络的心电监护仪设计与制作 .武汉：华中科技大学出版社，2009.037.谢兴红.MS
5、P430 单片机基础与实践.北京：北京航空航天大学出版社， 2008.014 4、毕毕业业设设计计进进度度安安排排下达毕业设计任务书 2011.12.10完成毕业设计开题报告 2011.12.10 - 2012.01.31毕业设计中期检查 2012.04.10 - 2012.04.15毕业设计定稿与完善 2012.05.10 之前毕业设计论文评阅 2012.05.10 - 2012.05.20毕业设计资格审查 2012.05.21 - 2012.05.22毕业设计答辩 2012.05.26 - 2012.05.28教研室意见：负责人签名：年 月 日注：本任务书一式三份，由指导教师填写，经教研室
6、审批后一份下达给学生，一份交指导教师，一份留系里存档。南湖学院毕毕业业设设计计开开题题报报告告课题名称课题名称：粮粮仓环仓环境参量无境参量无线线遥遥测测系系统设计统设计与与 实现实现学生姓名学生姓名：王王 永永系系 别别：机机械械与与电电子子工工程程系系专专 业业：电电子子信信息息工工程程指导教师指导教师：杨杨 宣宣 兵兵2011 年 2 月 10 日一、综述国内外对本课题的研究动态，说明选题的依据和意义：综述国内外对本课题的研究动态，说明选题的依据和意义：（一）研究动态：人类的日常生活、生产活动和科学实验都离不开测试和信息采集。信息采集就是获取信息，是对实际工作中物理、化学、工程技术等方面的
7、参量和数值信息进行提取的过程。由于信息本身不具备处理、传输的功能，只能通过一定的手段和方法将信息转化为可知的信号，并进行传输。在日常生活、生产活动中，环境中的温度指标在许多场合中都是重要的参数，需要对其进行采集和控制。温度参数很多时候用于对工业工场、仓库管理、粮食蔬菜大棚、花卉温室、医疗制药等领域，需要对其监控，以达到生产生活需要，并及时对测试结果做出相应的处理。故研究温度数据采集系统具有很好的实际应用价值。随着科技的不断发展，传感器技术已成为国内外优先发展的科技领域之一，应用越来越广。温度数据采集的实现需要从对现场温度数据的有效获取开始，采用温度传感器能够实现对温度数据的有效采集及简单处理。
8、随着集成芯片及各种无线技术的发展，针对一些现场环境比较复杂的地方，有线传输方式的布线会比较繁琐且不适宜在偏远、环境恶劣的情况下使用，而无线传输方式可以避免以上的问题，且在采集点较多和需更换采集位置的场合显得更为方便简单。（二）依据和意义：目前无线传输有很多种方式，根据通信距离可以分为无线广域网（WAN） 、无线局域网（WLAN）和无线个人网（WPAN） 。GSM、CDMA 和第三代移动通信技术（3G）能实现远距离的通信，属于 WAN 领域；WLAN 和 WPAN 领域中，短距离无线通信技术有 UWB 无载波通信技术、ZigBee 技术、Wireless USB 技术、蓝牙、Wi-Fi 技术等。
9、本文采用由无线射频收发芯片与 MCU 组成的无线通信模块进行温度数据的无线收发。射频收发芯片可工作在免费 2.4GHz 的 ISM 频段，无需向中国无线电申请频段，具有低功耗的优点从而能够免除布线的麻烦，提高设备的可移动性，方便移动测试位置和随时增减点采集数目。此种构成的无线的模块，在传输速度和可靠性等通信实现能力上能够基本达到有线通信的标准。本文单片射频收发芯片采用挪威公司的 nRF905，其可满足低功耗、开发周期短的要求且集成模块小便于嵌入其他设备中使用。二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：研究的基本内容：研究的基本内容：1基于单片机设计一无线测温系
10、统。2整个系统分为四个模块：电源模块、温度数据采集模块、无线通信模块和上位机显示模块。3采用 Verilog HDL 语言对模块进行编程。4设计出无线测温的结构电路。拟解决的主要问题：拟解决的主要问题：1温度传感器的原理：（1） 预置计数器 1 和温度寄存器。预置值为-55所对应的某一基数。（2） 当低温系数振荡器产生一个脉冲时，计数器 1 就减 1。（3） 当计数器 1 的预置值减到 0 时，温度寄存器加 1，同时将计数器 1 重置。（4） 在计数器 2 减到 0（即门周期结束）之前，重复对低温系数振荡器产生的脉冲进行计数。2用 Verilog 语言来编写它的四个模块，然后完成电路设计。3通
11、过 QuartusII 软件仿真，在频率计的测量范围，通过 4 位数码管显示出结果。三、研究的步骤、方法、措施及进度安排三、研究的步骤、方法、措施及进度安排研究的步骤：研究的步骤：1查阅文献，了解国内外研究动态。2完成了理论部分的研究。3基于单片机实现有以下功能的无线测温：1）测量范围：300 米；2）4 位数码管显示数字温度。4使用QuartusII 仿真平台上编译、仿真、调试。5撰写论文。研究的方法：研究的方法：系统可以有多个温度数据采集点，每个数据采集点包括一个小的温度数据采集系统和一个无线模块。当有多个数据采集点时，采集点与上位机的通信通过无线模块，采用轮询的方式对各个采集点进行通信。
12、进度计划：进度计划：2011.12.10 下达毕业设计任务书2011.12.112011.03.01 查阅资料，完成开题报告2012.03.022012.04.09 电路设计、原理分析、论文撰写2012.04.102012.04.15 中期检查2012.04.162012.05.10 论文修改与完善，英文文献翻译2012.05.112012.05.17 送指导老师和评阅老师评审2012.05.182012.05.20 答辩资格审查2012.05.212012.05.23 毕业设计答辩四、主要参考文献：四、主要参考文献：1孙肖子等.电子设计指南.北京：高等教育出版社， 2006.012孙肖子等.
13、 模拟及数模混合器件的原理与应用（上册） .北京：科学出版社，2009.093康华光.电子技术基础（模拟部分，第5 版）.北京：高等教育出版社， 2006.014罗杰等.电子线路设计，实验，测试（第4 版）.北京：电子工业出版社， 2008.045（日）远坂俊昭.测量电子电路设计模拟篇.北京：科学出版社，2006.066史锡腾等.单片机开发应用实例基于PC 网络的心电监护仪设计与制作 .武汉：华中科技大学出版社，2009.037谢兴红.MSP430 单片机基础与实践.北京：北京航空航天大学出版社， 2008.018苏晓龙，王香婷.基于 RS-485 总线的数据采集系统J.仪表技术与传感器，20
14、07.069付浩伟，向凤红，程加堂，李静.基于 DS18B20 传感器的温度数据采集系统的设计J.机械工程与自动化，2007.1210张红霞, 丁国清. 一种嵌入式数据采集及传输系统的设计与实现J.电子测量技术，2008.0311彭永供,杨若波. 3 种温度数据采集系统的设计与选型J. 传感器与微系统，2009.0413黄慧，段兴辉. 基于 DS18B20 的高分辨率温度数据采集J.电子测量技术，2009.0814李虹,温秀梅,高振天.基于 MSP430 单片机和 DS18B20 的小型测温系统J. 微计算机信息,2006.09指导教师意见：指导教师意见：指导老师（签名）：年 月 日教研室意见
15、：教研室意见：负责人（签名）：年 月 日湖南理工学院南湖学院毕业设计中期检查表设计题目粮仓环境参量无线遥测系统设计与实现学生姓名王永学 号系 别机械与电子工程系专 业电子信息工程指导教师杨宣兵检查日期2014.4.12指导教师检查情况记载及修改意见：从开题到现在，该生认真执行指导老师下达的任务书内容，明确了课题的研究内容和具体要求，并严格按照开题报告中的研究进度在进行工作，工作进展总结如下：1） 1）查阅了大量与 MSP 和 DS18B20 设计相关的文献材料，对课题进行了认真分析，完成了对课题研究动态的综述。2）用 Verilog HDL 语言编写了温度传感器实现程序并通过 Qvuartus II 进行了功能仿真。3）毕业论文已完成初稿。下阶段的工作安排：1）进一步完善设计部分。2）针对论文初稿的问题，对论文进行进一步的修改。3）完成英文文献的翻译工作。4）准备好答辩材料。签名： 注：此表用于指导教师在学生毕业设计（论文）初稿完成后对学生执行任务书情况进行中期检查时用，由指导教师填写。湖南理工学院南湖学院毕业设计答辩申请暨资格审查表学生姓名王永学 号系 别南湖
