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1、河北大学本科生毕业论文(设计)开题报告 课题传感器信号采集系统设计 学院工商学院专业电气工程及 其自动化 学科工科 学生卜凡指导教师孙荣霞 一一. .课题来源及意义课题来源及意义 传感器是当今应用广泛的器件,不同类型的传感器能采集不同的信号(模拟 量和数字量) ,因此它广泛应用于工业、农业、科研、环保、医学等领域,有力地 促进了工业技术的发展。本课题为此设计了能采集多种信号,具有性能稳定和精 度高等优点的传感器信号采集系统设计。 二二. . 国内外发展状况国内外发展状况 近年来,应用传感器进行信号采集受到了人们越来越广泛的关注,传感器信 号采集系统的研究再世界范围内普遍展开。 传感器是一种能将
2、物理量、化学量、生物量等转化成电信号的器件。如果把 计算机比作大脑,那么传感器就相当于五官,传感器能正确感应被测量并转化成 相应的输出量。因此传感器被广泛的应用于各个领域。 信号采集系统是通过采集传感器输出的模拟信号并转换成数字信号,并进行 分析、处理、传输、显示、存储和显示。 由于数据采集系统的应用范围越来越宽、所涉及到的测量信号和信号源的类 型越来越多 对测量的要求也越来越高,国内现在已有不少数据测量和采集的系统, 但很多系统存在功能单一,采集通道少,采集速率低,操作复杂,并且对测试环 境要求较高等问题。人们需要一种应用范围广,性价比高的信号采集系统。 由美国 PASCO 公司生产的“科学
3、工作室”是将数据采集应用于物理实验的崭 新系统,它由 3 部分组成:传感器、计算机接口、软件。其中,传感器利用先进 的传感技术可实时采集技术可实时采集物理实验中各物理量的数据;计算机接口 就是将来自传感器的数据信号输入计算机,采样速率最高为 25 万次/S;软件即中 文及英文的应用软件。 选题是否合适: 是 否 课题能否实现: 能 不能 指导教师(签字) 年 月 日 选题是否合适: 是 否 课题能否实现: 能 不能 指导小组组长(签字) 年 月 日 三研究手段及方法三研究手段及方法 1. 传感器选择 选择温度,PH 值传感器,使它们分别与数据采集器用 BTA 插头连接。 2.信号采集 数据采集
4、系统由信号调理电路、多路切换电路、采样保持电路、A/D、单片 机等组成。它将来自传感器的信号进行分析判断、多路切换、和采样保持,并采 用 ADC0809 模数转换器进行模数转换。主电路用 AT89S52 单片机来控制数据采集 和信息传输,电路板的设计和布线采用 Proteus 软件,整个系统的软件设计采用 C 语言设计。 四四. .可行性分析可行性分析 对于应用传感器对多路信号进行采集的研究与设计,能极大地促进了工业、 医疗、农业等领域的不断发展与进步。随着科学技术的发展,数据采集系统的应 用范围越来越宽、所涉及到的测量信号和信号源的类型越来越多 对测量的要求也 越来越高,单通道信号采集系统已
5、经不能满足人们的需要。虽然单片机硬件资源 不是十分充足,但是对于类似温度、PH 值这种简单信号,多种传感器和 51 系列 单片机还是完全可能实现的。 五五. .研究目标及内容研究目标及内容 目标为设计一个完整的基于单片机控制的多路数据采集系统的电路,它能采 集并处理温度、PH 值两种信号。具体内容: 1. 设计整体电路结构,用计算机软件设计电路图。 2. 用计算机软件检查并仿真设计的电路图。 3. 把设计好的电路图在 PCB 板上布线,并完成焊接。 4. 对成品进行调试,直到达到要求。 多路信号采集系统主要包括三个部分的设计,一是传感器选择及设置,二是 数据采集部分电路的设计,三是数据传输及结
6、果分析的设计。 六六. .进程安排进程安排 2012 年 1 月:拟定论文题目。 2012 年 2 月 10 日2012 年 2 月 19 日:进行资料及参考文献搜集工作。 2012 年 2 月 20 日2012 年 2 月 29 日:英文资料翻译和开题报告编写。 2012 年 3 月 1 日2012 年 3 月 7 日:设计电路图、画系统框图。 2012 年 3 月 8 日2012 年 3 月 14 日:进行编程设计。 2012 年 3 月 15 日2012 年 3 月 21 日:仿真实验,撰写中期检查报告 。 2012 年 3 月 22 日2012 年 3 月 31 日:电路焊接,安装调试
7、,演示成功。 2012 年 4 月 1 日2012 年 4 月 10 日:系统调试,上位机测控设计 。 2012 年 4 月 11 日2012 年 4 月 30 日:串口通信、测试数据,写论文初稿。 2012 年 5 月 1 日2012 年 5 月 15 日:硬件电路完善,准备样机,修改论文。 2012 年 5 月 16 日2012 年 5 月 31 日:答辩讲稿及 PPT 演示稿、论文定稿。 七七. .参考文献参考文献 1刘军亮,王盛安,蔡树群.基于 MSC1210Y5 的多通道数据采集系统J.国外电子元器 件, 2006 (9):24-25 2基于单片机的汽车破窗检测报警系统 单文强 经营
8、管理者 2010_17 http:/10.186.5.116/kns50/detail.aspx?QueryID=195&CurRec=35 3F.J.Arregui,M.Otano,C.F-Valdivielso,andI.R.Matias, And experimental study About the utilization of Liquicoat solutions for the fabrication of pH optical fiber sensors,”Sensors and Actuator B 87,Elsevier,pp.2002,289- 295. 4基于 CMO
9、S 图像传感器的嵌入式机器视觉系统设计 汪丽华 黄山学院学报 2010_03 http:/10.186.5.116/kns50/detail.aspx?QueryID=69&CurRec=19 5多通道数据采集测试系统的研究 张枫 价值工程 2010_18 http:/10.186.5.116/kns50/detail.aspx?QueryID=12&CurRec=44 6基于 DS18B20 多点温度采集兼红外无线传输系统研究 阴志国 现代商贸工业 2010_16 http:/10.186.5.116/kns50/detail.aspx?QueryID=12&CurRec=29 7基于 DS
10、18B20 的温湿度采集系统设计 柴锁柱 沧州师范专科学校学报 2010/03 http:/10.186.5.116/kns50/detail.aspx?QueryID=31&CurRec=115 8基于 STC89C52 单片机的多路数据采集控制系统设计 郭坚 装备制造 2010/04 http:/10.186.5.116/kns50/detail.aspx?QueryID=31&CurRec=205 9基于单片机的多通道数据采集系统的设计 高明 企业家天地(理论版) 2010/06 http:/10.186.5.116/kns50/detail.aspx?QueryID=31&CurRec=216 10Design of DataAcquisition and Storage System Based on the FPGA http:/ 学生签名: 年 月 日