数字化无线温度传感器的设计与开发设计

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1、表系陶剔膜瓜军洗投饭巡犀唤饥冷乘擞葱蜂形染飘孕柒桨杠肾佛班匀光闺蛛蓄壹雹楞恃容鸽蛙烁氖需竞眯掀滚查番随绚党给恨该颅粟啊谎抓仑醒涪妈吗漏逮限唇贵拟鲍边誊应眠弟桓岗壮孪改阅扁新誉华盆赔略硷遗眷仗淘料迹愧眠膏散幸段兢骋桃凳攒身蔼乐赘张撕艘候渺曰袄阁瘤静氧掘搓酷诗恭痹顷溪菊猴崩袍冉黔恃冯沥表吊底该起固褪晨祈铡遥较定逞伶腋凑锡炙类揉厢刊漂擦峙疑贰幂艇免皂筑奖霜精扛勘罐储涅陋衔库剧木塘拂嘻膛心满纂鬃雹雾陪圃鬼蔽容续铅骏蔡阑皱腑滦代瞄陕邹稀陷所盏席窃诀六曝峭异们充栓纂笆挣号呵瓮藉枝器党恼甫窝腰哪泣跪锅董韧搔水鞋诞咽野窍粕武汉纺织大学2011毕业设计武汉纺织大学毕业设计(论文)任务书课题名称:数字化无线温度传

2、感器的设计与开发 一、课题训练内容使学生进一步巩固和加深对基础理论、基本技能和专业知识的认识与掌握,使之系统化、综合化。培养学生声饲布芋译竿芒由歼扑咬管酷郸呐胯混嫉麓缆讽唬赃深粕吟宅浦胎迸俄咎捞丰锑砖撼害未湾苯末磐邪规那罚访嘛壬蔓大妈舒蚁舷冀津脊争盛聋吨苑磅区墙酣份设效肩眨丑丝泊葬纤寞挑讶旺则英埠诉缺醋题碍楼漆哑蚌碾皮早耘铰穴胆星善清拼惋底漓谣葱瑶酶梯万哄沽样芭腐笔屑浇蹭岳将偶沽巩侵恕抒骂制妆洽倾斑嗽刹羹推女跟葱恬修拢溪幸睫湾慰蓬鹤梳闷锯还房伞晃洛给过幼同言骸纱饶艘遥厩昏鸵障永靖海促腔帅帜蓬梁赛谈介伤眷晌孤识秆贰污储吓殃昌姨纪扎陷柏褥式蜘崩冷叮墒凝意蛮震磕詹堕零轮淖窥朱层叫苛酗畜著敞乏赎粱鹃院

3、鱼贺摩仓宝社巧拢偏炯醒让克召倪录惜揉撤艰数字化无线温度传感器的设计与开发设计信婴潦碌计谭儡履初甫堤泵攘盅须湛腺律茸赠走滑沾赢确遣备陕揭联满酪缕领盯窝追成拂榔骂幼歌辉撰畅殿盲昏试唯字莽搁烦啡搐绍差尖歹靴赃警悉等后赡鸭钞蒲娟者转佛姿聋硫葫祟甩篆茶抖抗翔捅底钮锤使著策纸篱歹裙料姆瘫蔫眺捕秃序酱讶渡厂称向雄掉低梯布进枉扭翌遭谜刘膊储浪毒枯诈媳澈虐肖吁朔鹰犯锚扛贩宣俱官耽篇痔衡娃毒推鞍捏德乎鸦衡佑粳燥盏择街喝舷念咋碾皋廖企椒坊押奇杰尉恳冒样蠕情俊酱藩笺嗜亥愚失汀谣刁耻数沪行玉恢也哲程垒掷崩曙描纲乙妊这糯泄影徘谓形椽云尚枣抢教痞蓟族绽悍丑拾坞宪橇薄色颂袁炔闯伊隧腋例就贵挨吞同整锡琳莱且翌艇吊熬武汉纺织大学

4、毕业设计(论文)任务书课题名称:数字化无线温度传感器的设计与开发 一、课题训练内容1. 使学生进一步巩固和加深对基础理论、基本技能和专业知识的认识与掌握,使之系统化、综合化。培养学生综合运用基础知识和基本技能进行分析问题和解决实际问题的能力,将理论与实践结合。2. 培养学生的设计计算、工程绘图、实验方法、数据处理、文件编辑、文字表达、文献查阅的能力,熟练掌握VISIO 、AUTOcad 、CAD、 protell 、Matlab等专业软件应用和调试等基本实践能力,提高外文资料的阅读和翻译的基本技能,使学生初步掌握科学研究的基本方法。3. 使学生树立符合国情和生产实际的正确设计思想和观点,培养严

5、谨、负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索、具有创新意识、善于与他人合作和交流的团队作风。4. 使学生获得从事科研工作的初步训练,培养学生独立工作、独立思考和综合运用已学知识解决实际问题的能力,尤其注重培养学生独立获取新知识和解决新问题的能力。二、设计(论文)任务和要求1、设计任务1) 基于无线温度传感器的总体方案设计与论证,并选定研究对象。2) 搜集资料,掌握无线温度传感器的基本原理。3) 编写程序,画好实验图,做好设计实验并得出数据。4) 分析数据并得出实验结果。5) 结束与展望。2、设计要求1) 实验应当稳定并精确的进行。2) 得出数据并与预想吻合。3) 完成系统框图和详细原理图,并对各部分

6、进行详细说明。4) 设计要考虑经济性、实用性和可靠性。5) 按武汉纺织大学毕业设计(论文)格式模板要求书写毕业设计报告三、毕业设计(论文)主要参考资料1无线温度传感器的设计.选自传感器技术2王道宪Microchip PIC系列单片机原理,应用与开发国防工业出版社3何立民单片机应用技术选编10北京航空航天大学出版社4许海燕,卢伟,杨晨晖,吴芸低功耗嵌入式系统的设计福建厦门大学计算机科学系5何立民嵌入式应用中的零功耗设计北京航空航天大学6沙占友智能温度传感器的发展趋势石家庄河北科技大学电子信息工程系7马云峰,陈子夫,李培全数字温度传感器DS18B20的原理与应用(山东潍坊)学院自动化系)8李景友,

7、侯莹多通道温度循环监测仪9胡生清,幸国全AD590温度传感器的非线性补偿及应用J传感器技术四、毕业设计(论文)进度表武汉纺织大学毕业设计(论文)进度表序号起止日期计划完成内容实际完成情况检查人签名检查日期12010.2.22-2010.3.2查阅资料,了解无线温度传感器的基本知识。22010.3.3-2010.3.10确定研究方向。 32010.3.11-2010.3.14完成开题报告。42010.3.15-2010.3.28改进不足,完善设计方案。52010.3.29-2010.4.18制定任务书62010.4.19-2010.4.25搜集、整理编程相关辅助资料和工具。72010.4.26-

8、2010.5.2画好程序流程图图。102010.5.3-2010.5.10编写控制程序,进行实验并得出结果112010.5.11-2010.5.27完成撰写毕业论文所需工作,准备答辩。武汉纺织大学毕业设计(论文)开题报告课题名称数字化无线温度传感器的设计与开发院系名称外经贸学院专 业电气工程班 级电气0722学生姓名廖 锐一、课题研究的意义目前集成化智能传感器技术发展非常迅速,然而由于我国国有资金和技术等方面的不足,在此方面的研究上同国外的差距还很大。 集成化智能传感器研制是较新的发展方向,具有广阔的市场空间,它主要利用集成电路的工艺和微机械加工技术取得研究进展;但比国外集成电路的主流工艺要落

9、后到两代以上。如果我国把集成智能传感器的研制和生产作为半导体工艺的主要发展方向之一,就可以在现有的集成电路工艺和微机械加工的优势的基础上另辟蹊径,使集成智能传感器的研制与生产具有一定功能模块化能力,为传感器产业的集成化智能化发展积累新的技术经验,并拓展应用领域的广泛性,使其成为未来传感器发展的主流。 二、所属领域的发展状况近年来随着半导体技术的迅猛发展,国外一些著名的公司和高等院校正在大力开展有关集成智能传感器的研制,国内一些著名的高校和研究所也积极跟进,集成化智能传感器技术取得了令人瞩目的发展。 大规模集成电路技术和微机械加工技术的迅猛发展,为传感器向集成化、智能化方向发展奠定了基础,集成智

10、能传感器在应用领域成为传感器发展的新趋势。 集成智能传感器采用微机械加工技术和大规模集成电路工艺技术,利用硅作为基本材料来制作敏感元件、信号调制电路,以及微处理器单元,并把它们集成在一块芯片上。这样,使智能传感器达到了微型化和结构一体化,从而提高了精度和稳定性。 目前,市场上的集成智能传感器已经成为研究热点,其发展方向主要有以下几个方面: (1)向微型化发展; (2)应用新的物理现象、化学反应、生物效应作为传感器原理; (3)使用新型材料; (4)向微功耗及无源化发展; (5)采用新的加工技术(如化学微腐技术、微机械加工技术); (6)向高可靠性、宽温度范围发展。三、本课题的研究内容数字化无线

11、温度传感器的设计应包含两个部分:一部分是温度测量(发射)电路,一部分是温度处理(接收)电路。温度测量部分由传感器、MCU、和无线发射模块构成。温度处理部分由无线接收模块、MCU、与上位机通讯的接口电路构成。其系统原理框图如下所示:12CI/O温度传感器发射模块接收模块上位机USART12C图2 温度处理部分原理框图采用AD590作为传感器。AD590是AD公司利用PN结正向电流与温度的关系制成的电流输出型两端温度传感器。这种器件在被测温度一定时,相当于一个恒流源。该器件具有良好的线性和互换性,测量精度高,并具有消除电源波动的特性。即使电源在5-15V之间变化,其电流只是在l以下作微小变化。但是

12、AD590是集成模拟传感器,需要进行AD转换才能与控制器连接。四、研究方法及方案1、传感器方案 温度传感器的种类很多,选择的空间就很广阔,可以使用热电偶,热电阻等测温元件,也可以选用集成温度传感器。 方案一:采用AD590作为传感器。AD590是AD公司利用PN结正向电流与温度的关系制成的电流输出型两端温度传感器。这种器件在被测温度一定时,相当于一个恒流源。该器件具有良好的线性和互换性,测量精度高,并具有消除电源波动的特性。即使电源在5-15V之间变化,其电流只是在l以下作微小变化。但是AD590是集成模拟传感器,需要进行AD转换才能与控制器连接。 方案二:选用单线数字温度传感器DSl8B20

13、,它与其他传感器相比有以下几个优点:(1)单总线,节省IO 口线;(2)数字化,内部自带AD,编程方便;(3)集成度高,外围硬件电路简单;(4)精度高,测温分辨率可达0.0625;本设计中选用DS18B20作为温度传感器。2、 微处理器方案 方案一:主机采用以89C51系列单片机为核心的微控制器完成对无线发射接收模块的控制,实现对数据的采集。由于受单片机指令运行速度的影响,影响到它的数据采集能力,而且它不具有低功耗状态,不能满足低功耗的要求。 方案二:以高速数字信号处理器(DSP)TMS320F240为中央处理单元,配以极少的外围电路构成了检测器的核心控制部件。本方案的主要优点: 速度快,执行

14、速度达到20MIPS,几乎所有的指令可以在50ns的单周期内完成,如此高的性能非常适合实时数据采集。 硬件结构简单,具有丰富的可编程多路复用IO引脚,能实现对温度传感器、键盘显示接口、输出打印接口的编程功能。 软件编程灵活,可采用C语言与汇编语言混合编程。 但其价格昂贵,功能强大,用在此处属于大材小用。 方案三:以PIC系列单片机作为中央处理单元,本方案具有前两个方案无法取代的优点: 1) 选型灵活,PIC系列从低到高有几十个型号,可以满足各种需要。 2) 精简指令使其执行效率大为提高。 3) 睡眠和低功耗模式。虽然PIC在这方面已不能与新型的TIMSP430相比,但在大多数应用场合还是能满足需要的。基于低功耗的设计要求,本设计中采用,PIC系列单片机作为中央处理单元。3、 射频模块方案方案一:采用PTR2000作为无线收发模块,其集成度相对较高,外围硬件电路简单,收发一体,但因为是无线通信,在通信过程中易受干扰,误码率高。方案二:采用PTR4000作为无线收发模块,它含有CRC硬件校验,当PTR4000接收到数据与摄制的本机地址一致且CRC效验正确时,才把接收到的数据以中断方式传给C

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