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1、学号：24082201930南湖学院毕业设计文档材料题 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 录一、南湖学院毕业设计任务书二、南湖学院毕业设计开题报告三、湖南理工学院南湖学院毕业设计中期检查表四、湖南理工学院南湖学院毕业设计答辩申请暨资格审查表五、湖南理工学院南湖学院毕业设计指导教师评价表六、湖南理工学院南湖学院毕业设计评阅教师评价表七、湖南理工学院南湖学院毕业设计答辩记录表八、外文文献翻译南湖学院毕业设计任务书课题名称：粮仓环境参量无线遥测系统设计与实现学生姓名：王 永 系 别
2、：机械与电子工程系专 业：电子信息工程指导教师：杨 宣 兵 2011 年 12 月 8 日1、 主题词、关键词温度；湿度； 无线遥测； NRF905；2、 毕业设计（论文）内容要求任务实现粮仓的温度、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
3、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数据。5、完成论文以及其他文档撰写。3、 文献查阅指引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
4、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，2008.014、 毕业设计进度安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
5、月 日注：本任务书一式三份，由指导教师填写，经教研室审批后一份下达给学生，一份交指导教师，一份留系里存档。南湖学院毕业设计开题报告课题名称：粮仓环境参量无线遥测系统设计与实现学生姓名：王 永系 别：机械与电子工程系专 业：电子信息工程指导教师：杨 宣 兵 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：（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
6、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。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
7、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。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
8、 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：研究的基本内容：1基于单片机设计一无线测温系统。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
9、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
10、：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：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。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
11、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：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
12、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，2007.069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
13、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： 指导老师（签名）： 年 月 日教研室意见： 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24082201930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
