[修订]开题报告模板

修订修订 开题报告模板开题报告模板 毕业设计开题报告题目基于51单片机的压力数据采集分析系统设计 学生姓名学号专业自动化指导教师樊劲辉 讲师 xx年3月13日1文 献综述1 1本课题的意义数据采集 是指从传感器和其他设备等模拟 和数字被测单元中自动采集信息的过程 数据采集系统是结合基于计算机 或微处理器 的测量软硬件产品 来实现灵活的 用户自定义的测量系统 现代工业自动化测控系统中 压力的检测占有很大的比重 在石油 化工 冶金等工业及科研领域中 都必须进行相关的压力 检测与分析 将数据采集 微型计算机和数据信号处理等多种技术相结合的智能 数据采集和分析系统是压力数据采集的一个重要的发展方向 1 目前 在测试压力的过程中 由于外界干扰及人为因素造成的测试 稳定性和准确性较差等问题较为突出 因此 迫切需要研究具有高 效 高性能的测试方法和测试设备 计算机功能强大 可以帮助解决这一个难题 但由于计算机过于笨 重 携带不方便 对现场工况要求较高 抗干扰能力较差 通常无 法胜任与条件较为恶劣的环境 因此 通常考虑用单片机来完成这些情况下的数据采集 单片机以其集成度高 运算速度快 体积小 运行可靠 价格低廉 等优点 在过程控制 数据采集 机电一体化等领域中得到了广泛 的应用 2 1 2国内外发展状况数据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 它起始于20世纪中期 在过去的几十年里 随着信息领域各种技术 的发展 国内外在数据采集方面的技术也取得了长足的进步 5 数据采集技术是一种实用的电子技术 它广泛应用于信号处理 信 号检测 仪器仪表等领域 近年来 随着数字化技术的不断发展 数据采集也呈现出速度更快 通道更多 数据更大的发展趋势 3 数据采集是为了对温度 压力 流量 速度 位移 光强度 声音 等物理量进行在线测量和控制 通过传感器把上述物理量转换成模 拟物理量的电信号 然后将模拟电信号经过处理并转换成计算机能识别的数字量送进计 算机处理 储存 传输和显示 6 各个领域都用到了数据采集 在石油勘探 科学实验 飞机飞行 地震等领域数据采集得到应用 3 其中压力的采集是一个比较重要的方面 在压力采集中需要用到压 力传感器 4 目前 压力传感器主要归纳如下小型化小型化会带来很多好处 重 量轻 体积小 分辨率高 便于安装测量 集成化可以利用现有的生产工艺和成熟的集成技术 把电路与传感 器制作在一起 减少工艺流程以降低生产成本 而且不易损坏 智能化由于集成化的出现 在集成电路部分制作一些微处理机 使 其具有 记忆 思维 处理 等能力 目前智能化产品发 展很快 它必将成为未来传感器市场的主流 6 目前国外主要在两个方面进行研究突破 一是大力发展传感器技术 制造高精密 高集成传感器 来提高传感器精度和可靠性 如日 本把传感器技术列入六大核心技术 计算机 通信 激光 半导体 超导体和传感器 之一 二是研究数据采集技术 朝着小型化 智能化 提高设备数据的处 理 监控能力 7 我国的压力数据采集系统的发展大概经历了三个阶段第一阶段机械 仪表将测量组装在一个表壳里 结构简单 价格低廉 功能仅限于 测量数据 精度低 第二阶段电子仪表引入微型处理器技术 附加信号处理电路测量 精度大大提高 第三阶段引入PC机控制随着PC机和计算机软件的发展 将PC机引入 测量技术 实现远程测量监控 数据处理速度 工作效率大大提高 7 同时 单片机的发展非常的迅速 世界上著名的半导体厂商都在重 视新型单片机的研制 生产和推广 以单片机为核心的嵌入式设备 已经在工业自动化 办公自动化和仪器仪表等领域得到了广泛的 应用 随着大规模集成电路 计算机网络和通信技术的发展和相互 渗透 加速了测控系统的模块化 网络化和标准化 同时对数据采 集和传输系统的接口设计也相应的提出了越来越高的要求 8 数据采集是获取信息的基本手段 数据采集技术作为信息科学的一 个重要分支 以传感器 信号测量与处理 微型计算机等技术为基 础而形成的一门综合应用技术 9 众所周知 近年来 与数据采集系统相关的PC技术以及数字信号处 理技术得到了飞速的发展 处理的速度也提高了好几个数量级 同 时USB技术和以太网等接口技术也在数据采集系统中应用越来越广 便携式数据采集系统也受用户越来越青睐 这些数字信号处理技术 的发展也对数据采集系统中模拟信号的处理能力提出了挑战 为了 使数据采集系统整体性能获得提高 模拟器件也正向着高速度 高 精度 低功耗 小封装和低成本的方向发展 10 作为典型的嵌入式系统的单片机 在我国大规模的应用也有十来年 的历史了 已经成为电子系统内最普遍的应用手段 采用单片机系 统来解决各种电子技术中的问题已经成为一个趋势 国内已有一些开发高速数据采集系统的报导 采样率都基本上达到 了相当高的水平 但分辨率一般都很低 分辨率太低限制了整个信 号处理的质量 随着A D变换器芯片产品性能的提高 在保持较高 采样率的同时提高数据采集系统分辨率是当前急需解决的重要课题 11 参考文献1周元华 马卫国 多通道压力数据采集与分析系统设计 机 床与液压 J xx 39 2 116 1182张毅刚 彭喜元 单片机原理及应用 高等教育出版社 xx3王海峰 基于AT89S52单片机的通用数据采集系统 硕士生论文 中国石油大 学 xx 34M B Dogruoz M Arik A Pautsch Heat transferin microchannels substrate effects andcooling efficiencyfor rectangularand circularducts in Thermal and ThermomechanicalPhenomena inElectronic Systems ITherm xx 12th IEEEIntersociety Conference xx 1 7 5尤佳宁 方禹之 刘中元 用AVRMEGA16单片机控制实现的数据采集 系统 J 化工自动化及仪表 xx 33 3 35 386冯建华等 单片机应用系统设计与产品开发 北京 人民邮电出版 社 xx7刘义刚 多路压力计算机采集系统的研制 硕士论文 西安科 技大学 xx 58李刚 林凌 何峰等 AduC845单片机原理 开发方法及应 用实例 北京 电子工业出版社 xx 109罗冯涛 王渝 AduC812单片机 控制系统的开发 现代电子技 xx 2 10何立民 单片机高级教程 北京 北京航空航天大学出版社 200 0 1 3 7 7 1011G Kaltsas D N Pagonis A G Nassiopoulou Planar CMOSpatible processfor thefabrication ofburied microchannelsin silicon using porous silicon technology Journal ofMicroelectromechanical Systems xx 12 863 872 2本课题拟采用的研究手段及途径基于国内外各种现状及本课题 的设计要求 本设计拟采用以51单片机为核心的压力数据采集系统 通过压力传感器进行多路数据采集 系统的结构框图如图2 1所示 图2 1系统结构框图本系统由信号采集 信号处理 单片机计数系统 等部分组成 其工作流程为 当有压力时 置于各方位的监测点的传感器将压力 变换成电信号 经过AD转换器将多路脉冲信号并行输入到单片机 通过单片机计数系统进行统计和显示 并由键盘设定上下限值 当 计数达到设定值时 产生报警信号 然后通过人工干预 减少所压 物体的重量 此外 本系统具有通信功能 能进