基于单片机的个人计算机硬件温度

1、项目编号： 福州大学本科生科研训练计划（SRTP）申 请 表项目名称：基于单片机的个人计算机硬件温度 实时监测、智能控制装置 申 请 者： 谢师、叶立群、林骞、 赵振波、李伟泽 所在院系： 电气工程与自动化学院 指导教师： 刘庆珍 联系电话： 电子信箱： 申请日期： 2006年11月26日 福州大学教务处制填 表 说 明1、 本开题报告一律用计算打印，如实填写。2、 SRTP立项时间一般为1年时间，起止时间为指每年12月起至第二年12月止。3、 经审批立项后，本开题报告一式三份分存教务处，学院和课题组备案、归档。4、 如填表有不明事宜，请与教务处实践科或学院本科教

2、学办联系和咨询。联系电话：简 况项 目名 称基于单片机的个人计算机硬件温度实时监测，智能控制装置 来 源A自选 B导师类型 A理科 B工科 C管理 D人文 E法学 F管理G 其他 （ B）起止年限2006年12月2007年12 月申请金额0.15万元项 目负责人姓 名谢师性 别A.男 B.女出生年月1985-11所在院系电气工程与自动化专 业电气工程与自动化年 级04级指导教师姓 名刘庆珍性 别A.男 B.女出生年月1971-05所在院系电气工程与自动化职 称讲师学 位硕士项目组主要成员姓名性别出生年月所在学院专业项目中的分工签字谢师男1985-11电气工程与自动化电气工程与自动化负责人叶立群

3、男1986-12电气工程与自动化电气工程与自动化计算分析林骞男1985-11电气工程与自动化电气工程与自动化计算分析赵振波男1986-06电气工程与自动化电气工程与自动化模拟仿真李伟泽男1985-09电气工程与自动化电气工程与自动化模拟仿真摘要（一七0字）研究主要内容及意义本项目主要是利用了单片机的实时性能好和任务调度方便等优点，在搭建硬件平台的基础上进行硬件温度的监测、多路控制，主要研究温度信号采集、传输及放大处理系统的制定，单片机控制温度范围、反馈及硬件控制系统的开发和在此基础上的二次开发研究。本项目的实现将和系统工程的模块化设计及面向对象技术思想相结合，深入结合了所学的内容，把理论和实践

4、有机的结合在一起，另外这个课题的研究可以应用于个人计算机的监测和控制，在现代社会生活中有广泛的应用价值和意义。一、立项的依据和意义（包括项目的研究意义、国内外研究现状分析，特色与创新之处并附主要参考文献及出处）n 立项的依据和意义随着社会经济的发展，个人计算机正逐渐进入人们的生活。由于高端智能温控主板产品存在的成本高，且大多只有CPU具有该功能；而低端主板产品由于不具有智能温控功能导致硬件多有损坏，给学习生活带来不便，特别是学生在资金有限的基础上放弃智能温控系统，使硬件加速老化或损坏。我们小组研究的智能温控装置一方面能满足普通用户的需求，另一方面由于成本控制得当，可以广泛应用，该系统的设计原理

5、能更多地用于工业的分布式数据采集、多路温度监控、工程控制等领域。n 项目特色及创新如下1、 采用单片机系统提高了系统稳定性，降低了系统集成的难度。2、 改变目前除高价个人计算机硬件外，低端硬件无法主动降温的现状。3、 该系统可智能控制硬件处于最佳工作温度，达到能源的最大、最佳利用。4、 当系统无法使硬件降温时将向用户报警，并在一定时间内自动关机，确保计算机的安全。n 主要参考文献及出处1、 陈艾 主编 敏感材料与传感器 化学工业出版社2、 张洪润 张亚凡 主编 传感技术与应用教程 清华大学出版社3、 张洪润 张亚凡 主编 传感技术与实验 清华大学出版社4、 余永权 汪明慧 黄英 编著 单片机在

6、控制系统中的应用 电子工业出版社5、 刘文涛 编著MCS-51单片机培训教程（C51版） 电子工业出版社6、 美John Iovine 著 于靖军 边宇枢 译 PIC微控制器应用 科学出版社7、 美Lawrence A.Klein 著 戴亚平 刘征 郁光辉 译 多传感器数据融合理论及应用 北京理工大学出版社8、 程立新 主编 小家电技术 福建科学技术出版社9、 日中山 升 著 唐伯雁 李大寨 高玉苹 译 日常电子小制作 科学出版社二、研究目标、研究内容和拟解决的关键问题首要的问题是实现单片机的多路温度范围控制、处理，这是整个系统的软件核心，也是系统最关键的部分。热敏电阻在被测物体温度变化时的相

7、应变化曲线及单片机对信号改变的处理、控制。其次，差动放大电路对控制电流的变化，以及该变化电流对降温风扇转速的影响及对制冷效果的控制。最后，当系统无法降低硬件温度时，系统的报警装置和自动关机功能的实施。小组将对整个系统的整体工作情况的监测和调节，达到预期的效果。还有就是应用部分，这个部份是这个项目的一个应用实例，本实例将在一台个人计算机上使用该系统并检测其是否正常工作。三、预期的研究成果、成果的提供形式（论文、设计、产品、软件开发、专利、研究或调研报告等）、应用前景和效益分析n 项目的预期目标1、项目预期实现个人计算机硬件温度实时监测、智能控制装置系统的设计，并在计算机上进行模拟仿真，并形成相应

8、的检测、控制软件，设计出实现检测、智能控制的硬件部分。鉴于项目的时间和成本，考虑到时间和项目资金的成本问题，本次项目将完成三至四个硬件的监测系统，包括硬件及软件的设计说明文档。2、项目的提交形式。项目电路将采用小组自行手工连线的方式焊板，并装配至个人计算机上演示功能，同时提供系统原理图、使用说明书及一些测试文档、等相关资料。n 成果的提供形式1、提供硬件温度实时监测，智能控制装置系统，并具备相应的软件和硬件的一台个人计算机。2、提供系统原理图、使用说明书及一些测试文档、等相关资料。3、总结研究过程，形成论文，并在国内相关专业期刊上发表。 n 项目的应用前景和效益分析1、本项目包括一套完整的温度

9、监测、传输、控制及反馈方案。本方案的实现，将可用于多个领域，大到如：大型计算机、机器人、多路控制系统、分布式数据采集系统，工业生产；小到如：个人计算机、安全防火，智能空调等领域。前景非常广阔。2、产品效益。产品效率是产业可行性的一个硬性指标。由于本系统采用单片机控制电路，无需复杂、昂贵的电路元件，使成本得以控制，并能批量生产。单从硬件成本方面考虑，较现有高端产品而言有着价格上的优势，特别是在对学生个人计算机的应用中，本项目在效益上就有着非常明显的优势。四、拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析n 研究方法本项目的研究方法采用理论+实践的方式进行。具体分为以下几个步骤：1进行理论方案的

10、分析(包括软件和硬件两个部分)2进行硬件性能的测试及初步线路的搭建3.单片机软件的编写及测试4在计算机上进行模拟仿真实验5完成硬件组装、焊接，并在计算机上检测功能及调教n 技术路线硬件方面采用检测、控制、反馈的模式开发，结构图如下图所示：软件方面软件技术的实施是建立在硬件的基础上的。由于软件所用到的相关知识在大三下学期才学到，这里仅说明设计思路：单片机接受热敏元件发出温度变化信号，判断是否高于硬件最优工作温度（在软件中设定），不需降温则不发出信号，风扇转速不变；若需要降温，则发出信号，加快风扇转速降温。软件具体设计在结论中会详细列出及说明。n 实验方案及可行性分析1硬件平台搭建方案方案一、多通

11、道数据处理方案为每一硬件分配一个单独通道，各个硬件之间的信号互不干扰，这个方案的优点是软件编写简单。它的缺点是：硬件成本的大大增加，被测硬件数量受到了很大的限制。方案二、单片机数据处理方案所有硬件共享一个单片机，优点是大大节约了硬件成本，充分利用了单片机的功能，从软件控制上可以方便地进行硬件数量的增减。它的缺点是软件编写的难度加大。 方案选定比较两个方案，硬件成本的增加远远要大于软件成本，另外方案二的扩展性也比方案一强得多，再结合上述分析可以得出，方案二应为首选方案。 2制冷方式的选择方案方案一、风冷制冷方案 目前大多数计算机上使用的制冷方式。优点是硬件成本低；缺点是易老化，制冷效果受环境影响

12、大，制冷效果不易控制。方案二、水冷制冷方案高级DIY用户选用的制冷模式。优点是制冷效果好，制冷强度易控制；缺点是价格昂贵，纯净水更换不方便。方案选定比较两个方案，考虑到经费预算，小组选择方案一。因为该系统的应用对象是广大普通消费者，其中很大一部分是学生，风冷制冷仍是目前市场的主流。小组决定通过对风扇性能的反复检测来实现风扇准确、有效制冷。五、研究工作进度安排 硬件具体线路方案论证(2007/1/12007/3/31)1. SRTP最小系统板的设计及制作2. 硬件的特性分析及和研究（提供研究报告）3. 原理图的制定及确定所需的器件。4. 购买各个器件 硬件性能的测试(2007/4/12007/6

13、/15)1. 各硬件单元的基本功能测试、硬件组合稳定测试2. 完成关于硬件可行性报告论文 软件编写及测试(2007/6/162007/10/15)1. 软件需求分析与可行性分析、方案构建2. 软件编写及测试3. 完成软件编写测试论文4. 在计算机上进行模拟仿真实验 系统调试及测试(2007/10/162007/12/16)1. 项目PCB板的设计及制板并装配至计算机上2. 系统性能测试（提供系统响应时间测试报告 和 稳定性测试报告）3. 完成关于本系统的使用情况、调试过程及功能扩展论文 项目总结与验收(2007/12/17)1. 项目文档整理2. 完成总结论文3. 项目验收4. 项目结题六、实

14、现本项目最终目标已具备的条件（包括过去的研究工作基础，研究人员及协作条件，实验条件）n 最终目标设计制作一个基于单片机的个人计算机硬件温度实时监测，智能控制装置（包括一台装配该系统的个人计算机主机，被测硬件的数量可以自由扩展），并完成论文。n 已具备的条件已经查阅了许多热敏传感，单片机应用及相关方面的资料，并且经多位老师的指导，组员之间论证确定所采取的方案可行。n 协作条件可外协加工电路板、机箱面板等。n 实验条件已联系福州大学电气实验中心教师，可为我们提供电焊工具、示波器等科研所需的一些设备、仪器。另外开发所需的单片机仿真器、编程器等都已经具备。七、申请项目经费预算表预算支出科目金 额(万元)计 算 根 据 及 理 由仪器、器件费0.05购各种硬件、单片机开发系统。实验材料费0.04用于各项目