基于单片机的无线环境监测系统的设计开题报告

沈 阳 大 学

本科毕业设计（论文）开题报告

开题报告中涉及时间的都不填写 字迹工整，严谨涂抹 设 计（论文）题目 ：基于单片机的无线环境监测系统的设计

学 院： 信息工程学院

专 业、 班 级： 08电子信息科学与技术 学 生 姓 名： 李春辉

指导教师（职 称）： 涂斌斌

不填 年 不填 月 不填 日

一、选题依据 1. 设计（论文）题目：基于单片机的无线环境监测系统的设计 2. 研究领域：无线监测系统 3. 设计工作的理论意义和应用价值 单片机全称单片微型计算（Single Chip Microcomputer），就组成和功能而言，单片机正如一个微型计算机系统，其内部集成了处理器（CPU）、随机数据存储器（RAM）、只读程序存储器（ROM）定时器/计数器、输入/输出（I/O）接口电路和串行通信接口等主要功能部件。在发展过程中单片机不断扩展各种控制功能，执行内部程序，本次设计就是在单片机的基础上进行开发的。 无线传输系统及信息采集以单片机为核心，由温度采集电路、湿度采集电路、多路开关电路、A/D转换电路、时钟电路以及复位电路组成，基于单片机对数字信号的高敏感性、可控性，温湿度传感器可以产生模拟信号，根据A/D模拟数字转换芯片的性能，设计了以c51基本系统为核心的一套监测系统。该系统由信号采集、信号分析和信号处理三个部分组成的，实现程序的存储、数据的实时显示和报警、数据辅助存储功能。 温湿度监测系统是在环境试验、科学研究(诸如种植、养殖、生物工程、化工工程)、工业生产等领域应用广泛的现场环境控制系统。它能模拟各种环境条件，即按照实际要求精确控制环境的温度和湿度，为研究不同的生化过程创造了良好的环境条件。因此，温湿度监测系统广泛应用在科研、现代农业、医药、冶金、化工、林业、环境科学及生物遗传工程等领域。 4．目前研究的概况和发展趋势 信息采集系统是将非结构化的信息从大量的网页中抽取出来保存到结构化的数据库中的软件。它可以从互联网上采集任意网页上的信息，并根据用户的设定从网页中分析提取出特定信息后整理并存放到指定的数据库中，同时提供个性化的信息定制及强大的全文检索能力。 目前信息采集系统的研究种类比较多，工时投入、工时投入分布（编码、测试、需求、设计etc）、缺陷收敛率、进度分析、代码错误率、维护成本、代码量、文档量、需求变更率、评审质量评价、不一致性问题分布等数据状态的采集方法。数据采集方法有手工采集方法，自动化数据采集方法，手工录入，条码扫描，无线传输还有最新的技术RFID。非接触温湿度测量技术有红外非接触温度测量技术，单总线数字式温湿度测量技术等等。在医疗等方面还在用比较平常的玻璃温度计，但是在工业，科研等方面很多时候测量的温湿度范围比较大，而且所需精度高。目前数字温湿度计的研究已采用进口芯片组装精度高、高稳定性，误差小，内电源、微功耗、不锈钢外壳，防护坚固，美观精致。国内有些数字温度计采用进口高精度、低温漂、超低功耗集成电路和宽温型液晶显示器，内置高能量电池连续工作≥5年无需敷设供电电缆，是一种精度高、稳定性好、适用性极强的新型现场温度显示仪。是传统现场指针双金属温度计的理想替代产品，广泛应用于各类工矿企业，大专院校，科研院所等。 随着近几年来科学的发展和人们的需要，温湿度监测设备也变得小型、快捷，方便起来。新型数字仪表的发展趋势主要有几个方向： (1)低电压，低功耗，低价格 在单片机为核心的设计基础上，其大量应用于携带式产品和家电消费类产品以及其应用面广、应用量大，低电压、低功耗和低价格也在很大程度上方便了人们使用。 (2)向高性能和高准确度方向发展 由于集成度的进一步提高，数字技术的出现把模拟仪器的准确度、分辨力与测量速度提高了几个量级，为实现测试自动化打下了良好的基础。计算机的引入，使仪器的功能发生了质的变化，从个别参量的测量转变成测量整个系统的特征参数，从单纯的接受、显示转变为控制、分析、处理、计算与显示输出，从用单个仪器进行测量转变成用测量系统进行测量。 (3)高稳定性和高可靠性 在各行业的需求量增加及要求不断的提高及仪器仪表和测控系统应用领域的不断扩大，可靠性技术在航天航空、电力、石油化工等大型工程和工业生产中起到维护正常工作的重要作用。保障现场仪器仪表的测控系统正常工作的计量仪器也要求高稳定性和高可靠性。 (4)方便携带性 计量仪器的应用场合已经不再局限于实验室，户外作业的需求更加迫切。无论是现场校准还是环境保护的现实需求都需要便携式计量仪器。超大规模集成（VLSI）新器件、微机电系统（MEMS）、圆片规模集成（WSI）和多芯片模块（MCM）等；采用微控技术、微加工技术、微检测技术、微光源、微分光光学系统、微传感器等，使计量仪器产品体积缩小，精度提高成为可能。 二、设计（论文）研究的内容 1、重点解决的问题或设计方法 (1)采用ATS52单片机和1602液晶显示器，控制温度的采集过程、湿度采集过程以及进行数据通信； (2)设计DSl8820的使用外围电路、1602液晶显示器和单机的通信接口电路； (3)利用发光二极管指示系统的工作状态； (4)编写C51程序，完成单片机对温湿度数据的采集过程以及与DSl8B20数据传输过程的控制。； 2.、拟开展研究的几个主要方面（设计思路或论文写作大纲） (1)通过查阅资料，进行系统需求分析，明确本系统的设计参数及实现功能。对无线环境监控系统硬件及软件设计进行划分并提出具体的实现方案。 (2)利用单片机，确定系统的总体设计方案，包括其功能设计；设计原则；组成与工作原理 (3)进行系统的硬件电路设计；包括硬件电路构成及测量原理；单片机的选择；输入输出通道设计 (4)完成DSl8B20温度传感器控制模块的软件设计、数据转换模块的软件设计，以及设计顶层文件的设计； (5)进行了系统的调试和时序仿真，包括硬件仿真和软件仿真，完成数据的采集和处理，最后连接硬件电路进行功能验证。 3. 本设计（论文）预期取得的成果 (1)编写毕业设计说明书一份； (2)程序代码一套； (3)硬件原理图和PCB版图一份。 三、设计（论文）工作安排 1. 拟采用的主要研究方法（技术路线或设计参数） 技术路线： 本系统共分两部分构成，即硬件设计和软件编程部分。其中硬件设计部分主要由电源模块，单片机最小系统模块、键盘输入模块，无线收发模块等模块组成。软件部分按照模块化编程思想，通过主程序调用各模块的驱动程序而协调工作。 2.设计（论文）进度计划 起讫日期 工 作 内 容 第1周～第3周 查阅相关资料 第4周 完成开题报告 第5周 确定总体设计方案 第6周～第8周 设计硬件电路 第9周～第11周 软件设计 第12周～第13周 连接硬件电路，并完成说明书的初稿 第14周 功能验证，并完成说明书的二稿 第15周 电路调试，并完成设计说明书终稿 四、参考文献 一定要严格按照毕业设计论文模板中的“参考文献”的格式书写，切记，切记！ 至少五本教材类参考资料 至少六篇论文类参考资料（论文所在期刊发表时间必须是近三年内） [1] 郭天祥.新概念51单片机C语言教程.北京电子工业出版社,2009. [2] 李建忠.单片机原理与应用.西安：西安电子科技大学出版社,2009. [3] 王东峰等.单片机C语言应用100例[M].电子工业出版社，2009. [4] 江全.Visual Basic串口通信预测空[M].北京：人民邮电出版社， 2009.6 [5] 丽凤，王艳秋，汪毓铎. 单片机原理及接口技术[M].清华大学出版社，2009 [6] 《51系列单片机高级实例开发指南 》[M].北京航空航天大学出版社2009 [7] 《单片机原理及控制技术》[M].机械工程出版社2011 [8] 《无线监控技术应用手册》[M].北京航空航天大学出版社2009 [9] 靳桅.《基于51系列单片机的LED显示屏开发技术》[M].北京航空航天大学出版社2009 [10] 《80C51系列单片机原理与应用技术手册》[M].北京电子工业出版社,2009. [11] 侯玉宝《.基于PROTEUS的51系列单片机设计与仿真》[M]. 电子工业出版,2011 [12] 刘全.《基于51系列单片机的LED显示屏开发技术(第2版)》[M].北京航空航天大学出版社2009 [13] 陈敌北.《例说8051(第3版)》[M].人民邮电出版社2010 [14] 张毅刚.《新编MCS-51单片机应用设计》[M].哈尔滨工业大学出版社,2011 [15] 陈海宴.51单片机原理及应用[M].北京航空航天大学出版社，2010. 指导教师评阅意见（对选题情况、研究内容、工作安排等方面进行评阅） 签字： 年 月 日 审 核 意 系主任意见 见 签字： 年 月 日 学院教学指导委员会意见 签字： 年 月 日 公章：