开题报告-模板new.docVIP

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） 2012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]。 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