校园环境管理控制电路的设计案例.doc

毕业设计(论文)开题报告 中文题目： 校园环境管理控制电路的设计 英文题目： THE DESIGN OF CAMPUS ENVIRONMENT MANAGEMENT CONTROR CIRCUIT 院 系： 专 业： 姓 名： 学 号： 指导教师： 开题时间： 一、课题背景及意义（包括课题现状、发展趋势以及研究的意义等） 随着人类科技的进步和生活水平的提高,越来越多的人开始对环境状况提出了更高的要求,传统的、非智能的监控装置正渐渐地被自动化、网络化的监控系统所取代,无线传感网络的应用正顺应了这类需求。 本文针对环境的技术指标需求,设计了一个分布式采集和执行、集中式管理的环境监控系统 二、研究内容及目标 传感器模块主要有烟感传感器、门磁探测器、红外探测器和热释电传感器。用于室内的安检系统（烟感探测器、探测器）防盗报警（门磁探测器、红外探测器）P1口，晶振选用6MHz。显示模块和输出部分用于显示时间、启动（停止）电器、安检报警，并以指示。 系统主要分为三个部分：现场环境检测系统，数据传输系统和信息处理系统。现场环境检测系统中，依据煤矿环境井下的实际情况，需要检测的参数有温度、压力、瓦斯浓度、湿度和一氧化碳等，数据传输系统中有有线和无线的传输方式，信息处理系统中，我们有模糊算法、神经网络技术和多融合的信息技术进行信息处理和分析。本课题中，我们主要是检测温度和压力这两个环境参数，传感器与单片机系统间是通过有线的方式进行数据的存储和显示，单片机与数据采集系统间是通过红外的无线方式进行传输，由于煤矿井下的复杂性，系统的数学模型不能够准确的确定，所以考虑采用模糊算法进行分析和处理。图2-2为系统的总体模块图。 温度检测一般可分为两大类，即接触测量法和非接触测量法。本课题所面临的测量温度分为正常环境下的温度和事故状态下的温度，属于对环境的接触测量。接触测量法是测温敏感元件与被测介质接触，使被测介质与测温敏感元件进行充分地热交换，使两者具有同一温度，达到测量的目的。常用的温度传感器有热电阻、热电偶、PN结温度传感器、集成温度传感器等。 (1)热电阻：利用半导体的电阻随着温度变化而显著变化的特性制成的半导体测温元件。目前使用的多为陶瓷热敏电阻。它的优点是灵敏度高，工作温度范围宽，稳定性好，过载能力强，体积小。其不足之处是非线性和互换性差。 (2)热电偶：利用物理学中的金属热电效应制成的温度传感器。测量精度高，热电动势与温度在小范围内基本呈单值、线性关系，稳定性和复现性较好，响应时间较快；测温范围宽，高温热电偶测温的上限可达2800摄氏度。 (3)PN结温度传感器：实质上是一种半导体集成电路，利用晶体二极管、三极管的PN结电压随着温度变化而变化的原理制成。线性度好，热惯性小，灵敏度高。 (4)集成温度传感器：是将测温元件、放大电路、偏置电路及线性化电路集成在同一个芯片上的温度传感器，相对于其他传感器有较好的线性度和一致性，且体积小，使用方便。其测温原理和方法可归纳为以下几种类型： (1)利用物体表面的热辐射强度与温度的关系来检测温度； (2)利用物体受热膨胀的原理来检测其温度； (3)利用物体的电参数如电压、电阻等随温度而变化的特性来检测温度，如热电偶、热电阻等。 要采集到温度信号，即通过温度传感器进行信号的采集，然而传统的传感器技术已经不能适应工业及科学的发展，因此智能传感器技术也应运而生。传感器是获取信息的工具，是信息技术(包括传感与控制技术、通讯技术和计算机技术)的三大支柱之一，它位于信息系统的最前端，其特性的好坏、输出信息的可靠性对整个系统质量至关重要。当今传感器技术的主要研究方面有两个：一是开展基础研究，重点研究构造传感器的新材料、新工艺；二是实现传感器的数字化、非接触化和智能化。因此，传感器的性能必须适应系统使用的要求。近年来国内外都将传感器技术列为尖端技术而倍加重视，并投入大量入力 红外通信是利用红外线作为传递信息的媒体，即通信信道。红外线是波长在750nm～lmm之间的电磁波，是人眼看不到的光线。红外数据传输一般采用红外波段内的近红外线，波长在0.75μm～25μm之间。红外数据协会成立后，为保证不同厂商的红外产品能获得最佳的通信效果，限定所用红外波长在850nm～900nm。发送端将二进制数字信号调制成某一频率的脉冲序列，并驱动红外发射管以光脉冲的形式发送出去。接受端将接受到的光脉冲转换成电信