基于单片机的气体流量检测系统开题报告.doc

开 题 报 告 学号 姓 名 指导教师 系别 电气信息工程系 专业/班级 自动化 毕业设计（论文）题目 基于单片机的气体流量检测系统 题目类型 □工程设计 □技术开发 □软件工程 □理论研究和方法应用 □管理模式设计 □其他 选 题 目 的 及 意 义 目的：本课题是基于单片机的气体流量检测系统的设计及应用，属于自动化技术的过程控制方面。单片机由于其体积小，价格低，具有逻辑判断、定时计数、程序控制等多种功能，在各个领域、各个行业都得到了广泛应用，不仅有常用的8位机，而且4位单片机和16位单片机也得到了普及，随着过程控制精度要求的增加和运算速度的增快，32位单片机也得到了进一步的应用。其在工业控制等天然气输送等领域得到广泛应用。 意义：本系统设计充分发挥单片机的功能，以模块化结构和软件结构实现检测功能，具有精度高，可靠性高，功能强,抗干扰能力强的特点。充分利用单片机丰富的硬件资源，配以适当的检测接口电路，可精确测量由传感器输出的代表流量大小的脉冲信号，以及气体的压力、温度等模拟电压信号。本系统的设计主要趋向应用于微小气体的流量（例如：入户天然气的流量检测等）检测，在现实应用中有广阔前景（例如：新农村改造中的集体供暖，供气系统中流量的检测等）。 设 计（研 究）现 状 和 发 展 趋 势 现状：气体流量检测系统在石油、化工、电力工业锅炉等燃气计量和燃气调压站、输配气管网天然气、城市天然气计量等领域并可广泛应用。目前，国内在气体流量检测系统方面特别是气体流量计的设计、制造与鉴定技术及设备装备水平方面远远落后于欧美国家。而且国内所生产的涡轮流量计产品大多只有简单的计数显示器，客户无法直接从管路中气体流动状况了解流量计实际运行情况，同时性能与质量也不能与国外相比。 发展趋势：随着中国与国际市场接轨的步伐加快，低精度流量计的使用会受到越来越大的限制，而高精度流量计将需求旺盛。随着西气东输工程的陆续实施，我国在气体调节控制方面的技术日趋成熟，本系统采用C51单片机作为信息处理核心，设计既可以单独使用，也可以方便与计算机联网通讯组成系统。实现计算精度高、抗干扰能力强的遥测目的。 课 题 研 究 的 主 要 内 容 1.分析气体流量系统中控制难点，分析目前流量控制系统中存在的问题。 2.气体流量检测系统的结构原理。 3.气体流量检测系统的设备选择：C51单片机的硬件，接口设置；流量传感器、温度传感器的原理及结构； A/D模数转换的选择； 显示部分（LED数码显示管）。 4.单片机与设备之间的信号连接（例如采用CAN总线），原理及在该论文中的实际应用。 5.抗干扰措施。 6.软件算法设计。 课 题 的 工 作 方 案 本系统就是针对基于单片机的特点和气体，以单片机作为控制芯片，结合传感器及模数转换器等元件，设计一个如何检测气体流量的系统。 1.检测模块： 主要由差压传感器，温度传感器，整形放大器，多路开关和A/D模数转换组成。主要将传感器检测到的气体模拟量整形放大，转换成为C51单片机能够接收的数字信号。 2.控制模块： 主要有C51单片机和一些必要芯片及逻辑器件组成（包括8位LED数码显示管等）。 3.抗干扰措施： 主要采用滤波技术和电源抗干扰措施。 课 题 研 究 有 无 困 难 准 备 如 何 解 决 问题 1.单片机程序的编写。 2.上位机与下位机通信的实现。 3.控制系统中的信号流程转换问题。 4.接触实物的机会少。 解决方法 1.寒假期间补习基本知识。 2.充分利用网络及一切书籍资源。 3.向导师请教。 4.到电厂或者镇中心天然气变送站实际学习。 主要参考文献 [1] 张毅刚. 单片机原理及应用[J]. 高等教育出版社，2003 [2] 徐科军传. 传感器与检测技术[J]. 电子工业出版社，2004 [3] 饶云涛，邹继军等.现场总线CAN原理及应用技术[M]. 北京航空航天大学出版社，2004 [4] 邬宽名. 现场总线技术应用选编[M]. 北京航空航天大学出版社，2003 [5] 李玉玉. 单片机智能流量仪［J］。 微小计算机开发与应用，1993，5 [6] 崔金宝. 高精度气体流量监测系统设计［J］。全国单片机学术交流会全国单片机学术交流会论文集，1998 [7] 魏颖. 基于单片机的流量检测表设计［J］。太原科技，2007，10 [8] 徐鹿眉. 基于P87C591单片机的管道气体检测系统设计［J］。现代电子技术，2006， [9] 孙洪程，李大宇，翁维勤等. 过程控制系统[M].高等教育出版社，2006，2 [10] 周开利，邓