设计一个室内路径记录仪.ppt

第8届全国信息技术应用水平大赛专项赛 “RIGOL杯”电子系统设计大赛竞赛选题 目 录 分布式温室环境监测与控制系统 手机电池容量检测仪 晶体管特性图示仪 高清数字电视测试信号发生器 室内路径记录仪 幅频响应测试仪 1. 分布式温室环境监测与控制系统 设计一套包括至少4个（并具有可扩展采样点数量的能力）位于温室当中不同位置的采样点，和一个中央控制显示单元的分布式温室环境监测与控制系统，能够实现对温室当中空气和土壤的温湿度进行监控和记录，并根据用户所设置的环境条件要求进行相应温室内相关区域的温湿度调节 采样点需要采样的环境变量至少包括：土壤的温度、土壤的湿度、空气温度、空气湿度 采样点通过无线方式与中央控制显示单元进行通讯，采用可再生能源进行系统供电，并能24小时连续工作 中央控制显示单元能够连续记录至少1,000,000个数据采样点，每个测量数据认为是一个数据采样点，数据采样点之间的最快采样间隔不得低于500ms，最慢采样间隔大于10分钟，并在意外掉电24小时之内能够保持这些数据，所采样的数据可以通过有线或者无线的方式下载到计算机当中进行显示和简单的数据分析，数据能够通过分辨率不小于VGA的LCD进行显示 中央控制显示单元能够控制不少于16台风扇，16个喷淋灌溉阀门和16个电动控制电动卷帘机构，以220V灯泡代表相应的执行机构 扩展要求 中央控制显示单元所采集的数据，能够以某种方式上传到网络服务器（例如APRS-IS）上，供用户远程进行查看 中央控制显示单元能够接收手机短信方式对系统参数设置进行修改，或者直接控制对应的执行机构，并通过短信反馈修改或执行的结果 1. 知识点简要分析 无线分布式传感器网络的数据传输和管理系统 传感器应用技术 单片机模数信号转换 单片机系统电源管理 复杂嵌入式系统的应用与开发 非易失数据存储管理 电路端口扩展方案 强弱电界面与扩展 英特网技术，开源资源的应用 GSM模块的短信应用 2. 手机电池容量检测仪 设计一套手机电池容量检测仪，能够对至少一个手机电池进行自动充放电控制，并通过若干个充放电周期测量其实际容量。 能够对标称电压3.7V，容量不小于4200mAh的锂离子电池或电池组进行充放电，充放电能力不小于0.3C 考虑锂电池对于充放电截止电压的敏感性，测量和控制过程当中，电压精度要求达到1mV，电流精度要求达到1mA 充放电切换开关不能使用机械开关，包括继电器等机械切换类开关 通过一个分辨率不小于VGA的LCD显示屏显示当前的充放电实时状态，以及历史充放电记录曲线，计算并显示测量完成后的手机电池容量，能够用计算机下载并显示被测手机电池的充放电特性曲线数据。考虑充放电时间要求，验证充放电过程的时候，可以采用经过时间剪辑的视频方式展现各个单元的工作状态，采用数采系统或带数采功能的高精度数字万用表获得的性能测试结果曲线验证实际性能与过程 能够选择预先设置的电池类型，或者进行手动数值设置，确定充电以及放电截止电压选择点 扩展要求 能够对铁锂电池组等其他类型的新型电池组进行充放电以及容量测试，电池组容量不小于4200mAh 能够实现1C及以上的快速充放电能力 通过软件能够设置并精确控制充放电电流的能力 根据电池容量和电池最佳充放电曲线自动选择并控制充放电电流的大小 2.知识点简要分析 高精度四象限电源电路设计 高精度电压电流的测量 复杂嵌入式系统的应用与开发 文档结果呈现 大电流/大功率电源电路设计 电压/电流输出与比较均可调的高精度电源电路 智能系统设计 3. 晶体管特性图示仪 设计一个晶体管特性图示仪，能够对Bipolar型的晶体三极管进行I-V特性曲线测试 所测的的晶体管特性曲线能够通过一个分辨率不小于VGA的LCD进行显示，并且对应的特性曲线能够通过可调整的自动光标进行读数 被测晶体管类型包括NPN型和PNP型，基极阶梯电流范围从100uA到10mA分档自动可调，集电极电压从2V到20V分档自动可调，当前测试设置参数能够在LCD屏幕上显示出来 在某一特定测量设置条件下，晶体管特性曲线的扫描阶梯不小于10个 经过校准后，各个测试点的电压和电流测试准确度不劣于当前测量档位满量程的2% 能够在U盘上存储当前测试结果的数据或图片 扩展要求 能够计算并显示当前被测晶体三极管的β 利用简化晶体管电路应用模型，根据输入的相关应用条件，能够自动求得并显示被测晶体管的最佳静态工作点的位置 能够进行MOSFET的特性曲线测试和读数，并计算显示其Gm 阶梯电流范围扩展到10uA到100mA，集电极电压扩展到2V到200V 3.知识点简要分析 I-V晶体管特性曲线测试仪系统设计 复杂嵌入式系统的应用与开发 精密电压/电流的控制与测量 可编程恒压/恒流源 小电流或大电压的精密