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基于MSP430F149的矿井水文测量系统设计的中期报告

一、项目背景

煤炭作为我国的主要能源，其开采中煤矿水害问题成为制约煤炭产业发展的重要瓶颈。因此，为了确保煤炭开采过程的安全和有效性，必须对煤矿水文情况进行实时监测和评估。本项目旨在设计一种基于MSP430F149的矿井水文测量系统，实现对煤矿水文情况的实时监测和数据传输。

二、设计方案

1.系统框架

本系统采用MSP430F149单片机作为主控制器，通过传感器采集煤矿水文相关参数并进行处理，然后将处理后的数据通过无线信道传输给上位机进行显示和分析。

2.系统功能

本系统主要实现以下功能：

（1）温度、压力、液位、流量等参数的采集和处理。

（2）数据的存储和传输：将采集到的数据存储在单片机内部存储器，同时通过无线通信模块将数据传输到上位机。

（3）系统配置：可以通过上位机对系统进行配置和控制。

（4）实时监测：可以实现对煤矿水文情况的实时监测，并及时报警。

（5）低功耗设计：采用MSP430F149低功耗特性，降低系统功耗。

3.系统硬件设计

（1）电源电路：采用稳压电源设计，保证单片机稳定工作。

（2）传感器接口：通过AD转换采集传感器输出信号，并进行滤波、放大等处理。

（3）无线通信模块：采用nRF24L01无线模块，实现与上位机的数据传输。

（4）显示模块：通过1602液晶显示模块显示系统状态和相关数据。

4.系统软件设计

（1）IO口配置：配置Pin口方向、上下拉、中断等参数。

（2）传感器数据采集与处理：利用ADC模块进行传感器数据采集，并采用移动平均滤波、加权平均等算法进行数据处理。

（3）数据存储和传输：采用串口通信协议将采集到的数据传输给上位机，并在单片机内部存储器上存储。

（4）系统配置：实现通过上位机对系统参数进行配置。

（5）实时监测：利用定时中断和串口中断实现系统实时监测和报警。

三、中期进展

1.系统硬件设计已完成，包括电源、传感器接口、无线通信模块、显示模块等。

2.描述了系统各功能模块的实现方案，明确了具体的实现方法。

3.开始进行系统软件设计，完成了IO口配置和传感器数据采集处理。

4.完成了系统的低功耗设计。

四、后续工作计划

1.完成系统软件设计，包括数据存储和传输、系统配置、实时监测等功能的实现。

2.实现系统实时监测和报警功能。

3.测试系统稳定性和性能，验证系统设计是否满足要求。

4.对系统进行优化和改进，提高系统性能和稳定性。