引言
我国目前中小型企业在整个工业产业中占相当大的比例，这些企业的监控模式主要为模拟控制系统加以常规仪表为主的数据采集系统。这种监控模式存在着检修维护工作量大、没有可靠的历史记录等缺点。而且常规模拟仪表也进入老化淘汰期，设备可靠性明显降低，某些仪表的备品备件也得不到保障，因此中小型企业监控系统的技术改造工作已势在必行。
数据采集系统是从一个或多个信号获取对象信息的过程。随着微型计算机技术的飞速发展和普及，数据采集监测已成为日益重要的检测技术，广泛应用于工农业等需要同时监控温度、湿度和压力等场合。数据采集是工业控制等系统中的重要环节，通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现，作为测控系统不可缺少的部分，数据采集的性能特点直接影响到整个系统。
数据采集系统可以采集的工业运行数据包括电气参数和非电气参数两类。其中电气参数主要有电流、电压、功率、频率等模拟量，断路器状态、隔离开关位置、继电保护动作信号等开关量以及表示电度的脉冲量等。而非电气参数种类较多，既可以是采集某些工业中的各种温度、压力、流量等热工信号，也可有水电厂中的水位、流速、流量等水工信号，还可以采集诸如绝缘介质状态、气象环境等其它信号。
本次设计中数据采集系统是基于单片机的测量软硬件来实现灵活的测量显示系统，它主要完成数据信息的采集、A/D转换、标度变换、数据显示及实现报警系统。随着计算机技术的飞快发展和普及，以数据采集系统为核心的设备也迅速在国内外得到了广泛的应用，现代工业生产和科学研究对数据采集的要求也越来越高。
第1章数据采集系统概述
1.1 数据采集系统发展概况
数据采集系统起始于20世纪50年代,1956年美国首先研究了用在军事上的测试系统,目标是测试中不依靠相关的测试文件,由非熟练人员进行操作,并且测试任务是由测试设备高速自动控制完成的。由于该种数据采集测试系统具有高速性和一定的灵活性,可以满足众多传统方法不能完成的数据采集和测试任务，因而得到了初步的认可。大约在60年代后期，国外就有成套的数据采集设备产品进入市场，此阶段的数据采集设备和系统多属于专用的系统。20世纪70年代中后期随着微型机的发展，诞生了采集器、仪表同计算机溶为一体的数据采集系统，由于这种数据采集系统的性能优良，超过了传统的自动检测仪表和专用数据采集系统，因此获得了惊人的发展。从70年代起，数据采集系统发展过程中逐渐分为两类，一类是实验室数据采集系统，另一类是工业现场数据采集系统。就使用的总线而言，实验室数据采集系统多采用并行总线，工业现场数据采集系统多采用串行数据总线。20世纪80年代，随着计算机的普及应用，数据采集系统得到了极大的发展，开始出现了通用的数据采集与自动测试系统。该阶段的数据采集系统主要有两类，一类以仪器仪表和采集器、通用接口总线和计算机等构成，第二类以数据采集卡标准总线和计算机构成。20世纪90年代至今，在国际上技术先进的国家，数据采集技术已经在军事、航空电子设备及宇航技术工业等领域被广泛应用。由于集成电路制造技术的不断提高，出现了高性能、高可靠性的单片数据采集系统。
1.2 数据采集系统的应用
数据采集系统的硬件设备又叫数据采集器，根据数据采集器的使用用途不同，数据采集器大体上可分为两类：在线式数据采集器和便携式数据采集器。在线式数据采集器又可分为台式和模块式，台式、便携式数据采集器大部分由交流电源供电，模块式数据采集器大部分由直流电源供电，一般是非独立使用的。在采集器与计算机之间由电缆联接构成数据采集传输系统，一般不脱机单独使用。数据采集器的应用涉及到
众多的领域，下以介绍数据采集器及系统的几种典型应用。
数据采集器在实验室的应用，由美国PA SCO公司生产的“科学工作室”是将数据采集应用于物理实验的崭新系统，它由3部分组成：⑴传感器，利用先进的传感技术可实时采集物理实验中各物理量的数据；⑵计算机接口，将来自传感器的数据信号输入计算机，采样速率最高为25万次/s；⑶软件，中文及英文的应用软件。
数据采集器在物流供应链管理中的应用，便携式数据采集器的另一种类型是为扫描物体的条码符号而设计的，适合于脱机使用的场合。识读时，与在线式数据采集器相反，它是将扫描器带到条码符号前扫描，因此又称之为手持终端机、盘点机。它由电池供电与计算机之间的通信并不与扫描同时进行，它有自己的内部储存器，可以存储一定量的数据，并可在适当的时候将这些数据传输给计算机。与此同时，数据采集器在海洋站自动监测系统中起到中坚作用，它是海洋站业务化运行能否实现自动化的关键。
第二章 总体方案设计
2.1 数据采集系统硬件构成
本次智能仪器课程设计的主题是数据采集与显示，这个系统主要有：数据采集体统、数据处理系统、数据显示系统和键盘控制系统。数据采集系统是将外部非电量转化成电信号，再将电信号转换成数字量，便于单片机对这些变量做进一步的运算。当然，这一部分还包括放大、滤波等部分，在这次设计中，我们直接采集的是单片机板上0～5V 的电压。数据处理系统主要是对采集过来的数据进行标度变换。数据显示系统的作用主要是将处理过的数据通过LED 显示出来。数据采集系统流程如图2-1所示。
单片机
（数据处理）
数据采集系统
键盘系统
数据显示系统
图2-1 数据采集系统流程图
根据本次课程设计的要求，硬件所需元器件的作用主要是实现采集与显示。单片机89C52是这个设计的核心，它不仅进行数据处理的工作，而且控制这个系统的运行。现在采集的芯片多种多样，这里我们使用的是采用串行通信方式的ADC0832，ADC0832数据转换器的主要功能是将外部模拟电信号转换成8位的数字量，这个类型的转换器转换精度相对较高，而且可靠性高。显示部分主要的元器件是74LS164，它接受单片机的显示数据并将其传送给LED 数码管。本次设计数据采集系统主要的元器件如表2-1所示。
表2-1 数据采集系统所用元器件
序号器件名称参数及说明数量
1 89C52单片机 1
2 ADC0832转换器 1
3 滑动变阻器 1
4 电容C1、C2为30pF；C3为10μF 3
5 晶振12MHz 1
6 按钮开关 5
7 74LS164移位寄存器 4
8 LED数码管 4
9 蜂鸣器 1
10 电阻若干
2.2 数据采集系统软件设计思路
智能仪器课程设计软件部分采用C51语言设计，整个程序大体可以分为主程序与各种功能的子程序。其中主程序主要的作用是初始化与调用子程序，程序执行过程的实质就是在执行主程序，在这个过长中通过调用程序，实现要求的功能。每个子程序都有特定的功能，在本设计中主要有一下程序：初始化子程序、数据采集子程序、标度变换子程序、数码管显示子程序、键盘扫描子程序、报警子程序、中断程序以及各个端口定义程序。
初始化程序中主要完成的任务有单片机上电初始化、定时器初始化以及各个端口初始化。数据采集程序主要的作用是完成数据采集功能，将外部电信号转换成数字量。标度变换程序的作用是将采集来的数字量转换成我们需要的量程范围。键盘扫描程序是定时扫描K1、K2、K3、K4。报警程序是当测量值大于报警值时，发出报警铃声。定时中断程序的任务是在计时时间到时，给计数器赋予初始值，并完成键盘扫描程序及相关变量技术。显示子程序的作用是从单片机串行接收数据，将接受的数据依次送到LED数码管显示，本次设计中每隔1s显示一次数据。这个程序实现的流程如图2-2所示。
开始
系统初始化
中断程序
数据采集
定时赋初值标度变换
计数变量累加LED显示
N
N变量是否满足？
是否超过报警值？
Y
Y
键盘扫描报警程序
(a) 主程序（b）中断程序
图2-2 程序流程图
第三章硬件设计
3.1 数据采集系统硬件设计方案
数据采集系统的硬件系统是由电源、滑动变阻器、模数转换模块ADC0832、单片机、晶振电路、复位电路、移位寄存器74LS164、数码管、电平转换芯片MAX232、九针串口、按键等组成的。信号由电源和滑动变阻器分压得到，因为单片机只能接受数字信号，所以要将电压模拟量通过ADC0832转换成数字量，再由单片机对采集过来的数字量进行标度变换等操作。用74LS164对采集过来的数据进行静态显示。用按键设置显示的不同界面以及调节报警上限值，当采集的数据高于上限值时，系统便发出报警铃声。
3.2 数据采集系统主要硬件介绍
3.2.1 89C52单片机概述
电子计算机是一种高速而精确地进行各种数据处理的机器，俗称电脑。这是人类生产和科学技术发展的产物，它的出现又有力地推动了生产力的发展。在微处理器问世不久，便出现了一个大规模集成电路为主组成的微型计算器，即单片微型计算机。由于单片机面向控制性应用领域，嵌入到各种产品之中，以提高产品的智能化，所以单片机又称为嵌入式微控制器。典型的单片机内部结构如图3-1所示。
中
央
处
理
器（CPU）中断
系统
只读存储器
（程序）
RAM存储器
（数据）
时钟电路
并行接口定时器特殊I/O口
图3-1 典型的单片机内部结构
单片机是以一个大规模集成电路为主组成的微型计算机，在一个芯片内含有计算机的基本功能部件：中央处理器（CPU）、存储器和I/O接口，CPU通过内部的总线和存储器、I/O接口相连。其中CPU是单片机的核心部件，它包括运算器和控制器，CPU 控制数据的处理和整个单片机系统的操作。单片机的存储器都是半导体存储器，通常程序存储器和数据存储器分布于不同地址区域，类型也不同。由于单片机的应用多种多样，因此单片机I/O接口的种类也很丰富。
3.2.2 ADC0832模数转换器的工作原理
在工业控制和智能化仪表中，通常由微型计算机进行实时控制及实时数据处理。计算机所加工的信息总是数字量，而被控制或被测量的有关参量往往是连续变化的模拟量，如温度、速度、压力等，与此对应的电信号是模拟信号。模拟量的存储和处理比较困难，不适合作为远距离传输且易受干扰。在一般的工业应用系统中传感器把非电量的模拟信号变成与之对应的模拟信号，然后经模拟（Analog）到数字（Digital）转换电路将模拟信号转成对应的数字信号送微机处理。这就是一个完整的信号链，模拟到数字的转换过程就是我们经常接触到的ADC（Analog to Digital Convert）电路。本次智能仪表课程设计，我的题目是数字显示仪表，需要将模拟信号转换成数字量，经过LED数码管显示采集的数据。
ADC0832采用串行通信方式，ADC0832是8脚双列直插式双通道A/D转换器，能分别对两路模拟信号实现模—数转换，可以用在单端输入方式和差分方式下工作。通过DI 数据输入端进行通道选择、数据采集及数据传送。8位的分辨率（最高分辨可达256级），可以适应一般的模拟量转换要求。具有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。ADC0832 具有以下特点：
? 8位分辨率；
? 双通道A/D转换；
? 输入输出电平与TTL/CMOS相兼容；
? 5V电源供电时输入电压在0～5V之间；
? 工作频率为250KHZ，转换时间为32μS；
? 一般功耗仅为15mW。
正常情况下ADC0832 与单片机的接口应为4条数据线，分别是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端与DI端在通信时并未同时使用并与单片机的接口是双向的，所以在I/O 口资源紧张时可以将DO和DI并联在一根数据线上使用。当ADC0832未工作时其CS 输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK 和DO/DI 的电平可任意。当要进行A/D转换时，须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟（CLK）输入端输入时钟脉冲，DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。在第一个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平，表示启始信号。在第二、三个脉冲下沉之前DI端应输入两位数据用于选择通道功能。ADC0832引脚如图3-2所示。
图3-2 ADC0832引脚图
3.2.3 74LS164移位寄存器的工作原理
74LS164是高速硅门 CMOS 器件，与低功耗肖特基型 TTL (LSTTL) 器件的引脚兼容。74LS164 是 8 位边沿触发式移位寄存器，串行输入数据，然后并行输出。数据通过两个输入端（DSA 或 DSB）之一串行输入；任一输入端可以用作高电平使能端，控制另一输入端的数据输入。两个输入端或者连接在一起，或者把不用的输入端接高电平，一定不要悬空。时钟 (CP) 每次由低变高时，数据右移一位，输入到 Q0， Q0 是两个数据输入端（DSA和 DSB）的逻辑与，它将上升时钟沿之前保持一个建立时间的长度。主复位 (MR) 输入端上的一个低电平将使其它所有输入端都无效，同时非同步地清除寄存器，强制所有的输出为低电平。74LS164寄存器的特点如下：?门控串行数据输入；
?异步中央复位；
?符合 JEDEC 标准 no. 7A ；
?静电放电（ESD）保护；
?多种封装形式。
74LS164的DSA引脚用于数据输入，从单片机接受串行输出的数据；Q0～Q7引脚用于数据的输出，这8个引脚输出的是数码管接受的数据码，从而显示数据；CP
为芯片的脉冲输入端；VCC与GND分别是74LS164的电源端与地。74LS164的引脚如图3-3所示。
图3-3 74LS164引脚图
3.2.4 MAX232接口芯片简介
MAX232芯片是美信公司专门为电脑的RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片,使用+5v单电源供电。MAX232是用来做电平转换的,标准RS232的电平很高，达正负15V。常用的TTL电平最高5V。相互连接的话，必须进行电平转换！由于电脑串口输出电压高达12V，直接与单片机连接会烧坏芯片。所以用MAX232来进行电平转。MAX232芯片采用单+5V电源供电，仅需几个外接电容即可完成从TTL到RS232电平的转换。MAX232共有两个通道，其中13脚（R1IN）、12脚（R1OUT）、11脚（T1IN）、14
脚（T1OUT）为第一数据通道；8脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）、7脚（T2OUT）为第二数据通道。TTL/CMOS数据从T1IN、T2IN输入转换成RS-232数据从T1OUT、T2OUT 送到电脑DP9插头；DP9插头的RS-232数据从R1IN、R2IN输入转换成TTL/CMOS数据后从R1OUT、R2OUT输出。MAX232芯片的主要特点有：
?符合所有的RS-232C技术标准；
?只需要单一+5V电源供电；
?内部集成2个RS-232C驱动器；
?内部集成两个RS-232C接收器；
?高集成度，片外最低只需4个电容即可工作。
单片机中的UART和电脑串口RS232的区别仅仅在于电平的不同,电脑中串口采用的是RS232电平,而单片机中采用的是UART。所以采用TTL电平时,如果不进行电平转换,单片机跟电脑串口就不能进行直接通信,只要单片机与电脑的电平统一了,两者之间就可以直接通信。于是应用了MAX232这一芯片，MAX232对两者之间通信的数据没有任何作用,仅仅是中介而已,而其只是负责将两者之间的电平进行统一,使两者之间没有通信障碍。MAX232引脚如图3-4所示。
图3-4 MAX232引脚图
3.3 数据采集系统硬件电路
3.3.1 89C52单片机使用电路
⑴ 89C52时钟电路
时钟电路是计算机的心脏，它控制着计算机的工作节奏，可以通过提高时钟频率来提高CPU的速度。目前51系列单片机都采用CMOS工艺，准许的最高频率随型号而变化。89C52等CMOS型单片机内部有一个可控的反向放大器，引脚XTAL1、XTAL2为反向放大器的输入端和输出端，在XTAL1、XTAL2外接晶振（或陶瓷谐振器）和电容便组成振荡器。
现在流行的串行时钟电路很多，如DS1302、DS1307等。这些电路的接口简单、价格低廉、使用方便，被广泛地采用。实时时钟电路DS1302是DALLAS公司的一种具有涓细电流充电能力的电路，主要特点是采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的充电功能，并且可以关闭充电功能。89C52的时钟电路如图3-5所示。
C1
30pF C2 30pF X1 CRYSTAL
图3-5 89C52时钟电路
在图3-2中，电容C1、C2的典型值为30pF±10pF（晶振）或40pF±10pF（陶瓷谐振器）。振荡器频率主要取决于晶振（或陶瓷谐振器）的频率，但必须小于器件所准许的最高频率，在本次试验中单片机晶振采用的是12MHz。
⑵复位和复位电路
计算机在启动运行时都需要复位，使CPU和其他部件都置为一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。89C52等CMOS 51系列单片机的复位引脚RST是史密特触发输入脚。当晶振起振以后，在RST引脚上输入2个机器周期以上的高电平，器件便进入复位状态，此时，ALE、PSEN、P0、P1、P2、P3输出高电平，RST上输入返回低电平以后，便退出复位状态开始工作。当Vcc的上升时间为10ms，振荡器的频率为12MHz，则复位电路中C的典型值为10μF,R为3～10kΩ。89C52单片机复位电路如图3-6所示。
C3
10uf
R1
5k
图3-6 89C52复位电路
3.3.2 ADC0832数据采集电路设计
ADC0832数据转换器的主要功能是将外部模拟电信号转换成8位的数字量，在模拟时要为ADC0832设计一个模拟量输入电路，在我的设计里用的是一个滑动变阻器连接电源，通过改变滑动变阻器的阻值，从而改变输入ADC0832模拟量的电压输入。同时在proteus 仿真的时候为输入添加一个电压表，与设计电路的显示相比较，可以清楚看出采集显示的相对误差。ADC0832模拟信号输入端有两个，这个实验我采用的是CH0，即将滑动变阻器与CH0相连接。VCC 与GED 引脚分别接电源与地，为转换器供电。DO 与DI 端口连在一起与单片机相连，实现单片机与ADC0832之间的数字量交换。CLK 是转换器脉冲输入端，CS 是使能端口，这两个端口分别与单片机的相应端口相接，实现对ADC0832转换器的控制，一方面控制单片机将控制信号送到转换器，另一方面控制单片机从转换器取得转换的数字量，进而对数字量进行下一步运算。ADC0832数据采集电路如图3-7所示。
CS 1
CH02CH13GND 4
VCC 8CLK 7DI 5DO
6
U2
ADC0832
48%
RV1
1k
+88.8Volts
图3-7 ADC0832数据采集电路
3.3.3 74LS164驱动数码管电路设计
74LS164是串入并出移位寄存器，在我的设计里我一次要显示四个数字，又根据下发硬件的条件，这里需要4个移位寄存器和4个LED 数码显示管。每个寄存器与数码管一一对应，寄存器的最低位Q0与LED 数码的最低位相对应。在本次课程设计中数码管采用的是共阴极显示管，将4四个数码管的使能端共同接地。共阴极数码管的结构如图3-8所示。
图3-8 共阴极数码管
74LS164移位寄存器将接受的第一个数据传送到Q0端，当寄存器接受第二个寄存器时，依然将数据送给Q0端，与此同时之前Q0端口的数据被挤给下一个端口Q1，一次类推，送满8次数据后，第一个移位寄存器的8个输出端口就都得到数据了，这8个端口与LED数码管的数据口相接就可以显示所要的数据。这只是一位数码管的显示，我们要显示4位数据，首先将4个寄存器的脉冲输入端连在单片机的同一个端口，其次将第一个寄存器的Q7输出端口连接在下一个寄存器的数据输入端DSA，当有数据输入时，在同一个脉冲作用下，第一个寄存器Q7端口的数据就会被挤到下一个寄存器的Q0输出口。以此类推，单片机给74LS164送28次数据后，4个寄存器就都有了数据，从而4个数码管就显示了相应的数字。74LS164移位寄存器驱动4位数码管流程如图3-9所示。
89c52
74ls16474ls16474ls16474ls164
led数码管1led数码管2led数码管3led数码管4
图3-9 74LS164移位寄存器驱动4位数码管
第4章软件设计
4.1 数据采集系统下载与调试
4.1.1 Keil软件简介
Keil C51程序编写软件是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C 语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。我们在Keil环境下进行编写程序，编写好后利用Keil 编译，最重要的是在这个环境下可以生成HEX文件，这个文件在proteus仿真以及下载到硬件时是必不可少的。
4.1.2 STC_ISP_V479烧入软件简介
在Keil环境下编写的程序如果调试没有错误，并生成HEX文件，之后在proteus 软件里仿真正确，便可以通过STC_ISP_V479软件将程序烧入到硬件电路中，具体步骤如下：
⑴打开STC_ISP_V479，导入程序HEX文件。
⑵选择单片机，我们选择89CR52。
⑶选择数据接口，根据下载线选择不同类型。
⑷选择数据带宽，根据单片机类型选择，我们选择115200即可。
⑸选择好后点击下载，出现握手连接时打开单片机电源。
4.2 数据采集系统主要程序设计
4.2.1 ADC0832数据采集程序设计
ADC08232芯片完成的功能是将外部模拟量转换成数字量，因为单片机接受的是数字量。采用ADC0832进行转换时，须先将CS 使能端置于低电平,在前三个时钟脉冲的下降之前DI 端输送的是配置信号。ADC0832数据采集程序流程如图4-1所示。
开始
A/D 芯片使能
送起始位
送配置位
送通道位
从高往低读数
从低往高读数
数据是否正确
返回正确数据
返回错误标志数据
Y N
结束
图4-1 ADC0832数据采集程序流程图
4.2.2 标度变换程序设计
在本设计中标度变换有三个选项，第一个是当界面标志变量等于0时，将采集的数据转换成0～5V 的电压量，这直接等于ADC0832采集的数据。第二个是界面标志变量等于1时，将0～5V 的电压数据转换成0～100℃的温度变量，这里可以通过改变程序的数值，从而改变标度变换的量程。第三个是界面标志变量等于2时，程序执行的是转换上限值，这里主要是对上限值的分解，便于后面显示程序的执行。标度变换程序流程如图4-2所示。
开始
结束
变换成0～5V
界面变量数值
变换成0～100
变换上限值
jm=0
分解变量各位
将变量转成LED 数码
取转换数据
jm=1
jm=2
图4-2 标度变换程序流程图
4.2.3 74LS164静态显示程序设计
显示部分有三种显示界面，一种是显示电压值，一种是显示温度值，一种是显示上限值。关于一个时间内显示的界面由键盘来控制，当界面标志变量确定后，显示的数据在标度变换的程序中就已经准备好了，在显示函数中只是调用这些数据。这部分程序中重要的是74LS164的使用，它是串入并出的移位寄存器，当有下降沿来时，74LS164就会接受一位数据，并将其送到LED 数码管中显示。74LS164静态显示程序流程如图4-3所示。
开始
结束
小数点处理
取最高位数据
加下降沿脉冲
数据码左移
计数变量>0?
计数变量递减
Y
N
图4-3 74LS164静态显示程序流程图
4.2.4 键盘及报警系统程序设计
键盘的程序的主要功能是控制LED显示界面的形式，通过界面标志变量不同数值，从而控制不同的界面显示。此程序中还包括了调节报警上限的函数，其中在显示报警上限界面的条件下，调节键盘可以使上限加一或减一。此外，还设置了警报解除按键，在发出警报的过程中，如果警报变量等于1，则解除警报。在硬件设置时，K1为界面变量控制按钮；K2为上限值加一按钮；K3为上限值减一按钮；K4为警报变量控制按钮。键盘系统程序流程如图4-4所示。
开始
K1是否按下界面变量加1界面变量>2?界面变量=0
界面变量=2?
K3是否按下
K2是否按下
上限加1上限减1
K4是否按下
警报变量加1
警报变量>1?
警报变量=0
Y Y
Y
Y 结束
Y Y Y
N N
N N
N N N
图4-4 键盘系统程序流程图
警报铃声程序就是一个驱动蜂鸣器的程序，当显示界面在0～100℃温度变量和上限值时，如果采集的温度变量高于上限值时，蜂鸣器便被驱动发出报警。当报警变量被赋予1时，报警解除。
第5章总结
智能仪器课程设计在我们学习了单片机和智能仪器的基础上进行的，这不仅使我们对这两门课的基础知识得到巩固，更重要的是我们加深了这两门课的学习。在软件方面，我进一步掌握了Keil的使用，现在可以说利用这个软件编写基本的程序已经没有问题。其次就是proteus仿真软件的不断练习，仅仅有写程序的能力是远远不够的，因为写出来的程序虽然在Keil调试可以是正确的，但在实物中不一定能够实现，又因为硬件条件有限，这需要我们在proteus仿真环境下进行模拟。在上面两种软件中都调试正确后，便可以通过STC_ISP_V479烧入软件下载到硬件中。在硬件方面，我加深对89C52单片机、ADC0832模数转换器、74LS164等硬件的学习，不仅在他们的工作原理上，而且在各个芯片的连接上。
这次课程设计的意义不仅在于专业知识的学习，因为我们是5人一组做同一个课题，这次设计还锻炼了我们的团队协作能力，我们分工明确，在完成各自任务后，把自己的成果与大家分享，共同完成了整个课程设计，最终的目标是让每个人都理解整个设计。在这个过程中，我学会了设计一个系统应从什么方向着手，怎样发现问题，从而解决问题。
感谢李忠虎教授在设计中给予的指导与帮助！
题目要求： 利用三轴加速度传感器实现跌倒的检测。在PSoC 3 FirstTouch板上实现。 一、学习PSOC的开发环境creator的使用。首先图示化选定所用的硬件并产生该硬件的API 函数，然后类似keil环境下做C语言程序。 二、https://www.doczj.com/doc/dd14084422.html,/data/html/2010-9-14/85764.html理解加速度传感器检测跌倒的算法原理。 三、PSoC 3 FirstTouch上有三轴加速度传感器KXSC7-2050，实现跌倒检测算法。 摘要 跌倒是指人身体的任何部位意外地触及地面或其它较低的平面，而当事人无法实时做出反应．跌倒是对健康，乃至生命的严重威胁。随着老龄化社会的到来，对跌倒的监测和及时报警日益成为一个紧迫的问题。 跌倒监测报警系统的目标是能够将跌倒(Fall)与日常生活的正常动作(Activities of Daily Life，ADL)区分开来，准确地检测跌倒的发生，并智能判断是否需要报警求助。从而尽可能地缩短救助时闻，减小跌倒带来的伤害，降低误报率，最终提升被监测者的生活质量。 本次研究采用了PSoC 3 FirstTouch实验板，利用三轴加速度传感器KXSC7-2050搭建了三维加速度监测系统。 研究主要分为两部分：第一，对跌倒和ADL进行定义和模式分类，通过佩戴在腰间的数据记录系统记录各模式下的三维加速度数据，并对其进行处理、分析和比较；第二，根据分析结果，提出了以SVM或SMA为特征量，以人体状态及姿态为辅助判据的算法，并总结出了具体阈值相关参数。另外，还提出了基于三维加速度数据的步态分析及跌倒预警的设想，并进行了步频分析等初步的分析与论证． 关键词：跌倒检测监测三维加速度传感器 跌倒判断方式 对跌倒的自动检测可通过直接或间接的手段。常见的手段包括： (1)视频分析：需要在每个盗测区域安置设备，不方便且昂贵； (2)声响或振动分析：该方法认为跌倒可通过频率分析与其它活动区分开来，但各种各样的地面材质是一个棘手蛉问题； (3)智能护理系统：跌倒发生后的当然结果就是在其后的一段时期内，被监测者几乎不会有运动，缺点是反应需要的对间较长且易误报警； (4)随身佩戴的装置：它们能够即时检测出跌倒，且如果有智能判断，可自动决定是否发出摄警或求救信号。’ 显然，第四种方案简便、可靠、经济，且易与现有技术结合，从而达到更好的监测效果，难点在予检测的准确性：既不能漏过每一次跌倒，也不能将正常活动误报为跌倒，其中的平衡取舍较难掌握。 早期的跌倒判定手段和方法比较简单，其结果也受较大的限制。如，手杖中的水银开关。该检测方法默认，当跌倒发生时，手杖也躺倒呈水平状态，此时水银开关导通发出报警信号。显然这样的手段太过简单，结果也很粗糙。之后渐渐出现了以加速度信号为监测对象的监测
前言 (2) 第一章智能温度测量仪表方案设计与论证 (3) 功能与要求 (3) 方案的论证与比较 (3) 方案的确定 (5) 1.3.1数据采集通道的理论计算 (5) 1.3.2温度值粗测理论推导 (6) D的理论推导 (6) 1.3.3 根据T1确定差分部分AV 第二章智能温度测量仪表的硬件设计 (7) 系统硬件框图 (7) 系统的输入通道设计 (7) 单片机最小系统 (8) 人机接口电路 (8) 2.5串口电路 (9) 执行电路 (9) 第三章软件设计 (10) 下位机软件的设计 (10) 3.1.1下位机主程序设计 (10) 3.1.2 CH451中断子程序设计 (11) 3.1.3数字滤波函数和ADC0809读函数设计 (12) 3.1.4快速测量温度粗值函数设计 (13) 3.2上位机软件设计 (13) 第四章智能温度测量系统的安装与调试 (15) 硬件调试 (15) 软件调试 (15) 4.3整机调试过程 (16) 第五章设计体会与小结 (17) 参考文献 (18) 附录 (19)
前言 随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域，已经成为一种比较成熟的技术, 本文主要介绍了一个基于AT89C51单片机的测温系统，描述了利用温度传感器PT100测温系统的过程，对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了分析，对各部分的电路也一一进行了介绍,该系统可以方便的实现温度采集和显示，灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。
物联网时代下的《仪器仪表课程设计》教学改革实 践 仪器仪表课程设计是高校自动化、电气、测控及相关专业的一门重要课程，它集技术性、工程性和实践性于一体，是一门涉及检测技术、单片机原理、电子技术、自动控制、计算机通信等多门学科的现代综合课程。通过仪器仪表课程设计的实践，学生可以了解电子及微机工程项目的开发过程，还可以掌握智能仪器仪表系统的设计和调试方法，并具有运用基础知识解决问题的能力和素质。 2021年2月教育部发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》，吹响了新时代本科教育改革发展的进军号。该通知明确指出，新工科项目的开展與实施应当围绕工程教育改革的新理念、新结构、新模式、新质量和新体系进行，而不是简单地围绕传统工科教育专业融合或专业调整。 与此同时，随着互联网和通信技术的发展，将设备融入互联网成为互联网的另一扩展方向——物联网。最初的物联网的概念是由美国提出来的，把所有的物品通过物联网域名相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪等等的一种网络概念。物联网的官方定义是：是基于互联网之上，使不可交流的物体与物体之间进行交流，而产生的过程，称之为物联网（Internet of Things）。在过去的十年中，我们见证了各种设备通过网络连接在一起，各种传感器，温度计，交通、流速传感器以及数据传输。 借助新工科建设和物联网快速发展的契机，我校结合近几年在仪器仪表课程设计指导过程中遇到的一些问题，并结合智能仪器仪表技术、物联网技术飞速发展的特点[5，6]，对该课程进行了改革实践。从教学内容，教学方法，教学模式三方面实施了该课程的教学改革，引导学生培养创新性的工程实践能力、探索学生创新创造潜能，以适
基于物联网的智能家居系统设计毕业设计论文I 基于物联网的智能家居系统设计 摘要 智能家居系统是利用计算机、嵌入式系统和通信网络技术，将各种家用设施(如照明、安防、家电等)通过家庭网络连接到一起，从而为人们提供更为便利舒适的生活。传统的智能家居系统一般是通过有线线路布线和进行各种控制和通信的，人们难以脱离各种线缆的羁绊，而且系统的可扩展性能也很差。现代近距无线通信技术的发展，使得人们能够冲破这种束缚，营造更舒适的家居生活。家居网络可以大致分为数据网络和控制网络两大部分，本文主要针对智能家居系统的控制网络相关技术进行研究，并进行了系统设计。 本文主要按照以下几部分展开论述: 首先分析了智能家居系统的一般构成以及控制系统在智能家居的地位，并通过传统智能家居的特点进行分析，指出了目前市场上的智能家居系统的局限性，提出了基于短距无线网络的现代智能家居系统是将来的发展趋势。接着对智能家居控制的系统构架以及相关关键技术进行了分析和比较，指出基于IEEE802.15.4的zigbee技术是目前最适合无线家居控制系统的无线标准，并对该标准进行了深入研究。然后从系统和应用的角度来研究智能家居控制网络，设计了一个基于近距无线技术的智能家居控制演示系统，包括主控制器与传感器、摄像头监控、开关控制等功能节点的设计。 关键词：家居控制网，Zigbee，物联网
Things Based System Design of Smart Home ABSTRACT Intelligent household system is using a computer, the embedded system and communication network technology, will all sorts of household facilities (such as lighting, security, home appliance, etc) through the family network connectivity to together, thus provide people with more convenient comfortable life. The traditional intelligent household system is generally through the cable line wiring and various control and communication, people is hard to escape the fetters of various cable, and system extensible performance is also very poor. Modern sidewall of wireless communication technology development makes the people can get the chains, build the household life more comfortable. Household networks can be roughly divided into data networks and control network of two parts, this article mainly aims at intelligent household system control network relevant technology and system design. This paper mainly according to the following several aspects to discuss. This paper firstly analyzes the general intelligent household system composition and control system in intelligent household position, and through the traditional intelligent household characteristics, the paper suggests that the current market the limitations of the intelligent household system, puts forward the short-range wireless network based on the modern intelligent household system is the future trend of development. Then the intelligent household control system architecture and related key technology are analyzed and compared, points out that the IEEE8O2. Based on zigbee technology 15.4 is the most suitable for wireless home control system's wireless standards, and the standards were studied. Then from the Angle of system and application research intelligent household control network, design of a close wireless technology based on the intelligent household control demonstration system, including the main controller and sensor, surveillance camera, switch control design of functional nodes. Keywords:home control nets, Zigbee, Content networking
智能仪器设计课程设计报告 ―――采用RS 485标准的主从式多机系统设计 学生姓名：王** 学号：********* 班级：******** 任课教师：*** 成绩：
1、设计要求 a) 系统基本结构：1个51系列单片机主机、2个51系列单片机从机（从机1 和从机2）、采用RS 485组成主从式多机系统； b) 系统基本功能：在主机键盘上按“1”键，从机1的LED数码显示器上显示“1”，此后从机1键盘上每按下1个数字键，主机LED数码显示器上能显示对应的数字，当从机1键盘上按下“0”键时，此次通信结束，从机1键盘上再按下任意数字键，主机不显示相应数字；在主机键盘上按“2”，从机2的LED数码显示器上显示“2”，此后从机2键盘上每按下1个数字键，主机LED数码显示器上能显示对应的数字，当从机2键盘上按下“0”键时，此次通信结束，从机2键盘上按下任意数字键后，主机不显示相应数字； c) 选做：从机1和从机2可设计成相关物理量的测量系统，当主机呼叫从机时，从机能把最新的测量值发给主机。 2、方案论证 （1）系统组成：由三个51单片机构成主从通信系统（本组使用的芯片型号是STC89C52，其功能是一致的），每个单片机搭配LED数码管显示器和键盘；通信采用RS-485标准，可使用MAX485芯片作为通信收发器，单片机控制MAX485的使能端进行发送和接受逻辑控制；单主机多从机的通讯系统需要区分地址信息和数据信息，可利用51串口模式中的模式2进行通信，修改主机的SCON.3状态表明主机发送的是否是地址信息，修改某台从机的SM2状态来建立和主机的唯一通信；数据输入使用键盘输入，数据显示可简单的使用数码管显示。
智能仪器设计课程设计 8. 试设计智能仪表 实现智能数字显示仪表。要求8位数码管显示（4位显示测量值，4位显示设定值），4输入按钮（功能选择、数码管选择、数字增加、数字减少），可设定上下限报警（蜂鸣器报警）。适配Cu100热电阻，测温范围为0℃~150℃。采用位式（两位、三位，具有滞环）控制、并用晶闸管过零驱动1000W电加热器（电源电压为AC220V）。 《智能仪器设计基础课程设计》----40题目 教学说明： 如下设计题目应该在课程开始时布置，并在教学中安排时间，以产品设计案例教学方式讲授如何理解题目以及如何实现题目，并补充完成题目所需要的相关知识。 如下的智能仪表课程设计题目，都是小型智能仪表产品开发方面的题目。涉及智能仪表硬件与软件设计。智能仪器课程设计是智能仪器课程教学的重要环节，根据设计智能仪表产品的课程改革目的，特选择一些小型智能仪表产品作为课设题目，满足教学需求。课程题目小，学生容易学，上手快，可以在短时间走完智能仪表设计的全过程，学会产品设计步骤。 1.设计基本要求 （1）正确理解设计题目，经过查阅资料，给出正确设计方案，画出详细仪表原理框图（各个功能部分用方框表示，各块之间用实际信号线连接）。 在互连网上收集题目中所用到的器件资料，例如传感器（热偶分度表等）、信号调理电路、AD转换器、单片机、继电器、电源、显示器件等。 在互连网上收集相关单片机的显示、AD转换、显示、控制算法等程序。 在充分研究这些资料基础之上，给出设计方案（选择信号调理电路、单片机、显示、按键输入、继电器驱动、电源等，简要说明选择的理由） （2）用Protel99SE软件设计仪表详细原理图。 要求正确标记元件序号、元件数值、封装名。 （3）设计PCB图 在画PCB前应该购买元件，因为有了元件才知道封装尺寸，但也可以不购买元件，只到元件商店测量实际元件尺寸后，画封装图。 （4）熟悉单片机内部资源，学会ADC、SPI接口、定时器、中断、串口、I/O引脚等模块的编程。 （5）采用C语言开发所设计仪表的程序。 按照题目要求，确定仪表需要完成的任务（功能），然后分别编制各任务的程序。程序应该有说明，并有详细注释。 说明：若是不安装实验板或是最小系统板，就只能用Atmel公司的A VR Studio软件或是Keil软件（随意下载）仿真，则学习效果将大打折扣。 2．设计（考试）说明书 说明书内容： （1）封面内容： 《智能仪器设计基础》考试题 题目号：
电 子 设 计 实 验 报 告 电子科技大学 设计题目：电子称姓名：
学生姓名 任务与要求 一、任务 使用电阻应变片称重传感器，实现电子秤。用砝码作称重比对。 二、要求 准确、稳定称重； 称重传感器的非线性校正，提高称重精度； 实现“去皮”、计价功能； 具备“休眠”与“唤醒”功能，以降低功耗。
电子秤 第一节绪论 摘要：随着科技的进步，在日常生活以及工业运用上，对电子秤的要求越来越高。常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代，使得传统的电子测量仪器在远离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化，并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统，使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。影响其精度的因素主要有:机械结构、传感器和数显仪表。在机械结构方面,因材料结构强度和刚度的限制,会使力的传递出现误差,而传感器输出特性存在非线性,加上信号放大、模数转换等环节存在的非线性,使得整个系统的非线性误差变得不容忽视。因此,在高精度的称重场合,迫切需要电子秤能自动校正系统的非线性。此外,为了保证准确、稳定地显示,要求所采用的ADC具有足够的转换位数,而采用高精度的ADC,自然增加了系统的成本。基于电子秤的现状,本文提出了一种简单实用并且精度高的智能电子秤设计方案。通过运用很好的集成电路,使测量精度得到了大大提高,由于采用数字滤波技术,使稳态测量的稳定性和动态测量的跟随性都相当好。并取得了令人满意的效果。 关键词：压力传感器，AD620N放大电路，ADC模数转换，STM32单片机，OLED 显示屏，矩阵键盘，电子秤。 1.1引言 本课程设计的电子秤以单片机为主要部件，利用全桥测量原理，通过对电路输出电压和标准重量的线性关系，建立具体的数学模型，将电压量纲（V）改为重量纲（g）即成为一台原始电子秤。其中测量电路中最主要的元器件就是电阻应变式传感器。电阻应变式传感器是传感器中应用最多的一种，本设计采用全桥测量电路，是系统产生的误差更小。输出的数据更精确。而AD620N放大电路的作用就是把传感器输出的微弱的模拟信号进行一定倍数的放大，以满足A/D 转换器对输入信号电平的要求。A/D转换的作用是把模拟信号转变成数字信号，进行模拟量转数字量转换，然后把数字信号输送到显示电路中去，最后由OLED
2012-2013学年第一学期论文题目：单片机系统设计开发应用—智能仪器 学院：计算机科学与信息工程 专业：软件工程 学号：
姓名：高红斌 日期：2013年12月1日 单片机系统设计开发应用—智能仪器 一、设计要求及目的 本实验通过一个单通道通用型智能仪器的软硬件系统设计，将这学期学过的单片机原理加以综合运用，以此掌握单片机应用系统的设计要领，本次试验设计的总体目标是一路电压信号输入和两路报警开关量输出控制功能，其中信号电压范围0—5VDC，AD采样分辨率8bit，数码管显示信息为：以为参数字符和三位十进制采样值，控制参数有两个，即下限报警值L和上线报警值H，当采样值大于H时，高位报警继电器接通（用LED 状态灯D1亮表示）；当采样值小于L时，下位报警继电器接通（用D2表示）；当采样值介于L和H之间时，两路报警器功能均被解除（D1和D2均熄灭表示） 二、实验环境
微型计算机一台，proteus软件,keilC编译器。 三、元器件列表， 图表 1 四、实验原理 本实验选用了一只六联共阴极数码管显示器，按照动态显示原理接线，其中段码通过锁存器74LS245驱动后接于P0口，位码则有反相器74LS04驱动后接于。A/D转换器采用逐次逼近方式的芯片ADC0809，其并行数据输出端直接连接于P2口，4个控制端CLOCK,START,EOC,和OE分别接于，采用查询法等待转换
结束，转换时钟利用定时器中断产生。四个面板按键通过8位串行输入并行输出移位寄存器74LS164与单片机接口，其移位时终端与单片机的TXD引脚相连，串行数据端（1和2脚）与单片机的RXD引脚相连，串口输出功能采用汇编语言与C51语言混合编程实现。 软件系统采用一个有多个功能模块构成的程序，模块之间相互依赖，他们之间的关系如图，程序有主要的两个功能模块组成——控制模块和菜单模块。这两个模块能够同时运行。这里，“同时”的意思是指用户进行菜单操作的时候，程序还能采集数据并进行控制。 图表 2 软件系统结构组成 “控制”和“菜单”这两个主要的模块都是建立在其他小模块的基础上的，比如控制模块建立在A/D转换和LED 显示的基础
智能家居论文：基于嵌入式技术的智能家居系统设计与实现 【中文摘要】随着时代的进步、技术的发展、人民生活水平的提高,智能化也正逐步迈进现代家庭生活中,住宅信息化、数字化智能化及网络化也逐步成为现实。智能家居系统就是在这种情形下发展起来的。智能家居是利用综合布线技术、安全防范技术、网络通信技术、音视频技术和自动控制技术将家居生活中的各种设备(如灯光照明系统、安防报警系统、环境检测控制、网络家电)通过家庭网络连接在一起。智能家居在国外发展很快,在国内,智能家居发展还处于起步阶段,因此研究适合中国国情的智能家居系统有着重要意义。本文以某一嵌入式智能家居系统的设计为背景,研究的主要内容如下：1)分析国内外智能家居的发展情况,提出了一种适合中国国情的低成本、简单方便的智能家居解决方案,并给出了课题研究的意义；2)根据系统需求给出了智能家居系统的设计要求,将系统分为中央控制器和功能节点模块,分别选择了合适的嵌入式系统和采用ZigBee技术进行智 能家居内部组网；3)完成了以S3C2440为核心的中央控制器和以 CC2430为核心的功能节点模块的硬件设计；4)完成了中央控制器软件程序设计包括：Qt界面、Web Server构建、视屏监视程序设计；完成了以ZigBee为核心的软件模块设计；5)进行了系统主要功能和系统联调测试。 【英文摘要】With the development of technology and advancement of people’s living quality, people turn to pay more
attention on life’s security, comfort, convenience etc. Smart home system is to connect the facilities and devices (such as lighting system, safeguard system and electrical equipments etc) using computer, embedded system, network technology by home network, which provides people more comfortable and convenient life. The main work is as follows:1) By analyzing the domestic and foreign development situation of smart home, we present a smart home solution which is low-cost, simple and convenient.2) According to the system requirement, the system is divided into the central controller with embedded system and the function module with ZigBee technology.3) Completed the hardware system design of central controller based on S3C2440 and function module based on CC2430.4) Completed the software system design of function module and central controller which includes Qt interface, Web Server construction, video monitoring.5) Debugged and tested the main function of the system. 【关键词】智能家居嵌入式系统 ZigBee S3C2440 CC2430 【英文关键词】Smart Home Embedded System ZigBee S3C2440 CC2430 【目录】基于嵌入式技术的智能家居系统设计与实现摘要 5-6Abstract6第1章绪论10-17 1.1 课题背景
课程设计报告 课程：智能测量仪表 题目：智能测量仪表 学生姓名： 专业年级：自动化 指导教师： 信息与计算科学系 2013年3月23日
智能测量仪表 本次课程设计中智能温度测量仪表所采用的温度传感器为LM35DZ。其输出电压与摄氏温度成线性比例关系，无需外部校准，在0℃～100℃温度范围内精度为0.4℃~±0.75℃。，输出电压与摄氏温度对应，使用极为方便。灵敏度为10.0mV/℃，重复性好，输出阻抗低，电路接口简单和方便，可单电源和正负电源工作。是一种得到广泛使用的温度传感器。 本次课程设计的主要目的在于让学生把所学到的单片机原理、电子线路设计、传感器技术与原理、过程控制、智能仪器仪表、总线技术、面向对象的程序设计等相关专业课程的内容系统的总结，并能有效的使用到项目研发中来，做到学以致用。课程设计的内容主要分为三个部分，即使用所学编程语言（C或者汇编）完成单片机方面的程序编写、使用VB或VC语言完成PC机人机界面设计（也可以用C+API实现）、按照课程设计规范完成课程设计报告。
目录 1．课程设计任务和要求 (3) 1．1 设计任务 (3) 2．2 设计要求 (3) 2．系统硬件设计 (3) 2．1 STC12C5A60S2单片机A/D转换简介 (3) 2．2 LM35DZ简介 (7) 2．3 硬件原理图设计 (7) 3．系统软件设计 (10) 3．1 设计任务 (10) 3．2 程序代码 (10) 3．3 系统软件设计调试 (17) 4．系统上位机设计 (18) 4．1 设计任务 (18) 4．2 程序代码 (18) 4．3 系统上位机软件设计调试 (21) 5．系统调试与改善 (22) 5．1 系统调试 (22) 5．2 系统改善 (22) 6．系统设计时常见问题举例与解决办法 (24) 7．总结 (25)
智能仪表课程大作业题目：PID控制算法在变频调速中的应用 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 开课时间: 2015 至2016 学年第 1 学期
摘要 P ID控制是工业工程中应用最为广泛,最有效率的控制理论,从它的出现到现在已经经历了很长的时间, 今天它依然在工业控制中占有不可替代的地位, 相信在以后的很长一段时间 P I D控制还会有很强的生命力。现代工业的高速发展使原始,单一的控制技术已经很难适应现代控制的要求,将新型的控制理论,与传统的 P I D 控制技术相结合在未来的控制领域内会有广阔的前景。 针对目前自动称重配料系统中采用传统 PID控制的不足、系统误差不稳定、动态特性不理想，提出了一种基于模糊 PID控制的算法。将模糊控制与传统的 PID控制技术结合起来，共同应用于实际系统的调节当中。系统采用可编程逻辑控制器（PLC）实现模糊 PID双模控制，大大加快了系统的响应速度， PLC模拟输出控制变频器调节皮带电机转速，从而达到控制物料流量的目的。经过实际系统的仿真试验，系统控制性能良好，有效解决了系统运行中误差不稳定和动态特性不理想的问题。 关键词：模糊 PID；控制算法；变频调速；自动配料系统
Abstract PID control is the most widely applied in industrial engineering, the most efficient control theory, from its emergence to now has experienced a very long time, today it still occupies an irreplaceable position in the industry control, believe in the future for a long time of PID control will also have the very strong vitality. With the rapid development of modern industry makes original, single control technology has been difficult to adapt to the requirement of modern control, the new type of control theory, combined with the traditional PID control technology in the future will have broad prospect of control field. In view of the present automatic weighing ingredients for the system’s lack of traditional PID control，instability often system error， the dynamic characteristics were not ideal． A fuzzy PID control algorithm was pro- posed． Fuzzy control and conventional PID control combined together were used in the regulation of the actual system． System used PLC to achieve dual-mode fuzzy PID control， greatly speeding up the system response speed， PLC analog output adjustment belt drive motor speed control to achieve control of material flow purposes． After a system simula- tion test， the system had good dynamic and static performance， to meet the requirements of actual control． Effectively solved the problem of the system operation error instability and dynamic characteristics was not ideal．Key words： fuzzy PID； control algorithm； variable frequency speed regulation； automatic batching system
专业课程设计报告 题目：基于DS18B20的温度测量系统 系别：信息工程系 专业班级： 学生姓名： 指导教师：丹丹 提交日期：2012年5月18日
目录 一、前言 (3) 二、系统组成 (3) 1、设计思路 (4) 2、基本要求 (4) 3、课程设计目的 (4) 三、硬件电路组成及工作原理 (4) 1、温度传感器功能模块 (5) 2、AT89C51单片机 (7) 3、8550PNP三极管 (10) 4、晶振电路 (10) 5、复位电路 (11) 6、键盘电路 (12) 7、显示电路 (13) 四、整体仿真调试与实物连接....... 错误！未定义书签。 五、整体电路图 (15) 六、心得体会 (16) 七、参考文献 (17) 八、附录（源程序） (17)
智能温度测量系统的设计 一、前言 温度是一种基本的环境参数，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量。因此研究温度的测量方法和装置具有重要意义。测量温度的关键是温度传感器，温度传感器的发展经历了三个发展阶段：传统的分立式温度传感器、模拟集成温度传感器、智能集成温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式，集成化向智能化、网络化的方向飞速发展。本文所介绍的智能温度测量系统是基于DS18B20型数字式温度传感器，在89C51单片机的控制下，对环境温度进行实时控制的装置。该系统测量范围宽、测量精确度高，该系统可广泛适用于人民的日常生活和工、农业生产的温度测量。 二、系统组成 智能温度测量系统主要由数字温度计、单片机控制电路、数字式温度显示电路、风扇降温电路、键盘电路、串口通信电路等六部分组成。系统原理框图如下： 图1智能温度测量系统原理框图
仪器仪表管理 1.题目要求 Ⅰ.【要求】 系统功能的基本要求： （1）新的仪器仪表信息的录入； （2）在借出、归还、维修时对仪器仪表信息的修改； （3）对报废仪器仪表信息的删除； （4）按照一定的条件查询符合条件的仪器仪表信息；查询功能至少应该包括仪器仪表基本信息（如仪器仪表名字、仪器仪表编等）的查询、按时间点（借入时间、借出时间、归还时间）查询等 （5）对查询结果的输出。 【提示】 数据结构采用结构体。仪器仪表信息包括仪器仪表名、仪器仪表编号、购买时间、借入时间、借出时间、归还时间、维修时间、状态信息（0代表可借出，1代表已借出，2代表正在维修）等。 Ⅱ.需求分析 根据题目要求，需要把仪器仪表信息的的数据存储在文件里，所以需要提供文件的输入输出等操作；在程序中要提供修改，删除，查找等操作；另外还应该提供键盘式选择菜单实现功能选择。 2.功能实现设计 2.1总体设计 系统功能模块图 2.2详细设计 1.主函数
主函数一般设计得比较简洁，只提供输入输出和功能处理的函数调用。其各功能模块用菜单方式选择。本题将main（）函数体内的界面选择部分语句单独抽取出来作为一独立函数，目的在于系统执行完每部分功能模块后能够方便返回到系统界面。 【程序】 main() {menu(); } 菜单部分设计如下： 【流程图】 N 【程序】 main() { menu(); } void menu() { int w,n; do { system("cls"); printf("\t\t WELCOME TO THE EQUIPMENT MANAGEMENT SYSTEM\n\n\n"); printf("\n\n\t\t====================******====================\ n\n\n"); printf("\t\t\t1:Add message of new equipmen\n\n"); printf("\t\t\t2:Load the message of all equipment\n\n"); printf("\t\t\t3:Correct the message of equipment\n\n"); printf("\t\t\t4:Ddlete the message of broken equipment\n\n"); printf("\t\t\t5:Search the message of equipment\n\n"); printf("\t\t\t6:Search of all the equipment\n\n"); printf("\t\t\t7:Exit\n");
智能仪器设计
引言 数据采集系统是从一个或多个信号获取对象信息的过程。随着微型计算机技术的飞速发展和普及，数据采集监测已成为日益重要的检测技术，广泛应用于工农业等需要同时监控温度、湿度和压力等场合。 数据采集是工业控制等系统中的重要环节，通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现，作为测控系统不可缺少的部分，数据采集的性能特点直接影响到整个系统。 本次设计中数据采集系统是基于单片机的测量软硬件来实现灵活的测量显示系统，它主要完成数据信息的采集、A/D转换、标度变换、数据显示及实现报警系统。随着计算机技术的飞快发展和普及，以数据采集系统为核心的设备也迅速在国内外得到了广泛的应用，现代工业生产和科学研究对数据采集的要求也越来越高。
第1章数据采集系统概述 1.1 数据采集系统发展概况 数据采集系统起始于20世纪50年代,1956年美国首先研究了用在军事上的测试系统,目标是测试中不依靠相关的测试文件,由非熟练人员进行操作,并且测试任务是由测试设备高速自动控制完成的。由于该种数据采集测试系统具有高速性和一定的灵活性,可以满足众多传统方法不能完成的数据采集和测试任务，因而得到了初步的认可。大约在60年代后期，国外就有成套的数据采集设备产品进入市场，此阶段的数据采集设备和系统多属于专用的系统。20世纪70年代中后期随着微型机的发展，诞生了采集器、仪表同计算机溶为一体的数据采集系统，由于这种数据采集系统的性能优良，超过了传统的自动检测仪表和专用数据采集系统，因此获得了惊人的发展。从70年代起，数据采集系统发展过程中逐渐分为两类，一类是实验室数据采集系统，另一类是工业现场数据采集系统。就使用的总线而言，实验室数据采集系统多采用并行总线，工业现场数据采集系统多采用串行数据总线。20世纪80年代，随着计算机的普及应用，数据采集系统得到了极大的发展，开始出现了通用的数据采集与自动测试系统。该阶段的数据采集系统主要有两类，一类以仪器仪表和采集器、通用接口总线和计算机等构成，第二类以数据采集卡标准总线和计算机构成。20世纪90年代至今，在国际上技术先进的国家，数据采集技术已
编号： 审定成绩： 重庆邮电大学 毕业设计（论文） 设计（论文）题目：家居物联网安全系统的研究 学院名称： 学生姓名： 专业： 班级： 学号： 指导教师：
答辩组负责人： 填表时间：年月 重庆有电大学教务处制
摘要 物联网正在以超越“爆炸”的速度发展，其对世界的影响也是越来越明显。智能家居是现代家居生活的一种趋势，以至于在第三届中国国际物联网（传感器网络）博览会上，家居智能作为“十二五”规划中工信部主推应用领域之一，家居系统产品或网络家居得以展示，物联网技术在智能家居方面的应用已经初见成效。 随着物联网技术在智能家居系统中的应用不断成熟，考虑到智能家居系统中存在的一些安全问题，例如“如何对住宅环境进行实时监测”，以及现有家居安全系统存在的局限性，一种基于物联网的高度网络化智能家居安防系统被设计出来。该智能家居安防系统是针对对非授权访问进行检测、拦截和报警进行设计。本设计涉及到两个节点（CC2530芯片为主控芯片的开发板），一个用作协调器节点，一个用作终端设备；协调器负责组建网络，并维护网络，与PC电脑相连，终端设备负责控制各个功能模块的正常工作，并把数据传递给协调器节点。另外功能模块主要有温湿度采集模块、烟雾检测模块、继电器模块和人体红外传感模块。 本文主要从理论和原理方面对家居物联网的安全系统进行研究，另外也从硬件方面做了很简易的家居环境安全监测系统。 【关键词】智能家居系统物联网技术家居安防传感器网络
目录 前言 (1) 第一章智能家居 (2) 第一节智能家居的概述 (2) 第二节国内外智能家居的发展状况 (2) 一、国内智能家居的现状 (2) 二、国内的相关政策 (3) 三、国外智能家居的现状 (3) 第三节智能家居中的安全问题 (4) 第四节本章小结 (5) 第二章基于物联网的智能家居系统 (6) 第一节物联网技术 (6) 第二节IEEE 802.5.4/ZigBee无线通信标准 (7) 一、IEEE 802.15.4标准简介 (7) 二、ZigBee标准简介 (8) 第三节家居物联网安全系统的研究 (10) 一、家居物联网系统 (10) 二、系统安全问题的研究 (11) 第四节本章小结 (11) 第三章课题的硬件描述 (12) 第一节设计总框图 (12) 第二节CC2530芯片及最其小系统介绍 (12) 一、CC2530芯片简介 (12) 二、CC2530最小系统组成 (14) 第三节功能模块介绍 (15) 一、温湿度检测模块 (15) 二、烟雾检测模块 (17) 三、人体红外探测模块 (18) 四、光敏传感器模块 (19) 五、显示模块 (20) 六、继电器模块 (22) 第四节本章小结 (23)
《智能仪器设计》课程设计报告书 学院：信息工程学院 班级：自动化0705 学号：07001193 姓名：孙少秋
摘要 单片微型计算机是随着超大规模集成电路技术的发展而诞生的，由于它具有体积小、功能强、性价比高等特点，所以广泛应用于电子仪表、家用电器、节能装置、军事装置、机器人、工业控制等诸多领域，使产品小型化、智能温度控制仪表化，既提高了产品的功能和质量，又降低了成本，简化了设计。本文主要介绍单片机在温度控制中的应用。 Abstart Single-chip micro-computer, with the ultra-large scale integrated circuit technology, the development of the birth, and because of its small size, strong function and high cost performance, it is widely used in electronic equipment, household appliances, energy-saving devices, military devices, robots, industrial control and many other areas to make product miniaturization, intelligent temperature control instrumentation, both to improve the product's features and quality, but also reduce the cost and simplify design. This paper introduces the MCU to the temperature control applications.