硕士学位论文开题报告

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2、文献综述 、
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国内外研究现状、发展动态；所阅文献的查阅范围及手段。 国内外研究现状、发展动态；所阅文献的查阅范围及手段。 现代信息技术的三大基础是信息采集（即传感器技术） 、信息传输（通信技术） 和信息处理（计算机技术） 。传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感 器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域，数量高居各种传感器之首。温度 传感器是温度检测系统中的核心部件， 温度传感器的类型决定了温度检测系统的控制 器的选择和外围电路的设计，温度传感器的精度直接影响到温度检测系统的精度。温 度检测时系统的发展史归根到底是温度传感器的发展史。 近百年来，温度传感器的发展大致经历了以下三个阶段； （l）传统的分立式温 度传感器（含敏感元件）（2）模拟集成温度传感器/控制器； ； （3）智能温度传感器。 目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方 向发展。 1 集成温度传感器的产品分类 1.1 模拟集成温度传感器 集成传感器是采用硅半导体集成工艺而制成的， 因此亦称硅传感器或单片集成 温度传感器。模拟集成温度传感器是在 20 世纪 80 年代问世的，它是将温度传感器 集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出功能的专用 IC。模拟集成温度 传感器的主要特点是功能单一（仅测量温度） 、测温误差小、价格低、响应速度快、 传输距离远、体积小、微功耗等，适合远距离测温、控温，不需要进行非线性校准， 外围电路简单。 1.2 智能温度传感器（亦称数字温度传感器）是在 20 世纪 90 年代中期问世 的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术的结晶。目前，国际上已开发出多 种智能温度传感器系列产品。智能温度传感器内部都包含温度传感器、 A/D 转换器、 信号处理器、存储器（或寄存器）和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制 器（CPU） 、随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM） 。智能温度传感器的特点是 能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器（MCU） ；并且它是在硬件的 基础上通过软件来实现测试功能的，其智能化程度也取决于软件的开发水平。 2 智能温度传感器发展的新趋势 进入 2l 世纪后，智能温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可
硕士研究生学位论文选题 报告及论文工作计划
课题名称蜂箱内多点温度 课题名称蜂箱内多点温度 检测系统研制 检测系统研制 密 级 非密
研究生姓名 学 号 s2010z822
学科、专业 电子与通信工程 学科、 所在学院 所在学院 信息与通信工程学院 导 师 2012-1-12
开题时间
中北大学研究生培养处制
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靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅 速发展。 2.1 提高测温精度和分辨力在 20 世纪 90 年代中期最早推出的智能温度传感器， 采用的是 8 位 A/D 转换器， 其测温精度较低，分辨力只能达到 l℃。目前，国外已相继推出多种高精度、高分辨 力的智能温度传感器，所用的是 9~l2 位 A/D 转换器，分辨力一般可达 0.5~0.0625℃。由美国 DALLAs 半导体公司新研制的 DSl624 型高分辨力智能温度传 感器，能输出 l3 位二进制数据，其分辨力高达 0.03l25℃，测温精度为 10.2℃。 为了提高多通道智能温度传感器的转换速率，也有的芯片采用高速逐次逼近式 A/D 转换器。以 AD78l7 型 5 通道智能温度传感器为例，它对本地传感器、每一路远程传 感器的转换时间分别仅为 27μs、9μs。 2.2 增加测试功能新型智能温度传感器的测试功能也在不断增强。例如， Dsl629 型单线智能温度传感器增加了实时日历时钟（ RTC） ，使其功能更加完善。 Dsl624 还增加了存储功能，利用芯片内部 256 字节的 E2PROM 存储器，可存储用户 的短信息。 另外，智能温度传感器正从单通道向多通道的方向发展，这就为研制和开发多 路温度测控系统创造了良好条件。 所阅资料的查阅范围和手段： 所阅资料的查阅范围和手段： 中文资料主要查找的期刊有： 《自动化技术与应用》《电子技术应用》《自动化 ， ， 仪表》《应用技术》《现代电子技术》《仪器仪表》《传感技术学报》， ， ， ， ， ，《电子工程 师》《电子设计工程》等；外文资料主要查找的期刊有： ， 《Semicoductor Photonics And Technology》《Science In China》《Semiconductor photonics and technology》《Chinese ， ， ， Physics》《Chinese optics letters》《International Agrophysics》《Sensors and Actuators. ， ， ， A, Physical.》等。专业方面涉及单片机应用，C 语言编程，温度传感器等多门学科领 域。查阅手段自查和委托相结合，主要委托山西省知识产权局信息中心和中北大学图 书馆文献检索部门。
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时间。 本研究的系统软件原理框图如下：
上电开始
测量系统初始化
启动 A/D 转换命令，开始转换 N
定时到了吗？ Y 采样，存储 N
上位机有信号吗？ Y 数据传送至上位机
结束
图 2 系统控制和数据处理程序 研究中控制和数据处理程序采用 C 语言进行编写，程序流程图如图 2 所示。 ADC0809 的 START 为“启动脉冲”输入线，上升沿清零，下降沿启动 ADC0809 工 作； EOC 为转换结束输出线， 高电平表示 ADC 转换已结束， 转换的数字量已锁入 “三 态输出锁存器”OE 为输出允许线，高电平时能使 DB0~DB7 引脚上输出转换后的数 字量；ADDA、ADDB 和 ADDC 为地址输入线，用于选择 IN0~IN7 上哪一路模拟电 压进行 A/D 转换；ALE 为地址锁存允许输入线，高电平有效，当 ALE 为高电平时， ADDA、ADDB、ADDC 三条线上的地址信号得以锁存，经译码器控制八路模拟开关
3、研究内容 、
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1.学术构想与思路、 1.学术构想与思路、主要研究内容及拟解决的关键技术 学术构想与思路 学术构想与思路 本课题研究是的蜂箱内的多点温度检测系统，关键在于温度的检测部分。由于 蜂箱内空间所限，在不能影响蜜蜂正常活动的前提下进行测温，这就要求选择体积很 小的温度传感器 。 （）这种传感器获得的是模拟信号， 需要进行 A/D 转化。 采用 ADC0809 带有 8 位 A/D 转换器、8 路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的 CMOS 组件。 它是逐次逼近式 A/D 转换器，可以和单片机直接接口。 蜂箱内的温度检测每隔一段时间记录一次 8 个测温点的温度并记录测温时间。 由 ADC0809 产生的数字信号传送到单片机。由 DS12C887 实时时钟芯片按需要的间 隔产生闹钟信号，由 STCAT89C52 产生采样中断，将检测到的温度信息连同由 DS12C887 的时间信息一同送到存储器保存。每隔需要的时间重复产生采样中断，将 数据、时间送到存储器。等待上位机命令将数据通过接口传送到上位机。 主要研究内容： 主要研究内容： （1）对温度传感器所产生的模拟信号的 A/D 转换问题，以及对温度传感器信号放 大所需要的放大电路进行研究； （2）对时钟芯片 DS12C887 产生需要的闹钟信号、系统时间设定以及单片机产生 需要的采样中断的研究； （3）对如何使用存储器记录采集的数据进行研究； （4）对单片机与上位机之间的通信进行研究； （5）对上位机软件设计进行研究，使其具有接收采集到的数据，启动测温系统， 设定系统时间等功能； （6）设计相关的电路，绘制电路原理图和 PCB 图，利用 Keil C 编写相应的处理 程序。 拟解决的关键问题： 拟解决的关键问题： （1）选择符合要求的温度传感器，传感器要满足测温精度高，体积足够小等特 点； （2）信号放大电路的设计，以及模拟信号到数字信号的转换过程； （3）采集到的数据的存储与读取； （4）单片机与上位机的通讯； （5）软件的编制；
2012 2012 年 1 月 12 日
1、立论依据 、
课题来源、选题依据和背景情况、课题研究目的、理论意义和实际应用价值。 课题来源、选题依据和背景情况、课题研究目的、理论意义和实际应用价值。 课题来源： 课题来源： 本课题来源：本课题主要研究内容是基于 STCAT89C52 单片机和温度传感器，对 蜂箱内多个温度点的测量。山西省农科院园艺所研究资助项目。 选题依据和背景情况： 选题依据和背景情况： 温度是工业、 农业生产中常见的和最基本的参数之一， 在生产过程中常需对温度 进行检测和监控，采用微型机进行温度检测、数字显示、信息存储、实时控制，对于 提高生产效率和产品质量、节约能源等都有重要的作用。在精细化农业中要对农作物 生长条件、畜牧动物习性有充分的了解。温度作为一个非常关键性的因素，要对其进 行研究就必须先检测记录。 伴随工业科技、农业科技的发展，温度测量需求越来越多。消防电气的非破坏性 温度检测，电力、通讯设备的过热故障预知检测，空调系统的温度检测，各类运输工 具组件过热检测，保安监视系统的应用，以及农业生产中对温室大棚的温度检测、大 型粮仓的温度检测等。随着科学技术的发展，许多科技成果也逐渐向农业领域渗透， 使传统农业从粗放型走向精细型、走向现代化。 课题研究目的、理论意义和实际应用价值： 课题研究目的、理论意义和实际应用价值： 在蜜蜂养殖过程中， 要将蜂箱控制在最佳的温度就必须通过大量温度数据进行 研究。而人工的温度检测不仅费时费力，同时也会干扰到蜜蜂的正常活动，不利于获 得科学的数据， 本研究目的旨在实现对蜂箱内多个测温点温度的定时自动记录、 存储、 传输。 蜂箱内多点温度检测系统要实现多数传统温度检测系统不具有的定时温度检测 记录 功能，同时检测环境也对温度检测设备提出苛刻的要求，比如蜂箱内的温度检 测需要考虑到温度检测设备对蜜蜂活动的影响。 这时就要采用体积小的温度传感器进 行数据采集。系统采用体积仅有半个米粒大小的 PN 结温度传感器，将对蜜蜂活动的 影响减少到最低，同时采用 DS12C887 作为系统时间，记录温度采集的时间，具有针 对性和实用性。 是对蜂箱内温度自动化检测、 存储和记录的尝试。 可推广到其他工业、 农业生产研究过程中需要多点温度检测记录的场合，具有实用价值和借鉴意义。