基于单片机的气体流量检测系统开题报告.doc

基于单片机的气体流量检测系统开题报告.doc

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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。

LED显示

C51单片机

A/D转换器

场

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，邓春晖.MATLAB基础及其应用教[J].北京大学出版社，2003,3

计

划

进

度

第一阶段：

收集相关资料，了解行业信息，定选题方向，查阅资料，完成开题报告；

第二阶段：

根据开题报告的总体计划和分阶段计划，参与生产实习，围绕选题要解决的问题注意了解生产现场中图纸、技术、参数，收集积累数据信息；

第三阶段：

针对生产现场存在的技术问题进行改进：

控制方案的选择，参数设置，系统外电路元件的配置，硬件设计；

第四阶段：

软件算法设计；

第五阶段：

整体调试，整理资料，论文撰写

指导教师意见

指导教师签名：

年月日

备

注