基于单片机的温度检测系统的研究与实现硬件设计开题报告.docx
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基于单片机的温度检测系统的研究与实现硬件设计开题报告
毕业设计（论文）开题报告
课题:
基于单片机的温度检测系统的研究与实现（硬件设计）
专业:
电气工程及其自动化
班级:
08电气
学生姓名:
学号:
指导教师:
填表日期:
二○一○年二月制表
说明
1.抓好毕业设计（论文）的开题报告是保证毕业设计（论文）质量的一个重要环节.为了加强对毕业设计（论文）的过程管理，规范毕业设计（论文）的开题报告,特印发此表。
2.毕业生一般应在毕业设计前期准备过程中,通过文献调研，主动跟指导教师讨论,完成毕业设计（论文）的开题报告。
3.此表经过指导教师和有关人员签字后,一份由指导教师保存，一份交系教务办公室,一份上交教务处。
4.毕业生在毕业设计（论文）答辩时，必须提交这份毕业设计（论文）开题报告。
一简表
学生简况
姓名
性别
男
出生年月
入学时间
学号
专业
电气工程及其自动化
班级
08电气2班
毕业设计︵论文︶课题
名称
基于单片机的温度检测系统的研究与实现（硬件设计）
课题来源
指导老师拟题
类型
实验研究
设计内容和意义
摘
要
纺机等机器的动力拖动设备一般为电动机，电动机绕组温度是影响整个纺机温度的主要因素，而温度决定电动机寿命和整个机器安全，所以电动机必须设置温度检测保护装置。
本设计介绍一种采用Pt100作为温度传感器，把单片机作为核心器件的高精度温度巡回检测并能以汉字模式显示的系统。
该系统从工程实际出发，利用计算软件、硬件结合方式，在元件选择、电路设计、提高系统可靠性和抗干扰能力方面作了探究。
在环境条件差、现场干扰强的场合，系统专门设计了一种看门狗保护电路，以利于消除“死机”及被測信号中的噪声干扰,同时为满足精度要求，在软件方面采用分段线性化处理，以确保测量的准确可靠。
通过研究实现多路监测点巡回检测、能用液晶显示各点的温度值、能实现各监测点报警温度的两级设定、可将温度及电阻通过RS-485上传给上位计算机、并能具有温度误差自动校准功能。
二选题依据
1.纺机等机器的动力拖动设备一般都采用电动机，电动机的温度是影响整个纺机温度的主要因素，而温度决定了电动机的寿命和整个机器的安全，所以电动机必须设置温度检测保护装置。
同时在其他领域，各种不同形式的新型温度保护装置在生产生活领域得到广泛的应用，例如发电变电供应装置、家用电器、各种机床、以及汽车甚至电动车辆等领域都得到广泛的应用。
开发新型的温度保护装置是当前以及今后一段时间内，进行原有设备的技术改造、产品的升级换代、节约能源、降低损耗和机器烧毁锁造成的损失所必须要优先发展的工作，是自送花保护控制系统大家庭中不可缺少的重要装置之一。
它是一种跨学科、使用多种先进技术的产品，具有使用范围广泛、节约资源效果显著的特点，符合国家产业发展政策。
这种能使用在多种机电产品上的配套装置，在节约能源，防止造成安全事故等方面有着重要的作用。
传统的电动机保护一般采用热继电器保护，存在着稳定性差、短寿命、精度不高、更换不方便、造成的损失巨大等缺点。
所以需要采取其它的措施来改善其性能，向数字化、可控化、多功能化方向发展。
在国外，电机保护的研究已经发展到较高的阶段，随着计算机硬件、软件技术的发展，近年来，把单片机技术、接口技术、传感器技术应用到电机热保护控制装置已经成为一种方向。
美国开发的电机热保护装置有电子型保护继电器、半导体材料热敏电阻电机热保护继电器、智能化电机控制器等，种类繁多、型号多样、规格齐全，已经成为系列产品。
德国的电机热保护控制装置发展也非常迅速，主要的产品有电子型电机温度保护器和一种名叫微机综合电机保护器的热保护装置。
我们的近邻韩国随着民族工业的发展，把西方的最新电机热保护装置迅速消化，并成功地进行了本地化，并且有了新的发展，开发出了数显智能型保护器、电压型电机保护器，加上利用传统技术的交流保护继电器、直流电机保护继器等，有60多中规格型号，也迅速在世界上抢占市场，势头凶猛。
目前，我国正处于用信息技术改造传统产业的发展阶段，在电机保护控制技术方面才刚刚起步，与美国、德国、韩国等热保护控制装置开发较早的国家相比，还有很大的差距。
由于历史的原因，电机热保护装置生产工艺落后、电机热保护装置技术含量低，多采用双金属片热继电器，存在保护功能差、品种单一、功能少、参数精度低等缺陷，电机热保护装置的企业规模很小，并且电动机保护不足3%，普及应用程度非常，由于电机热保护装置问题引起的电机烧毁造成的损失非常大，间接损失更是难以统计。
以经纬纺织机械厂为例，由于电机烧毁而造成的损失太大，不得已，现在有些产品甚至需要用船用电机来做纺机的拖动设备，造成了成本的很大增加。
在全球经济一体化的今天，随着我国加入WTO，面对激烈的国际市场竞争，我国电机保护技术与美国、德国、韩国等热保护开发较早的国家还有很大的差距，每年需要化大量的外汇购买他们的产品。
所以，就必须尽快开发适合我国特殊国情，价格便宜，功能齐全的电机热保护控制装置，提高电机热保护装置的数字化水平进而提高整个热保护的技术水平。
通过研究设计，能使该系统做到用很低的硬件成本、通过软件的方法提高控制精度、具有抗干扰、操作面板简单、使用方便，对电机的过热保护更迅捷、提高纺机工作的安全性，从而增加纺机的竞争力。
如果研究成功能更好地节能，并且为企业增加经济效益和社会效益，同时为纺机其它参数检测测量系统的研究提供参考。
2.国内外主要参考文献（列出作者、论文名称、期刊名称、出
版年月）
[1]李国岭.现代电机保护装置现状及发展趋势.机电产品市场2007-01-01
[2]王义方周伟航主编.微型计算机原理及应用.机械工业出版社
[3]梁森.自动检测技术应用.机械工业出版社
[4]李全利主编.单片机原理及应用技术.高等教育出版社
[5]张建民主编.传感器与检测技术.机械工业出版社
[6]毕增军等．带微处理器电路板的故障测试系统．计算机技术与应用.
[7]郭叶.多点温度巡回检测系统[J].江苏电器，2000，（01）.
[8]黄祯祥，邓怀雄，郭延文，周书.基于Mcs-51单片机的温度控制系统.高等教育出版社
[9]张开生，郭国法.Mcs-51单片机温度控制系统的设计[J].微计算机信息.2000，20
[10]王戴，吕强中，王同峰.温度传感器在数据采集系统中的应用[J].计算机测量与控制2004.（02）
[11]刘玫，张卫宁.Mcs-51单片机在温度检测与控制系统中的应用[J].山东电子1994.（04）.
[12]周美兰，温嘉斌，沈稼丰，王继雨.单片机控制的温度检测系统[J].信息技术.1995（04）
[13]张专成，邹涛，赵怀勋.串行A心与8031单片机的接口技术[J]
[14]王淑珍,王立萍．单片机原理与接口技术．科学出版社
[15]孙海张国勋主编．单片机原理及应用．中国电力出版社
[16]OperatingSystemsReview,July2003
[17]Motorola.inc.ProgrammingEnvironmentsManualFor32-BitImplementationsofthepowerPC
[18]System:
DeltaCore.ACMSIGOperatingSystemsReview,January2001,35
（1）
三研究内容
1、完成整个系统元件的选择。
硬件主要选用通用性强的器件，在满足低成本、高抗干扰性要求的同时，尽可能降低成本。
控制系统以单片机为核心器件，配上相应外围电路，构成一个微型计算机系统。
2、完成硬件电路的设计。
本项目是为纺机厂的纺机电机所设计的配套热保护设施。
需要完成单片机电路、恒流源电路、液晶显示电路、光电隔离电路、开关放大等电路的设计。
尽量减化外部接线，以方便消除引线误差，提高精度。
3、系统调试。
软硬件设计完成后要进行整个系统的调试、修改。
四研究方案
拟采用的研究方法，技术路线，实验方案的可行性分析.
根据纺机电动机的工作特点，利用当前温度检测的技术，研究设计纺机电动机热保护检测系统:
以温度传感器检测电动机实时温度，热敏材料PT100热电阻做热传感器，以单片机STC89C58RD+为中心控制器件，采用循回检测的办法，以汉字模式显示控制电机的温度。
操作者能能方便地随时观测判断电机的运行时候的温度变化，进而了解机器的运转情况，同时通过数据线传送给上位计算机或者提供给其他智能设备，用于决策，防止电机烧毁，使整个系统有效安全运转，防止安全事故，减少损失。
本课题研究的想要达到的目的就是：
考虑能用以最小的硬件代价来满足电机对温度精度的要求，能做到实时控制，在电机的各个部位设置多路检测点，利用单片机技术巡回检测、并且用FM12232B液晶显示器液来显示各检测点的温度值并且实现温度误差自动校准，既能显示当时的温度，又能实现各检测点的过热报警，最后通过RS-485将检测情况上传给上位计算机做为整个控制系统一个组成部分。
五工作进度的大致安排
序号
设计（论文）各阶段名称
日期
1
熟悉课题、查阅资料。
第1~2周
2
完成整个系统元件的选择
第3~4周
3
第5~7周
4
完成硬件电路的设计
第8~11周
5
整理资料、撰写论文、科技翻译。
第12~14周
6
毕业答辩。
第15~17周
第18周
六、设计成果
通过本次毕业设计,拟预计的主要设计成果如下：
经过设计与实验，本课题设计出了基于单片机，由软、硬件构成的纺机温度检测控制系统。
该系统既能实时检测电机温度并且巡回显示，又有高温、低温报警显示。
该系统基本达到了硬件设计简单、符合0-200℃测量范围的要求、测量精度高、成本低、通用性好、兼容性强、负载效应低的目的。
一台纺机配一台控制系统，实时监控机器运行情况，切实保护电动机。
指导教师意见
指导教师签名：
日期：
系教学委员会意见
主任签名：
日期：
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