雨水泵站监控系统的设计开题报告.doc

毕业设计(论文)开题报告题 目：雨水泵站监控系统的设计 院 （系）： 机电工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 学生姓名： 学 号： 指导教师单位： 机电工程学院 姓 名： 职 称： 题目类型：理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 2013年12月27日1毕业设计的主要内容、重点和难点等研究内容超声波测距系统主要应用于汽车的倒车雷达、机器人自动避障行走、建筑施工工地以及一些工业现场例如：液位、井深、管道长度等场合。因此研究超声波测距系统的原理有着很大的现实意义。本设计要求采用超声波液位测量技术对泵站污水池液位进行非接触连续测量，具有水位监控，水位上限报警，自动调节等必要功能。本课题的研究内容主要有以下几个方面：（1） 研究超声波水位测量的基本原理；（2） 研究如何利用单片机系统发生、采集超声波信号，如何处理数据；（3） 研究超声波水位测量系统的硬件研究重点及难点重点：(1)超声波水位测量基本系统的硬件设计，使基本硬件电路能满足测距量程要求和基本精度要求；(2)选择合适的超声波发生接收传感器,并设计相应合理的控制电路，确保检测系统的精确性(3)正确设计测距的程序,精确地满足测量要求,并且设计出符合实际情况的操作界面。难点：(1)如何设计超声波发射和接收的放大电路，使之能够符合单片机采集数据要求的同时能够满足测量量程要求； (2)如何合理设计单片机程序，使之能精确测量超声波发射接收间隔时间，使测距系统数据更加精确； 2准备情况（查阅过的文献资料及调研情况、现有设备、实验条件等）研究概况及发展趋势超声波水位测量研究概况测距的原理和方法有很多，根据信息载体的不同可分为光学方法、无线电方法和超声波方法。随着电子技术的发展，先后出现了激光、超声波及红外线等非接触式测距方法。激光测距虽然测距精度高，操作简单，但是受环境的影响比较大，且系统检测维护不便，价格相对昂贵，一般多在军事领域应用。红外测距属于电磁波的一种，超声波是声波测距，实现起来更容易且不受电磁干扰影响。红外传播速度为3x108m/s，超声波在空气中的传播速度为340m/s，其速度相对电磁波是非常慢的，因此在同等距离的情况下，超声波的传播时间远大于红外，往返时间更易测量。由于超声波方向性好、超声测量无接触，超声波测距系统价格低廉、易实现、信息处理简单可靠，所以利用超声波进行距离和长度的测量越来越受到人们的重视。超声波技术的发展经历了从理论技术的研究到大范围的工业应用。在这期间，雷达技术、激光技术、电子技术等技术的发展对超声波技术不断更新和发展起到了很大的促进作用目前，超声波技术己经广泛的应用在机械制造、电子冶金、航海、航空、宇航、石油化工、交通等工业领域。此外在材料科学、医学、生物科学等领域中也占据重要地位。迄今为止，我国在超声的各个领域都开展了研究和应用，其中少数项目己接近或达到了国际水平。然而，国内在超声波测量精度方面较国外仍有差距，超声波测距专用集成电路的精度只能达到厘米级，能够满足一般工业测量的要求，但对于一些精度要求较高的测距场合就不适合了。然而，工业机器人的自动测距、导航系统、机械加工自动化装配及检测的需要以及信号处理技术和计算机技术的发展对超声波技术的测量精度要求越来越高，国内的超声波技术有待于在这方面加大研究力度，得到更大发展。主要参考文献1 郭清,王兴泽. 超声波水位测量系统. 东北水利水电J, 1999, (02) .2 马莹,郑文斌. 基于单片机的超声波液位检测系统设计. 海峡科学J, 2007, (10) .3 陆坤. 电子设计技术M. 成都：电子科技大学出版社，1997.34 黄波. 基于单片机的超声波测距硬件设计. 科技创新导报J, 2008, (31) .5 李华. MCS-51系列单片机实用接口技术M. 北京：北京航天航空大学出版社 1993.106 胡伟,季晓衡. 单片机C程序设计及应用实例M. 北京：人民邮电出版社，2003.107 贺瑞强,王民. 基于AT89S51单片机的超声波测距系统的设计与研究. 榆林学院学报J, 2009, (02) .8 余义德，呼志刚. 电缆井水位监测系统的设计 . 微计算机信息J, 2010, (11) .9 韩平. 超声波液位计在液位测量中的应用. 中国仪器仪表J, 2011, (03)10 Yujun Zhang. The teaching of project design in the application of SCM coursesC. AIMSEC, 2011: 1775-1778.实验、测试需要用到的现有设备：计算机一台、直流电源、单片机仿真器、单片机仿真器3、实施方案、进度实施计划及预期提交的毕业设计资料本次设计的方案主要有两大部分：硬件设计和软件设计。（1）硬件设计本系统包括以下几部分：以单片机AT89S51为核心，周围电路包括显示模块、按键设定模块、超声波测量模块、水泵控制模块等。系统组成如图1所示：（2）软件设计由主程序、超声波发生子程序、超声波接收中断程序及显示子程序等部分。d=(C*T0)/2 （其中T0为计数器T0的计数值） 液位由高度H和d相减得出：h=H-d测出距离后结果将以十进制BCD码方式LED,然后再发超声波脉冲重复测量过程。主程序框图如图2所示：进度安排计划如下： 2013-12-17 2013-12-23：接受毕业设计(论文)任务书，查阅相关的文献资料，筛选并整理符合要求的材料加以学习，撰写毕业设计(论文)开题报告。2013-12-24 2013-12-30：继续搜集涉及的资料，设计出所选课题的总体方案，包括系统的硬件和软件部分，编写摘要和引言部分；并完成专业相关外文翻译一篇。 2014-01-01 2014-01-20：根据提出的总体方案，撰写雨水泵站监控系统的设计的总体方案、基本原理、整体结构等内容。2014-03-01 2014-03-29：完成硬件部分的框架和大部分内容。2014-04-01 2014-04-15：完成硬件部分的余下内容，制作硬件模拟电路。2014-04-16 2014-04-20：完成软件部分的框架设计和基本框架程序编写。2014-04-21 2014-04-29：完成软件部分余下内容，编写相应保护模块程序。2014-05-01 2014-05-15：软硬件测试，根据测试仿真结果调试硬件和软件。2014-05-16 2014-05-20：撰写设计（论文)总结，形成论文初稿，交指导教师审阅，对设计作品和论文进行修改和整理，准备参加小组验收和答辩。2014-06-02 2014-06-06：参加答辩，装订论文。预期提交的毕业设计资料：1、二万字左右的毕业设计说明书（论文），在毕业设计说明书（论文）中包括详细的300-500个单词的英文摘要。2、与课题相关，不少于四万字符的指定英文资料翻译（附英文原文）一篇。3、毕业设计说明书（论文）中包括详细的整定计算分析和系统方案设计、原理图、程序框图和PCB电路图。4、毕业设计硬件实物。 指导教师意见指导教师（签字）： 2013年12月日开题小组意见开题小组组长（签字）：2014年1 月日 院（系、部）意见 主管院长（系、部主任）签字： 2014年1月日