x年吉林省電子設(shè)計(jì)大賽報(bào)告-文庫吧
2025-07-18 22:59 本頁面
【正文】 ..........................................14生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)（D題）【本科】1系統(tǒng)方案本系統(tǒng)主要由主控模塊模塊、溫濕度監(jiān)測模塊、可燃?xì)怏w監(jiān)測模塊、環(huán)境照度監(jiān)控模塊、無線收發(fā)模塊、加熱裝置控制模塊、噴淋閥監(jiān)控模塊、排風(fēng)機(jī)監(jiān)控模塊、隔離門監(jiān)控模塊、電源模塊組成，下面分別論證這幾個(gè)模塊的選擇。 主控模塊的論證與選擇方案一：IAP15F2K61S2IAP15F2K61S2。IAP，在系統(tǒng)可編程或在應(yīng)用可編中無需編程器，無需仿真器，可當(dāng)仿真器使用。屬于增強(qiáng)型8051CPU，速度比普通8051快812倍；具有大容量片內(nèi)EEPROM，擦寫次數(shù)10萬次數(shù)以上；共8通道10位高速ADC，速度可達(dá)30萬次/秒，3路PWM，還可當(dāng)3路D/A使用；共3通道捕獲/比較單元（CCP/PWM/PCA）；內(nèi)部高可靠復(fù)位，8級(jí)可選復(fù)位門檻電壓，徹底省掉外部復(fù)位電路；內(nèi)部高精度R/C時(shí)鐘，內(nèi)部時(shí)鐘從5MHz～35MHz可選，相當(dāng)于普通8051的60MHz～420MHz；兩組高速異步串行通信端口（可同時(shí)使用），可在5組管腳之間進(jìn)行切換，分時(shí)復(fù)用可當(dāng)5組串口使用；一組高速異步串行通信端口SPI；各種接口擴(kuò)展齊全；一根優(yōu)質(zhì)USB線實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)供電、程序下載、通信功能。方案二：AT89C51AST89C51。AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能CMOS8位微處理器。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容，具有128*8位內(nèi)部RAM、32可編程I/O線、兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、5個(gè)中斷源等 。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，然而它的速度有限。綜合以上方案，選擇方案一。方案一：DHT11。DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測溫元件，并于一個(gè)高性能8位單片機(jī)相連，因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。每個(gè)DHT11傳感器都在極為精準(zhǔn)的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測信號(hào)的處理過程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號(hào)傳輸距離可達(dá)20米以上，使其成為各類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場合的最佳選擇。方案二：SHT11。SHT11是一款高度集成的溫濕度傳感器芯片，采用專利的CMOSens技術(shù)，提供全量程標(biāo)定的數(shù)字輸出，且由于采用了優(yōu)化的集成電路形式使其具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。但是其成本較高。綜合以上二種方案，選擇方案一。 可燃?xì)怏w檢測模塊的論證與選擇方案一：MQ2。MQ2型傳感器對(duì)天然氣、液化石油氣等煙霧有很高的靈敏度，尤其對(duì)烷類煙霧更為敏感,具有良好的重復(fù)性和長期的穩(wěn)定性。初始穩(wěn)定，響應(yīng)時(shí)間短，長時(shí)間工作性能好，有良好的抗干擾性，可準(zhǔn)確排除有刺激性非可燃性煙霧的干擾信息，例如酒精和煙霧等。電路設(shè)計(jì)電壓范圍寬，24V以下均可；加熱電壓5177。有微型AL2O3 陶瓷管、SnO2 敏感層,測量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料或不銹鋼制成的腔體內(nèi)，加熱器為氣敏元件提供了必要的工作條件。封裝好的氣敏元件有6只針狀管腳，其中4個(gè)用于信號(hào)取出，2個(gè)用于提供加熱電流。方案二：MQ6。MQ6氣體傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫(SnO2)。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時(shí)，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增加而增大。使用簡單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。MQ6氣體傳感器對(duì)丙烷、丁烷、液化石油氣的靈敏度高，對(duì)天然氣也有較好的靈敏度。這種傳感器可檢測多種可燃性氣體，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器。MQ6具有信號(hào)輸出指示，具有長期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性、快速的響應(yīng)恢復(fù)特性，工作電壓DC 35V。但是其抗干擾性不高。綜合考慮采用方案一。方案一：GY30。數(shù)字光強(qiáng)度檢測模塊:GY30采用ROHM原裝BH1750FVI，芯片供電電源：35v，光照度范圍：065535 lx，傳感器內(nèi)置16bitAD轉(zhuǎn)換器直接數(shù)字輸出，具有低電流關(guān)機(jī)功能，光譜的范圍是人眼相近， 邏輯輸入接口，無需任何外部零件，光源的依賴性不大（），小測變異(+/ 20%)，受紅外線的影響很小，省略復(fù)雜的計(jì)算，省略標(biāo)定不區(qū)分環(huán)境光源接近于視覺靈敏度的分光特性可對(duì)廣泛的亮度進(jìn)行1勒克斯的高精度測定標(biāo)準(zhǔn)NXP IIC通信協(xié)議模塊內(nèi)部包含通信電平轉(zhuǎn)換，與5v單片機(jī)I/O口直接連接送STC。方案二：APDS9300APDS9300是一款低電壓數(shù)字環(huán)境光照光學(xué)傳感器，可以將光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并直接通I2C接口輸出。每個(gè)器件都配置了一個(gè)寬帶光電二極管（外加紅外線可見）和一個(gè)紅外光電二極管。兩個(gè)集成型ADC將光電二極管電流轉(zhuǎn)換到數(shù)字輸出接口時(shí)即對(duì)每個(gè)通道上的輻射進(jìn)行測量。綜合考慮選擇方案一 無線收發(fā)模塊的論證與選擇方案一：RF1101。電路主要工作在3143868和915MHz的ISM和SRD（短距離）頻率波段。RF1101繼承了一個(gè)高度可配置的調(diào)制解調(diào)器，支持不同的調(diào)制格式，其數(shù)據(jù)傳輸率最高可達(dá)500kbps。~，其靈敏度為110dBm，在所有工作頻率波段上，可編程輸出功率為30~10dBm。方案二：NRF905NRF905由頻率合成器、接受解碼器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器組成，不需要外加聲表濾波器，ShockBurstTM工作模式，自動(dòng)處理字頭和CRC(循環(huán)冗余碼校驗(yàn))，使用SPI接口與微控制器通信，配置非常方便，此外，其功耗非常低，以10dBm的輸出功率發(fā)射時(shí)電流只有11mA,，內(nèi)建空閑模式與關(guān)機(jī)模式，易于實(shí)現(xiàn)節(jié)能。綜合考慮選擇方案二 控制系統(tǒng)的論證與選擇方案一：IAP1
外語相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1