測(cè)溫度研制報(bào)告word版-資料下載頁(yè)
2025-03-23 03:25本頁(yè)面
【正文】 (2)數(shù)據(jù)校驗(yàn):采用CRC校驗(yàn)。(3)單片機(jī)系統(tǒng)為16，上位機(jī)為7。 在串行通信中，一個(gè)重要的指標(biāo)是波特率，它反映了串行通信的速率，也反映了對(duì)傳輸通道的要求。一般異步通信的波特率在 50b/s~9600b/s 之間。由于異步雙方各用自己的時(shí)鐘，要保證捕捉到正確的信息，最好采用較高頻率的時(shí)鐘，一般選擇時(shí)鐘頻率比波特率高16或64倍，若選擇時(shí)鐘頻率低于波特率，則頻率稍有偏差便會(huì)產(chǎn)生接收錯(cuò)誤。上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)后等待下位機(jī)的回應(yīng)，如果下位機(jī)接收正確，則發(fā)送下一條數(shù)據(jù):如果下位機(jī)接收錯(cuò)誤，或者沒(méi)有收到回應(yīng)信息，上位機(jī)重新發(fā)送數(shù)據(jù)，如果重復(fù)發(fā)送三次還沒(méi)有回應(yīng)，系統(tǒng)提醒用戶(hù)通信中斷。 系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的接收采用中斷的方式，即只要計(jì)算機(jī)的緩存區(qū)有數(shù)據(jù)從串口傳過(guò)來(lái)，立即執(zhí)行中斷程序。 溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)工作在惡劣的電磁環(huán)境中，受到各種各樣的電磁干擾。而數(shù)據(jù)采集是整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的第一個(gè)環(huán)節(jié)，它能否正常工作對(duì)整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)起著決定性的作用。溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在垃圾處理廠(chǎng)中屬弱點(diǎn)設(shè)備，抗干擾能力較弱。因此，如果不加防范，電磁干擾會(huì)嚴(yán)重地干擾系統(tǒng)工作，甚至造成電路擊穿損壞，形成永久性故障。下面就從電磁干擾的產(chǎn)生、對(duì)電磁干擾的抑制和提高單片機(jī)自身可靠性三個(gè)方面論述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)。 電氣設(shè)備工作時(shí)，在接收的信號(hào)中，除了接收有用的信號(hào)之外，還夾雜著一些無(wú)用的信號(hào)這種無(wú)用且不規(guī)則變化的信號(hào)— “噪聲”，外部噪聲對(duì)電氣設(shè)備的干擾幾乎都是通過(guò)傳導(dǎo)耦合和空間耦合兩種方式實(shí)現(xiàn)的。本設(shè)計(jì)采用了如下的抗干擾措施:數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)電源來(lái)自工頻交流線(xiàn)路，外部噪聲傳導(dǎo)耦合是主要噪聲來(lái)源，因此如何抑制來(lái)自電源系統(tǒng)的干擾就成為提高系統(tǒng)抗干擾性能的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。首先是對(duì)系統(tǒng)浪涌沖擊干擾的抑制，浪涌沖擊變化快、時(shí)間短、功率大，因而危害性大。對(duì)浪涌沖擊一般可采用吸收其能量和瞬時(shí)短路干擾噪聲的辦法。由于壓敏電阻和瞬變抑制二極管具有瞬間短路放電的性能，因此被用來(lái)抑制線(xiàn)路大電流沖擊。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)要正常工作,首先應(yīng)正確無(wú)誤地檢測(cè)到被測(cè)信號(hào)。若信號(hào)受到嚴(yán)重干擾，導(dǎo)致信號(hào)難以辨識(shí)，在一些干擾嚴(yán)重的場(chǎng)合，微弱的信號(hào)甚至?xí)谎蜎](méi)于干擾之中。為了獲得真實(shí)信號(hào)，采取如下措施:首先是提高信號(hào)幅值，從抑制傳輸干擾的角度看，提高信號(hào)幅值是一種簡(jiǎn)單而有效的方法。提高信號(hào)幅值就提高了“信噪比”，因而增強(qiáng)了信號(hào)在傳輸過(guò)程中的抗干擾能力，為此數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件上人為地將信號(hào)進(jìn)行前期放大?？臻g藕合主要是通過(guò)“場(chǎng)”的耦合形式對(duì)前端機(jī)形成干擾，因此抑制干擾的措施應(yīng)放在對(duì)“場(chǎng)”的隔離上，場(chǎng)的隔離采用屏蔽的方法。屏蔽的實(shí)質(zhì)是通過(guò)屏蔽物體對(duì)外來(lái)的電磁干擾進(jìn)行吸收或反射以防止噪聲侵害電氣設(shè)備。用導(dǎo)電性能良好的金屬導(dǎo)體制成的屏蔽體適用于電場(chǎng)的屏蔽，用高導(dǎo)磁材料制成的屏蔽體適用于磁場(chǎng)屏蔽。1． 信號(hào)線(xiàn)的屏蔽措施為了防止“干擾噪聲”通過(guò)空間藕合方式侵入信號(hào)線(xiàn)傳輸線(xiàn)必須選用雙絞屏蔽線(xiàn)。屏蔽層采用一點(diǎn)接地的方式，采用 雙 絞 屏蔽線(xiàn)是因?yàn)殡p絞線(xiàn)相互絞合，在導(dǎo)線(xiàn)上會(huì)產(chǎn)生相反的電動(dòng)勢(shì)，因此對(duì)外部干擾磁通的抑制較強(qiáng)。特別對(duì)低頻信號(hào)的傳輸，雙絞屏蔽線(xiàn)的屏蔽效果比較好。2． 電源的屏蔽措施由于本系統(tǒng)裝置的電源使用的是由交流電源變壓器變壓、整流、穩(wěn)壓后得到直流。所以對(duì)電源的屏蔽包括兩個(gè)部分，交流市電是低頻信號(hào)，一般可選用普通屏蔽線(xiàn)或雙絞屏蔽線(xiàn)作為電源進(jìn)線(xiàn)。對(duì)于電源變壓器(自設(shè)計(jì)的電抗器)的屏蔽，普通電源變壓器的一次繞組與二次繞組間雖然是絕緣的，然而，對(duì)干擾的抑制卻微乎甚微。這是由于它的一次側(cè)和二次側(cè)靠得很近，很多部位存在分布電容，交流電中的噪聲將通過(guò)分布電容藕合到二次側(cè)。本章主要詳細(xì)論述了數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)情況。據(jù)采集系統(tǒng)工作環(huán)境比較復(fù)雜，其工作電源的設(shè)計(jì)安全可靠顯得更為重要。同時(shí)詳細(xì)論述了微處理器MSP430F149和無(wú)線(xiàn)收發(fā)芯片CC1100的特點(diǎn)，及其在本系統(tǒng)中的具體應(yīng)用方式及其抗干擾設(shè)計(jì)。 第五章 系統(tǒng)誤差1）基本誤差 將測(cè)試溫度平穩(wěn)地按增大和減小方向，測(cè)量各點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度，計(jì)算出各點(diǎn)誤差。其最大值即為基本誤差。試驗(yàn)點(diǎn)一般應(yīng)至少包括應(yīng)用范圍0、25％、50％、75％、100％這5個(gè)點(diǎn)。測(cè)量?jī)x表基本誤差限應(yīng)小于被測(cè)基本誤差限的1/4。我們采用鉑電阻溫度計(jì)，作為測(cè)量?jī)x器。我們選擇20度、30度、45度、60度、80度，五個(gè)溫度點(diǎn)作為測(cè)量點(diǎn)，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為：理論測(cè)量點(diǎn)20℃30℃45℃60℃80℃實(shí)測(cè)值℃℃℃℃176。℃176。偏差℃℃℃℃℃以上結(jié)果說(shuō)明，ADC線(xiàn)性度較好。誤差可以通過(guò)修正進(jìn)一步減小。 下表為實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)理論測(cè)量點(diǎn)20米40米60米80米100米發(fā)送位數(shù)1024010240102401024010240接收到位數(shù)1024010240102401024010240錯(cuò)誤位數(shù)122071102誤碼率176。176。%%1% 從無(wú)碼率看，主要原因是由CC1100的路徑衰減引起的。結(jié) 論本文設(shè)計(jì)了由溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(無(wú)線(xiàn)終端下位機(jī))和溫度數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)(上位機(jī))組成的溫度監(jiān)測(cè)無(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置，上位機(jī)與下位機(jī)為一對(duì)多關(guān)系。溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通道聯(lián)系，分別以單片機(jī)MSP430為控制核心，采用CC1100實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)無(wú)線(xiàn)收發(fā)功能。本文的主要工作如下:1. 綜述了堆肥發(fā)酵中溫度監(jiān)控的重要性及溫度的測(cè)量方法。2. 完成了溫度傳感器的選型，CPU的選型，射頻收發(fā)模塊的選型。3． 完成了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)了溫度監(jiān)控系統(tǒng)的電源電路、測(cè)溫電路、數(shù)據(jù)無(wú)線(xiàn)傳輸電路以及通信接口電路等構(gòu)成系統(tǒng)的所有電路。4. 制定數(shù)據(jù)無(wú)線(xiàn)傳輸通信協(xié)議，編制構(gòu)成本溫度測(cè)量裝置的程序，并對(duì)各部分電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
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