【正文】 置在－55℃所對應的一個基數(shù)值。 一部分溫度對應值表溫度/℃二進制表示十六進制表示+1250000 0111 1101 000007D0H+850000 0101 0101 00000550H+0000 0001 1001 00000191H+0000 0000 1010 000100A2H+0000 0000 0000 00100008H00000 0000 0000 10000000H1111 1111 1111 0000FFF8H1111 1111 0101 1110FF5EH1111 1110 0110 1111FE6FH551111 1100 1001 0000FC90HDS18B20的測溫原理是這樣的,器件中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給減法計數(shù)器1；高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)器2的脈沖輸入。讀數(shù)據(jù)時低位在先，高位在后，℃／LSB形式表示。當DS18B20接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動轉(zhuǎn)換。64位ROM的結(jié)構(gòu)開始8位是產(chǎn)品類型的編號，接著是每個器件的惟一的序號，共有48位，最后8位是前面56位的CRC檢驗碼。當工作于寄生電源時，此引腳必須接地。當被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源?！S18B20引腳功能詳細描述序號名稱引腳功能描述1GND地信號2DQ數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳。 。DS18B20是常用的溫度傳感器，具有體積小，硬件開銷低，抗干擾能力強，精度高的特點，相比傳統(tǒng)的熱敏電阻制成的溫度傳感器它不需要模數(shù)轉(zhuǎn)換，可以直接讀取出溫度數(shù)據(jù)，并且是以數(shù)字信息讀取到的，具有使用方便的特點。(2)手動復位：手動復位的實現(xiàn)方法是通過開關(guān)動作給RST一個短暫的高電平，開關(guān)與復位電容并聯(lián)后按下開關(guān)復位電容被短路復位電阻上有電流導通使得RST端有了一個暫時的高電平讓單片機復位。 復位電路圖復位電路由按鍵復位和上電復位兩部分組成。當復位電平持續(xù)兩個機器周期以上時復位有效。 復位電路單片機的置位和復位，都是為了把電路初始化到一個確定的狀態(tài)，一般來說，單片機復位電路作用是把一個例如狀態(tài)機初始化到空狀態(tài)，而在單片機內(nèi)部，復位的時候單片機是把一些寄存器以及存儲設(shè)備裝入廠商預設(shè)的一個值。晶振通常與鎖相環(huán)電路配合使用，以提供系統(tǒng)所需的時鐘頻率。通常一個系統(tǒng)共用一個晶振，便于各部分保持同步。晶振用一種能把電能和機械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩。高級的精度更高。 晶振電路單片機系統(tǒng)里都有晶振，在單片機系統(tǒng)里晶振作用非常大，全程叫晶體振蕩器，他結(jié)合單片機內(nèi)部電路產(chǎn)生單片機所需的時鐘頻率，單片機晶振提供的時鐘頻率越高，那么單片機運行速度就越快，單片接的一切指令的執(zhí)行都是建立在單片機晶振提供的時鐘頻率。 電源供電模塊電路圖此最小系統(tǒng)中的電源供電模塊的電源可以通過計算機的USB口供給，也可使用外部穩(wěn)定的5V電源供電模塊供給。(7)ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口（RxD/,TxD/）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片(8)具有EEPROM功能(9)具有看門狗功能(10)共3個16位定時器/計數(shù)器。按照功能，STC89C52的引腳可分為主電源、外接晶體振蕩或振蕩器、多功能I/O口、控制和復位等[7]。STC89C52使用經(jīng)典的MCS51內(nèi)核，但做了很多的改進使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機不具備的功能。根據(jù)多方面的比較，本設(shè)計采用STC89C52單片機。由于其微小的體積和極低的成本，開發(fā)環(huán)境要求較低，軟件資源十分豐富，開發(fā)工具和編程語言也大大簡化，因此被廣泛應用于家用電器、機器人、儀器儀表、工業(yè)控制單元、辦公自動化設(shè)備以及通信產(chǎn)品中，成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中最重要的智能化工具[6]。在單片機實現(xiàn)的控制功能中，需要單片機有較快的運算速度，使檢測人員和用戶在報警器系統(tǒng)正常工作時能夠及時地觀測到實時的溫度值和煙霧濃度等級，并進行相應處理。 單片機最小系統(tǒng)單片機的全稱為單片微型計算機，是嵌入式微控制器（Microcontroller Unit）中最典型的一種，英文中通常會用MCU來表示單片機，單片微控制器也表示單片機[5]。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。另一方面，單片機應用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計思想和設(shè)計方法。相比方案一來講，方案二采用的COMS圖像傳感器雖然獲取數(shù)據(jù)更準確穩(wěn)定一些，但比起溫度煙度傳感器來說成本要高很多，而且考慮到傳感器要布置在無人看守的田地里，采用更廉價的傳感器更現(xiàn)實一些，加上基于FPGA的圖像采集技術(shù)比較復雜，因此選用方案一更貼切實際，而且容易實現(xiàn)。方案二采用圖像傳感器采集環(huán)境信息并應用基于FPGA的硬件電路進行圖像處理獲得環(huán)境信息并實現(xiàn)顯示和報警功能。通過FPGA實現(xiàn)的硬件系統(tǒng)處理速度快而且實時性比較高。 基于FPGA的系統(tǒng)框圖此方案應用CMOS圖像傳感器實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的采集，通過初始化設(shè)置這一模塊來實現(xiàn)圖像傳感器的初始配置。通過采用圖像的邊緣檢測的方法對秸稈焚燒的火焰圖像進行邊緣檢測，根據(jù)邊緣檢測的結(jié)果來判斷是否發(fā)生秸稈焚燒。(2)方案二：基于FPGA的秸稈禁燒圖像監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計本設(shè)計方案主要是采用FPGA來實現(xiàn)秸稈焚燒圖像的檢測方法，首先采用從秸稈焚燒現(xiàn)場所傳回的視頻中按每隔幾幀抽取出一幅圖像，然后通過Matlab軟件讀取出相應的圖像數(shù)據(jù)，再將讀出的圖像數(shù)據(jù)通過FPGA存儲在ROM中。 方案設(shè)計(1)方案一：基于單片機的系統(tǒng)設(shè)計本設(shè)計方案主要由單片機最小系統(tǒng)、顯示電路、按鍵電路、傳感器電路、報警電路、無線數(shù)據(jù)傳輸電路和上位機系統(tǒng)等模塊組成，其中采用STC89C52單片機為主控制系統(tǒng)來控制各模塊并且將各模塊功能組合在一起形成秸稈禁燒無線監(jiān)測系統(tǒng)。(3)異常報警功能，當環(huán)境出現(xiàn)異常(如煙霧濃度過大或是溫度較高)時，能發(fā)出異常報警信號，引起人們注意，盡可能避免事故的發(fā)生。設(shè)計完成的秸稈禁燒無線監(jiān)測系統(tǒng)應該具有以下功能： (1)環(huán)境數(shù)據(jù)實時顯示功能，顯示環(huán)境當前的溫度和煙霧濃度。2 方案論證 設(shè)計要求秸稈禁燒無線監(jiān)測系統(tǒng)是能夠檢測環(huán)境中的溫度和煙霧濃度，并具有報警功能的儀器。本文的第一章主要介紹課題的研究意義，介紹了秸稈禁燒無線監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展狀況。以單片機作為中央處理器，對硬件電路進行設(shè)計和驅(qū)動。報警系統(tǒng)由硬件和軟件兩個部分組成。近些年來，在煙霧選擇性和產(chǎn)品穩(wěn)定性上也有很大進步[4]。 1963年5月，日本成功開發(fā)并完成了第一臺接觸燃燒式家用燃氣泄漏報警器，同年12月將此產(chǎn)品做了改進，改進的報警器可以檢測一氧化碳等可燃氣體，最多應用于家庭廚房中[3]。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計，美國1996年至2002年煙霧傳感器年均增長率為27%～30%。因此，研究煙霧的檢測方法與研制煙霧報警器就成為傳感器技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域的一個重要課題。焚燒秸稈產(chǎn)生的高溫會殺死土壤中的微生物，影響植物對土壤中養(yǎng)分的充分吸收，因而會造成農(nóng)業(yè)收成的嚴重減產(chǎn)，同樣影響農(nóng)作物的質(zhì)量。焚燒秸稈產(chǎn)生大量的煙霧，煙霧彌漫會降低空氣能見度，使司乘人員的可見視野范圍下降，使交通事故的發(fā)生率大大增加。秸稈焚燒，極易引燃周圍的易燃物，尤其是在村莊附近，因施救難度大，一旦引發(fā)火災，后果不堪設(shè)想。根據(jù)研究表明，秸稈焚燒的過程中，產(chǎn)生的二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物會嚴重影響空氣質(zhì)量，使空氣中這三種有害氣體的含量嚴重超標，被污染的空氣會刺激人的眼睛、鼻子和咽喉等器官，使人出現(xiàn)咳嗽、胸悶、流淚等不適，嚴重時可能誘發(fā)支氣管炎等呼吸道病變，對老年人和少年兒童危害最大。秸稈焚燒給我們生活帶來極大危害，應該引起我們高度重視。據(jù)統(tǒng)計，我國目前耕地面積有15億畝，每年產(chǎn)出的農(nóng)作物秸稈多達6億噸，還有甘薯蔓、油菜秸、大豆秸、甘蔗梢、高粱秸、花生秧及殼等農(nóng)作物產(chǎn)出的秸稈都超過千萬噸，而在每年大約有80％的秸稈都被直接焚燒，農(nóng)作物秸稈得不到有效利用反而成為一大公害。盡管這些年來，相關(guān)部門采取了一些措施遏制了秸稈就地焚燒，但這些措施卻未能從根本上消除此類事件的發(fā)生，這一現(xiàn)象在我國的東部地區(qū)更加常見。通常指小麥、水稻、玉米、薯類、油料、棉花、甘蔗和其它農(nóng)作物在收獲籽實后的剩余部分。我們在從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時往往會產(chǎn)生大量的秸稈，這些秸稈將何去何從是我們應該討論并解決的問題。1 研究背景 研究意義眾所周知，我國是一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)村人口占全國的絕大多數(shù)。由于田地面積廣闊，看護和管理也十分不便，這就需要一種有效的手段來實時監(jiān)測田地的情況，并且可以將信息反映給管理者，節(jié)省人力資源。鎮(zhèn)里縣里干著急也沒辦法。白天不讓燒，鄉(xiāng)親們會晚上結(jié)伴點一把火，風高月黑，火勢容易蔓延，人卻不易被抓，而守護的人也睜只眼閉只眼，畢竟都是鄉(xiāng)里鄉(xiāng)親，抬頭不見低頭見，誰也不會為了這禁令得罪人。另外也會在路兩旁掛滿“秸稈還田，利國利民”焚燒秸稈可恥，利用秸稈光榮“之類的橫幅。每次到夏秋收獲的季節(jié)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)里都要把能派出去的干部全撒出去，天天守在田間地頭，禁止鄉(xiāng)民焚燒秸稈。加上近年來對空氣質(zhì)量問題的廣泛關(guān)注，這種可以瞬間讓人窒息的破環(huán)空氣行為，更讓輿論大張撻伐。每年兩次，有些地方還有第三波，年年如此。不過，焚燒秸稈之害雖大，農(nóng)民卻認為離自己較遠；焚燒秸稈之便利雖小，卻能讓農(nóng)民看到眼前的好處、解決其當前的難處。有過親身體驗的人知道，秸稈焚燒后，空氣中彌漫著一股嗆人的味道，叫人喉嚨發(fā)癢，呼吸困難，全身不自在。誰是秸稈焚燒的最大受害者？很明顯，是距離起火點最近的人。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、使用方便、價格低廉、具有一定的實用價值。本課題設(shè)計一個無線監(jiān)測系統(tǒng)，選用STC89C52單片機作為主控芯片，分別用DS18B20溫度傳感器、MQ2煙霧傳感器采集環(huán)境溫度和煙霧濃度，通過STC89C52單片機處理后實現(xiàn)溫度及煙霧濃度顯示、越界報警功能，同時，本課題研究開發(fā)上位機監(jiān)測軟件。 畢業(yè)設(shè)計時間安排： 1—4周：查閱相關(guān)資料，熟悉題目內(nèi)容，掌握設(shè)計原理，提交開題報告； 5—10周：根據(jù)設(shè)計原理，進行相應軟、硬件設(shè)計； 11—12周：完善設(shè)計功能，整理資料并進行結(jié)果測試及分析； 13—14周：畢業(yè)設(shè)計驗收； 15—16周：撰寫、修改、提交畢業(yè)論文，畢業(yè)答辯。陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 畢 業(yè) 論 文 ﹙設(shè) 計﹚題 目 秸稈禁燒無線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn) 畢業(yè)論文﹙設(shè)計﹚任務書院(系) 物理與電信工程學院 專業(yè)班級 通信1102 學生姓名 張 帥 一、畢業(yè)論文﹙設(shè)計﹚題目 秸稈禁燒無線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn) 二、畢業(yè)論文﹙設(shè)計﹚工作自 2014 年 12 月 9 日起至 2015 年 6 月 20 日止三、畢業(yè)論文﹙設(shè)計﹚進行地點: 物 電 學 院 實 驗 室 四、畢業(yè)論文﹙設(shè)計﹚的內(nèi)容要求：本次畢業(yè)設(shè)計要求如下： 設(shè)計一個秸稈禁燒無線監(jiān)測系統(tǒng)，要求： ⑴ 通過基于ZigBee技術(shù)的無線傳感網(wǎng)絡實現(xiàn)農(nóng)田監(jiān)測區(qū)域的溫度/煙度等參數(shù)的數(shù)據(jù)采集； ⑵ 利用現(xiàn)有通信網(wǎng)絡進行遠程數(shù)據(jù)傳輸； ⑶ 編寫一套上位機監(jiān)測中心管理軟件，通過系統(tǒng)對溫度/煙度等環(huán)境參數(shù)采集并傳輸，利用管理軟件對采集數(shù)據(jù)進行分析，以實現(xiàn)農(nóng)田監(jiān)測區(qū)域多個監(jiān)測點數(shù)據(jù)實時獲取、數(shù)據(jù)共享及安全預警功能。 畢業(yè)設(shè)計成果要求： 程序代碼、硬件實物和論文，論文要求計算機打?。ˋ4紙），論文有不少于3000詞的相關(guān)英文中文翻譯。 指 導 教 師 系(教 研 室)