智能自動(dòng)避障小車開(kāi)題報(bào)告.doc

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告題目 智能自動(dòng)避障小車專 業(yè) 名 稱 電子信息工程班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 10040135學(xué) 生 姓 名 王雍赟指 導(dǎo) 教 師 楊焱填 表 日 期 2014 年 2 月 25 日一、 選題的依據(jù)及意義：近年來(lái),我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)得到了迅猛發(fā)展,已成為世界上溫室栽培面積最大的國(guó)家;雖然也從美國(guó)、以色列、荷蘭、澳大利亞、日本等一些農(nóng)業(yè)設(shè)施發(fā)達(dá)國(guó)家引進(jìn)了一些先進(jìn)的成套溫室測(cè)控設(shè)備,但由于其造價(jià)昂貴,并且其設(shè)計(jì)思路不適合我國(guó)的國(guó)情,從而推廣和使用效果并不理想。我國(guó)現(xiàn)有的設(shè)施環(huán)境監(jiān)控儀器設(shè)備以大型監(jiān)控系統(tǒng)為主,這些儀器設(shè)備向用戶傳達(dá)信息的途徑較單一，具有很大的使用局限性；儀器體積較大，且只有專業(yè)技術(shù)人員才能操作，使用攜帶不方便,故障率高,能耗大?？傮w上講,我國(guó)溫室設(shè)施機(jī)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)陋,缺乏配套技術(shù)。針對(duì)現(xiàn)有的溫室環(huán)境控制系統(tǒng)信息獲取準(zhǔn)確性的不足，我們研制出能夠以網(wǎng)絡(luò)化方式實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)溫室內(nèi)植物生長(zhǎng)環(huán)境有關(guān)的多種參數(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，提出需要優(yōu)化布置溫室內(nèi)的傳感器，使獲得的信息能準(zhǔn)確地反映溫室內(nèi)的狀況；需要綜合利用來(lái)自多傳感器的信息，提高測(cè)控系統(tǒng)的性能和減少能源消耗的問(wèn)題。本論文運(yùn)用現(xiàn)代傳感技術(shù)、通訊技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，研制了一套能夠?qū)紵熡缁貎?nèi)溫濕度、光照度以及二氧化碳濃度進(jìn)行良好測(cè)量的裝置，該裝置采用主從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，由下位計(jì)算機(jī)和上位計(jì)算機(jī)構(gòu)成。下位計(jì)算機(jī)以AT89C51單片機(jī)為核心，上位計(jì)算機(jī)則利用無(wú)線傳輸與下位計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊，通過(guò)LCD液晶顯示屏進(jìn)行顯示，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫濕度、光照度以及二氧化碳濃度的顯示、存儲(chǔ)、歷史數(shù)據(jù)的查詢。本論文具體內(nèi)容包括裝置原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及軟硬件設(shè)計(jì)，同時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)該測(cè)量裝置進(jìn)行了標(biāo)定和測(cè)試。恰當(dāng)?shù)亟Y(jié)合了農(nóng)業(yè)、林業(yè)種植和花卉栽培領(lǐng)域的特點(diǎn)，采用了計(jì)算機(jī)技術(shù)和先進(jìn)的數(shù)字溫濕度傳感器技術(shù)，克服了傳統(tǒng)模擬式溫濕度傳感器的不穩(wěn)定、誤差大、容易受干擾、需要定期校準(zhǔn)等嚴(yán)重缺陷，本儀器測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，精度高，運(yùn)行穩(wěn)定，質(zhì)量可靠，在農(nóng)業(yè)溫室大棚、林業(yè)、花卉栽培、糧庫(kù)、倉(cāng)庫(kù)、企業(yè)生產(chǎn)加工等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本系統(tǒng)主要是針對(duì)低技術(shù)能力人員使用而開(kāi)發(fā)的，可滿足城鎮(zhèn)一級(jí)的用戶需求；產(chǎn)品成本低，可大面積推廣應(yīng)用；運(yùn)用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信、MODBUS協(xié)議、LABVIEW等先進(jìn)技術(shù)，保證了產(chǎn)品的先進(jìn)性。因此采這種網(wǎng)絡(luò)化多點(diǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不僅可以滿足育苗大棚的需求，并且還具有一定的推廣價(jià)值。二、 國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)：2.1 國(guó)內(nèi)外研究概況該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)際上就是多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是通過(guò)采集傳感器輸出的模擬信號(hào)并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并進(jìn)行分析、處理、傳輸、顯示和存儲(chǔ)。它起始于20世紀(jì)中期，在過(guò)去的幾十年里，隨著信息領(lǐng)域各種技術(shù)的發(fā)展，在數(shù)據(jù)采集方面的技術(shù)也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，采集數(shù)據(jù)的信息化是目前社會(huì)的發(fā)展主流方向。各種領(lǐng)域都用到了數(shù)據(jù)采集，在石油勘探、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、飛機(jī)飛行、地震數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域已經(jīng)得到應(yīng)用。2.2 發(fā)展趨勢(shì)微電子技術(shù)的一系列成就以及微型計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，不僅為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用開(kāi)拓了廣闊的前進(jìn)，也對(duì)數(shù)據(jù)采集技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了深刻的影響。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。（1） 新型快速、高分辨率的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 部件不斷涌現(xiàn)，大大提高了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能。（2） 高性能單片機(jī)的問(wèn)世和各種數(shù)字信號(hào)處理器的涌現(xiàn)，進(jìn)一步推動(dòng)了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。（3） 智能化傳感器（Smarts nor）的發(fā)展，必將對(duì)今后數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。（4） 與微型機(jī)配套的數(shù)據(jù)采集部件的大量問(wèn)世，大大方便了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域里應(yīng)用并有利于促進(jìn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。（5） 分布式數(shù)據(jù)采集是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。三、研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案：3.1 研究?jī)?nèi)容及要求(1) 采用溫濕度傳感器；(2) 無(wú)線模塊通訊監(jiān)測(cè)、控制3.2 實(shí)驗(yàn)方案下面介紹兩種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案：方案一：采用STC89C52單片機(jī)等廉價(jià)低速的單片機(jī)作為系統(tǒng)的處理器。此設(shè)計(jì)方案的特點(diǎn)是成本低、數(shù)據(jù)采集能力和實(shí)時(shí)性較差，適用于簡(jiǎn)單的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。方案二：采用MSP430單片機(jī)或者DSP等作為系統(tǒng)的處理器。因?yàn)榇祟悊纹瑱C(jī)具有數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)、工作速率快等特點(diǎn)，因而可以用于任務(wù)繁重，實(shí)時(shí)性要求高的系統(tǒng)中，但是其經(jīng)濟(jì)成本也要求較高。結(jié)合本次設(shè)計(jì)要求及實(shí)驗(yàn)條件，以及對(duì)上述兩方案的比較，我們最終采用單片機(jī)STC89C52作為本次設(shè)計(jì)的方案。3.2.1 硬件模塊設(shè)計(jì)本文的主要工作是研究與設(shè)計(jì)一種基于STC89C52的溫濕度濃度的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，使之用于烤煙育苗基地及其他工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面，在實(shí)用中具有非常廣闊的應(yīng)用前景。該測(cè)量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)參數(shù)的實(shí)時(shí)測(cè)量和顯示。系統(tǒng)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分。硬件電路包括單片機(jī)控制芯片、各參數(shù)測(cè)量及顯示電路，軟件部分包括響應(yīng)信號(hào)采集、處理程序及單片機(jī)接口子程序等，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)量溫度和濕度并進(jìn)行顯示。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用單位機(jī)作為處理單元進(jìn)行控制。傳感器負(fù)責(zé)對(duì)外界的信息采集。系統(tǒng)框圖如下圖：控制電路SHT10溫濕度檢測(cè) STC89C52 單片機(jī)液晶顯示屏 STC89C52 單片機(jī)CC1101無(wú)線模塊CC1101無(wú)線模塊液晶顯示屏圖1 系統(tǒng)整體框圖溫度、濕度是本次設(shè)計(jì)所需監(jiān)測(cè)的兩個(gè)被測(cè)量，所以數(shù)據(jù)采集電路是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，其設(shè)計(jì)的好與壞決定了系統(tǒng)能否滿足設(shè)計(jì)要求。而且所設(shè)計(jì)電路的簡(jiǎn)易、可靠、準(zhǔn)確、穩(wěn)定程度也都是必須考慮的問(wèn)題。其中采用先進(jìn)的數(shù)字溫濕度傳感器（SHT10）,方便地實(shí)現(xiàn)溫濕度的連續(xù)采集和存儲(chǔ)。3.2.2 軟件模塊設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能分為主功能模塊和子功能模塊等各部分來(lái)設(shè)計(jì)，它包括了顯示程序、溫濕度采集程序、控制程序、數(shù)據(jù)發(fā)送和接收程序等。中心控制單元MCU軟件流程圖如圖1所示。圖2 軟件流程圖四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度本論文著重以下幾個(gè)方面的研究：(1) 信號(hào)檢測(cè)(信號(hào)包括：溫度、濕度)(2) 液晶顯示；畢 業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作內(nèi)容及完成時(shí)間：（1）第1-3周 資料查詢、制定路線，完成開(kāi)題報(bào)告（2）第4-6周 制作系統(tǒng)硬件控制器電路（3）第9-13周 協(xié)助系統(tǒng)軟件的編制（4）第14-16周 系統(tǒng)整體調(diào)試（5）第17-18周 撰寫(xiě)論文和答辯五、參考文獻(xiàn)1 葉紅梅，李麗敏. 基于單片機(jī)的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).2002，No.42 范紅剛. 51單片機(jī)自學(xué)筆記. 北京航空航天大學(xué)出版社，20093 沙占友. 智能化傳感器原理與應(yīng)用. 北京：電子工業(yè)出版社，2004，99108.4 王琳，商周，王學(xué)偉.數(shù)據(jù)采集的發(fā)展及應(yīng)用. 電測(cè)與儀表，2004，No.4645 張毅剛. MCS-51單片機(jī)原理及應(yīng)用. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004，81946 李玉峰，倪虹霞 MCS-51系列單片機(jī)原理與接口技術(shù). 北京：人民郵電出版社，2004，187216.7 林伸茂. 8051單片機(jī)徹底研究經(jīng)驗(yàn)篇. 北京：人民郵電出版社，2004，714.8 A.Neto,H.Fernandes,A.Duarte, Firesignal-Data acquisition and control system software.FusionEnginnering and Design 82(2007)1358-13649 何希才. 傳感器及其應(yīng)用電路. 北京：電子工業(yè)出版社，2001，3647.10 Intel：MCS-51 Family of Single Chip Mirocomputers Users Manual,1990，39.11 吳金戌，沈慶陽(yáng)，郭庭吉.8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用M.北京：清華大學(xué)出版社，2002.12 高峰，單片微型計(jì)算機(jī)與接口技術(shù)M.北京：科學(xué)出版社，2003.