一、一种高性能便携式PIC单片机湿度检测仪的研制(论文文献综述)
张天卿[1](2021)在《井周超声成像测井仪井下控制处理电路设计与实现》文中进行了进一步梳理石油作为一种不可再生的重要工业原料,在当今的工业和社会发展上具有着举足轻重的作用,保障和提高石油的勘测开采能力,对推动工业经济发展和维护社会稳定都具有着重要的意义。随着与日俱增的石油需求总量和开采强度,结构多孔、渗出率高的整装砂岩石油储藏越发难以寻求,因此,研发勘测能力更强、精准度更优、效率更高的高性能测井仪器以应对结构更复杂、测井难度更大的潜在油气储层勘测,成为各大油气勘测开采公司的关注重点。超声成像测井技术是在信息技术、电视成像技术和计算机技术等多学科科学技术发展基础上产生的新兴测井技术,是当今石油测井领域的重要分支之一。超声成像测井技术基于超声换能器技术和声波传输反射物理原理,可以通过提取超声回波关键信息以成像图的形式直观反映井壁裂缝和孔洞的储藏发育情况,具有成像分辨率高、测井信息反映直观、可靠性高等优点。本文主要对井周超声成像测井仪井下控制处理电路的硬件电路设计和主控制器软件程序设计进行论述。首先介绍论文的研究背景和课题意义,总结国内外超声成像测井技术的发展情况和研究现状,并从井周超声成像测井仪总体结构和运用的超声成像测井原理对仪器系统进行介绍。之后针对井下控制处理电路的设计指标和功能定位进行需求分析,并据此提出井下控制处理电路的总体结构设计方案和仪器工作流程规划。根据总体结构设计的硬件电路模块划分,本文重点论述各硬件功能模块的电路设计和实现情况,解释各电路模块功能实现、设计思路和工作原理。软件程序设计根据硬件功能模块设计和仪器功能需求定位,重点论述主控制器PIC单片机的用户测试程序交互通信、上位机指令解析处理、程控放大模块自动增益控制等软件程序的设计实现情况,此外还将介绍PIC在线下载程序升级功能原理和FPGA关于信号调理采集模拟通道时变增益模块的控制程序设计和实现情况。最后,本文将从实验室单板调试和井下测试仪器系统联调测试两个方面,对井下控制处理电路的功能、性能进行分析,论证各项功能的实现情况,并简要介绍调试过程中遇到的关键问题和解决方案。实验室单板调试结果和实际测试环境下的系统联调测试结果表明,井周超声成像测井仪井下控制处理电路能够满足现阶段各项设计要求。
万培[2](2020)在《便携式ABI检测系统的设计与实现》文中提出我国是全球糖尿病人数最多的国家,糖尿病患者容易发生各类血管病变疾病。动脉硬化检测不仅有助于发现早期动脉硬化,对各种涉及血管病变的老年性系统性疾病的预后判断都显示出重要的指导价值。本文综合国内外动脉硬化检测仪器的研究现状,针对复杂情况下的动脉硬化检测和未来家庭医疗普及的需求,设计了一套简便、灵敏、无创和可重复性高的踝臂指数(ABI)检测系统。首先,调研了便携式ABI检测系统中涉及的主要理论与方法,包括便携式ABI检测系统整体设计方案、提取脉搏波信息的光电容积方法。基于此,设计了一种基于端到端神经网络的血压估计算法,利用Physionet的重症监护多参数智能监测(MIMIC)I数据库,验证了该算法可以达到血压检测的医用标准。然后,本文在系统整体设计方案的基础上对便携式ABI检测系统进行模块化设计。系统通过反射式光电脉搏波传感器采集人体体征数据,将收集的数据传给系统的微控制器,微控制器运用检测算法对返回的数据进行处理,通信模块和上位机分别负责数据的传输和显示,最后根据各个模块的功能完成了元器件选型与硬件电路设计。最后,基于实验室开发的APP,在中国人民解放军总医院对所设计的便携式ABI检测系统的进行了应用测试。结果表明,系统可以支持比较稳定的24小时的连续测量,血压和ABI的总体测量准确度分别达到了93.77%和92.82%。结果表明该便携式ABI检测系统在测量稳定性和测量准确度初步达到预期目的,具有可靠的性能和临床意义。
杜鹏昊[3](2020)在《BOTDR高性能微波光子调制解调技术的研究》文中认为基于自发布里渊散射的布里渊光时域反射计(BOTDR)可以同时对光纤沿途的温度和应力进行测量,且测量距离可达百公里以上,在桥梁建筑、油气管道、高压输电线路等大型基础设施健康监测领域有显着优势。在BOTDR传感系统中,背向布里渊散射光信号是非常微弱的,这对信号调制解调技术均提出了很高的要求。为了提高BOTDR传感系统的性能,在信号调制方面,通常利用外调制器将激光器发出的连续光调制成高消光比探测脉冲光以提高背向散射信号的信噪比。在信号解调方面,为了提高背向布里渊散射信号强度,通常采用自外差相干探测方法。但是直接将本地参考光与背向布里渊散射光相干,得到信号的中心频率高达11 GHz左右,不利于信号的采集和处理。一种可行的方法是借助外调制器改变参考光频率,降低相干信号带宽以减小数据采集和处理的难度。无论是探测脉冲光合成还是背向散射光解调,通常选择电光调制器(EOM)作为外调制器,通过X波段的微波电信号与光信号相互作用实现调制解调功能。但是EOM由于其双臂干涉结构原因,初始相位差对环境温度和振动敏感,长期工作时会发生工作点漂移,导致探测脉冲光消光比下降和参考光移频效率降低,且EOM自身消光有限,严重影响BOTDR传感系统的测量精度和系统稳定性。针对上述问题,本文对BOTDR系统中高消光比脉冲调制方法和参考光移频方法进行了深入研究,一方面,提出了基于锁相放大器和同步光开关的高稳定性电光调制器工作点锁定技术,使用同步光开关替代现有方法中的耦合器,消除了脉冲光对锁定精度的影响,同时进一步提高了脉冲光的消光比。另一方面,提出了基于交流光探测电路的相位锁定技术,对传统基于锁相放大器的EOM工作点锁定方法中光探测电路进行改进,使用交流光探测电路只检测用于工作点锁定的扰动信号,提高工作点锁定精度。基于上述技术,本文研制了高消光比探测脉冲光调制模块和高效率参考光频率调制模块,测试了调制解调模块的性能并和传统方法进行对比。使用本文所研制的高消光比探测脉冲光调制模块,探测脉冲光的消光比可达52.7 d B,且在4小时内波动小于±1 d B。使用本文所研制的高效率参考光频率调制模块,所调制参考光载波抑制比可达32 d B,且在4小时内波动小于±0.75 d B,使用本文研制的调制解调模块对现有BOTDR进行升级,使得在46.81 km传感光纤尾端,BOTDR系统在空间分辨率为20 m时测温最大误差由2.9℃减小至0.9℃。实验证明本文所研制的高消光比探测脉冲光调制模块和高效率参考光频率调制模块有利于BOTDR系统性能提升。
白辰睿,张俊宁,吕程序,马明,周利明,韦崇峰[4](2018)在《基于温-湿-CO融合传感的棉垛阴燃预警系统设计》文中提出棉花是关系国计民生的战略物资,同时棉纤维是各类天然纤维中最具燃烧危险性的一种。依据籽棉垛内部阴燃起火机理,分析选定棉垛火情预警监控要素;研制了基于多传感阵列的籽棉垛温湿度、CO浓度实时监测的阴燃预警与火情防控设备;基于LabVIEW开发了移动电脑上位机数据监控程序。试验证明,系统可以实时监测不规则棉垛内部的温湿度及CO气体信息态,可以为评定棉垛内部状态以及判定棉垛阴燃安全状态提供重要依据。
丁欣[5](2017)在《基于超声波相位差法的氢气检测仪设计》文中指出氢气作为一种无污染的高效清洁能源和重要的化工原料,广泛应用于航空航天、核电站、核潜艇、汽车和化工领域等。然而氢气也是一种易燃易爆的气体,在常温常压下,当所占空气体积比例达到4%以上时极易发生爆炸。目前国内外的氢气检测仪普遍采用的是催化式传感器,而这类传感器普遍存在长期稳定性差、功耗高、寿命短等问题,无法在恶劣环境中使用。为保障氢气在工业生产过程中安全使用,本文研制出一套高性能的氢气检测系统,对于国民经济领域甚至国防领域具有重要意义。针对现有氢气检测技术普遍存在的问题,本文提出了一种新型检测方法――超声波相位差法。由于氢气的声速与其他气体的声速具有显着差别,利用此特性便可准确地检测出气体中的氢气浓度,并排除其他气体的干扰。本文采用测量通道和参考通道的双通道设计,巧妙地将超声波速度差转化为相位差,用测得的相位差变化来反映气体浓度的变化,提高了测量精度,同时也消除了环境温度对零点的影响;采用数字温度传感器进行灵敏度补偿,拓展了传感器的工作温度范围,减少了外界环境对测量精度的干扰。本文进行了氢气检测仪的测量模块和主模块的硬件电路设计,完成了检测仪的软件设计。采用完成的检测仪样机进行了氢气浓度实测并进行了误差分析,实验结果表明本设计克服了其它氢气检测仪的主要缺点,实现了氢气快速、高精度、低功耗、低成本检测。由于敏感元件工作于常温状态,具有连续工作的长期稳定性,具有极高的经济价值和实用价值。
张佳佳[6](2014)在《肺癌气体检测气路设计》文中研究说明目前,肺癌是一种危害生命健康的主要疾病。近些年,随着国内空气质量的不断下降,我国肺癌发病率呈现明显的上升趋势,WHO更是预测到2025年中国将成为世界肺癌第一大国。肺癌的早期诊断可以大大提高治愈率,目前,临床上缺乏快速、低成本的肺癌早期诊断筛查设备。基于生化传感器技术的呼出气体诊断灵敏度高、响应速度快、价格便宜、结构简单、易于小型化,且完全无创,具有很好地应用前景。人体呼出气体包含生理代谢产物,有研究证明呼出气体中部分挥发性有机气体(VOCs)与肺癌有关,可作为肺癌检测的标志物,肺癌标志物检测最大的困难在于肺癌患者呼出气体中VOCs含量小(仅为PPb数量级)。进行肺癌气体检测需要对患者呼出气体进行采集,并对其中的VOCs加以浓缩以提高其浓度,便于传感器识别。基于生化传感器技术的呼出气体检测本质上是一种化学反应,需要对反应条件(即待测气体物理状态)进行控制。肺癌呼出气体诊断是近几年才兴起的一种检测方法,目前还没有相应的肺癌呼出气体采集、标志物浓缩及物理条件标准化控制的装置。有鉴于此,本文旨在提供一套可自动的对肺癌患者呼出气体进行采集、目标物富集、较精确温湿度控制的气路系统。为肺癌呼出气体检测设备的临床应用与开发提供相对独立的气流控制及前处理模块。本文的工作主要有以下方面:一、分析基于生化传感器肺癌呼出气体检测的过程,总结检测系统设计要求和课题组现有气体检测系统的欠缺,创新性地设计出一套结构简单、功能全面的气路系统。以呼出气体中VOCs富集模块为中心,创造性地提出多层循环的设计思路。分析目标物浓缩与检测过程,简化气路设计,在保障功能的前提下设计出了包括“富集循环”与“检测循环”的气路系统。该气路可自动地对肺癌患者呼出气体进行采集、目标物富集、较精确温度湿度控制,来保证所采集的气体与生化传感器相对一致的反应条件。二、由于采用的生化传感器灵敏度很高,杂质气体会对检测结果造成影响,所以,气路系统及反应气室要求具有较好的气密性。针对现有气体检测系统中反应气室密闭性不够的缺点,对其进行了气密性优化设计。三、根据肺癌呼出气体检测系统的功能需求,设计了上下位机的总体结构。以ARM作为上位机进行图像采集、图像处理、结果分析和整体控制,以PIC16F877A作为下位机完成气路控制。针对气路系统中下位机和外围设备不同的动作和功能要求,设计并加工完成包括电源模块、储气模块、气泵与电磁阀控制模块、温控模块、温湿度监测模块和通信模块等在内的一整套硬件系统。按照检测流程,在MPLAB软件环境下设计下位机各个模块控制程序和主控程序。四、对系统中各个模块进行功能测试,测试各个模块的工作性能及主要参数。配置以苯作为目标物的实验气体,验证气路系统的目标物浓缩效果。本文的主要创新点有:以呼出气体中VOCs富集模块为中心,创造性地提出多层循环的设计思路,设计出一套结构简单、功能全面的气路系统。在文章的最后,总结本文的主要工作,为系统的后续完善和发展提出了自己的意见。
刘树海[7](2013)在《基于电化学传感器的便携式H2S检测仪的研究与设计》文中指出本文设计了一种基于电化学式传感器的便携式H2S气体浓度检测仪。能够在接触到微量的H2S气体时,通过电化学传感器检测出的气体浓度。本设计中的硬件核心处理器采用的是STC12C5A60S2,其有着功耗低,运算速率高,抗干扰能力强等优点。气体反应传感器采用电化学式H2S气敏传感器ME3,用来采集气体信号,通过I/V转换,而后经过放大电路放大,输入给A/D,经A/D转换后送给单片机处理,通过按键和OLED(有机发光二极管)显示屏进行操控和显示。本设计中的软件部分的编写言简意赅,采用简洁的语句,从而减小了CPU的负担。软件方面有显示程序,ADC模数转换模拟时序程序,辅助模块驱动程序,按键程序以及数值计算程序。经过实践的证明,本设计的H2S检测仪能够实时,有效,准确的对气体浓度进行测量,满足了良好的功能需求。
任德志[8](2012)在《便携式红外吸收型甲烷检测仪的研究与设计》文中认为在我国新农村建设的进程中,能源问题近年来成为一个较突出的问题。沼气能源作为一种清洁无污染的生物能源,成为农村能源建设的首选。最近几年我国在沼气项目及配套沼气服务体系的建设上取得了一定的进展。而在沼气技术服务体系中,沼气浓度的检测是判断和排除沼气池故障的重要手段,因此沼气检测方法的探讨和检测仪器的研制十分必要。本课题旨在研究出适用于农村沼气池的甲烷检测仪,功能包括甲烷气体浓度和环境温度检测并能实现声光报警,仪器包括气体分析装置和信号处理装置。主要工作如下:(1)分析了甲烷检测仪在沼气服务体系中的应用,明确了研究的对象,确定了以红外光谱吸收为原理的红外甲烷检测方法。根据农村沼气检测的具体要求,明确了红外甲烷检测仪的具体功能和参数。(2)简要介绍了红外甲烷检测仪的基本原理。选用了IR715红外灯和PYD212红外热释电红外探测器作为检测仪传感器的激励光源和信号接收装置。根据红外检测甲烷的基本原理,设计了适用于便携式仪器的密封气室。(3)选取了MSP430F149作为仪器的微处理器。设计了光源调制电路对红外光进行调制。设计了信号调理电路对探测器输出信号进行放大滤波处理。根据密封气室的特点,为仪器设计了微型气泵装置。硬件电路还包括键盘电路、温度检测电路和液晶显示电路。(4)对仪器软件功能模块进行了设计。程序编译环境为IAR Embedded Workbench IDE,用C语言编写。程序的设计包括光源调制程序设计、采样程序设计、继电器延时程序设计、温度检测程序设计和键盘功能程序设计。(5)通过标定实验得到红外传感器输出值与气体浓度的关系曲线,并拟合成具体方程式。将得到的方程式写入到单片机中,作为仪器测量甲烷气体的计算公式。然后对仪器进行了误差分析和参数分析。通过实验研制出了红外吸收型甲烷检测仪,该仪器能够相对准确的检测甲烷气体浓度,测量范围为[1000ppm,100%],满量程精度达到±8.11%FS,响应时间为3秒。
王美滋[9](2011)在《基于PIC16F1937单片机的矿井便携式甲烷浓度测定仪》文中进行了进一步梳理瓦斯的爆炸属于煤矿的重大灾害之一,深重地威胁着煤矿的安全生产。甲烷气体是瓦斯中主要的成分,因此如果能够适时而且准确地检测出甲烷气体的含量在煤矿的安全生产过程中具有非常重要的意义。当矿井中的瓦斯的浓度达到一定值的时候就可能会引起瓦斯的爆炸,造成了煤矿瓦斯事故的发生,给我们的国家造成了人员的伤亡以及巨大的财产损失,更使得无数遇难的矿工家庭陷入了绝境,所以准确地检测出煤矿生产中的甲烷气体的浓度具有极其重要的意义。测定仪器当甲烷的浓度达到限定值的时候能够及时地发出声光报警的信号,以便于人们立刻采取有效的安全措施,可以有效地防止爆炸以及发生重大灾害。针对传统的气体检测设备因为体积大、成本高、携带不方便而且经常需要校准等的一些缺点已经不能满足工业生产的需要,本文设计了一种便携式甲烷浓度的测定仪,它能够非常便捷地检测出甲烷气体的浓度。整个系统具有体积小、结构简单、成本低、灵敏度高而且也比较容易操作、使用寿命比较长等的特点。本文设计了一种基于PIC16F1937单片机的矿井便携式甲烷浓度测定仪,采用了高性能运算放大电路来对小信号进行放大的操作,由PIC16F1937单片机来完成对信号的采集以及处理,除了能够显示测量的浓度、发出声光报警信号的基本功能以外,而且还具有显示时间以及显示温度等的功能,实用价值是比较强的。采用了LED数码管能够实时地显示甲烷的浓度值,当被测气体中甲烷气体的浓度超过设定的数值的时候,将会发出声光报警的信号。实验结果表明该测定仪的灵敏度以及测量精度比较高,并且具有操作方便、实时地检测以及数据处理能力比较强、稳定性比较高、防爆性能比较好、响应速度比较快等的特点,也可以推广应用到检测其他气体的系统。针对煤矿工作环境是比较恶劣的,本文所设计的智能型的便携式甲烷浓度检测仪在关键的部分应该采取防水防尘的措施。因为它是基于便携式地设计,尺寸比较小,所以它能够安装在煤矿工人随身携带的装备上来进行实时地测定甲烷气体的浓度。本文首先引出了本课题的研究背景、研究现状以及现实选题的意义。其次分析和提出了系统总体的设计方案,接下来设计了基于PIC16F1937单片机的矿井便携式甲烷浓度测定仪的硬件电路,主要包括甲烷气体传感器、单片机处理和控制电路、显示电路、声光报警电路以及系统的电源电路等。然后设计了基于PIC16F1937单片机的矿井便携式甲烷浓度测定仪的软件程序以及进行了上位机的软件设计。接下来设计了一些实验方案,进行了对比性实验、重复性实验、交叉灵敏度实验、稳定度实验,给出了一些实验数据,并且对系统的误差进行了分析,使它能够比较好地应用于矿井现场实时地测量甲烷气体的浓度。本论文最后总结了所做的工作,并且介绍了基于PIC16F1937单片机的矿井便携式甲烷浓度测定仪的创新点以及未来发展的趋势。
柏兴洪[10](2011)在《基于ARM9的嵌入式气体检测系统硬件平台的设计及研究》文中指出工业发展所带来的污染越来越严重,尤其是以气体污染对人类的健康危害最为严重。同时,室内装修等引起的“室内空气污染”给人们带来的疾病正引起各个国家的高度重视。空气污染对人体健康危害很大,易引起呼吸道疾病,例如高浓的度污染可造成急性中毒或者死亡,长时期的低浓度污染会导致慢性支气管炎、肺癌、肺气肿及支气管哮喘等病症,有些污染物还损害肺的血色素的输氧机能和换气机能。因此对有毒有害气体进行定期、快速、有效的检测显得极为重要。本文在综合分析了国内外气体传感检测技术的基础之上,根据化学阵列传感指纹特性原理,利用嵌入式ARM-Linux技术,提出了一种能实现快速、痕量、高准确性检测的便携式有毒有害气体检测仪。本文设计的气体检测仪是密闭式气体检测系统,气体采集模块将待测有毒有害气体泵入反应气室,通过触摸界面控制摄像头采集其和气室中化学传感阵列芯片的反应图像信息,经过S3C2440处理后,获取待测毒气的信息并进行显示和可选择性存储。本文主要研究了检测系统的软硬件设计部分,完成了以下几个方面的研究工作:1.根据毒气检测的实际需求,基于模块化的设计思路,采用上下位机结合的方式,设计了检测仪整体硬件电路。上位机以嵌入式ARM9(S3C2440A)为核心,设计了图像采集模块、LCD触摸显示模块、存储模块、串行通信模块及电源模块等;下位机以PIC16F877为MCU核心,设计了气体采样模块、条件监控模块、光照模块、通信模块等。通过上下位机的协作完成毒气的检测。2.完成了嵌入式ARM-Linux开发平台搭建和开发环境的建立,引导程序编写及内核裁剪,设计了驱动程序及部分的应用软件;在MPLAB 8.0环境下完成下位机驱动程序的编写和调试。3.完成上下位机的联机调试,根据毒气检测仪的技术指标和硬件设备外部特性,采用AUTOCAD设计该仪器的组装模型图,并实际完成了设备组装和调试。4.对检测设备进行了部分典型气体的检测,掌握了仪器的使用方法和实验条件的调控,积累了经验,通过大量的实验,验证了仪器的有效性。5.运用气体检测设备对庚醛、氨气、苯、对二甲苯、氯气、二氧化硫等进行了测试,并对图像数据进行了分析,证明了检测结果的有效识别性。最后总结了自己的研究工作,并提出气体检测设备下一步可完善之处。
二、一种高性能便携式PIC单片机湿度检测仪的研制(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种高性能便携式PIC单片机湿度检测仪的研制(论文提纲范文)
(1)井周超声成像测井仪井下控制处理电路设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 井周超声成像测井技术课题研究背景和意义 |
1.2 国内外研究现状与发展进程 |
1.3 本文的主要工作及结构安排 |
第二章 井周超声成像测井仪井下控制处理电路总体设计 |
2.1 井周超声成像测井仪概述 |
2.1.1 井周超声成像测井仪器结构 |
2.1.2 井周超声成像测井仪器工作原理 |
2.2 井下控制处理电路需求分析 |
2.3 井下控制处理电路总体结构设计 |
2.4 井下控制处理电路工作流程设计 |
2.5 本章小结 |
第三章 井下控制处理电路硬件设计与实现 |
3.1 主控制器及其外围电路设计与实现 |
3.1.1 主控制器芯片选型 |
3.1.2 主控制器外围电路设计 |
3.2 机械同步信号整形电路设计与实现 |
3.3 EDIB通信通道电路设计与实现 |
3.4 信号调理采集通道电路设计与实现 |
3.4.1 多路选通电路设计 |
3.4.2 程控放大模块电路设计 |
3.4.3 时变增益模块电路设计 |
3.4.4 带通滤波电路设计 |
3.4.5 差分放大驱动电路设计 |
3.4.6 模数转换电路设计 |
3.5 辅助信息监测电路设计 |
3.6 电源电路设计与实现 |
3.7 本章小结 |
第四章 井下控制处理电路软件设计与实现 |
4.1 PIC通信程序设计与实现 |
4.2 PIC指令解析程序设计与实现 |
4.3 程控放大模块控制程序设计与实现 |
4.3.1 档位指令控制程序 |
4.3.2 自动增益控制程序 |
4.4 辅助信息监测程序设计与实现 |
4.4.1 板上内温监测程序 |
4.4.2 仪器外温监测程序 |
4.4.3 发射高压监测程序 |
4.5 FPGA时变增益模块控制程序设计 |
4.6 PIC在线下载引导程序 |
4.7 本章小结 |
第五章 测试与实验结果及分析 |
5.1 井下控制处理电路单板软硬件测试与分析 |
5.1.1 单板软硬件测试准备与环境 |
5.1.2 PMP总线传输测试 |
5.1.3 信号调理采集通道性能测试与分析 |
5.1.4 发射采集流程测试 |
5.1.5 辅助信息监测模块测试 |
5.2 井周超声成像测井仪系统联调测试与分析 |
5.2.1 系统联调测试准备与环境 |
5.2.2 地面系统挂接通信测试与分析 |
5.2.3 机械同步信号整形性能测试与分析 |
5.2.4 仪器系统水槽成像测试与分析 |
5.3 本章小结 |
第六章 结束语 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的成果 |
(2)便携式ABI检测系统的设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 论文选题与研究意义 |
1.2 动脉硬化检测技术 |
1.2.1 四肢动脉造影 |
1.2.2 四肢血管超声诊断 |
1.2.3 磁共振血管成像(MRA) |
1.2.4 踝臂指数(ABI)检测法 |
1.3 国内外研究现状分析及存在问题 |
1.4 论文的研究目的与内容 |
第2章 便携式ABI检测原理及血压算法的设计 |
2.1 便携式ABI检测系统功能模块设计 |
2.2 光电容积脉搏波的提取方法 |
2.3 基于脉搏波的血压检测算法的实现 |
2.3.1 数据收集和预处理 |
2.3.2 基于端到端神经网络的连续血压估计 |
2.3.3 血压估计模型的评估 |
2.3.4 血压估计模型的总结 |
2.4 本章小结 |
第3章 系统的硬件与结构设计 |
3.1 硬件总体设计 |
3.2 微控制器 |
3.2.1 微控制器芯片选型 |
3.2.2 微控制器电路设计 |
3.3 电源管理模块 |
3.4 蓝牙模块 |
3.4.1 蓝牙技术介绍 |
3.4.2 蓝牙芯片选型 |
3.4.3 蓝牙模块电路设计 |
3.5 脉搏波传感电路 |
3.6 硬件PCB设计 |
3.7 本章小结 |
第4章 便携式ABI检测系统的实现 |
4.1 系统模式管理 |
4.2 MAIN主程序 |
4.3 基于Android系统的APP显示 |
4.3.1 安卓系统及开发环境 |
4.3.2 基于蓝牙数据接收APP的设计 |
4.4 使用方法 |
4.5 系统的性能测试及结果分析 |
4.5.1 系统的功耗实验和蓝牙连接实验的设计与分析 |
4.5.2 系统的测量准确性实验设计与分析 |
4.5.3 系统的测量稳定性实验设计与分析 |
4.6 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 工作总结 |
5.2 工作展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
(3)BOTDR高性能微波光子调制解调技术的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景与意义 |
1.2 BOTDR调制解调技术研究现状 |
1.2.1 BOTDR系统中脉冲光调制技术研究现状 |
1.2.2 BOTDR系统中散射光解调技术研究现状 |
1.3 本论文主要工作 |
第二章 BOTDR系统原理及EOM工作点控制方法 |
2.1 BOTDR系统的工作原理 |
2.2 脉冲消光比对BOTDR系统性能的影响 |
2.3 参考光调制效率对BOTDR系统性能的影响 |
2.4 常见调制器工作原理及特点 |
2.5 EOM工作点控制原理 |
2.5.1 EOM脉冲光调制工作原理 |
2.5.2 EOM光频率调制工作原理 |
2.6 EOM工作点控制方法 |
2.6.1 常见EOM工作点控制方法 |
2.6.2 基于锁相放大器的EOM工作点锁定方法工作原理 |
2.7 本章小结 |
第三章 高性能微波光子调制解调模块软硬件设计 |
3.1 高性能微波光子调制解调模块硬件设计 |
3.1.1 高消光比探测脉冲光调制模块结构设计 |
3.1.2 高效率参考光频率调制模块结构设计 |
3.2 高消光比探测脉冲光调制模块硬件结构 |
3.2.1 PIC单片机 |
3.2.2 锁相放大器 |
3.2.3 DDS正弦信号发生电路 |
3.2.4 数模转换电路 |
3.2.5 衰减器和加法器电路 |
3.2.6 光探测电路 |
3.2.7 脉冲延时及脉宽调制电路 |
3.3 高效率参考光频率调制模块硬件结构 |
3.4 高消光比探测脉冲光调制模块软件设计 |
3.5 高性能参考光频率调制模块软件设计 |
3.6 本章小结 |
第四章 高性能微波光子调制解调模块实验结果及分析 |
4.1 高消光比探测脉冲光调制模块性能测试 |
4.2 高效率参考光频率调制模块性能测试 |
4.3 高性能调制解调模块对BOTDR系统性能提升研究 |
4.4 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的成果 |
致谢 |
(4)基于温-湿-CO融合传感的棉垛阴燃预警系统设计(论文提纲范文)
0 引言 |
1 棉垛阴燃机理 |
2 便携式棉垛火情监测系统总体设计 |
3 监测系统硬件设计 |
3.1 检测模块 |
3.1.1 CO浓度检测模块 |
3.1.2 温湿度检测模块 |
3.2 USB-CAN适配模块 |
3.3 上位机接收与显示模块 |
4 测试与试验 |
4.1 传感器测试 |
4.1.1 CO浓度传感器测试 |
4.1.2 温度传感器测试 |
4.1.3 湿度传感器测试 |
4.2 火情监测试验 |
5 结论 |
(5)基于超声波相位差法的氢气检测仪设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及意义 |
1.2 课题相关领域发展状况 |
1.3 课题来源及主要研究内容 |
第2章 超声波氢气检测仪总体方案设计 |
2.1 技术指标要求 |
2.2 整体设计方案设计 |
2.3 测量模块方案设计 |
2.3.1 超声波检测原理及传感器结构 |
2.3.2 超声波传感器功能分析 |
2.4 主模块方案设计 |
2.5 单片机选型 |
2.6 本章小结 |
第3章 超声波检测理论分析 |
3.1 声速的影响因素 |
3.2 超声波相位差法氢气检测原理分析 |
3.3 本章小结 |
第4章 氢气检测仪的硬件电路设计 |
4.1 测量模块电路设计 |
4.1.1 测量模块单片机电路 |
4.1.2 超声波传感器驱动电路 |
4.1.3 超声波信号放大电路 |
4.1.4 检相电路 |
4.1.5 DS18B20测温电路 |
4.2 主模块电路设计 |
4.2.1 主模块单片机电路 |
4.2.2 系统电源电路设计 |
4.2.3 红外接收电路 |
4.2.4 显示电路 |
4.2.5 报警电路 |
4.2.6 标准频率输出及连接故障报警电路 |
4.3 本章小结 |
第5章 系统软件设计 |
5.1 系统软件设计概述 |
5.2 主程序设计 |
5.3 红外解码程序设计 |
5.3.1 NEC协议 |
5.3.2 红外遥控流程图 |
5.4 标定程序设计 |
5.5 数据处理程序设计 |
5.6 测温程序设计 |
5.6.1 DS18B20传感器时序简介 |
5.6.2 测温模块设计 |
5.7 数据存储程序设计 |
5.8 本章小结 |
第6章 系统测试与误差分析 |
6.1 系统调试 |
6.2 系统测试 |
6.3 误差分析 |
6.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(6)肺癌气体检测气路设计(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 肺癌危害及现状 |
1.1.2 常规肺癌检测方法 |
1.2 呼出气体检测现状 |
1.2.1 呼出气体检测的发展 |
1.2.2 肺癌呼出气体检测的发展 |
1.3 肺癌呼出气体检测装置 |
1.4 本文的研究目的及主要研究内容 |
1.4.1 本文的研究目的 |
1.4.2 本文的主要研究内容 |
2 气路结构设计 |
2.1 设计要求 |
2.2 总体设计思想 |
2.3 气路系统设计 |
2.3.1 采用气缸储气的气路系统设计 |
2.3.2 采用气袋储气的气路系统设计 |
2.4 反应气室密闭性优化 |
3 气路系统硬件结构及电路设计 |
3.1 系统总体硬件及电路设计 |
3.2 上下位机选型 |
3.2.1 下位机选型 |
3.2.2 上位机选型 |
3.3 电源模块 |
3.3.1 电源总体设计 |
3.3.2 电源电路设计 |
3.4 前端储气气缸 |
3.4.1 整体结构设计 |
3.4.2 主要器件选型 |
3.4.3 实际设计电路 |
3.5 气泵及电磁阀驱动控制 |
3.5.1 气泵的选型与控制 |
3.5.2 电磁阀选型及驱动控制 |
3.6 温度控制模块 |
3.6.1 温控模块机械设计 |
3.6.2 温控模块控制电路设计 |
3.7 反应条件监测模块 |
3.8 上下位机通信模块 |
3.9 本章小节 |
4 控制软件程序设计 |
4.1 系统总体软件设计 |
4.2 储气模块程序设计 |
4.3 气泵控制程序设计 |
4.4 反应条件监测程序设计 |
4.5 温度控制模块 |
4.5.1 温度检测程序设计 |
4.5.2 加热功率控制程序设计 |
4.6 本章小节 |
5 系统测试 |
5.1 硬件模块测试 |
5.1.1 电源模块 |
5.1.2 气泵流量控制测试 |
5.1.3 热电偶驱动电路效果测试 |
5.1.4 温控模块效果测试 |
5.1.5 温湿度检测效果测试 |
5.1.6 气压检测效果测试 |
5.1.7 通信模块功能测试 |
5.2 目标物浓缩效果测试 |
6 结论与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
A.作者在攻读硕士学位期间的科研成果 |
B.作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目 |
(7)基于电化学传感器的便携式H2S检测仪的研究与设计(论文提纲范文)
内容提要 |
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究意义 |
1.2 国内外进展 |
1.3 研究的目的 |
1.4 本论文的主要内容 |
第二章 H_2S 检测仪的系统设计 |
2.1 电化学式传感器工作原理 |
2.1.1 电化学传感器 |
2.1.2 电化学反应过程 |
2.2 ME3 传感器的性能指标 |
2.3 H_2S 检测仪的整体方案 |
2.3.1 H_2S 检测仪组成简介 |
2.3.2 H_2S 检测仪系统框图 |
第三章 H_2S 检测仪的硬件设计 |
3.1 STC12C5A60S2 单片机 |
3.1.1 STC12C5A60S2 |
3.1.2 STC12C5A60S2 的内部构造 |
3.1.3 STC12C5A60S2 的特点 |
3.1.4 为何采用 STC12C5A60S2 |
3.2 电源及串口电路 |
3.2.1 延时按键开关机电路 |
3.2.2 电源供电电路设计 |
3.2.3 程序下载及串口通讯 |
3.3 传感器的接口电路 |
3.3.1 传感器接口电路设计 |
3.3.2 信号处理及放大电路 |
3.4 传感器控制及显示电路 |
3.4.1 按键电路 |
3.4.2 OLED 显示电路 |
3.4.3 DS18B20 温度传感器 |
3.4.4 DH11 湿度传感器模块 |
3.4.5 DS1302 时间芯片 |
3.5 检测仪整体实物显示效果 |
第四章 系统软件设计 |
4.1 软件开发环境 |
4.2 软件设计的整体概况 |
4.3 A/D 转换及软件设计 |
4.3.1 ADC 模数转换 MAX187 介绍 |
4.3.2 MAX187 程序设计 |
4.4 按键及显示程序设计 |
4.4.1 按键程序设计 |
4.4.2 OLED 显示程序设计 |
4.5 数据处理算法 |
4.6 实验测试 |
第五章 总结 |
参考文献 |
作者简介 |
致谢 |
(8)便携式红外吸收型甲烷检测仪的研究与设计(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景和研究意义 |
1.2 农村沼气检测简介 |
1.2.1 甲烷检测仪在农村沼气检测中的应用 |
1.2.2 农村沼气浓度检测常用方法 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 国外相关技术研究现状 |
1.3.2 国内相关技术研究现状 |
1.4 本文主要研究内容 |
1.4.1 本课题的研究目标 |
1.4.2 本课题的研究内容 |
1.5 技术路线 |
第二章 检测原理及检测方法 |
2.1 分子光谱理论 |
2.1.1 分子能级 |
2.1.2 分子红外光谱的形成 |
2.2 红外光谱吸收检测原理 |
2.2.1 甲烷气体红外吸收峰的选择 |
2.2.2 朗伯比尔定律 |
2.2.3 红外甲烷传感器检测甲烷浓度原理 |
2.3 本章小结 |
第三章 检测装置的研究与设计 |
3.1 红外探测器的选型 |
3.1.1 红外探测器的分类及其对比 |
3.1.2 红外探测器PYD212性能分析 |
3.2 红外光源选型 |
3.2.1 红外光源的分类及其对比 |
3.2.2 红外灯IR715性能分析 |
3.3 密封气室的设计 |
3.4 本章小结 |
第四章 检测仪的硬件电路设计 |
4.1 总体设计 |
4.2 单片机电路的设计 |
4.2.1 单片机型号对比分析 |
4.2.2 MSP430F149简介 |
4.2.3 MSP430F149电路设计 |
4.3 气体分析电路设计 |
4.3.1 光源驱动电路设计 |
4.3.2 微型气泵电路设计 |
4.4 信号处理电路设计 |
4.4.1 放大滤波电路设计 |
4.4.2 温度检测电路设计 |
4.4.3 液晶显示电路设计 |
4.4.4 键盘电路设计 |
4.4.5 声光报警电路设计 |
4.5 检测仪电源设计 |
4.6 本章小结 |
第五章 检测仪的软件模块设计 |
5.1 主程序设计 |
5.2 光源调制程序设计 |
5.3 采样程序设计 |
5.4 继电器延时程序设计 |
5.5 温度检测程序设计 |
5.6 键盘功能程序设计 |
5.7 本章小结 |
第六章 试验设计 |
6.1 样本甲烷气体的制取 |
6.1.1 纯净甲烷气体的制取 |
6.1.2 标准浓度甲烷的配置 |
6.2 仪器参数的标定 |
6.2.1 标定方法及其原理 |
6.2.2 数据分析及其处理 |
6.3 仪器参数分析 |
6.3.1 误差分析 |
6.3.2 参数分析 |
6.4 本章小结 |
第七章 总结与建议 |
7.1 总结 |
7.2 建议 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间发表的论文及研究成果 |
(9)基于PIC16F1937单片机的矿井便携式甲烷浓度测定仪(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题的研究背景 |
1.2 甲烷浓度测定仪的研究现状及其发展趋势 |
1.3 论文的研究意义和内容 |
1.4 论文的结构安排 |
1.5 本章小结 |
第二章 基于PIC16F1937单片机的矿井便携式甲烷浓度测定仪的总体设计方案 |
2.1 系统的总体设计方案 |
2.2 主要功能模块的选型 |
2.2.1 主控芯片的选型 |
2.2.2 实时时钟芯片的选型 |
2.2.3 甲烷浓度传感器的选型 |
2.2.4 温度传感器的选型 |
2.2.5 运算放大器的选型 |
2.2.6 LED数码管的选型 |
2.2.7 串行通信的选型 |
2.3 本章小结 |
第三章 基于PIC16F1937单片机的矿井便携式甲烷浓度测定仪的硬件设计 |
3.1 主控芯片 |
3.2 甲烷传感器数据采集模块 |
3.3 PIC16F1937单片机控制电路 |
3.3.1 中央处理器 |
3.3.2 存储器 |
3.3.3 复位 |
3.3.4 中断 |
3.3.5 I/O接口 |
3.3.6 振荡器模块 |
3.3.7 模数转换模块 |
3.3.8 比较器模块 |
3.3.9 定时/计数器 |
3.3.10 串行接口 |
3.4 电源电路 |
3.5 TLC27L4ID高性能运算放大器 |
3.6 晶振电路 |
3.7 DS1302实时时钟电路 |
3.8 DS18B20温度传感器 |
3.9 声光报警电路 |
3.10 LED数码管 |
3.11 键盘电路 |
3.12 在线串行编程ICSP模块 |
3.13 串行口电路设计 |
3.14 本系统的PCB图设计 |
3.15 本章小结 |
第四章 基于PIC16F1937单片机的矿井便携式甲烷浓度测定仪的软件设计 |
4.1 主程序设计 |
4.2 DS18B20的软件设计 |
4.3 DS1302的软件设计 |
4.4 模数转换的软件设计 |
4.5 浓度显示的软件设计 |
4.6 按键的软件设计 |
4.7 串行通信程序 |
4.8 上位机软件设计 |
4.8.1 上位机软件功能的分析 |
4.8.2 上位机主界面软件功能的设计 |
4.8.3 上位机采集模块软件功能的设计 |
4.8.4 上位机数据查询模块软件功能的设计 |
4.9 软件抗干扰设计以及低功耗设计 |
4.10 本章小结 |
第五章 系统的实验与总结 |
5.1 系统的实验 |
5.1.1 标准值与实际显示值对比的实验 |
5.1.2 重复性实验 |
5.1.3 交叉灵敏度实验 |
5.1.4 稳定度测定实验 |
5.2 系统的实验总结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 本论文的工作总结 |
6.2 课题的创新点 |
6.3 工作展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
攻读硕士学位期间已发表和录用的学术论文 |
(10)基于ARM9的嵌入式气体检测系统硬件平台的设计及研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 气体检测技术现状 |
1.3 气体传感器现状 |
1.4 嵌入式技术 |
1.4.1 嵌入式系统概念及特征 |
1.4.2 嵌入式简介 |
1.4.3 嵌入式处理器 |
1.4.4 嵌入式操作系统 |
1.5 本文所做主要工作 |
1.5.1 课题学术及实用意义 |
1.5.2 本文所做主要工作 |
2 检测系统硬件平台开发设计 |
2.1 系统硬件总体设计 |
2.2 嵌入式上位机系统 |
2.2.1 嵌入式处理器选型 |
2.2.2 最小化系统设计 |
2.2.3 图像采集模块 |
2.2.4 图像显示模块 |
2.2.5 图像存储模块 |
2.2.6 串行通信模块 |
2.2.7 电源模块设计 |
2.3 微控制下位机系统 |
2.3.1 气路采样模块 |
2.3.2 条件监控模块 |
2.3.3 光照模块设计 |
2.3.4 通信模块设计 |
2.3.5 散热模块设计 |
2.4 本章小结 |
3 检测系统软件开发设计 |
3.1 嵌入式上位机系统 |
3.1.1 开发环境建立 |
3.1.2 引导程序分析 |
3.1.3 Linux 内核移植 |
3.1.4 设备驱动程序设计 |
3.1.5 USB 摄像头驱动程序 |
3.1.6 LCD 触摸屏程序 |
3.1.7 SD 驱动程序 |
3.1.8 UART 串口驱动程序 |
3.2 单片机下位机系统 |
3.2.1 下位机控制流程 |
3.2.2 气泵调速驱动 |
3.2.3 温度监控驱动 |
3.2.4 湿度、流量监控驱动 |
3.3 本章小结 |
4 系统调试与测评 |
4.1 系统测试方案 |
4.1.1 系统测试平台 |
4.1.2 系统各模块测试 |
4.1.3 系统组装测试 |
4.2 系统总体测试 |
4.3 数据分析 |
4.4 本章小结 |
5 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
A:作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录 |
B:专利申请 |
C:参加的科研项目 |
四、一种高性能便携式PIC单片机湿度检测仪的研制(论文参考文献)
- [1]井周超声成像测井仪井下控制处理电路设计与实现[D]. 张天卿. 电子科技大学, 2021(01)
- [2]便携式ABI检测系统的设计与实现[D]. 万培. 太原理工大学, 2020(07)
- [3]BOTDR高性能微波光子调制解调技术的研究[D]. 杜鹏昊. 南京大学, 2020(02)
- [4]基于温-湿-CO融合传感的棉垛阴燃预警系统设计[J]. 白辰睿,张俊宁,吕程序,马明,周利明,韦崇峰. 农业工程, 2018(06)
- [5]基于超声波相位差法的氢气检测仪设计[D]. 丁欣. 哈尔滨理工大学, 2017(05)
- [6]肺癌气体检测气路设计[D]. 张佳佳. 重庆大学, 2014(01)
- [7]基于电化学传感器的便携式H2S检测仪的研究与设计[D]. 刘树海. 吉林大学, 2013(08)
- [8]便携式红外吸收型甲烷检测仪的研究与设计[D]. 任德志. 南京农业大学, 2012(01)
- [9]基于PIC16F1937单片机的矿井便携式甲烷浓度测定仪[D]. 王美滋. 太原理工大学, 2011(08)
- [10]基于ARM9的嵌入式气体检测系统硬件平台的设计及研究[D]. 柏兴洪. 重庆大学, 2011(01)