基于单片机的环境监测系统开题报告.doc
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1、本科毕业论文设计开题报告姓 名学 号所在专业电子信息工程论文设计题目基于单片机的环境监测系统选题的目的和意义:随着电子技术的迅猛开展,环境监测的方法也不断改良,尤其是以计算机系统为根底的环境监测手段更加方便、快捷,广泛适用于农业温室控制和日常家庭生活等。随着社会的不断开展,人们对农产品的需求越来越高,传统能也生产方式已经远不能满足社会的需要,而随之诞生的现代农业技术愈来愈受到人们的青睐,温室大棚就是其中一种。我们知道,农作物的生长受到光照、温度、湿度和压强等多重因素的共同作用,而温室可以借助计算机系统模拟植物生长的气候条件,提供最正确的生长环境以防止因外界恶劣气候等不利因素的影响,进而提高农作
2、物的产量。此外,室内空气质量对人们的日常生活也产生了重要影响,适宜的温湿度能给人舒适感,而有害气体的散发却严重损害人体健康。因此,如何控制室内温度、湿度、气压等影响空气质量的因素显得至关重要。而传感器技术的开展为我们解决这个问题找到了突破口,我们可以运用单片机配合传感器实时采集环境数据并进行处理实现自动控制。文献综述国内外研究现状、研究方向、进展情况、存在问题等,并列出所查阅的主要国内外参考文献,要求3000字以上:1、国外研究现状、研究方向及开展趋势国外对于环境监测技术的研究较早,就温室控制而言,始于20世纪70年代。从组合仪表,采集、记录、控制待监测地信息到80年代末的分布式控制系统再到目
3、前正在研发当中的基于计算机的数据采集的综合控制系统。历经四十多年的开展,环境监测测控制技术日新月异,研制自动化、微型化、无人化的智能监测控制系统成为各国追求的目标。在日本,凭借其先进的计算机技术,将各种植物生长发育不同阶段所需要的环境因素编写成计算机程序,对温室环境因素进行相应的调节,当某一因素发生变化时如光照,在计算机的控制之下其他因素如湿度、温度、CO2浓度等随之作出适当的修正或调整,始终保持各个环境因素为最正确配合状态,另外,为实现播种、浇灌、喷药等作业的自动化,日本还研制了蔬菜塑料大棚。在荷兰,花卉生产技术非常先进,借助计算机系统对玻璃温室进行精确控制。由英国伦敦大学农学院创造的温室计
4、算机遥控技术实现了远程监控和控制,可以监测和遥控50km以外温室的温度、湿度、光照和CO2浓度等影响作物生长的环境因素。在蔬菜、花卉等农作物的生长和发育阶段,美国和荷兰还利用差温管理技术对其进行控制,生产出了适合社会需求的产品。韩国在温室安装的自动控制装置可以控制温室的光照等环境因子,但其表现并不尽如人意,人们往往需要依据经验才能实现控制。在现代科技农业的开展过程中,以色列走在了世界的前列,它拥有一体化智能温室控制系统,配套监控系统软件平台及其他先进设备,使其有限的农业资源得到充分发挥。当前,节约能源、降低本钱成为国外开展温室控制的重要目标,对设备的自动化提出更高要求,控制因子由调控单因子转向
5、多因素综合调控。 就室内温室环境监测而言,在早期人们采用实验分析室内环境状况,由于数据分析需要一段时间,所以这种方式实时性较差。随着传感器技术和信息处理技术的开展,室内环境监测的手段步入了一个崭新的时代,监测系统更加智能化,实时性大大提高。2、国内研究现状及研究方向我国研究环境监测系统的起步较晚,就温室控制技术而言,始于20世纪80年代,那时生产水平不高,技术设备比拟落后,对环境监测的研究能力有限,更多的需要从国外引进相关设备,再加上研究经费太高,对使用者的素质要求较高,因此大规模推广使用很难实现。在吸收、借鉴国外先进技术的根底上,我国研究环境监测的相关工程人员逐渐掌握了这种技术。随后,从欧美
6、等国家引进的连栋温室, 把原有的独立单间温室,用科学的手段、合理的设计、优秀的材料将原有的独立单间模式温室连起来,连栋温室是温室的一种升级存在。在当时,工程人员只盲目关注温室设备,对温室管理、栽培技术的挖掘、研究和开发没有给予足够的重视,再加上设备能耗高,管理不善,最终导致企业亏损,甚至倒闭。前车之鉴,“九五初期,我国又从以色列进口温室技术供相关的工程技术人员学习和使用,并在北京建立示范农场。从90年代中后期开始,我国开始自主研制环境控制系统,钻研温室栽培和管理等技术,温室大棚不仅数量增加,而且相关配套设施和材料的质量也有所提升。1995年以后,我国相继研发了温室环境计算机监控系统、工控机管理
7、系统、智能温室系统、和蔬菜大棚监控系统等一列环境监控系统,在温室控制技术上,我国取得了不少成果。3、 研究方向 随着近几年来科学的开展和人们的需要,温湿度监测设备也变得小型、快捷,方便起来。新型数字仪表的开展趋势主要有几个方向:(1) 低电压,低功耗,低价格 在单片机为核心的设计根底上,其大量应用于携带式产品和家电消费类产品以及其应用面广、应用量大,低电压、低功耗和低价格也在很大程度上方便了人们使用。(2) 向高性能和高准确度方向开展 由于集成度的进一步提高,数字技术的出现把模拟仪器的准确度、分辨力与测量速度提高了几个量级,为实现测试自动化打下了良好的根底。计算机的引入,使仪器的功能发生了质的
8、变化,从个别参量的测量转变成测量整个系统的特征参数,从单纯的接受、显示转变为控制、分析、处理、计算与显示输出,从用单个仪器进行测量转变成用测量系统进行测量。(3)高稳定性和高可靠性在各行业的需求量增加及要求不断的提高及仪器仪表和测控系统应用领域的不断扩大,可靠性技术在航天航空、电力、石油化工等大型工程和工业生产中起到维护正常工作的重要作用。保障现场仪器仪表的测控系统正常工作的计量仪器也要求高稳定性和高可靠性。(4)方便携带性计量仪器的应用场合已经不再局限于实验室,户外作业的需求更加迫切。现场校准还是环境保护的现实需求都需要便携式计量仪器。超大规模集成VLSI新器件、微机电系统MEMS、圆片规模
9、集成WSI和多芯片模块MCM等;采用微控技术、微加工技术、微检测技术、微光源、微分光光学系统、微传感器等,使计量仪器产品体积缩小,精度提高成为可能。4、 最新的进展 环境空气质量自动监测系统是基于干法仪器的生产技术、利用定电位电解传感器原理、结合国际上成熟的电子技术和网络通讯技术研制开发出的最新科技产品。该系统符合国家对城市环境空气自动监测系统的各项技术指标要求,国产化程度高,可替代同类进口产品,是开展城市环境空气自动监测的理想仪器。环境空气质量自动监测系统是一套以空气质量监测仪器为核心的自动测控系统。而空气质量监测仪器一般采用湿法和干法两种方式,湿法的测量原理是库仑法和电导法等,需要大量试剂
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