(李志鹏)智能排气扇论文开题报告

洛阳理工学院

毕业设计（论文）开题报告

电气工程与自动化系电气工程及其自动化专业课题名称: 智能排气扇系统的软件设计

学生姓名：李志鹏

学号：B10041121

指导教师：曲洪涛

报告日期： 2012年03月01日

1．本课题所涉及的问题在国内（外）的研究现状综述

本研究项目是智能排气扇控制系统，以单片机AT89C51为微控制器,对室内空气的成分，温度等进行检测,采用直流电机的PWM调速，有危险气体报警时，通过红外遥控功能实现对排气扇的电机转速进行控制。

（1）、本课题主要涉及问题：学生通过所做课题,熟悉单片机应用系统开发研制的过程，软硬件设计的工作方法，工作内容，工作步骤以及直流电机PWM调速的工作方法和液晶1602显示原理和红外遥控工作原理。训练正确地应用单片机，培养解决检测与红外控制等领域具体问题的能力。

（2）、国外研究现状：从发展趋势上看，总体的研究方向是提出质量更高的算法和调速方案，以及在考虑成本要求的前提下选择适合这种算法的核心控制器。

（3）、国内研究现状：

国内此类研究也较为成熟，小功率的排气扇多采用PWM调速的直流电机驱动控制，大功率的多采用变频器控制交流电动机。就控制算法来说，国内主要采用的PI控制，精度要求比较高的话采用PID算法控制。

2．本人对课题任务书提出的任务要求及实现预期目标的可行性分析

（1）、任务要求：

1）查找与本研究项目有关的材料。

2）学习直流电机的工作原理及其单片机控制的工作过程。

3）设计直流电机的速度测量电路的设计，电机驱动电路的设计和LCD显示电路、温度传感器DS18B20电路的设计、有毒气体报警电路的设计与单片机的接口等软件电路的设计。

4）结合硬件设计，完成直流电机的测速和控制程序的调试、温度传感器DS18B20的调试、无线通信（红外遥控）功能的调试。

5）对实验与测试结果进行分析。

（2）、可行性分析：

1）研究的必要性：本课题是以远程控制的无线遥控控制方案，设计出远程控制排气扇的直流电机转速的控制系统，本系统适用于有有毒气体不适合人进入的多种场合，增加了对人体安全的保证性。

2）设计原理可行性：该系统采用单片机为核心控制单元，再加上外围的电路和显示电路、有毒气体报警电路等，运用直流电机的PWM调速，并通过无线模块控制实现对电机转速的测量和控制。

3）知识能力的可行性：通过平时所掌握软件设计能力和实际的专业，近几年的大学学习使得我掌握单片机知识，培养扎实了软硬件设计能力，运用所学相关专业知识解决检测与控制领域相关问题，

4）实验条件的可行性：学院具备该方面的实验室与试验测试设备，毕业设计试验器件，并且在老师的精心指导下，按照研究课题设计要求经过设计、调试与测试分析，一定能够按计划完成研究任务的系统设计指标的要求，理论与实际相结合起来

3．本课题需要重点研究的关键问题及解决的思路

（1）、关键问题（包含系统设计指标）：

1)温湿度传感器和空气质量传感器电路的数据采集程序设计；

2)有毒气体报警检测电路的程序设计；

3)电机驱动程序的设计；

4)LCD显示驱动程序的设计。

5)红外遥控程序的设计。

（2）、主要功能模块：

1)电机驱动电路模块：本设计采用目前市场上较容易买到的L298N直流或步进

电机驱动芯片，它采用单片集成塑装，是一个高电压、大电流全双桥驱动器，由标准的TTL电平控制。

2)LCD显示电路与单片机的接口电路模块：1602字符型LCD，能时显示16x02

即32个字符。

3)温湿度检测电路模块：本设计采用DS18B20检测实时温度，DHT11模块检测

湿度。

4)有毒气体报警检测电路：本设计采用的气体传感器为CO气体传感器。（3）、解决思路：

应用所学单片机知识及软硬件设计能力，基于现代新型气体传感器检测空气质量，利用远程无线控制功能和PWM调速方案实现排气扇的电动机的转速的控制，从而解决红外遥控控制等领域具体问题。

4．完成本课题所必须的工作条件（如工具书、实验设备或实验环境条件、某类市场调研、计算机辅助设计条件等等）及解决的办法：

（1）洛阳理工学院电子系单片机实验室。

（2）技术支持：源动力电子网 。

（3）主要参考资料：

1)《单片机C程序设计》谭浩强北京：清华大学出版社 2008

2)《模拟电子技术》张绪光北京：北京大学出版社 2010

3)《数字电子技术》宋卫海杨现德北京大学出版社 2010

4)《传感与检测技术》唐露新北京：北京科技出版社 2006

5)《单片机技术》姜大源王胜元高等教育出版社2005

6)同时参考洛阳理工学院图书馆相关专业参考书