湖泊水质检测智能机器人的设计.docVIP

毕业论文（设计） 题 目： 完 成 人： 班 级： 学 制： 专 业： 指导教师： 目 录 摘要： （） （2） 1水的重要性 （2） 2中国水环境的现状 （2） （1）水质检测的简介 （3） （2）水质检测的重要性 （3） （3）水质的指标及检测方法 （3） 3湖泊检测智能机器人的系统概述 （4） 4硬件总体设计 （4） 二 水质检测的因素 （4） 1一般水质监测的因素 （4） 2电子设备检测的因素 （5） 3水质与水的导电率的相互关系 （5） 三 系统设计要求及总体设计要求 （6） 1 系统设计要求 （6） 2 系统设计的总体设计方案 （6） 四 系统各组成单元方案设计与论证 （7） 1 电阻检测模块方案论证 （7） 2 温度传感器方案的选择 （8） 3液通信模块方案选择 （9） 五 系统硬件电路设计 （10） 1 AT8951单片机及其他器件的功能介绍及原理 （10） （1）单片机功能简介 （10） （2）本系统采用的单片最小系统原理图 （12） 2 DS18B20温度传感器的简介 （12） （1）DS18B20基本知识 （12） （2） DS18B20的引脚介绍 （13） （3） DS18B20的使用方法 （13） （4）本系统所使用的DS18B20电路 （14） 3 NE555简介及应用 （15） （1）NE555基本知识 （15） （2）NE555内部结构及引脚说明 （15） （3）本系统使用的NE555电路 （16） （4）本系统所使用的NE555电路的工作原理 （16） 4 RS485的电路图 （16） 5 字符液晶1602 （17） 6电源模块设计 （17） 六 系统软件设计 （18） 1程序设计 （18） 2系统主程序流程图 （19） 七 测试方案与测试结果 （19） 1调试方法 （19） 2电导率的检测 （19） 3水温的检测 （20） 结束语 （21） 致谢语 （22） 参 考 文 献 （22） 附录1 （24） 附录2 主要程序 （25） 湖泊水质检测智能机器人的设计 摘要： 四 系统各组成单元方案设计与论证 1 电阻检测模块方案论证 相位测量方案的关键问题是电阻测量方法的选择： 方案一：串联分压原理 图4-1 串联电路原理图 依据串联电路的分压原理可以得知，电压和电阻的串联电路是成正比的。通过测量RX和R0上的电压。由公式 方案二：利用５５５构成单稳态的方案 图4-3 555定时器构成单稳态 依据555定时器形成单稳态，发生脉冲波形，由单片机读取高低电平得出频率，经由公式换算得到电阻值。由 得到公式： 上面所说的两种方案从对测量精度要求这方面来说，第一个的测量精度太低，相比之下，还是第二个比较符合要求。因为是经过单片机读取转变，精确度会有显著提高。因此本设计选择了第二个方案。 2 温度传感器方案的选择 随着现在科学技术的发展，传感器的应用越来越普遍。温度传感器是检测温度的元器件，它的类别最多，应用最广泛，发展速度也是比较快的。温度传感器根据它输出信号模式的不同，划分为逻辑输出式、数字式、模拟式三类温度传感器。 方案一：在许多应用中，这种设计不需要严格的测量温度值，只在乎温度是否超过所设定范围，一旦温度超过规定范围，则发出报警信号，启动或关闭，空调风机，加热器或其它控制装置。然后你可以使用逻辑输出温度传感器。集成温度控制器、MAX6501-MAX6504，是典型的代表。根据设计要求，本设计不适合使用这种传感器。 方案二：因为传统的模拟温度传感器，热电偶，热电阻和RTDS等对温度监测，在一定温度范围内线性不太好，需要冷端补偿或补偿导线，热惯性大，响应时间慢，所以市场上已经很少见到。与集成模拟温度传感器相对比，具有灵敏度高，线性度好，响应时间短等优点。它将驱动电路，信号处理电路和逻辑控制电路集成在一个芯片上，使其实际尺寸小，使用方便。模拟温度传感器是常用的的是LM3911、LM335、LM45、AD22103电压输出型。该系统的缺点是模拟信号转换为数字信号的接口电路将占用多条微机控制/数据线。使微机扩展功能受到限制；并且在温度检测点范围分布广的系统中，模拟信号要用远距离传输，信号比较容易失真，抗干扰能力差。所以不采用此方案。 方案三：如果用数字接口的温度传感器，设计问题可以简化。直接输出数字测温信号，不仅节省了大量的计算机数据/控制线，并且也可以不使用A/D转换，放大，滤波电路等电路，在远距离传输信号过程中不容易失真，抗干扰能力强，所以本设计采用数字温度传感器。 DS18B20是由美国DALLAS公司生产的一种自带编码的单线数字温度传感器，可把温度信号直接转换成数字信号。每片包含一个唯一的64位序列