超声水处理系统的规划设计与关键技术研毕业设计论文.docx

本科毕业设计（论文）任务书I、毕业设计（论文）题目： 超声水处理系统的规划设计与关键技术研究 II、毕业设计（论文）工作内容（从综合运用知识、研究方案的设计、研究方法和手段的运用、应用文献资料、数据分析处理、图纸质量、技术或观点创新等方面详细说明）： 本文从可行性的角度出发对超声水处理系统进行规划设计，该系统将实现水质检测到污水处理，无线数据收集到依赖因特网信息发布的功能。课题可分解为流量监测装置、水质检测装置、污水处理装置、无线传感网络、系统核心控制系统以及WEB服务器等子课题进行研究和开发。 本课题及其子课题需要涉及传感器、无线网络、超声流量检测、大功率超声换能器驱动、嵌入式软件开发等众多技术领域。根据课题研究的侧重性，本文将对大功率超声换能器驱动部分所涉及频率合成、功率放大器、换能器调谐匹配网络设计，以及系统核心控制系统所涉及的嵌入式系统软件开发等关键技术展开重点研究。 本设计中，多为模块化的设计和对比，整个设计牵涉到了ATMEGA16单片机、CPLD、ARM9、DDS、MOS管驱动芯片等多种集成IC。内容涵盖了数字电路、模拟电路、EDA技术、.NET编程以及单片机等多门课程，是对大学本科所学知识的总结和检验。 III、进度安排：第1周：定题，查阅资料，分析重难点； 第2周：整理规划设计； 第3～4周：学习嵌入式Linux相关知识，移植嵌入式Liunx和数据库SQLite； 第5周：学习并移植Windows CE，进行串口软件开发； 第6周：设计基于PLL的倍频电路； 第7周：编写基于PLL的倍频电路程序和相关实验； 第8周：学习阻抗匹配的理论知识； 第9周：设计匹配电路； 第10周：设计基于DDS波形发生电路的； 第11周：设计基于CPLD波形发生电路的； 第12周：设计基于MOS驱动芯片和脉冲变压器的功率放大器电路； 第13周：设计基于半桥驱动芯片的功率放大器电路； 第14周：整理实验数据，搭建论文框架； 第15～16周：总结并撰写论文，准备答辩。 IV、主要参考资料： [1].冯若，超声手册，南京大学出版社[2].铃木雅臣，晶体管电路设计，科学出版社[3]. Mark I.Montrose，电磁兼容和印刷电路板理论、设计和布线，人民邮电出版社出版社[4].郭建中，林书玉，郭勇亮，压电换能器匹配电路的优化[5].邱小平，Windows CE6开发经典，电子工业出版社 指导教师： 朱昌平 ， 2010 年 6 月 9 日学生姓名： 李 响 ，专业年级： 06级电子信息工程 系负责人审核意见（从选题是否符合专业培养目标、是否结合科研或工程实际、综合训练程度、内容难度及工作量等方面加以审核）： 系负责人： ， 年 月 日摘 要本课题来源于国家自然科技基金项目：超声、臭氧、紫外协同处理废水的机理与参数优化研究(批准编号和超声水处理反应器的参数优化及机理研究（批准编号。随着世界范围内水污染现状的日趋严重，超声水处理技术作为一种无二次污染、极具发展潜力的新型水处理技术引起了人们的广泛关注。本文以超声水处理为最核心技术，基于作者所在课题组的前期工作，对超声水处理系统进行规划设计，并根据技术领域的不同将其分解若干子题目。论文实现用于超声水处理的功率源，要求输出电功率最大可达100W且可调，频率可调范围为200kHz～500kHz，频率可调步进为当前工作频率的1%。本文通过多种设计方案的理论分析和实验对比，最终确定了采用CPLD的波形产生电路和半桥驱动芯片组成的D类功放为设计方案。论文还设计了易于实现的调谐匹配电路，以提高功放驱动压电超声换能器的效率。论文兼顾作者所在毕业设计团队的技术基础，对团队内涉足较少的嵌入式系统进行了学习，通过多种方案论证研究，确定采用Windows CE作为课题核心控制部分的平台，并完成了该操作系统的移植。论文由八章组成。第一章阐述了课题研究方向的重要性，第二章介绍了课题的总体规划设计，提出了课题关键技术，第三章、第四章分别设计了多种超声功率源的信号产生电路和功率放大器电路，并通过实验总结出各自的特点。第五章介绍了超声换能器的调谐匹配设计。第六章针对印刷电路板中的干扰问题，用电磁兼容(EMC)理论分析了导致不稳定的原因，并在实践的基础上总结了干扰的处理方法。第七章选用并移植了嵌入式操作系统Windows CE。第八章，总结了设计过程中的心得体会，并对系统的功能拓展进行了展望。【关键词】 超声水处理 D类功放 阻抗匹配 电磁兼容性 嵌入式操作系统ABSTRACTThe subject is supported by National Natural Science Foundation of China, Ultrasonic reactor for