UV能量和温度无线监测系统的设计

论文摘要

紫外线(UV)应用领域越来越广泛,例如应用于MEMS器件封装的UV固化技术,应用于印刷行业的UV油墨,以及应用于废水生物处理中的UV诱变技术等。这些应用都需要测量UV能量值也就是UV的照度值,以及其他的一些环境参数例如环境温度,才能更有效的利用紫外线。本文应用传感技术、计算机技术和通信技术,设计了一种能够进行历史数据存储的UV能量和温度监测系统。系统由监测终端和监测中心组成,系统在监测终端采用MSP430F425单片机作为终端的核心处理器,系统设计了基于紫外线照度传感器G5842、铂电阻Pt100和双运放LM358组成的UV探测器和温度探测器进行采用信号采集。系统选用无线数传模块JZ862A进行远端监测,能够实时监测UV能量和温度。在数据通讯中,系统采用了工控行业常用的Modbus协议。系统中除了应用Modbus固有的功能码外和自行编写了的用户自定义功能码实现系统的多种控制功能。在历史数据存储中,系统采用Ramtron公司的1M位非易失性铁电存储器FM24V10,通过12C总线存取历史数据。系统应用USB桥接芯片PL2303设计USB模块,可以直接与PC机连接进行单一节点监测,解决了笔记本没有串口的问题。此外还可以进行RS232接口或RS485串口通讯,进行多点监测。监控软件采用VC6.0编写,应用MSComm、MMCI、MSFlexGrid、Tab Control等控件和Microsoft Office2003的EXCEL的相关类,使系统可实现通信、报警、数据存储、历史数据查询等功能。系统能够实现对UV能量、温度参数的在线监测和历史数据存储,实时数据可以在液晶屏和PC机上显示。当环境参数达到预设的报警值时能够及时播放报警音乐。并且系统有低压检测功能,当系统电源电压低于电压阀值3.4V时,系统将会低压预警,避免了由于供电不足造成的系统运行不正常。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内外温度检测技术
• 1.2.2 国内外紫外线能量检测技术
• 1.3 本文的主要研究内容
• 第2章 系统的总体方案设计
• 2.1 系统设计要求分析
• 2.1.1 监测系统设计原则
• 2.1.2 系统的功能
• 2.1.3 主要技术指标
• 2.2 系统设计方案
• 2.2.1 系统结构整体设计
• 2.2.2 系统硬件设计方案
• 2.2.3 系统软件设计方案
• 2.3 本章小结
• 第3章 系统硬件设计
• 3.1 UV探测器
• 3.2 温度探测器
• 3.3 USB模块
• 3.4 数据存储模块
• 3.5 微控制器模块
• 3.6 无线数传模块
• 3.7 电源模块
• 3.8 本章小结
• 第4章 系统软件设计
• 4.1 Modbus协议设计
• 4.2 监测终端软件设计
• 4.2.1 数据采集模块
• 4.2.2 历史数据记录模块
• 4.2.3 主处理模块和其他模块
• 4.3 监控中心应用软件设计
• 4.3.1 切换视图的实现
• 4.3.2 参数设定视图的实现
• 4.3.3 标定和查询视图的实现
• 4.3.4 报警功能和实时时间显示的实现
• 4.4 本章小结
• 第5章 系统调试与运行结果
• 5.1 系统的硬件调试
• 5.1.1 探测器的调试
• 5.1.2 无线数传模块的调试
• 5.2 系统的软件调试
• 5.2.1 监控终端的软件调试
• 5.2.2 监控中心的软件调试
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢