大创中期检查段金英

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1、西京学院大学生创新创业训练计划中期报告项目名称:基于虚拟仪器的实验室环境监测系统设计申请者:郭向前院系:控制工程学院专业:自动化1301指导教师:段金英职称:讲师西京学院教务处制2016年3月7日项目名称基于虚拟仪器的实验室环境监测系统设计项目所属二级教学单位控制工程学院项目所属一级学科控制工程项目建设时间起始时间：2015年10月完成时间：2016年8月项目负责人及成员姓名班级院（系）联系方式（电话、Email）负责人郭向前自动化1301控制工程学院188292479731241662152@qq.com成员张锐自动化1301控制工程学院18829248716

2、742766569@qq.com周轲晨自动化1301控制工程学院15191918170767769455@qq.com高向荣自动化1301控制工程学院188292501871120761988@qq.com指导教师姓名院（系）行政职务/专业技术职务段金英控制工程学院智能控制团队负责人/讲师一、项目进展情况（包括项目计划的执行、取得的进展、成果以及教师指导等情况的详细总结）本项目正常按照项目计划进行，具体取得的进展如下：1.通过调研、查询资料，和指导老师讨论完成了系统的总体方案设计。实验室环境监测系统组成主要包括数据采集和数据传输两部分。以单片机为核心实现数据采集

3、，并通过串口送计算机进行处理和显示。系统组成如图1所示。（1）传感器的选择：根据设计需要，选择合适的温度传感器和气体浓度传感器。（2）信号调理电路的设计:为了将信号调整到数据采集系统的输入范围，需要对信号进行放大。（3）数据采集系统:数据采集电路一方面接收传感器经过信号调理后送来的信号。另一方面还要把信号输出给计算机，所以可以采用单片机（或数据采集卡）。(4)计算机端件是软件部分的核心，不仅负责采集数据的接收，还要实现对接收的数据进行处理和显示等功能。为了便于程序设计、连接和修改，各功能实行模块化。利用NI公司的LabVIEW进行设计。图1系统组成框图2.完成了

4、系统硬件的选型及硬件电路的设计，主要包括信号采集电路、模数转换电路、单片机外围电路设计，串口通信电路的设计。（1）单片机外围接线电路如图2所示。图2单片机外围接线电路（2）信号采集电路设计如图3、4所示。图3气体信号采集电路图4温度采集电路设计（3）模数转换电路如图5所示。图5模数转换电路(4)排风扇控制电路如图6所示。图6排风扇控制电路3．通过分析控制系统的性能，和指导老师商量确定了软件的设计思路。软件设计主要包括下位机（单片机）程序设计和上位机（PC）程序设计，采用模块化程序设计思想进行设计和调试。根据系统的设计要求，系统软件程序的编写主要采用C51和G语言

5、实现的。（1）下位机软件设计单片机是控制核心，主要完成其本身、A/D转换器的控制、串行通信控制程序的编写。具体程序流程图如图7所示。图7下位机软件流程图（2）初步完成了上位机的界面设计，上位机界面如图8所示。图8上位机界面二、研究过程中的困难及解决办法（分析研究项目未能按计划完成的原因，提出解决办法，明确能否按期完成）研究过程中主要遇到的困难有：1.如何实现2路信号的采集与显示。单路数据的采集比较简单，但是2路数据采集的与显示就有点困难了。遇到这个问题是，我们小组的成员通过到图书馆查资料以及借助网络资源，整合了我们之前所学的单片机的知识，经过不断的尝试，最终解决

6、了这个问题。2.如何设计上位机的界面。由于LabVIEW这门课程我们还没开，指导老师就提前给我们上了这门课，我们通过慢慢的摸索了，基本掌握了设计上位机界面的方法。目前项目进行到了硬件调试阶段，软件调试以及整理文档阶段，按照现在的进度能够按期完成。三、经费使用情况总经费1万元，目前使用了2254.80元，经费使用情况如下：交通费：200元；电子元器件：1254.80元论文版面费：800元项目负责人签字：以上项目内容如无异议，项目组成员签字：导师意见导师签名：年月日专家组意见专家组组长签名：年月日学校意见负责部门盖章：年月日