基于強(qiáng)電磁干擾下的中頻電源爐溫?zé)o線測試儀的研制-大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目申報(bào)書

PAGE學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目申報(bào)書項(xiàng)目名稱 基于強(qiáng)電磁干擾下的中頻電源爐溫?zé)o線測試儀的研制項(xiàng)目類型 （）創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目（）創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目（√）創(chuàng)業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 指導(dǎo)教師 申報(bào)日期 學(xué)院教務(wù)處項(xiàng)目名稱基于強(qiáng)電磁干擾下的中頻電源爐溫?zé)o線測試儀的研制項(xiàng)目起止時(shí)間4月至2016年4月負(fù)責(zé)人姓名年級學(xué)院學(xué)號(hào)聯(lián)系電話E-mail大三物理與電子工程學(xué)院731項(xiàng)目組成員大三物理與電子工程學(xué)院21大二物理與電子工程學(xué)院1指導(dǎo)教師姓名職務(wù)/職稱教授所在單位物理與電子工程學(xué)院聯(lián)系電話E-mail校外導(dǎo)師姓名職務(wù)/職稱所在單位聯(lián)系電話E-mail一、項(xiàng)目簡介（200字左右）湖北省是金屬冶煉大省，特別是襄陽市，現(xiàn)有中頻電源生產(chǎn)公司達(dá)10家左右，是全國冶煉設(shè)備—中頻電源生產(chǎn)集中之地，產(chǎn)值達(dá)3.5億左右。為了進(jìn)一步提高中頻電源的智能化，增強(qiáng)襄陽中頻電源在全國的競爭力，擴(kuò)大市場占有率，為襄陽的經(jīng)濟(jì)騰飛助一臂之力。因此，開發(fā)智能無線中頻電源爐溫測試儀意義重大。中頻電源爐溫在1000℃-2000℃之間，爐溫的高低直接決定鑄件產(chǎn)品的質(zhì)量，因此爐溫的精確控制與否決定了產(chǎn)品的合格率的高低。紅外溫度傳感器的電源采用線圈感應(yīng)供電方式，而中頻電源工作環(huán)境惡劣，需要系統(tǒng)有較強(qiáng)的電磁兼容能力，同時(shí)顯示電路與測量電路相距較遠(yuǎn)。為此，本中頻電源爐溫?zé)o線測試儀的研制采用單片機(jī)控制，實(shí)時(shí)無線精確顯示；全金屬表面結(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的電磁兼容能力；同時(shí)輕便小巧，成本低，具有很強(qiáng)的市場競爭能力。通過文獻(xiàn)檢索，本技術(shù)屬國內(nèi)首創(chuàng)。二、申請理由（包括自身/團(tuán)隊(duì)具備的知識(shí)、條件、特長、興趣、前期準(zhǔn)備等）1、自身及團(tuán)隊(duì)具備的知識(shí)通過三年的課堂學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)室探索與研究，具備了一定的專業(yè)知識(shí)。<1>硬件方面，學(xué)習(xí)并掌握了模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)、傳感器原理及應(yīng)用技術(shù)、單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電磁兼容技術(shù)、無線通信原理、電磁兼容原理及應(yīng)用等專業(yè)技能；<2>軟件方面，學(xué)習(xí)并掌握了匯編語言、C語言等多種計(jì)算機(jī)語言。2、自身及團(tuán)隊(duì)具備的條件<1>本項(xiàng)目組3名成員，各成員各有特長，且容易溝通合作，其中2名擅長程序開發(fā)，1名擅長硬件制作；<2>本項(xiàng)目組具有豐富科研能力和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的導(dǎo)師指導(dǎo)，每個(gè)成員創(chuàng)新思路活躍，學(xué)習(xí)能力很強(qiáng)，理論知識(shí)過硬、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富；<3>本項(xiàng)目組對MIK-AL型紅外溫度傳感器、LCD1602顯示器、MSP430F149單片機(jī)、PTR8000無線通信芯片等技術(shù)知識(shí)有較為熟練的掌握；<4>本項(xiàng)目可依托物電學(xué)院“電工電子重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”和襄陽世科電氣有限公司，設(shè)備齊全。3、自身及團(tuán)隊(duì)的特長和興趣喜歡并善于探索與研究電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制作、單片機(jī)控制系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用。4、前期準(zhǔn)備<1>本項(xiàng)目由溫度采集系統(tǒng)和溫度無線顯示系統(tǒng)組成。前者負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的智能獲取和處理；后者負(fù)責(zé)相關(guān)溫度信息的顯示。<2>收集了大量MIK-AL型紅外溫度傳感器、MSP430F149單片機(jī)和LCD1602的相關(guān)資料，經(jīng)過認(rèn)真研讀，有把握在規(guī)定期限內(nèi)掌握并運(yùn)用MIK-AL型紅外溫度傳感器、MSP430F149單片機(jī)單片機(jī)、LCD1602和PTR8000無線通信芯片等技術(shù)；<3>根據(jù)中頻電源運(yùn)行特點(diǎn)，部分程序已編寫并調(diào)試通過。已具備中頻電源爐溫?zé)o線測試開發(fā)基礎(chǔ)。<4>本項(xiàng)目依托專利號(hào)為201420515868.0的熱電偶埋式檢測爐溫的中頻電源；<5>本項(xiàng)目是在2014年學(xué)生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新項(xiàng)目基礎(chǔ)之上進(jìn)行。三、項(xiàng)目方案（計(jì)劃、技術(shù)路線、人員分工等）<1>計(jì)劃先查閱資料，后設(shè)計(jì)方案，最后制成樣品和專利。同時(shí)樣品精度達(dá)±5℃。<2>技術(shù)路線使用單片機(jī)、測溫傳感器和液晶顯示器等器件，通過軟硬件有效結(jié)合快速處理并精確顯示數(shù)據(jù)信息。包括系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。1、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)1）以MSP430F149單片機(jī)為核心研發(fā)出中頻電源爐溫測試儀；2）以MIK-AL型紅外溫度傳感器為核心研制出爐溫采集電路；3）以半導(dǎo)體PTR8000芯片為核心研發(fā)出爐溫?zé)o線顯示電路。硬件電路如下。無線通信電路單片機(jī)紅外溫度傳感器預(yù)處理電路無線通信電路單片機(jī)紅外溫度傳感器預(yù)處理電路電源電源圖一溫度測量發(fā)射電路框圖液晶顯示器無線通信電路液晶顯示器無線通信電路電源電源圖二溫度接受顯示電路框圖2、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件包括中頻電源系統(tǒng)主程序、爐溫采集子程序、爐溫計(jì)算程序和爐溫?zé)o線顯示子程序等程序。主程序框圖如下。開始開始爐溫采集子程序爐溫采集子程序N升溫測量？N升溫測量？YY衰減補(bǔ)償子程序爐溫顯示子程序遲滯補(bǔ)償子程序衰減補(bǔ)償子程序爐溫顯示子程序遲滯補(bǔ)償子程序NY循環(huán)測量？ NY循環(huán)測量？結(jié)束結(jié)束圖三主程序框圖<3>人員分配1）、史夢一組，負(fù)責(zé)把用紅外線傳感器從爐里探測獲得的數(shù)據(jù)接收到，經(jīng)過單片機(jī)處理把數(shù)據(jù)信息傳遞到后臺(tái)；2）、汪子成一組，負(fù)責(zé)從后臺(tái)接收前臺(tái)數(shù)據(jù)，通過單片機(jī)處理將數(shù)據(jù)信息輸出，無線顯示最終的溫度。項(xiàng)目特色與創(chuàng)新點(diǎn)本次項(xiàng)目的特色與創(chuàng)新之處有以下5點(diǎn)。<1>本項(xiàng)目采用MIK-AL型紅外溫度傳感器，非接觸測溫，并具有反應(yīng)速度快，測量值穩(wěn)定，精度高；<2>本項(xiàng)目采用MSP430F149單片機(jī)控制，無線實(shí)時(shí)精確顯示；<3>本產(chǎn)品全金屬表面結(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的電磁兼容能力；<4>本產(chǎn)品針對石英砂爐體外殼溫度系數(shù)導(dǎo)致的溫度顯示遲滯性和衰減性，采用補(bǔ)償方法進(jìn)行計(jì)算；<5>紅外溫度傳感器的電源采用線圈感應(yīng)供電方式。項(xiàng)目進(jìn)度安排<1>2015.4—2015.5，進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)、制作和軟件編程；<2>2015.5-2015.10，整體設(shè)計(jì)完成，用爐子進(jìn)行大致的測試并進(jìn)行程序修改；<3>2015.10-2016.4，在襄陽安得爾電氣有限公司進(jìn)行測試并進(jìn)行修改程序，取得最后的樣品。六、項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)使用計(jì)劃（要求說明項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)）溫度傳感器1200元購置其他配件300元制作電路板200元金屬防干擾外殼500元產(chǎn)品的測試及差旅費(fèi)800元總計(jì)：3000元七、項(xiàng)目完成預(yù)期成果（論文級別、專利、設(shè)計(jì)、產(chǎn)品、服務(wù)；創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目需說明公司規(guī)模、營業(yè)額等）本項(xiàng)目依托的公司是襄陽世科電氣有限公司，它位于襄陽市高新區(qū)，占地100多畝。它在中頻電源的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)已有20多年了，是襄陽市中頻電源行業(yè)的龍頭企業(yè)，年?duì)I業(yè)額達(dá)3000千萬。工程師級別以上的技術(shù)人員有12人，具有較強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)能力。通過與此公司的合作，力爭完成下列預(yù)期成果。1）在±1%誤差允許的范圍內(nèi)，能夠準(zhǔn)確的測量出爐溫的溫度，從而達(dá)到對爐溫的精確測量，研制完成一件樣品；2）發(fā)明一項(xiàng)相關(guān)專利或一篇相關(guān)論文。指導(dǎo)教師意見：該項(xiàng)目的3名學(xué)生已查閱大量有關(guān)文獻(xiàn)，對中頻電源爐溫的控制、測量方法有了清晰的思路。采用全金屬外殼和紅外傳感器，以提高無線測溫儀對周圍強(qiáng)電磁的抗干擾能力，采用。軟件上采用模塊化設(shè)計(jì)，主要包括三個(gè)子程序--溫度采集子程序、計(jì)算子程序和溫度無線顯示子程序，并用C語言編程實(shí)現(xiàn)。該方案合理，技術(shù)路線先進(jìn)可行，時(shí)間安排緊湊，樣品成本低廉。該3位同學(xué)在這3年的學(xué)習(xí)中，系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和掌握了電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)所要求的知識(shí)和技能，具備較好的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念和較強(qiáng)的實(shí)踐能力，相信他們一定能完成此項(xiàng)目。簽名：4月13日學(xué)院意見：簽名蓋章：年月日學(xué)校意見：簽名蓋章：年月日目錄TOC\o"1-2"\h\z\u第一章總論 1第二章項(xiàng)目提出的背景和必要性 4第一節(jié)項(xiàng)目建設(shè)背景 4第二節(jié)項(xiàng)目建設(shè)的必要性 4第三節(jié)項(xiàng)目建設(shè)的先進(jìn)性 8第三章市場分析與建設(shè)規(guī)模 10第一節(jié)市場分析 10第二節(jié)建設(shè)規(guī)模 11第四章工藝技術(shù)方案及設(shè)備選型 12第一節(jié)工藝技術(shù)方案 12第二節(jié)主要設(shè)備方案 14第五章原料、輔助材料及燃料的供應(yīng) 17第一節(jié)主要原材料、輔助材料及公用工程供應(yīng)來源 17第二節(jié)主要公用工程用量及供應(yīng) 18第六章廠址選擇和建設(shè)條件 19第一節(jié)廠址選擇 19第二節(jié)建設(shè)條件 19第七章總圖運(yùn)輸、土建及公用工程 22第一節(jié)總平面布置及運(yùn)輸 22第二節(jié)土建方案 23第三節(jié)公用工程 24第八章節(jié)能 29第一節(jié)用能標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)規(guī)范 29第二節(jié)項(xiàng)目能源消耗種類及消耗情況 30第三節(jié)項(xiàng)目節(jié)能措施及效果分析 31第九章環(huán)境保護(hù) 33第十章勞動(dòng)安全衛(wèi)生及消防 36第一節(jié)勞動(dòng)安全衛(wèi)生 36第二節(jié)消