1、本科毕业论文系列开题报告电气工程及其自动化无线电源控制系统一、课题研究意义及现状无线遥控是指实现对被控目标的非接触遥远控制，在工业控制、航空航天、家电领域应用广泛。无线遥控和无线传输系统与有线和红外设备相比提高了移动自由度。由此使无线遥控装置和无线传输系统在工业领域的应用越来越多。相对电缆连线的优点在于安装成本低(无需布线、不用地下工程、没有电缆槽)，提高了灵活性并降低了维护成本。无线遥控采用无线电波或激光束传输主要用于活动的受控对象。可以在远离设备操作盘的地方对设备进行操作控制，相当于把设备操作盘上的开关移到操作人员手中的操作器上，而且无须使用导线连接。操作人员活动范围大，可以近距离观测目标
2、，也可以远离危险场所。无线遥控开关是以非接触的方式对电器的开启和关闭进行控制，其控制按键和被控制电器之间不需要连线，控制信号以无线电波为载体进行传输，距离可以从十几米到数公里。与传统开关相比主要有以下特点：1、非接触；2、远距离操控；3、控制及时；4、专人专控；5、温度告警。此外，它还有很多优点，如使用方便，遥控器可以随身携带。操控精准，一个人既可以近距离监测目标，又可以远距离控制设备，无操作盲点，在目标前操作，无盲点。提高生产效率，无须两个人之间的联系， 安全，可靠。连续信号，系统运行中，发射器与接收器之间始终保持联系，一旦信号中断，接收器立即自动停机，保证生产安全。广泛应用于家用照明开关控
3、制，使得老人、小孩使用安全。在电子行业中，开关电源被广泛应用在通讯、计算机、自动化、军事、工业、农业等各领域。如今高精度数字开关电源得到了越来越多的关注，同时得到长足的发展，在电子技术日益迅猛发展的今天，电源控制从有线开关控制方式发展到今天有线与无线结合的控制方式。据现代信息社会的发展和人们日益广泛应用的要求，无线电源系统扮演着愈加重要的角色，并满足人们舒适。快节奏的生活需要。所以，以单片机为核心设计的采用无线方式控制电源开关的管理系统这一课题，使工程设计开发能力得到提高，有利于理论和实践想结合，动手能力得到进一步加强，敢于接受新任务的挑战。二、课题研究的主要内容和预期目标（一）主要内容：设计
4、并制作一个用无线方式集中控制电源开关的管理系统。（二）预期目标：1、 它采用低价格单片机作为下位机的主控芯片，主要用于数据识别和开关控制。2、 控制信号的传输采用无线电方式，在多个控制台同时发射信号时，接收端仍能可靠的接收到信号。3、 调制和解调的方式可以任选，发射和接收频率任选。4、 作用范围要大于 50m。5、 为了避免干扰其他用电设备，要求发射机的发射功率小于 20mW.三、课题研究的方法及措施该系统主要由硬件和软件两部分组成。1、硬件部分主要由无线发射器和无线接收器组成。无线遥控发射器主要由按键电路，编码电路，无线发射电路组成；无线遥控接收器则主要由无线接收电路，解码电路，继电器电路，
5、开关电路组成。2、软件部分可分为发射部分和接收部分。发射部分的主要功能是接收计算机的串行数据，将其转换为自定义编码信号，从发射模块发射出去，另外，还要负责给看门狗加喂狗信号。接收部分的主要功能是接收自定义编码信号，判断是否为本机地址，然后控制固态继电器动作。四、课题研究进度计划毕业设计期限：自 2010 年 10 月 18 日至 2011 年 3 月 17 日。第一阶段（4 周）：分析任务，收集资料，系统总体方案设计，完成开题报告、文献综述、外文翻译。第二阶段（10 周）：设计与写论文，完成无线电源控制系统的全面硬件电路的具体设计（包括单片机系统模块电路） ，同时完成软件部分设计并进行系统调试
6、，撰写设计报告与论文。第三阶段（4 周）：设计作品完善，论文修改，并上交作品。第四阶段（2 周）：准备答辩，完成答辩五、参考文献1 杨恢先，黄辉先.单片机原理及应用M.北京：人民邮电出版社，2006.10.2 李林功，吴飞青，王岳，丁晓.单片机原理及应用M.北京：机械工业出版社，2008.13 田希辉，薛亮儒.C51 单片机应用技术教程M.北京：人民邮电出版社，2009.12.4 李秀忠.单片机应用技术M.北京：中国劳动社会保障出版社，2006.7.5 何立民.单片机高级教程应用于设计M.北京：北京航空航天大学出版社，2000.7.6 求是科技.单片机典型模块设计实例导航（第 2 版）M.北京
7、：人民邮电出版社，2008.7.7 雷钢，王宏远.基于 AVR 单片机的控制系统设计J.计算机与数字工程，2006.11.8 百度百科.单片机EB/OL，2010-11-28.http:/ 佚名.单片机的发展趋势EB/OL，2010-11-28.http:/ Intel:MCU-51 Family of Single chip Microcomputer Users Manual,1990.11 Jose R. Noriega H W.A Direct Adaptive Neural-network Control for Unknown Nonlinear Systems and Its A
8、pplieation J.IEEE Transaetionson Neural-network, 1998.19(1):33-37.毕业论文文献综述电气工程及自动化基于单片机的无线电源控制系统摘要: 单片机又称为嵌入式微控制器（Embedded Microcontroller）是以一个大规模集成电路为主组成的微型计算机(Single Chip Microcomputer)的简称。它的功能强，体积小，可靠性高，价格便宜，是传统工业改造和新产品更新换代的理想机种，具有广泛的发展前景。它的诞生是计算机发展史上一个新的里程碑。关键词:单片机；微型计算机； 一、单片机的发展概述1、单片机诞生于 20 世
9、纪 70 年代 在 1946 年第一台电子计算机诞生，之后的 1973 年，TI 公司注册了世界上第一个单片机专利。当时的单片机仍处在初级的发展阶段，元件集成规模还比较小，功能比较简单，一般均把 CPU、RAM 有的还包括了一些简单的 I/O 口集成到芯片上，象 Farichild 公司就属于这一类型，它还需配上外围的其他处理电路方才构成完整的计算系统。类似的单片机还有 Zilog 公司的 Z80 微处理器。 2、单片机的发展、应用里程碑 1974 年 TI 公司推出 TMS1000 单片机，1976 年 INTEL公司推出了 MCS-48 单片机，起到 8 位机的引领和带头作用，Zilog
10、公司的 Z8 系列就是在其带领下产生的。3、80 年代初，单片机发展高性能阶段 1982 年后，16 位单片机问世，代表产品是INTEL 公司的 MCS-96 系列，相比 8 位机数据宽度增加了一倍，实时处理能力更强，主频更高，集成度达到了 12 万只晶体管，RAM 增加到 232 字节，ROM 则达到了 8KB，并且有 8 个中断源，同时配置了多路 A/D 转换通道，高速的 I/O 处理单元，适用于更多更复杂的控制系统。4、90 年代以后，单片机获得了飞速的发展 世界各大半导体公司相继开发了功能更为强大的单片机。美国 Microchip 公司发布了一种完全不兼容 MCS-51 的新一代 PI
11、C 系列单片机，引起了业界的广泛关注，特别它的产品只有 33 条精简指令集吸引了不少用户，使人们从 INTEL 的 111 条复杂指令集中走出来。PIC 单片机获得了快速的发展，在业界中占有一席之地。二、单片机的应用领域1、智能仪表上由于单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，所以被大量应用于仪器仪表中。结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、电流、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、角度、长度、硬度、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。 2、工业控制用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采
12、集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。 3、家用电器现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，比如电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电，再比如其他音响、视频器材、电子秤量设备等等。 4、计算机网络和通信领域现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制。5、医用设备单 片 机 在 医 用 设 备 中 的 用 途 亦 相 当 广 泛 ， 例 如 医 用 呼 吸 机 ， 各 种 分 析 仪 ， 监 护 仪 ，超 声 诊 断 设
13、备 及 病 床 呼 叫 系 统 等 等 。6、 各 种 大 型 电 器 中 的 模 块 化某 些 专 用 单 片 机 设 计 用 于 实 现 特 定 功 能 ， 从 而 在 各 种 电 路 中 进 行 模 块 化 应 用 ， 而 不要 求 使 用 人 员 了 解 其 内 部 结 构 。 如 音 乐 集 成 单 片 机 ， 看 似 简 单 的 功 能 ， 微 缩 在 纯 电 子 芯片 中 （ 有 别 于 磁 带 机 的 原 理 ） ， 就 需 要 复 杂 的 类 似 于 计 算 机 的 原 理 。 如 ： 音 乐 信 号 以 数字 的 形 式 存 于 存 储 器 中 （ 类 似 于 ROM） ，
14、 由 微 控 制 器 读 出 ， 转 化 为 模 拟 音 乐 电 信 号（ 类 似 于 声 卡 ） 。 在 大 型 电 路 中 ， 这 种 模 块 化 应 用 极 大 地 缩 小 了 体 积 ， 简 化 了 电 路 ， 降低 了 损 坏 、 错 误 率 ， 也 方 便 于 更 换 。7、 汽 车 设 备 领 域单 片 机 在 汽 车 电 子 中 的 应 用 非 常 广 泛 ， 例 如 汽 车 中 的 发 动 机 控 制 器 ， 基 于 CAN总 线 的 汽 车 发 动 机 智 能 电 子 控 制 器 ， GPS 导 航 系 统 ， abs 防 抱 死 系 统 ， 制 动 系 统 等 等 。此
15、外 ， 单 片 机 在 工 商 ， 金 融 ， 科 研 、 教 育 ， 国 防 航 空 航 天 等 领 域 也 都 有 着 十 分 广泛 的 用 途 。三、单片机的发展趋势单片机的发展趋势是向高性能、大容量、微型化及外围电路内装化等方面发展。1、低功耗 CMOS 化MCS-51 系列的 8031 推出时的功耗达 630mW，而现在的单片机普遍都在 100mW 左右，随着对单片机功耗要求越来越低，现在的各个单片机制造商基本都采用了 CMOS(互补金属氧化物半导体工艺)。比如 80C51 就采用了 HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺)和 CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。CMOS
16、虽然功耗较低，但由于其物理特征决定其工作速度不够高，而CHMOS 则具备了高速和低功耗的特点，这些特征，更适合于在要求低功耗象电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。 2、微型单片机化（外围电路内装化）现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口，中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上，增强型的单片机集成了如 A/D 转换器、PMW(脉宽调制电路)、WDT(看门狗)、有些单片机将 LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上，这样单片机包含的单元电路就更多，功能就越强大。3、主流
17、与多品种共存如今的市场上为我们提供了丰富多彩的单片机产品。从宏观上讲，有 RISC 和 CISC 两大类型；从微观上说，有 Intel、Motorola、Philips、Microchip、EMC、NEC 等公司的相关产品。在未来相当长的时间内，都将维持这种群雄并起、共性与个性共存的局面。究其原因，主要有以下两点。首先，目前以 80C51 为代表的单片机的基础地位不会动摇。其次，个性化的产品如专用单片机等在满足用户需求方面得到了大家的认可，在应用领域大有后来赶上的架势；它们由于先天的优势，在 80C51 的基础上扬长避短，以用户需要为根本，在市场上受到欢迎。所以在一定的时期内，这种情形将得以延
18、续，而不存在某个单片机一统天下的垄断局面，走的是依存互补，相辅相成、共同发展的道路。 四、我国通信开关电源系统的发展水平随着我国通信事业的迅速发展，电源作为通信的能源系统，其发展也异常迅猛，特别是进入 20 世纪 90 年代以来，通过几年的发展变化，可谓日新月异。通信电源装备的全面更新和技术水平的提高，也是有目共睹速度事实。1、高频开关电源主要器件的采用 我国用于高频开关电源的主要电子器件，诸如功率 MOS 场效应（Metal Oxide Semiconductor Field Effect TransistorMOSFET） 、绝缘栅双极晶体管（Insulated Gate Bipolar
19、TransistorIGBT） 、快速二极管、高频磁磁性元件、高频电容等主要器件目前均依赖进口，只是选型在个别等级上有所不同，总的来说与外国设备无太大差异。电路技术 目前我国生产的高频开关电源主要采用固定频率 PWM（脉宽调制）调压方式的变换电路，这种电路已是一种非常成熟的技术，具有设计简单、可靠性高、制造方便、成本低等优点，是目前国内外普遍采啊用户的电路。也有个别产品采用了调频谐振电路，但尚未成为主流。性能指标 开关电源的性能包括输入电压范围、输出电压范围、输出电压调节范围、并联均分、限流保护报警、三遥等方面，国内设备无太大差异。国产设备的某些性能，如输入电压范围、限流范围等更适合我国国情。
20、技术指标包括：效率、功率因数、稳压精度、噪声电压、动态特性、智能化程度、制造工艺及体积重量、关于电磁兼容性等。2、蓄电池我国目前在通信局站中使用的蓄电池基本上是阀控式密封铅酸蓄电池，取代了过去常用的防酸型铅酸蓄电池，尽管密封铅酸蓄电池本身还有需要不断改进和研究的地方，在使用中也有不尽人意之处，例如容量状态的检查困难等。对于防酸电池，通过对酸液比重的测量可以准确地判断其容量状态，而对密封电池，这种办法却无法使用。为此，美国推出一种测量电池电导的方法，对电池的状态进行测试。另外，阀控电池如想获得较长的使用寿命， ，对使用条件和环境要求比较严格。一般来说，它比防酸电池的寿命要短，但它的维护量小，特别
21、是免除了调酸加水，不再有酸雾溢出，避免了空气污染。通过叠放减小安装使用面积，从而使其得到普遍采用。我国现在使用的电池来源主要有直接从国外进口产品，或者从国外引进设备和生产技术、工艺进行生产，或者是国内自主开发生产。而国内不少国产蓄电池都存在一些问题，例如电池容量的富余量过大，使得成本增加，电池体积重量增加；工艺粗糙；技术投入少等问题。参考文献1 杨恢先，黄辉先.单片机原理及应用M.北京：人民邮电出版社，2006.10.2 李林功，吴飞青，王岳，丁晓.单片机原理及应用M.北京：机械工业出版社，2008.13 田希辉，薛亮儒.C51 单片机应用技术教程M.北京：人民邮电出版社，2009.12.4
22、李秀忠.单片机应用技术M.北京：中国劳动社会保障出版社，2006.7.5 何立民.单片机高级教程应用于设计M.北京：北京航空航天大学出版社，2000.7.6 求是科技.单片机典型模块设计实例导航（第 2 版）M.北京：人民邮电出版社，2008.7.7 雷钢，王宏远.基于 AVR 单片机的控制系统设计J.计算机与数字工程，2006.11.8 许玮.计算机无线数据收发器J.无线电，2004， （7）：5567.9 百度百科.单片机EB/OL，2010-11-28.http:/ 佚名.单片机的发展趋势EB/OL，2010-11-28.http:/ 基于单片机的无线电控制系统EB/OL.2010-12
23、-1. http:/ Intel:MCU-51 Family of Single chip Microcomputer Users Manual,1990.13 Jose R. Noriega H W.A Direct Adaptive Neural-network Control for Unknown Nonlinear Systems and Its Applieation J.IEEE Transaetionson Neural-network, 1998.19(1):33-37 毕业设计（20_ _届）无线电源控制系统设计摘 要无线电源控制系统具有很强的通用性与实用性。可以省去许多电
24、缆线，不仅可以节省开支，方便施工，提高工程美观度和简化控制过程。被广泛应用于工农业自动化、国防军事、航空航天、电子电器、计算机技术等多个领域。本文主要介绍的是以 AT89C2051 单片机为基础的的无线电源控制系统。该系统主要可分硬件和软件两个部分，都是从发射和接收两个角度来阐述。整个实现过程可以主要分为编码、发射、接收、解码及其开关控制 5 个步骤。其中，编码和解码是通过单片机的软件实现。发射模块是由声表面波滤波器 SWAF 和BG2 构成的振荡器组成。接收模块则由 TDQ-3 高频调谐器和双差分同步检波电路组成。开关控制模块则是应用了固态继电器 SSR。该方案经由实践检验后确认可以实现。本系统的特点是易控制，成本低，安全可靠，扩展后可适应于汽车、家电、科研、医疗等各种自动化设备。关键词：无线遥控，控制系统，单片机 AT89C2051，固态继电器 SSR
