课题的研究思路怎么写.pdf

课题研究思路也叫开题报告，主要包括这几部分：1.题目来源：有些学校使教师选题，所以在这可以直接写教师选题。如果是自己选题就写一下你自己选择这个题目的原因就可以。2.主要研究内容：这部分要写你要用什么东西完成什么结果。3.开题依据：这部分通常包括相关研究现状、此项研究的理论意义、学术价值、应用前景等4.起止时间和进度安排5.预期结果及成果形式6.可行性分析：要写已具备的条件和待解决的问题；拟采取的研究方法、技术路线、实验方案等7.主要参考文献具体可以参考下面的开题报告题目来源题目来源教师提供选题主要研究内容主要研究内容研究内容：本论文设计并制作一款可燃气体报警器系统，主要用于室内等较密闭的环境进行家用燃气浓度的测量。该报警器系统以 AT89S52 单片机为控制器，气敏传感器采集室内空气，通 过模数转换芯片进行模一数转化，所得到的数据与设定好的安全数据 5000ppm 进行比较；当 浓度超过设定值时，报警器报警并关闭燃气总阀，控制开启排风扇以降低可燃气体浓度。开题依据开题依据(包括相关研究现状、此项研究的理论意义、学术价值、应用前景等)1.研究现状家用燃气报警器中的核心部件是气体传感器，可燃气体传感器的发展也成为气体检测系 统的代表性标志。目前，气体传感器的发展趋势集中表现为：一是提高灵敏度和工作性能，降低功耗和成本，缩小尺寸，简化电路，与应用整机相结合。二是增强可靠性，实现元件和 应用电路集成化，多功能化，发展 MEMS 技术，发展现场适用的变送器和智能型传感器。(1)国外研究现状日本费加罗公司规模生产的二氧化锡系列气敏传感器达 21 种规格，广泛用于 11 种气体 的测量。英国电气阀门公司生产的催化燃烧型气敏传感器，德国生产的医用薄膜型气敏传感 器，瑞士生产的火灾报警用气敏传感器，美国 1ST 提供了寿命达 10 年以上的气体传感器，美国 First Alert 公司推出了生物模拟型（光化反应型）低功耗 CO 气体传感器等。美国 General Monitors 公司在还在传感器中嵌入微处理器，使气体传感器具有控制校准和监视 故障状况功能，实现了智能化;还有前已涉及的美国 1ST 公司的具有微处理器的一 Mega Gas U 传感器实现了智能化、多功能化。（2）国内研究现状气敏元件传感器作为新型敏感元件传感器在国家列为重点支持发展的项目，全国有30多所高等院校和研究所研究开发各种类型的气敏传感器，再工艺方面引入表面参杂和表面覆膜以及表面催化反应层等工艺;另外新研究的三氧化二铝气敏材料和石英晶体以及有机半导体也开始用于气敏材料。2.应用前景此项研究成果可以在燃气安全监测行业，可广泛应用于家庭燃气安全检测，用于高校相关课程教学，通过更换气敏传感器也可用于特定气体的监测。起止时间和进度安排起止时间和进度安排（包括外出调研）2018 年 12 月 15 日一 2018 年 12 月 20 日2018 年 12 月 21 日一 2019 年 01 月 02 日2019 年 01 月 03 日一 2019 年 03 月 25 日2019 年 03 月 26 日一 2019 年 04 月 30 日2019 年 05 月 01 日一 2019 年 05 月 10 日2019 年 05 月 11 日一 2019 年 05 月 15 日预期结果及成果形式预期结果及成果形式完成毕业论文选题，提交申请书。查阅资料，完成开题报告。上交开题报告，开题。写毕业论文，完成论文初稿。提交毕业论文。论文答辩。1.预期结果：对室内等较密闭的环境进行家用燃气浓度的测量，报警器根据测量结果进行提 示，当浓度超过 5000ppm 时，报警器报警并关闭燃气总阀，控制开启排风扇以降低可燃气体 浓度。2.最终成果：论文可行性分析可行性分析（已具备的条件和待解决的问题；拟采取的研究方法、技术路线、实验方案等）1.已具备的条件：（1）C 语言编程知识（2）传感器原理和设备2.待解决的问题（1）单片机的原理（2）设计反馈控制指示灯、蜂鸣器和电磁燃气总阀的电路（3）气敏传感器的选择3.拟采用的研究方法（1）理论分析法：通过已掌握的理论知识，分析电路中所使用的各器件的型号，大小，设计电路。（2）文献研究法：研究相关文献，从中借鉴可行的方案，可采取的问题解决方法。4.技术路线:气敏传感器检测室内气体甲烷的浓度模数转换器将传感器 信号转换为单片机可 识信号外联设备：指示灯、单片机对信号进行蜂鸣器和电磁燃气总处理，发出控制信5.实验方案阀做出相应的动作（1）可能的方案方案 1：经由气敏传感器将采集的浓度模拟信号送入比较器中，与其内部参考电压进行 比对，两者电压幅值相等时，输出电压会产生跃变，对应输出 1 或 0，由电平来控制报警电 路的运作。而比较器负端也可接电位器来调节参考电压，用于报警灵敏度的调节。优点：电路简单易懂缺点：（1）因此论文研究的是家用燃气报警器，而大众对于燃气安全范围缺乏相应的知识，故报警器灵敏度的人为调节不大适合家庭范围的使用。（2）可拓展性差方案 2：以单片机为控制核心，将气敏传感器采集的浓度模拟信号送 K/D 转换后输出8 位数字信号，经由单片机 1/0 输入并与程序预设警戒值 128 比对，根据比对结果发出多个 控制信号驱动一系列的联动措施。例如蜂鸣器，灯光指示，电磁阀控制等。优点：可靠性高，智能化高，采用汇编语言进行信息对比，灵活性好缺点：电路结构复杂（2）方案选定当今发展的趋势是设备的智能化，注重可靠性、灵活性。方案 1 虽然电路设计简单易懂，但可控性差，在实际使用中存在潜在的人为安全隐患。其所使用的运算放大器是对电流或者 电压进行处理，可以做简单的控制，但精度不高，所以在预警浓度的控制方面，运算放大器 不宜用在事故报警中。方案 2 虽然电路复杂，电路设计困难，但其使用单片机和相应的软件 可以保证系统的稳定性，消除潜在的人为隐患，智能化高。故本论文选用方案2（3）报警浓度确定天然气的主要成分为 CH4,因此主要考虑 CH4 来进行系统燃气警戒线的确定。当一个体积单位的气体中含有 0.05 个体积单位的 CH4,也就是 CH4 体积比（vol）为 0.05 时，此 气体遇到明火就会发生爆炸。可燃气体在空气中遇明火发生爆炸的最低浓度，称为爆炸下限（LEL）。在 CH4 的安全预警和防爆方面，探测器的报警警戒线大都设定在 10%-25%LEL 之间。在此范围设定比较安全，离发生爆炸的浓度还差一段距离，可以有足够的时间进行处理。出于家庭安全的考虑，本论文报警器的警戒值设为爆炸下限的 10%。将 5%vol 等分成 100 份，每份对应 1%LEL，也就是说，当检测仪器的数值到达 100%LEL时，此时 CH4 在空气中的体积含量为 5%。那么 10%LEL 对应的体积含量为 5%/100*10=0.5%（vol）oppm 是在气体检测方面经常使用的单位，是一个没有量纲的值，它表示为百万分 之几。例如 1ppm 的 CH4 可理解为一百万个体积单位的气体中含有一个体积单位的 CH40ppm 与百分率（）表示的含义是相同的，因此可得，0.5%vol 对应于 5000ppm。因此本论文家用燃气报警器的报警值应设定为 5000ppm。（4）器件选定（就方案 2 选定器件）单片机拟采用 AT89S52 型，其是一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，是 AT89S51 型的升级版，具有 8K 系统可编程 Flash 存储器，寿命高于 1000 写/擦循环。使用 Atmel 公 司高密度非易失性存储器技术制造，与工业 80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上 Flash 允许程序存储器在系统内编程，亦适于常规编程器，与其他 MCS-51 相兼容。在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash,使得 AT89S52 为众多嵌入式控制应用系统提 供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52 具有以下标准功能：8k 字节 Flash，256 字节 RAM，32位 I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个 16 位定时器/计数器，一个6 向量 2 级中断结构，全双工串行口。另外，AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持2 种软件可 选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断继续 工作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。气体传感器拟采用半导体式传感器。金属氧化物半导体式传感器与其他类型气敏传感器相比反应十分灵敏，目前广泛使用的领域为测量气体的微漏现象，故选用半导体气敏传感器。MQ-4 气敏传感器功耗低，四脚金属外壳封装，产品主要用于可燃性气体(液化气、丁 烷、丙烷等)。特点：灵敏度高、抗干扰性好；输出信号大，响应、恢复时间快；长期稳定 性好、寿命长；体积小，应用电路简单。此传感器对甲烷的灵敏度很高，但是对酒精则不敏感，完全符合国标中抗酒精要求。特别适合于家用燃气报警器的应用。主要参考文献主要参考文献1杨宁,胡学军.单片机与控制技术M.北京航空航天大学出版社,2005.2全越，徐淑姣.基于 SOC 单片机的电机状态智能监测系统 J.沈阳理工大学学报.2006(08).3张勇.Prote199se 电路设计技术入门与应用M.北京电子工业出版社,2005.4李光飞，李良儿.单片机 C 程序设计实例指导M.北京航空航天大学出版社,2005.5何希才,薛永毅.传感器及其应用实例M.北京机械工业出版社,2004.6陈岭丽,冯志华.检测技术和系统M.清华大学出版社,2005.7孙巨勇.基于单片机的烟雾报警器的设计探究仃.电子测试,2013(15).8费红波,吉锤.可燃气体报警器及其检测标定系统的设计 J.江苏现代计量,2010(2)。9毛星.家用烟雾报警器 J.消防科学与技术,2012(9).10王勇等.室内一氧化碳安全监控系统设计 J.工业仪表与自动化装置，2011.11徐爱卿,孙涵芳,盛焕鸣.单片微型计算机应用和开发系统M.北航出版社，2012.12李全利.单片机原理及应用技术M.高等教育出版社，2004.