便携式温度自动采集记录装置设计(一)

《便携式温度自动采集记录装置设计》开题报告

一、文献综述

摘要：温度是人类接触最早，与人类生存关系最为密切，而又难于理解和不易测准的物理量。它与人类的生活息息相关。随着科学技术的不断发展，温度测量技术也随之发展，精度也随之提高。现今基于单片机的温度控制系统在生产、安全保护以及节约能源等方面发挥着重要作用。进入21世纪后，智能的温控系统正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性，研制单片测温等高科技的方向发展。

在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。无论生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度打着交道。自18世纪工业革命以来，工业发展与是否能掌握温度有着密切的联系，在冶金、化工、建材、食品、石油等工业中，工艺过程所要求的温度的控制效果直接影响着产品的质量。在传统的温度控制系统中，对于不同场合、不同工艺、所需温度高低范围不同、精度不同，则采用的测温元件、测温方法以及对温度的控制方法也将不同，产品工艺不同、控制温度的精度不同、时效不同、则对数据采集的精度和采用的控制算法也不同，因而对温度的控制方法多种多样。因此我们需要一个更加简单、高效稳定、适用性好的测温装置。结构的转型和过程控制的智能化要求，智能化的测量技术越来越受到人们的青睐，它在节省人力和物理的同事又安全可靠。单片机作为可编程的控制器在便携式的测温装置和检测中发挥出越来越大的作用。温度作为日常生活中的都需要对温度进行检测。                                     

国内外现状：温度测量属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度测量被广泛地用于工农业生产、科学研究和生活等领域，数量日渐上升。根据市场的具体需求，在医药运输、冷链、小空间测量方面目前还有大量的缺口；目前，国际上新型温度控制器争宠模拟式、机械式向数字式、电子式的方向发展。

     今年来，国内基于单片机的温度测量装置在技术上得到迅速发展，性能不断完善，功能不断增强，适用范围也不断扩大，市场占有率逐年增长。但比起国外，我们仍处于起步晚，高度低，技术创新能力薄弱的状况，技术密集型产品明显落后于发达工业国家，自主研发产品少，缺乏核心技术是硬伤。尤其是单片及数字式温度传感器方面基本被欧美和日韩占据，并制定了相关标准，并且在技术上不断更新，在这方面我们做的还远远不够，跟发达国家比还有很大差距。

设计基于单片系统的温度传感控制研究，是对温度控制一个很好的学习和提升自身知识水平的机会，反过来运用自己的知识对温度测量的发展做点贡献，为工业生产和日常生活提供更加智能、更加便捷的环境。

本设计采用单片机来实现对温度测量记录，他的主要组成部分有AAT3221、单片机、存储芯片、高能电池、温度传感器等。因为采用数字式温度传感器，只需通过单片机直接读数即可。考虑实际使用环境，主要是针对小空间的温度测量需求，必须从便携式、低功耗这两方面做好准备。便携式在满足装置基本要求的前提下，减少器件应用，如采用数字式温度传感器；低功耗则通过选择低功耗单片机及相关组成电路，因此，选择TI公司的MSP430F427作为主控芯片，它具备适合应用在自动信号采集系统、电池供电便携式装置、超长时间连续工作的设备等领域的特点，其它配套电源芯片和通讯通过理论计算，一节3.6V锂电池可支持设备运行5年以上。

本设计的温度检测是整个装置的最关键部分，他直接影响整体系统测量、控制精度。目前热电阻温度传感器是利用电阻值随温度升高而增大这一特性来测量温度的，目前应用较为广泛的热材料是铜和铂。但铂电阻性能更加，非常适合测量-200~960℃范围内的温度。国内统一设计的工业用铂电阻常用PT25和PT100。但随着半导体集成电路技术的迅速发展，各种雷达集成温度传感器应用越来越多，集成温度传感器的工作原理是利用PN结的温度特性制成的，同热电阻等传统的温度传感器相比，集成温度传感器主要特点有：灵敏度高、线性度好，一般不需要线性补偿。测量重复性好，响应速度快。但不足之处测量温度较窄，通常为-50~150℃。根据本课题设计要求，可选择集成温度传感器。目前市面上有出现数字式的集成温度传感器，