开题报告-嵌入式空间辐射分析仪的设计与实现.doc

南阳理工学院毕业设计（论文）开题报告 电子与电气工程 学院 电子信息工程 专业 课题名称： 嵌入式系统的空间辐射分析仪设计与实现 学生姓名： 学 号： 指导教师： 报告日期： 2014-01-051 本课题所涉及的问题在国内（外）的研究现状综述近年来，随着社会的进步和经济的发展，越来越多的家用电器，通信设备等进入了我们的生活，在为我们带来方便的同时，也带来了许多辐射源，因此，设计一个便携的辐射分析仪可以使我们方便的了解我们身边的污染情况。使我们更加清晰的了解我们生活的环境，保护自己和家人的健康。(1)本课题主要涉及问题：通过所做课题,设计一个空间辐射分析仪（磁场辐射探头、信号放大及滤波电路、采样电路），通过对空间电场的感应测得对应的磁场功率密度，经过处理器对采样得来的信号滤波、计算、分析、处理，计算出想要的到的信息，并显示给用户。(2)国外研究现状：目前，国外空间辐射检测仪设计已相当成熟。像美国、澳大利亚、德国等国在制定标准时采用了国际非电离协会(ICNIRP)的推荐标准，只是考虑已有明确研究结果的热效应，标准限值较宽松，将来仍然有进一步提高标准限值的可能。(3)国内研究现状：国内虽然起步相对较晚，但这些年研究不断深入，相继出台了电磁辐射防护规定、作业场所微波辐射卫生标准、作业场所超高频辐射卫生标准等国标。相继有一批企业投入研发相关产品，已有一批很成熟，实用性很好的产品投入市场。测量频带目前已经可以达到很宽的频带范围。但是核心产品受制于人，最关键的高灵敏度探头，基于新型技术的阵列探测，高性能芯片，高速低噪声的运放等主要依赖进口。2本人对课题任务书提出的任务要求及实现预期目标的可行性分析（1）、任务要求1）查找与本研究项目有关的书籍材料。 2）学习了解STM32F103以及其他模块的工作原理。 3）设计辐射信号采集电路和嵌入式核心电路。 4）制作并调试电路，滤除掉空间杂波并放大出应有的微弱信号。 5) 设计程序对采集的信号进行处理分析，得到所需辐射信息值并显示出来。（2）、预期目标的可行性分析： 1）研究的必要性：既可以使学生了解电磁辐射的检测方式，也可以使学生综合利用所学的各门知识，将理论应用于实践当中。 2）设计原理可行性：该系统采用STM32F103系列芯片为核心控制单元，用磁场探头可以检测常见的5Hz-100KHz的信号，进行整流滤波后完全可以被单片机识别，故其具有可行性。 3）知识能力的可行性：通过平时所掌握硬件设计能力和实际的专业，大学四年以来，我认真练习基本功，具有较强的动手实践能力，熟练掌握嵌入式系统的编程原理，并能运用所学相关专业知识解决检测相关问题， 4）实验条件的可行性：学院具备该方面的实验室与试验测试设备，毕业设计试验器件，并且在老师的精心指导下，按照研究课题设计要求经过设计、调试与测试分析，一定能够按计划完成研究任务的系统设计指标的要求，理论与实际相结合起来。3本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路（1）、关键问题（包含系统设计指标）：1）空间电磁信号自身就容易受外界干扰，采集回的小信号也同样是微小信号，容易被各种噪声影响，因此制作时一定注意地线屏蔽以及防干扰。且空间存在大量的工频信号，这些信号的傅里叶变换仍然是很强的杂波，如何将它们滤除掉是个难题。2）对信号仅仅用硬件滤波还不能达到分析信号的要求，还需要一种行之有效数字滤波方法，常见的有中值滤波，平均值法等。（2）、主要功能模块： 1）信号检测：准确提取空间电磁场信号，把场强度信号转化为电信号； 2）信号提取：检波、放大、滤波和传输； 3）程序控制：将采集回的信号进行软件处理，提取有用信号；4）信息显示：将计算得到的数据以直观的方式呈献给用户。（3）、解决思路：熟练地应用所学知识及软硬件设计能力，通过学习高频电子技术、传感器技术、嵌入式技术等，综合解决在研究时所遇到的问题。4完成本课题所必须的工作条件（如工具书、实验设备或实验环境条件、某类市场调研、计算机辅助设计条件等等）及解决的办法（1）南阳理工学院电子学院源动力创新实验室。（2）技术支持：源动力电子网 。（3）主要参考资料：1 赵立威 基于虚拟仪器技术的电磁辐射的检测研究 厦门大学论文 2008-062 王永胜 空间电磁辐射检测系统设计与实现 计算机安全 2013-6-15 3 陈杰等 便携式电磁辐射测量仪的设计 电子测量技术 2009-064 曾兴雯 高频电子线路（第2版）北京高教出版社，2006-02 5 童诗白 模拟电子技术M北京高等教育出版社。20016 刘军 例说STM32M 北京航空航天大学出版社， 2008 5完成本课题的工作方案及进度计划第一阶段：熟悉任务，查找资料，进行开题 第1-2周第二阶段：系统硬件设计 第3-5周第三阶段：系统软硬件调试 第6-7周第四阶段：系统软件调试 第8-11周第五阶段：整体系统调试 第12周第六阶段：撰写论文 第13-15周第七阶段：答辩 第16周6指导教师审阅意见指导教师（签字）： 年 月 日7学院毕业设计（论文）工作领导小组评审意见 领导小组组长（签字）： 学院（签章） 年 月 日说明：1. 本报告必须由承担毕业设计（论文）课题任务的学生在接到“毕业设计（论文）任务书”、正式开始做毕业设计（论文）的第2周或第3周末之前独立撰写完成，并交指导教师审阅。2. 每个毕业设计（论文）课题撰写本报告一份，作为指导教师、毕业设计（论文）指导小组审查学生能否承担该毕业设计（论文）课题任务的依据，并接受学校的抽查。基于嵌入式系统的空间辐射分析仪设计与实现