刘子敬开题报告改过的.docx

毕业设计（论文）开题报告 题 目：矿用照明用应急电源管理系统院 （系） 电气工程及自动化学院专 业 测控技术与仪器 学 生 刘子敬 学 号 1070110114 班 号 0701101 指导教师 原 桂 彬 开题报告日期 2011.03.17 说 明一、开题报告应包括下列主要内容：1课题来源及研究的目的和意义；2研究现状及分析；3主要研究内容；4研究方案及进度安排，预期达到的目标；5为完成课题已具备和所需的条件；6预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施；7主要参考文献。二、对开题报告的要求1开题报告的字数应在3000字以上；2阅读的主要参考文献应在10篇以上，其中外文资料应不少于三分之一。本学科的基础和专业课教材一般不应列为参考资料。3参考文献按在开题报告中出现的次序列出；4参考文献书写顺序：序号 作者.文章名.学术刊物名.年，卷（期）：引用起止页。三、如学生首次开题报告未通过，需在一周内再进行一次。四、开题报告由指导教师填写意见、签字后，统一交所在院（系）保存，以备检查。指导教师评语： 指导教师签字： 检查日期： 一 课题来源及研究的目的和意义应急照明系统是因正常照明的电源失效而启用的照明。应急照明包括疏散照明、安全照明、备用照明。在建筑电气照明设计中，应急照明设计是一个重要的部分。根据国家颁布的规范，许多单层建筑、多层建筑及高层建筑的特定部位均应设置应急照明。实践证明，有的建筑发生停电或火灾时造成严重的人员伤亡事故，其原因固然是多方面的，但与有无应急照明以及应急照明系统设计不合理也有一定关系，可见设计一套合理的应急照明系统是相当重要的。由于每位设计工程师的认识不同，在实际设计中应急照明的系统设计也有区别，以下列出不同形式的系统，并比较其是否满足规范的要求及合理性，从而得出最适合的系统。二 主要研究内容2.1系统整体构成与设计2.1.1.系统主体部件1.100组镍氢电池2.电池充电检测芯片DS24383.电池充电管理芯片MAX7134.PIC16F877A单片机5.LED显示器件6.声光报警系统（可以扩展的外围设备，加强报警效果）7.开关稳压电源2.1.2.整体设计思路与设计直流稳压电源 交直流切换电路井下应急照明灯 镍氢电池组充电管理箱单片机管理系统 镍氢电池包通常由一个或几个电池组并联，每个电池组由3到4个电池串联构成。这种组合方式能同时满足笔记本电脑、医疗设备、测试仪器及工业应用所需的电压和功率要求。然而，这种应用普遍的配置通常并不能发挥其最大功效，因为如果某个串联电池的容量与其它电池不匹配将会降低整个电池包的容量。本设计采用100组镍氢电池为应急照明LED灯提供能量。其中设计的关键是如何更好地管理镍氢电池的充电。2.2个组成部分原理简述2.2.1交直流切换技术在本项目中一个很关键的问题是解决电池和交流电源之间的切换, 这个切换过程应该尽量避免用户干预、保证能量损失最少。具体设计中要避免在电池供电回路中插入串联元件,因为当电池电压较低时, 串联元件将会在电流回路中引起额外的电压降, 从而降低总体转换效率。减小电池电流回路中的电阻可有效延长电池寿命。当插入墙上适配器时, 任何由电池供电的DC/ DC 电路应从电池中吸取电流最小(最好为零) ; 交流电源供电时,系统需防止对电池的反向充电,除非充电是被一个充电电路所控制。一下是一种符合要求的交直流切换电路。用一个P 沟道MOS2 FET 代替图1 中的二极管D2。去掉墙上适配器时, MOSFET 导通,电池向负载供电。当插入墙上适配器时, MOSFET 的栅极电压高于其源极电压, 处于关断状态, 从而切断电池与负载的连接。对100mA的负载电流, 一个导通电阻为50m 的P 沟道MOSFET 的电压降为0. 5mV , 耗电仅0. 5mW , 而图1 所示的二极管配置方式, 电压降为400mV , 功率损耗为40mW。MOSFET 的导通电阻依赖于它的栅极偏置。图2 中当去掉交流电源时, MOSFET 的栅极电压为零, 源极为电池电压。MOSFET 的导通电阻应在此偏压下足够低,保证在最大负载电流下能够获得所期望的输出电压,因此,应尽量选用低阀值MOSFET。2.2.2系统的主控制器本次所设计的装置的控制主机采用的是PIC16F877A选用PIC16F877A单片机主要有以下几个原因：1.采用哈佛总线结构。芯片内部将数据总线和指令总线分离，并采用不同宽度。2.单片机拥有精简指令RISC技术，处理速度快，而且容易编写代码。3.指令单字节化。4.时钟频率低，功率消耗少5.温升也少，机器不易发生故障和老化，提高了系统的可靠性。本装置以PIC16F877A单片机为控制单元的核心,用于连接包括A/D转换电路传送的信号、LED显示电路、声光报警电路。其中光电传感器、脉冲整形电路完成输液信号的采集; A/D转换电路把采集的模拟信号变为数字信号。2.2.3电池均衡管理系统镍氢电池组使用一段时问后，会出现单体内阻的不一致和不同程度的老化因此电池组在充电过程中各电池必然存在电压压差，若不采用电压均衡措施，将会有2种方式结束充电。本设计拟采用模糊控制理论来处理电池充电过程中的均衡问题。2.2.4电池充电芯片MAX713/MAX712是一种镍镉/镍氢蓄电池快速充电控制器，它们的特性相似，差别在于MAX713 在检测到dv/dt变为负值时，快充电模式应被终止;MAX712在检测到 dv/dt变为零时，快充电模式应被终止。MAX713/MAX712能充电1到16节电池;具有线性或开关模式功率控制，对于线性模式功率控制，蓄电池充电时能同时给蓄电池的负载供电;具有根据电压坡度、温度或时间三种方式截止快速充电，并自动从快速充电转到点滴式充电的功能;当不充电时在蓄电池上的最大漏电流为5mA。三 研究方案及进度安排本装置由各个功能结构组成，需要根据各部分的实际情况合理安排整个研究方案的时间与各部分的工作量，以便更有效的完成此装置。2011.2.01.至3.17完成本研究方案的开题报告和展示用PPT2011.3.17.至4.20深入了解PIC16F877A的功能、接口、编程方法，为后续的硬件实现打下良好基础，并有针对性的学习与阅读相关书籍，并结合本课题实际，掌握相应知识2010.4.21至4.30熟练学习并掌握protel 99 为设计和制作光电传感电路打下基础。并制作焊制光电传感部分。2010.5.01至5.10完成镍氢电池组充电系统的设计，并作出实验箱2010.5.11至5.20完成交直流切换电路的设计和制作。2010.5.20至5.30为整个系统装置加入单片机智能管理芯片。2010.6.01至6.10各部分最后运行与调试，硬件与软件的功能测试。并写好最后的论文。2010.6.10至6.20进行答辩，接收研究所老师的最后审核，并完成本次课题研究工作。四 完成课题所需条件及经费课题所需的控制器及烧写器实验室已经具有，100组镍氢电池、MAX713，DS2438，A/D转换芯片、电缆、PIC16F877A单片机系统外壳、LED显示芯片、二极管、蜂鸣器等由自动检测与过程控制系统研究所提供，模具可以在工大金工实习工厂制作。一些医疗器械可到医院申请购买。课题所需要的经费全由自动检测与过程控制系统研究所提供。五 研究中可能遇到的困难和问题及解决措施 PIC16F877A单片机的程序设计方面是这次课题的关键，如何设计并正确编写相关程序，使各个具有独立功能的器件有机的结合，并实现同一个具体运用，将成这次课题的重点和难点。本人将认真学习 PIC16F877A单片机的使用方法和编程方法，查阅关于PIC16F877A单片机的应用系统开发典型事例，通过不断阅读与编程来提高对PIC16F877A单片机的使用能力，为完成本次课题打下最坚实的基础。 整体控制软件的可视化与操作性也是一个很重要的问题，毕竟是医疗方面的应用，必须考虑装置的实际可操作性。这个是整体设计的关键。通过积极了解医院关于这方面的需求，使用现状等情况，妥善的处理相关的设计工作。 系统的实际实验阶段也是重要的难点，理论联系实际才能使课题更加用其本身追求的价值。通过反复实践与调试，最后使整个装置达到最佳的预期效果。六 主要参考文献1 罗翼，张宏伟PIC单片机应用系统开发典型实例.中国电力出版社. 2005：23-412 夏琳琳，任明全，屈金学PIC单片机常用模块与综合系统设计电子工业出版社2009：97-116.3 李学海PIC单片机实用教程基础篇（第二版）北京航空航天大学2007：33-454 何希才传感器及其应用电路M北京：电子工业出版社20015 工业与民用配电设计手册(第三版)中国电力出版社出版6 Donald ANea men电子电路分析与设计M北京:电子工业出版社, 2003, 230-25571KavehPahlavan.PrashantKrishnamurihy.PrineiPlesofWirelessNetworks:A UnifiedAPProaehM.PearsonEdueation，200381MSP430IAREmbeddedWbrkbenehIDE UserGuideBE/OL2004-8-19/1181408184.shtml,2007-01-12/2007-03-19 陈守平，张军，方英民等，动力电池组特性分析与均衡管理，电池工业，2003年6月，2003年第六期，第265页10 Kutkut NH, Wiegman H, Marion R, etal. Modular battery equalizers and method of control P. United States Patent: 6150795, 2000211220. 11 梁适安. 转换式电源供给器原理与设计M .