開題報告模版長春大學

11/11長春大學電子信息工程學院畢業(yè)設計開題報告題目：123學院：專業(yè)：學生姓名：學號：指導教師：開題時間：本課題研究的意義：（填寫課題在理論上和應用上的價值）本課題研究的是壓力電纜傳感器與CCD系統(tǒng)在防盜，監(jiān)視，監(jiān)測等需求中的結合運用。針對其特征，可將其應用在監(jiān)獄，勞改所，戒毒所，用于監(jiān)測。也可用于博物館，家庭等，起到防盜作用。在這些應用領域中，要求傳感器的隱蔽性和對現(xiàn)場情況的及時了解，所以將壓力電纜傳感器和CCD結合一起運用，此傳感器不易被發(fā)現(xiàn)，與CCD一起運用，可起到更好的防盜，監(jiān)測作用。隨著科技的發(fā)展，人們對于用于公共事業(yè)或者是私人需求的防盜監(jiān)視產(chǎn)品的要求越來越高，人們要求高效率，高性能（例如能同時適應高溫和低溫等特殊環(huán)境），低成本，操作簡單等，本課題正是為適應這種社會需求而產(chǎn)生的。調研（社會調查）情況：傳感器技術是現(xiàn)代測量和自動化系統(tǒng)的重要技術之一，從宇宙開發(fā)到海底探秘，從生產(chǎn)的過程控制到現(xiàn)代文明生活，幾乎每一項技術都離不開傳感器，因此，許多國家對傳感器技術的發(fā)展十分重視。如日本把傳感器技術列為六大核心技術（計算機、通信、激光、半導體、超導體和傳感器）之一。在各類傳感器中壓力傳感器具有體積小、重量輕、靈敏度高、穩(wěn)定可靠、成本低、便于集成化的優(yōu)點，可廣泛用于壓力、高度、加速度、液體的流量、流速、液位、壓強的測量與控制。除此以外，還廣泛應用于水利、地質、氣象、化工、醫(yī)療衛(wèi)生等方面。由于該技術是平面工藝與立體加工相結合，又便于集成化,所以可用來制成血壓計、風速計、水速計、壓力表、電子稱以及自動報警裝置等。壓力傳感器已成為各類傳感器中技術最成熟、性能最穩(wěn)定、性價比最高的一類傳感器。CCD廣泛應用在數(shù)碼攝影、天文學，尤其是光學遙測技術、光學與頻譜望遠鏡，和高速攝影技術如Luckyimaging。CCD在攝像機、數(shù)碼相機和掃描儀中應用廣泛，只不過攝像機中使用的是點陣CCD，即包括x、y兩個方向用于攝取平面圖像，而掃描儀中使用的是線性CCD，它只有x一個方向，y方向掃描由掃描儀的機械裝置來完成。CCD的加工工藝有兩種，一種是TTL工藝，一種是CMOS工藝，現(xiàn)在市場上所說的TTL和CMOS其實都是CCD，只不過是加工工藝不同，前者是毫安級的耗電量，而后者是微安級的耗電量。TTL工藝下的CCD成像質量要優(yōu)于CMOS工藝下的CCD。CCD廣泛用于工業(yè)，民用產(chǎn)品。擬采用研究方法：（具體寫本課題的研究方法和實施方案）（1）根據(jù)壓力電纜傳感器的特性，設計檢測前端電路，電路滿足耐高溫和耐低溫的特點，如出現(xiàn)越界情況時，壓力電纜傳感器檢測出情況后報警，同時CCD監(jiān)測到現(xiàn)場情況，將傳感器報警信號與CCD監(jiān)測信號發(fā)送到同一網(wǎng)關節(jié)點，然后網(wǎng)關節(jié)點將信號通過無線方式發(fā)送到上位機。其中精簡51內核作為網(wǎng)關結點的微處理器。整體結構圖如下：（2）前端電路主要包括壓力模塊，CCD模塊。其中，壓力模塊包括壓力傳感器單元和信號放大單元，其中壓力傳感器模塊用于感應外部壓力，并將壓力轉換成差分電壓值，信號放大單元主要用于放大輸入的電壓信號，并由差分信號轉換為單路電壓信號。研究計劃：（填寫課題的研究內容和時間節(jié)點）（階段時間表：2012年3月15日畢業(yè)設計開題，學生交畢業(yè)設計開題報告，答辯2012年2012年2012年6月11-15學生畢業(yè)答辯)文獻綜述（不少于1000字正文+15篇參考文獻，其中應包含英文參考文獻）1．在電子計算機、機器人、自動控制技術等技術中應用廣泛。實際應用十分廣泛，大至數(shù)控機床、汽車小至家用電器都有傳感器。傳感器的安裝、連接方式等多方面因素都能影響傳感器的測量結果。只有通過實踐，親自動手使用傳感器，才能知道傳感器的應該與其他電路如何連接，怎樣才能正常工作。我們通常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應制造而成的，這樣的傳感器也稱壓電傳感器壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。其中石英（二氧化硅）是一種天然晶體，壓電效應就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的，在一定的溫度范圍之內，壓電性質一直存在，但溫度超過這個范圍之后，壓電性質完全消失（這個高溫就是所謂的“居里點”）。壓電效應是壓電傳感器的主要工作原理，壓電傳感器不能用于靜態(tài)測量，因為經(jīng)過外力作用后的電荷，只有在回路具有無限大的輸入阻抗時才得到保存。實際的情況不是這樣的，所以這決定了壓電傳感器只能夠測量動態(tài)的應力。壓電傳感器主要應用在加速度、壓力和力等的測量中。壓電式加速度傳感器是一種常用的加速度計。它具有結構簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優(yōu)異的特點。壓電式加速度傳感器在飛機、汽車、船舶、橋梁和建筑的振動和沖擊測量中已經(jīng)得到了廣泛的應用，特別是航空和宇航領域中更有它的特殊地位。壓電式傳感器也可以用來測量發(fā)動機內部燃燒壓力的測量與真空度的測量。也可以用于軍事工業(yè)，例如用它來測量槍炮子彈在膛中擊發(fā)的一瞬間的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力。它既可以用來測量大的壓力，也可以用來測量微小的壓力。2.CCD圖像傳感器,也就是電荷耦合器件圖像傳感器?？梢詫D像資料由光信號轉換成電信號,是一種進入影像世界不可缺少的取像元件。CCD圖像傳感器與傳統(tǒng)的攝像管比較,具有體積小、重量輕、用電省、價格低、壽命長、防震性強以及不受磁場影響等優(yōu)點。對于多監(jiān)控攝像機系統(tǒng)，希望所有的視頻輸入信號是垂直同步的，這樣在變換攝像機輸出時，不會造成畫面失真，但是由于多攝像機系統(tǒng)中的各臺攝像機供電可能取自三相電源中的不同相位，甚至整個系統(tǒng)與交流電源不同步，此時可采取的措施有：均采用同一個外同步信號發(fā)生器產(chǎn)生的同步信號送入各臺攝像機的外同步輸入端來調節(jié)同步，從而獲得合適的垂直同步，相位調整范圍0~360度。CCD感光元件的核心是感光二極管(photodiode)，該二極管在接受光線照射后產(chǎn)生輸出電流，電流強度與光照強度相對應。

CCD感光元件除包括感光二極管之外，在其周邊還包括一個用于控制相鄰電荷的存儲單元，但感光二極管占據(jù)了絕大數(shù)面積，也就是說CCD感光元件中的有效感光面積較大，在同等條件下可接收到較強的光信號，對應的輸出電流也較強，表現(xiàn)在輸出結果上即捕捉的圖像內容豐富、清晰；

工作原理：在接受光照后，感光元件產(chǎn)生相對應的電流，電流大小與光強相對應，因此感光元件輸出的電信號是模擬的。在CCD中，每個感光元件并不對此做進一步處理，而是將電信號直接輸出到下一個感光元件的存儲單元，結合該元件生成的模擬信號后在輸出給第三個感光元件，依次類推，知道結合最后一個感光元件的信號最終形成統(tǒng)一的輸出。由于感光元件生成的電信號很微弱，無法直接進行模數(shù)轉換工作，因此這些輸出數(shù)據(jù)必須做統(tǒng)一的放大處理，這項任務由傳感器中的放大器專門負責，經(jīng)放大器處理之后，每個像點的電信號強度都獲的同樣幅度的增大，但由于CCD本身無法進行AD轉換，因此還需要一個專門的模數(shù)轉換芯片進行處理，最終以、二進制數(shù)字圖像矩陣的形式輸出給專門的DSP處理芯片。

3.以計算機、單片機實驗開發(fā)系統(tǒng)完成程序編輯、編譯、下載程序等任務。參考文獻：[1]張建民.傳感與檢測技術.機械工業(yè)出版社[2]劉篤仁，韓保君，劉靳.傳感器原理及應用技術.西安電子科技大學出版社，[3]孫運旺.傳感器技術與應用.浙江大學出版社.2006.09[4]馬斌.單片機原理及應用.人民郵電出版社，2009.10[5]王建校，王建國.51系列單片機及C51程序設計.科學出版社，2002.[6]徐維祥，劉旭敏.單片機微型計算機原理及應用.大連理工大學出版社，2002.7.[1]賈石峰.傳感器原理與傳感器技術.機械工業(yè)出版社，2009.[7]張一斌，余件坤.單片機原理課程設計.中南大學出版社，2009.[8]戴佳，戴衛(wèi)恒.51單片機C語音應用程序設計實例精講.電子工業(yè)出版社，2007.[9]龍威林，楊冠聲，胡山.單片機應用入門.化學工業(yè)出版社，2008.[10]齊向東，劉立群.單片機控制技術實踐.中國電力出版社，2009.[11]邊春元，李文濤，江杰.C51單片機典型模塊設計與應用.機械工業(yè)出版社，2008.[12]CCDImageSensorsandAnalog-to-DigitalConversion[13]DENVIRDJ,CONROYE.ElectronMultiplyingCCDs[Z].Proc.SPIE,2003,4877:55～68.[14]JERRAMP,POOLP,BELLR,etal.TheLLLCCD:LowLightImagingwithouttheneedforanintensifier[Z].Proc.SPIE,2001,4306:178～186.[15]PiezoPoly