4. 李明亮，唐前辉.51单片机应用设计与仿真-基于keil
C
与proteus [M]．北京：北京航空航天大学出版社，2009
5. 程德福，林君. 智能仪器[J] 北京：机械工业出版社，2005
6. 杨居义. 单片机课程设计指导[J] 北京：清华大学出版社，
2009
7. 张靖武，周灵彬．单片机系统的PROTEUS设计与仿真[M]．
套一个通讯软件, 可以通过拨号方式实现对子站的远程控制和诊 断。仿真子站数据采集器面板, 远程执行数据采集器功能, 它不仅可 以通过自动呼叫获取子站的监测数据, 更可以仿真子站单台仪器面 板对设备进行远程设置和诊断。 4.课题大体介绍及课题要求
随着微电子技术和通信技术的发展，远程检测和远程控制得到广 泛应用，例如;大型设备的故障远程诊断，无人职守设备的状态的监 测，远程控制，远程智能家电等等。远程监测系统通常采用上下位 机的拓扑结构、上位机一般为主叫方，下位机一般为被叫方，上位 机从下位机得到采集的数据，下位机主要进行有关数据的采集，因 此下位机的可靠运行十分重要。 由于干扰，部分模块失效或软件 非逻辑性死循环等原因引起的下位机瘫痪，最终以无法与上位机正 常通信的形式集中显现出来。因此进行下位机的设计是必要的，研 究下位机的应用，有着非常现实的意义。
合的方式，所以电路结构简单、调试也相对方便。根据设计系统的 要求，初步确定设计系统由主控模块、时钟模块、存储模块共3个 模块组成。芯片使用51系列的AT89S8252单片机，AT89S8252是一 个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，器件采用ATMEL公司的高 密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及
类设备由于除了一台设备能够 分时测量以上三个主要参数外 等有机污染参数, 因此受到一些 用户的青睐。由于生产厂家开 发的侧重点不同, 设备的硬软件 水平参差不齐, 软件的供应也不 相同, 直接导致数据采集的效率 与质量以及维护和调校的工作 量, 差异不小。国内大部分空气 质量自动监测系统基本上采用 传统的专用数据采集器传输系 统, 它的工作原理是子站中的分 析仪对空气中的污染物进行直 接监测, 监测到的浓度值经过量 程设定变换成模拟量后送入数 据采集器,数据采集器对所采集 的数据进
很大, 且可靠性下降。因此, 90 年代以来, 美国A P I、法国ESA 等公司已在单机中采用了大量 的传感元件并经数模转换输入 微处理器进行智能处理, 提高了 精度和抗干扰能力。仪器的大 部分控制功能, 譬如温度控制、 阀门切换都由微处理器完成, 并 提供了RS-232 接口, 这样我们 就可以在中心室与现场一样了 解单机的工作状态和20～ 30 个 参数以判断子站工作状态和测 量值,考虑是否有必要去某个子 站对设备进行维护, 需要带哪些 备件, 甚至于用什么工具。
毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告
行分类保存,中心站的微机通过调制解调器用拨号方式与子站连通将 采集器中的数据获取过来, 利用报表软件对所获得数据进行编辑处 理。 3.国外发展情况及趋势
我国环境监测系统自从大量引进了美国达西比设备后, 空气质 量自动监测系统测控能力有了进一步的提高。根据最新资料, 法国 ESA 公司也有成熟的测控系统推出, 典型的是长光程测控系统。其 特点是使用了串行接口分配器通过RS-232 接口将每台测量仪器的所 有数据通过调制解调器用电话线与中心站计算机系统相连, 随机配
80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存 储单元，功能强大的微型计算机的AT89S8252可为许多嵌入式控 制应用系统提供高性价比的解决方案。同时8KB Flash片内程序存 储器，2KB的随机存取数据存储器，内部含有看门狗定时器。 4.显示模块设计
本系统只需要进行数字的显示即可，但需要显示器件具有直观 和高亮度。在此基础上，打算采用常用的高亮度红色LED数码管作 为显示器件。
北京：电子工业出版社，2007
8. 李泉溪 .单片机原理与应用实例仿真[M] 北京： 北京航空航
天出版社 ，2009
9. 黄仁欣. 单片机原理与应用技术2版[M] 北京：清华大学出
版社，2010
10. 王守中. 51单片机开发入门与典型实例[M].人民邮电出版
社，2007
11. 李广第．单片机基础(第1版)[J]．北京：北京航空航天大学
毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告
参考文献： 1. 朱定华，戴汝平．单片机微机原理与应用[M]．北京：北 京交通大学出版社，2003．
2. 赵晓安. MCS-51单片机原理及应用[M]. 天津：天津大学出版
社，2001
3. 梅丽凤，王艳秋，汪毓铎，张军.单片机原理及接口技术
[M]. 北京：清华大学出版社，2009
本课题的研究不知需要通过实际的硬件连接，实现其功能，还 需要对可编程软件的编程来实现其自动控制的作用。根据软件的研 究方法，可以拟定整个下位机系统的软件框图，其中软件与硬件看 门狗主要作用是监视系统的运行状态，以防通信死锁等情况导致下 位机瘫痪，同时实现下位机在软故障条件下的自恢复。如图3所 示：
图 3 系统软件框图
根据本课题要求先拟定了系统的结构图如图1所示，通过各种监测 仪监测所需的数据，下位机经行采集、保存，再通过公用电话网传递 到上位机，同时上位机的指令也可以通过公用电话网下达的下位机。
图1 系统结构图
毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告
按照系统的要求和功能，初步确定本系统的硬件框图，如图2 所示：
淮阴欢欢
学 号： 1071205225
专 业：
自动化
设计(论文)题
目：
基于单片机的远程环境监测系统
指 导 教 师:
—下位机设计 朱霞
年
月
日
毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告
1．结合毕业设计（论文） 课题情况，根据所查阅 的文献资料，每人撰写 2000字左右的文献综述
图2 硬件系统框图
为此主要对以上的4个模块进行设计。 1.模拟量输入通道和开关量输入通道模块设计
本系统涉及到三个模拟量采集的参数的调整放大和数字化，因 此必须进行模拟量输入通道的设计。A/D的转化一般要经过取样， 保持和量化，编码几个过程，对于A/D转化器芯片的选择主要根据 转化精度，转化速度，性价比这几个方面。由于本系统需要采集的 数据变化缓慢，对转化速度要求不高，采样周期要求明确，因此选 用模数转换接口芯片。 2.MODEM通讯接口模块设计
毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告
软件设计的流程图为
图 4 软件程序流程图
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指导教师意见： 1．对“文献综述”的评语：
2．对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论 文）结果的预测：
指导教师： 所在专业审查意见：
负责人：
年
月
日
年
月
日
出版社，1999
12. 黄庆华等.单片机开发技术实训[M].电子工业出版社，2006
13. 李朝青.单片机学习指导[M].北京航天航空大学出版社，
2005
14. 蔡美琴等. MCS-51系列单片机应用技术[J].高等教育出版
社，1993
15.李光飞等.单片机课程设计实例指导[M].北京航天航空大学出版
本次设计主要在于对模拟信号采集电路，通信接口电路，无人 职守的下位机控制电路的设计，然后进行组合，来完成对模拟量的 采集，转化，保存，传送等功能。具体要求；对大气、水质、酸雨 等各监测仪送来的各种环境数据进行实时采集，对环境监测仪输出 的SO2、NO2等变化缓慢的参数每2分钟采样一次，对酸雨计输出的 酸雨参数每0.5mm雨量采样一次。同时采样数据要求连续保存7天， 每天的平均值保存一个月，并且存储在下位机中的采样数据随时准 备接受上位机的查询和向上位机传送。并且要考虑被测信号的变化 速率和通道数，以及对测量精度、分辨率、速度的要求等。
方案一，采用现场总线形式，但是现场总线形式受通信距离的 限制，其远程能力有限。
方案二，采用公用电话网形式，对于远程数据通信，基于公用 电话网的MODEM串行通信得方法更好一些。就其通信距离，实时 性，可靠性和安全性等多方面比较突出。
毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告
3.控制模块设计 本系统控制采用单片机编程 用单片机设计电路，用其软硬件结
社，2004年
毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告
2．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途 径）
1.本课题要研究或解决的问题 本课题主要分为硬件与软件的设计，下位机的硬件设计主要解决
通信接口，模拟信号采样电路和控制电路的设计，同时要考虑被测信 号的变化速度和通道数，以及对测量精度、分辨率、速度的要求等。 下位机的软件设计主要在于MODEM通信接口程序、模拟/数字转换 接口程序、主模块框架的构建和适应无人职守的系统可靠性的设计。 2.拟采用的研究手段
文献综述
1.环境监测系统设计的必要性 国内环境监测, 大都局限于
采集检测数据, 但在实际工作中 随着监测项目的增多, 监测范围 的扩大, 点位的密布, 距离也越 来越远, 大量的采集数据需要进 行处理、分类, 还要进行分析、 比较。一个站多时段数据分类, 多站同类数据的对比, 上级管理 部门对下一级数据的抽查, 趋势 分析等已变得越来越重要。大 量的仪器设备需要进行维护、 调试, 这就需要自动监测的思路 扩大到对现场设备工况的监测 控制, 如是否停电、恒温恒湿系 统运行是否正常可靠； 机器内 部温度是否在要求范围内; 光学 系统光强如何; 采样流量是否正 常等等。如果这些参数通过模 拟口采集并送至中心站, 数据量
随着环境监测子站的增加, 质控工作量也必将有所增加, 如 果系统设计合理, 这项工作还可 以通过远控完成, 这就向我们提 出了一个重要的概念—“系 统”。 2.国内环境监测系统现状
近几年来, 国内空气自动监 测系统主要引进瑞典op sis 公 司或美国热电子公司、法国 ESA 公司的差分光谱法(也称长 光程法) 设备, 来替代SO 2 和 NO 2、O 3 等参数的测量。这