糧食水分在線監(jiān)測是糧食安全儲藏的重要環(huán)節(jié),也是制約制約糧食干燥系統(tǒng)的核心技術(shù)。針對目前糧食水分測量技術(shù)的具體情況,作者進(jìn)行了深入的研究,通過對糧食介電特性的分析,采用電容測量法,設(shè)計(jì)了一套電容式糧食水分在線監(jiān)測系統(tǒng)。本課題從信號采集系統(tǒng)的穩(wěn)定性和靈敏度入手,著重于硬件系統(tǒng)裝置的設(shè)計(jì),最終完成了糧食水分在線監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺的研制,并通過實(shí)驗(yàn)初步驗(yàn)證了方案的可行性,主要研究工作如下：1.深入了解電容式糧食水分檢測的原理和該技術(shù)的發(fā)展情況,歸納在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中需要注意的技術(shù)難點(diǎn)。2.充分領(lǐng)會系統(tǒng)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想,通過對比,選擇最優(yōu)信號采集電路,從而提高靈敏度和穩(wěn)定性。進(jìn)而建立一套可實(shí)時監(jiān)測、基本能穩(wěn)定工作的系統(tǒng)硬件平臺。3.深入學(xué)習(xí)Freescale單片機(jī)、Codewarrior和Qt開發(fā)軟件。開發(fā)出整個系統(tǒng)的軟件平臺,實(shí)現(xiàn)了初始化外圍器件,控制信號采集,實(shí)時顯示數(shù)據(jù)等功能。4.針對出現(xiàn)的隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差,提出了相關(guān)數(shù)據(jù)處理的算法,有效的去除了粗大誤差,平滑了波形。5.通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)對硬件系統(tǒng)各部分的性能進(jìn)行對比分析,驗(yàn)證其穩(wěn)定性；通過測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合出測量電壓隨水分、溫度等因素變化的曲線并進(jìn)... 

【文章來源】：東北大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 糧食水分檢測方法及發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 電容式糧食水分檢測技術(shù)
    1.4 系統(tǒng)功能需求分析與主要技術(shù)指標(biāo)
    1.5 本文完成主要內(nèi)容
    1.6 論文結(jié)構(gòu)
第2章 電容式傳感器設(shè)計(jì)與優(yōu)化
    2.1 糧食水分介電特性分析
    2.2 傳感器結(jié)構(gòu)及等效電路模型分析
        2.2.1 傳感器結(jié)構(gòu)選擇
        2.2.2 電容式傳感器等效電路模型分析
    2.3 電容傳感器敏感場的有限元分析
        2.3.1 有限元法的基本原理
        2.3.2 傳感器敏感場有限元模型的數(shù)學(xué)描述
        2.3.3 有限元方程求解與電容值計(jì)算
    2.4 傳感器優(yōu)化設(shè)計(jì)
        2.4.1 傳感器設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析
        2.4.2 傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化
        2.4.3 傳感器制作
第3章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)
    3.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)整體框架設(shè)計(jì)
    3.2 激勵源設(shè)計(jì)
        3.2.1 激勵源方案選擇
        3.2.2 激勵源電路設(shè)計(jì)
    3.3 微小電容檢測電路
        3.3.1 電容檢測電路方案選擇
        3.3.2 電容檢測電路設(shè)計(jì)
    3.4 交流放大電路
    3.5 移相電路
    3.6 相敏解調(diào)電路
    3.7 低通濾波器設(shè)計(jì)
    3.8 單片機(jī)控制與數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊
    3.9 電源模塊
第4章 系統(tǒng)軟件平臺設(shè)計(jì)
    4.1 基于CodeWarrior的下位機(jī)軟件開發(fā)
        4.1.1 CodeWarrior開發(fā)環(huán)境介紹
        4.1.2 下位機(jī)程序整體流程設(shè)計(jì)
        4.1.3 系統(tǒng)初始化
        4.1.4 數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)
        4.1.5 A/D轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)
    4.2 基于Qt 4.5的上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)
        4.2.1 Qt 4.5軟件環(huán)境介紹
        4.2.2 上位機(jī)軟件整體流程
        4.2.3 界面設(shè)計(jì)
        4.2.4 數(shù)據(jù)接收模塊
        4.2.5 數(shù)據(jù)保存模塊
        4.2.6 數(shù)據(jù)處理模塊
第5章 誤差分析及數(shù)據(jù)處理方法
    5.1 系統(tǒng)誤差分析與模型建立
    5.2 隨機(jī)誤差分析及其數(shù)據(jù)處理
        5.2.1 限幅濾波
        5.2.2 算術(shù)平均濾波器
第6章 系統(tǒng)測試與實(shí)驗(yàn)
    6.1 系統(tǒng)性能測試
        6.1.1 正弦波發(fā)生器性能測試
        6.1.2 C/V轉(zhuǎn)換電路穩(wěn)定性測試
    6.2 測量數(shù)據(jù)分析
        6.2.1 被測電壓與水分、溫度、緊實(shí)度的關(guān)系
        6.2.2 系統(tǒng)重復(fù)性和穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)
        6.2.3 誤差來源分析
第7章 結(jié)論及建議
    7.1 結(jié)論
    7.2 改進(jìn)建議
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于Qt/Qwt的操作監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 盧華偉,秦品健,鄭銳.  微計(jì)算機(jī)信息. 2010(01)
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[10]PC機(jī)與單片機(jī)通信在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 余國衛(wèi).  微處理機(jī). 2006(02)

碩士論文
[1]糧食烘干塔溫度水分智能檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 陳超錄.湖南大學(xué) 2001



本文編號：3284815