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冬季取暖嵌入式智能控制器的研究与设计

作　者: 张殿元
导　师: 王立刚
学　校: 大庆石油学院
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 嵌入式智能温度控制器数据融合模糊控制
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

为了在冬季室内供暖系统中节约能源和减少用户的供热支出,研究与设计了一种新型的冬季取暖嵌入式智能温度控制器。首先分析了冬季取暖嵌入式智能控制器系统的基本功能,设计出了系统的总体结构框图,研究了系统中八个组成模块的基本功能和工作原理;然后进行了冬季取暖嵌入式智能控制器系统的硬件设计,主要包括温度检测电路、光电检测电路、热释电检测电路以及人机对话电路的设计,使用ARM开发板EasyARM2200作为开发平台,采用LPC2210作为ARM嵌入式芯片,构成冬季取暖嵌入式智能控制器的硬件系统。详细地阐述了在冬季取暖嵌入式智能控制器系统中利用多传感器数据融合技术和模糊控制技术所实现的智能控制思想,设计出了多传感器数据融合表和模糊温度控制表,并说明了多传感器数据融合表和模糊温度控制表在本系统中的实际应用方法;软件部分使用嵌入式C语言进行编程,实现系统的智能控制思想,设计出了系统软件的主程序功能流程图、温度调节子程序功能流程图、主程序流程图以及温度调节子程序流程图,开发出了温度检测信息采集程序、光电检测信息采集程序以及热释电检测信息采集程序,编写出了系统软件的主程序代码、子程序代码以及软件的整体程序代码;最后成功地完成了系统的硬件调试、软件调试以及硬件软件联合调试,并说明了系统的实际具体调试过程和方法。本项目设计的冬季取暖嵌入式智能控制器,能够根据用户需要来智能地调节室内的温度,达到了设计的要求。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
创新点摘要  6-9
第一章概述  9-14
  1.1 我国冬季取暖的现状及存在的问题  9-10
  1.2 冬季取暖的未来发展趋势  10-11
  1.3 研究冬季取暖嵌入式智能控制器的意义  11-13
  1.4 本章小结  13-14
第二章冬季取暖嵌入式智能控制器的理论基础及总体方案设计  14-21
  2.1 人工智能理论简介  14-15
  2.2 基于多个传感器的专家数据融合技术  15-16
  2.3 基于多个控制目标的模糊控制技术  16
  2.4 嵌入式ARM 技术  16-17
  2.5 嵌入式智能控制器的基本功能  17-18
  2.6 嵌入式智能控制器的总体结构  18-19
  2.7 本章小结  19-21
第三章冬季取暖嵌入式智能控制器的硬件设计  21-33
  3.1 ARM 与开发板选择及功能介绍  21-22
  3.2 温度检测模块的原理与实现方法  22-24
  3.3 光电检测模块的原理与实现方法  24-25
  3.4 热释电检测模块的原理与实现方法  25-29
    3.4.1 热释电红外传感器  25-27
    3.4.2 热释电红外控制模块  27-29
  3.5 人机对话模块设计（键盘和数码显示）  29-32
  3.6 系统电路的整体设计  32
  3.7 本章小结  32-33
第四章冬季取暖嵌入式智能控制器中智能控制思想的实现及软件设计  33-50
  4.1 多传感器数据融合技术的实现  33-34
  4.2 模糊控制技术的实现  34-38
    4.2.1 模糊理论的基本定义和定理  34-37
    4.2.2 模糊温度控制表及其工作原理  37-38
  4.3 嵌入式操作系统的移植  38-45
    4.3.1 μC/OS-Ⅱ的特点  38-40
    4.3.2 μC/OS-Ⅱ的移植条件和移植规划  40-41
    4.3.3 移植μC/OS-Ⅱ  41-45
  4.4 系统软件程序  45-49
  4.5 本章小结  49-50
第五章冬季取暖嵌入式智能控制器的调试  50-53
  5.1 冬季取暖嵌入式智能控制器的硬件调试  50-51
  5.2 冬季取暖嵌入式智能控制器的软件调试  51-52
  5.3 冬季取暖嵌入式智能控制器的硬件软件联合调试  52
  5.4 本章小结  52-53
结论  53-54
参考文献  54-57
发表文章目录  57-58
致谢  58-59
附录1 系统整体电路图  59-60
附录2 软件整体程序代码  60-76
详细摘要  76-82

冬季取暖嵌入式智能控制器的研究与设计

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