1. 研究目的与意义
①目的:研究AT89S52型单片机,在此基础上结合MEMS温度传感器设计出一种可用于温度检测的无线网络节点,要求该节点能够完成现场温度信息的采集和无线传输。
②意义:温度检测与控制技术被广泛应用于工农业生产中,如温室、烤烟楼、大棚等很多地方都会对温度进行定时监测,以保证生产要求或植物在最佳环境下生长。如果采用人工定时测量,不但要耗费大量的人力,而且不能做到实时监控,特别在某些高温场所还有可能造成安全事故。传感器无疑是测量与控制系统中重要的组成部分。但是伴随传感器而来的是布线的复杂和不便,大量的数据线缆还存在着短路、断线隐患,成本高、易老化等问题,给系统的调试和维护增加了难度。无线数据通信技术以其组网简单、使用方便、扩展性强的优点在实际应用中被广泛采用。为此,设计一种基于无线传感器网络的温度检测系统可以再实际中得到很好的应用。
2. 国内外研究现状分析
①国外:基于mems技术的重大工程结构健康监测无线传感器网络,目前在发达国家正处于从实验室研究走向应用推广的阶段,国内相关报道甚少。目前国外该技术主要用于桥梁、铁路、高速公路等大型重要基础设施的结构健康监测。中美两国正联合研究该技术,共同把结构健康监测mems微传感器技术研究作为21世纪初的科技战略发展计划。
②国内:基于mems工艺技术的无线网络压力传感器芯片设计及应用研究,运用单导膜e型硅杯结构设计及其应力分析数学模型以及半导体mems工艺技术,在8英寸硅片上设计并制作出了用于无线网络压力传感器节点的敏感元件ic芯片;
基于mems技术无线网络风力传感器的研制,由微型风速芯片和电子罗盘通过感应数据配合获得所测风的瞬时风速和风向信息,再由负责传输的部件传输出去,特别适用于高山、森林等环境恶劣的无线网络气象检测站。
3. 研究的基本内容与计划
①研究内容:无线网络概念及相关知识、AT89S52型单片机基础知识、电子系统设计基本知识;
②计划:了解无线MEMS传感器网络的发展现状;找到无线温度测量的应用现状,针对工农业的测温和控制设计出可以应用于具体测温环节或环境的无线MEMS温度测量单元;根据毕业论文的实际情况分析结果。
4. 研究创新点
现代信息技术的三大基础是传感器技术、通信技术、计算机技术,它们分别完成对信息的采集、传输和处理。传感器网络将三种技术结合在一起,从而实现信息的采集、传输和处理的真正统一。传感器网络最初是由于军事的需要而发展起来的,随着传感器网络技术的逐步发展,它的应用也越来越广泛,现在已从军事防御普及到社会的各个领域。传感器网络被认为是21世纪最重要的技术之一,它将会对人类未来的生活方式产生深远影响。
mems系统在工业、信息通信、国防、航空航天、航海、医疗、生物工程、农业、环境和家庭服务等领域有着潜在的巨大应用前景,它将成为本世纪最重要的科技领域和主要的支柱技术之一。人们不仅要开发各种制造mems的技术,更重要的是如何将mems技术与航空航天、信息通信、生物化学、医疗、自动控制、消费电子以及兵器等应用领域相结合,制作出符合各领域要求的微传感器、微执行器、微结构等mems器件与系统。
所以,本设计将基于mems的无线网络技术融入到温度测量设计单元中去,结合起来去适应工农业发展的需要。
