1. 研究目的与意义
互联网的出现和发展改变了人们的生活,随着它的普及和技术的不断提高,相应的拓展产业也开始出现物联网就是其中的一个。物联网以互联网作为空间基础实现了物物之间的信息联通[1]。物联网的概念从提出到如今的获得良好发展,期间经历了不规范发展、稳定上升、如火如荼、取得突破到如今的更上一层楼可以说物联网终于迎来了自己的春天。如今,物联网在我国甚至被视为第五大新兴战略性产业,获得了非常良好的发展机遇和空间[2]。在当今社会信息技术在不断的发展完善，而为计算机提供信息的传感器，它的发展相对计算机信息处理功能来说却有些落后，这样一来自动检测技术便会受到影响，而检测技术正是人类探索和发现以及创新科技的重要手段。基于上述因素，越来越多的国家对传感器技术的未来寄予了高度重视，这为传感器技术的快速发展，以适应信息处理技术的需要奠定了基础[3]。流量的测量在热电生产、石油化工、食品卫生等工业领域具有广泛的应用，随着传感器技术，微电子技术、单片机技术的发展，为液体流量的精确测量提供了新的手段.充分利用单片机丰富的硬件资源，配以适当的检测接口电路，可精确测量由涡街流量传感器或电磁流量传感器输出的代表流量大小的脉冲信号，以及液体在当地状态下的压力、温度等模拟电压信号[4]。由软件计算出流量，以简单的硬件结构实现了一个高可靠性、高精度、多功能的液体流量检测系统。工业生产中过程控制是流量测量与仪表应用的一大领域，流量与温度、压力和物位一起统称为过程控制中的四大参数，人们通过这些参数对生产过程进行监视[5]。
传感器技术作为现代科技的前沿技术，同计算机技术与通信技术组成现代信息技术的三大基础, 也为物联网的发展铺平了道路,传感器更是物联网在工业领域应用的关键[6]。随着现今大型集成电路,无线射频技术以及嵌入式处理器技术的快速发展以及传感器的广泛使用,使得传感器的可靠性性能得到了提高[7]。但是我国高可靠性传感器的技术水平,传感器可靠性研究和实验工作相对落后于国外的进程，国内高可靠性传感器类别单一.品种少,传感器可靠性指标低于国际同类产品水平,量产能力也存在很大差距[8]。国外霍尼韦尔公司长期致力于传感器、控制产品和系统的研究,以压力传感器为例,霍尼韦尔低成本压力传感器和压力变送器在各种不同的应用中都具有杰出的传感性能和优势。霍尼韦尔独有的压力传感器和数字压力变送器的设计具有高精确度、可靠性和适应能力,同时具备各种数字和模拟功能[9]。美国Omega公司研制出平均无故障工作时间在10万个小时的PX5500系列压力传感器,稳定性在18个月内为0.1%FSO,应变计和其他单元直接溅射在敏感衬底上,无须再粘贴, 分子键结合技术避免了引起传感器性能的偏差﹑漂移和蠕变[10]。国内常用的流量传感器有电磁流量计、容积式流量计和超声波流量计[11]。对被测流体的不同假设,可以建立起不同的相关流量测量数学模型。模型大致可以分为两类:“凝固”流动模型和“非凝固”流动模型[12]。国内天津大学徐苓安教授曾尝试过基于蒙特卡洛方法对两相流相关流量测量结果的仿真研究[13];曹理平教授提出过基于分散相速度分布、浓度分布、敏感场灵敏度分布的“非凝固”流动模型[14];这些研究对相关流量测量机理认识及相关测速物理意义解释起到了促进作用。结合以上示例，传感器的性能决定物联网性能。传感器是物联网中获得信息的唯一手段和途径传感器采集信息的准确、可靠、实时将直接影响到控制节点对信息的处理与传输[15]。传感器的特性、可靠性、实时性、抗干扰性等性能,对物联网应用系统的性能起到举足轻重的作用。
2. 研究内容与预期目标
主要研究内容：
（1）液体流量压力的检测系统，主要包括物联网核心控制单元、流量、压力传感器模块、放大器、A\D转换器等；
（2）完成的功能；传感器对液体的压力、流量的数据进行精确的采集，采集的反馈数据实时显示在LED显示屏上，实现液体的压力、流量监；
3. 研究方法与步骤
| 拟采用的研究方法： 本课题拟采用软硬件相结合组成实际控制系统。主要分为以下几个部分：电路原理图设计与分析，算法模型建立并进行软件的编程及其功能的调试与仿真。采用 89C51 单片机，完成对数据的采集、分析与处理，最后输出控制量。 拟采用的具体步骤： （1）查阅设计中涉及的参考资料，包括：物联网技术的应用、89C51 单片机基本原理、流量传感器、压力传感器的原理。 （2）综合运用相关的专业知识，设计系统的控制算法，确定软件的开发环境及硬件 的选型； （3）进行硬件电路设计，绘制原理图； （4）按照控制算法设计并编写相关的控制软件程序； （5）进行软件的调试与仿真并印刷电路板图。 |
4. 参考文献
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姜汉元，从互联网到物联网。西安交通大学苏州附属中学，2019
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冯一珂，物联网技术的发展历程.湖南.湖南省长沙市长郡中学，2016
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陈铭.。智能压力传感器的研究[J]. 电脑迷,2014
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（1）2022.2.24-2022.3.8（2周）查阅资料，撰写开题报告。
（2）2022.3.9-2022.4.5（4周） 硬件功能分析，熟悉互联网指令及编程语言。
（3）2022.4.6-2022.4.26（3周）设计原理图，编制应用程序。
（4）2022.4.27-2022.5.24（4周） 系统调试及改进。
（5）2022.5.25-2022.5.31（1周） 整理毕业设计文档，撰写毕业设计论文。
（6）2022.6.1提交毕业论文，准备答辩。
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