来源:期刊VIP网所属分类:工业设计发布时间:2017-10-12浏览:次
下面是两篇工业设计类职称论文投稿范文,第一篇论文介绍了空调智能控制系统设计研究,论文将设计一种全新的物联网智能空调控制系统,实现在本地和远程多个平台上的多种空调控制方式。第二篇论文介绍了石油产品检测技术开发及应用,通过不断开发和创新新的检测技术,并将其应用到实际检测工作中。
《空调智能控制系统设计研究》
摘要:为了实现空调的智能控制,在分析现有空调控制系统不足的基础上,采用STC89C54单片机为空调红外学习和发送控制核心,利用web云端、智能手机端APP、手机短信、语音等多种平台,通过GPRS、internet网络、蓝牙等无线通信技术,完成智能空调控制系统的设计,用户可利用普通手机或带有控制软件的智能手机、平板电脑、计算机网页浏览器等多个终端平台实现对空调的本地和远程控制。实践证明,该系统可靠稳定,使用方便,具有较高的实际应用价值。
关键字:STC89C54单片机;多平台控制;智能空调
引言
随着物联网技术的不断发展,人们的生活习惯、休闲方式与消费习惯也在不断的改变,而智能化家居在人民群众的生活中起到越来越重要的作用。空调作为日常生活中较为重要的家电产品,传统空调因为其遥控器的控制范围有限,人们往往需要花费一定时间等待空调制冷或者制热,造成了一定的时间上的浪费;而现有的智能空调在远程控制上的方式也较为单一,且各品牌之间协议相互不兼容,相关技术也无法实现对现有传统空调的改造。本文将设计一种全新的物联网智能空调控制系统,实现在本地和远程多个平台上的多种空调控制方式。通过实际运行调试,验证系统设计方案的可行性和有效性。
1空调智能控制系统总体设计
本系统主要由STC89C54单片机最小系统模块、红外学习和发送模块、GPRS模块、智能手机、蓝牙模块、显示模块和电源管理模块组成,如图1所示。本系统利用单片机最小系统和红外模块组成智能外接装置,作为中间媒介来学习和发送红外命令控制空调,结合各无线模块,该装置上电后能够自动连接移动基站的GPRS网络,随后通过移动网关接入互联网云端服务器,在该服务器上挂载自主设计的空调web控制页面,用户可以通过多个平台登录该页面进行空调的控制。此外,通过在智能终端上开发的应用程序(APP),可对用户的空调使用习惯和语音命令进行学习,实现家庭和户外对空调的参数配置及语音控制,使传统空调具有智能控制功能。此外,显示部分采用LCD1602液晶屏模块,用于系统运行状态的实时反馈。电源管理模块包括了系统Li电池充放电电路、5V升压电路、3.3V稳压电路,用于向系统其余模块提供合适电源。
2系统硬件设计
2.1主控电路设计
系统采用STC89C54单片机和红外转发电路为空调控制核心电路,此型号单片机性能稳定,质量可靠,且有足够的片内flash存储学习到的红外编码。主控电路主要负责接收原有空调遥控器信号,进行学习,并将学习到的红外编码存储到单片机片内flash地址中,建立对应的编码协议表。同时接收来自GPRS模块、智能手机、蓝牙模块的控制指令,并对指令进行运算处理判断,将单片机flash地址中对应的红外编码取出和发射,完成空调的本地和远程控制。主控电路中的红外转发电路包括了发射和接收两个部分。红外接收端采用价格便宜,性能可靠的一体化红外接收头VS1838接收红外信号,它同时对30khz到60khz之间的红外载波信号进行放大、检波、整形,得到TTL电平的编码信号,再送给单片机,经单片机解码后送发射电路执行,去控制各品牌空调。主控电路红外遥控过程如图2所示。
2.2GPRS通信模块设计
GPRS是一种基于GSM系统的无线分组交换技术,提供端到端的、广域的无线IP连接。它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务,属于第二代移动通信中的数据传输技术。GPRS和以往连续在频道传输的方式不同,是以封包(Packet)式来传输,因此控制空调所负担的费用是以其传输资料单位计算,并非使用其整个频道,而控制空调运行的指令数据量非常小,成本较低。此外,通过分布在各终端上的应用程序,可方便的进行多平台的远程信息管理。本系统中采用自主设计的GPRSA6模组和主控电路进行数据流量和短消息通信,如图3所示。A6是一款支持GSM,GPRS四频段(850/900/1800/1900MHz)的GSM模组,支持GPRS数据业务,最大数据速率为下载85.6Kbps,上传42.8Kbps,支持2个串口,一个下载串口,一个AT命令口,其中的AT命令串口与主控电路中的单片机串口相连接,用于数据的转发,如图4所示。
2.3电源管理模块设计
电源管理模块主要为系统不同模块提供不同的电源,本系统由3.7V的锂电池供电,需要5V和3.3V两种电压。本设计中采用只需要极少外围元器件的RN9521移动电源芯片,RN9521集成了同步5V升压、充电和多重保护功能,且具有92%的充电转换效率和95%的升压转换效率。在适配器模式下,支持边充边放。3.3V电压采用DC-DC降压3端高效线性稳压器AMS1117芯片,AMS1117设计用于提供1A输出电流且工作压差可低至1V。在最大输出电流时,AMS1117的最小压差保证不超过1.3V,并随负载电流的减小而逐渐降低。本系统中将升压获得的5V电压降压至3.3V。
2.4其它电路设计
本系统还有一些辅助电路,显示模块采用LCD1602液晶显示,LCD1602为工业字符型液晶,能够同时显示16x02即32个字符,本设计中用于显示系统的实时运行状态。蓝牙通信电路主要由HC-05蓝牙透传模块构成,HC-05是一款主从一体可以设置的蓝牙芯片,具有传统蓝牙技术的功能,经过测试在室内可达10m以内的通信距离,可以满足室内手机蓝牙控制空调的需求。模块的接口有串口、spi接口、usb接口,本系统开发中选用了串口与主控电路进行通信。
3系统软件设计
3.1软件设计及流程图
本系统着手实现一种多平台的智能空调使用方式,相关的软件设计除为硬件模块编写的驱动程序外,还有上层应用程序,包括了跨平台的云端web应用程序和手机端应用程序,GPRS模块通过定时读取web应用程序端数据库的最新空调指令来向主控电路发送数据,同时,GPRS模块还要接收通过移动运营商发送的空调短信指令。蓝牙模块在与手机端应用程序匹配后,实时接收APP发送的经过解码后的空调语音控制指令,在送给主控电路进行控制。系统的软件流程如图5所示。
3.2web云端应用程序的设计
web应用程序首要的优点就是跨平台,web服务是一个soa(面向服务的编程)的架构,它是不依赖于语言,不依赖于平台,可以实现不同的语言间的相互调用,通过因特网浏览器进行基于http协议的网络应用间的交互。本系统中web页面前端使用HTML和JavaScript语言进行设计,HTML是网页内容的载体,内容即为空调控制的相关按钮信息,并通过JavaScript为web增添一定的动态效果,如图6所示。空调按钮控制指令通过PHP语言与后台MySQL数据库进行交互,并开放给空调控制端GPRS无线数据业务来访问数据库。MySQL是一种开放源代码的关系型数据库管理系统(RDBMS),MySQL数据库系统使用最常用的数据库管理语言—结构化查询语言(SQL)进行数据库管理。最后,将设计的web应用程序部署到新浪云端,方便不同平台的终端通过internet浏览器访问。新浪云SAE是一个免费的web服务器,SAE的web服务器采用分布式部署的方式,开发者将代码部署到SAE前端机后,会通过同步的方式,将代码部署到SAE所有的web服务器。
3.3智能手机端APP的设计
智能空调APP旨在实现与用户的“直接对话”,本系统中使用AndroidStudio设计了安卓端的空调语音控制APP,带有移动APP的智能手机通过蓝牙与主控电路串口上的HC-05蓝牙透传模块进行点对点通信,智能手机APP的主要界面如图7所示。用户通过点击界面中央圆形区域进行语音录入,通过AndroidIntent类调用第三方语音服务,其中Intent类的action方法设置为RecognizerIntent.ACTION_RECOGNIZE_SPEECH,然后调用一个带返回结果的操作,把识别后的语音字符与红外编码协议相匹配,最后由主控电路发射对应的空调红外控制信号。此外,在蓝牙未进行成功配对或者距离超出蓝牙通信范围时,本APP可将识别的红外指令在后台通过发送短消息的方式给主控电路连接的GPRS模块,从而实现空调的远程短信控制。
4结论
本文设计了一种可以实现多平台控制的智能空调系统,设计了硬件系统和软件系统,采用STC89C54单片机和红外转发电路为主控单元,采用GPRS、蓝牙、internet云端等无线通信技术,实现空调的本地语音、远程短信和web云端控制,系统电路和应用层软件性能稳定、可靠性高、运维成本较低。通过实践表明,本设计方案可行,可方便的对现有的普通空调进行智能化升级,且具有较高的实际应用价值。
作者:浦灵敏 姜子祥 单位:苏州健雄职业技术学院电气工程学院
《石油产品检测技术开发及应用》
摘要:我国很多行业的发展都离不开石油的支持,随着行业发展规模逐渐扩大,对石油的需求量日渐增加,对石油的品质也提出更高要求。传统石油产品检测技术已经无法满足现行石油产品检测质量要求,因此需要不断开发和创新新的检测技术,并将其应用到实际检测工作中。
关键词:石油产品;检测技术;开发与应用
科学技术水平不断提高,带动现代分析仪器的发展,为我国石油产品质量检测工作提供了条件,现代质量检测技术分析速度快、准确度提高,被广泛的应用到石油产品检测中。
1石油产品检测技术的开发分析
1.1石油存储及生产方面
石油产品在生产及存储过程中会由于自身不稳定性导致一系列安全事故的发生,因此需要对此过程进行技术检测,以减少事故发生的可能性。此时的检测主要是针对石油产品中不稳定因素,在此过程中提高检测技术应用的范围,能够为石油产品的存储和生产提供更大保障。针对此这方面的质量检测主要采用过程分析技术,能够有效提高油品检测效果。
1.2节能环保需求方面
在全球生态环境质量逐渐下降的背景下,对石油产品的节能环保性能要求也逐渐重视,在对石油产品检测过程中,更加注重提升产品的生态性。因此在研发和应用汽车等机械动力过程中,通过采用分析检测技术,控制污染物的排放,以此减少石油产品对生态环境的污染。
2石油产品检测技术应用的注意事项
2.1采样
石油产品的采样是石油产品分析的基础性工作,采样的重要性不亚于石油产品分析本身,只有保证采样正确性,才能保障检测结果的准确性。因此在选择采样器皿时要注意不能与石油产品本身发生化学反应,避免对检测结果产生影响。取样过程中要严格遵守危险区域的所有规则,取样设备和试样应承受使用压力,在可燃蒸气区域内,不能产生带有火花的东西,对取样人员的穿着材料也具有一定要求,要求参与取样的人员避免穿人造纤维的衣服,应该穿棉布做的衣服,在恶劣天气情况下不宜取样等。只有严格按照相应要求正确取样,才能为检测工作奠定良好的基础。
2.2闪点
闪点是表明石油产品危险性的安全指标,因为闪点是出现在火灾危险的最低温度,闪点越低说明火灾的危险性发生可能性越大,对闪点进行确定,可以制定更加科学的运送、储存和使用燃料的防火安全措施。在对样品进行闪点测定之前要确定样品的含水量在0.1%以下,否则就要进行脱水处理,避免有水分过高而造成样品的闪点被高估情况出现。记录闪点的方法有三种,第一种是当点火发生时,将记录仪的热电偶短路,第二种是当点火发生时,将电位差记录仪正在重新平衡的电机断开,第三种是当点火发生时采取温度信号,并将选取的峰值信号送给拾峰器的保持电路。
2.3冷滤点
在测定石油产品冷滤点过程中,要注意外界环境因素对检测结果的影响,其检测温度要符合SH/T0248-2006的要求,样品含水的情况下要先进行脱水处理,如果有杂质要将其加热到15℃以上,然后用无绒滤纸过滤;测定之前要选择洁净、干燥和无损坏的试杯、吸量管、温度计、过滤器进行安装;在检测过程中还要注意检测人员的人身安全,要注意电源有良好的接地,使用吸量管要注意避免摔碎的情况,检测前要对制冷介质是否在规定高度等情况进行检查,确保无特殊情况才能进行检测。
2.4凝点
石油产品凝点的测定与其化学成分、冷却速度都有关系,是衡量油品低温流动性的指标,凝点高的油品不能在低温下使用,同样在气温高的情况也没有必要使用凝点低的油品。在测定石油产品凝点过程中首先要注意保持试管的干燥和清洁,试验前预热试样的温度达到50±1℃,测定油品凝点低于0℃时,在测定之前在套管底部注入1-2mL无水乙醇。此外还要注意石油产品的凝点测定要进行重复检测,第二次测定时开始试验温度要比第一次所测出凝点温度高2℃。
3石油产品检测技术的未来发展趋势
从目前我国石油产品检测技术的发展情况来看,现代化分析技术逐渐向精确度大、分析快速、检测环保、智能化分析方向发展,并将与先进的科学技术相互融合,国内生产的分析仪器生产规模也将逐渐扩大。同时人工智能技术的出现也将为石油产品检测技术的发展带来新思路,在未来的发展过程中,石油产品检测技术必将全面走向现代化和智能化,传统分析设备将逐渐退出历史舞台,为社会经济发展奠定技术基础。
4结语
石油产品在我国社会经济发展中起到非常重要的促进作用,是我国重要能源之一,有效利用石油产品是保证经济生态发展的基础,提高石油产品质量检测技术水平是节能环保的前提。基于此本文对石油产品检测技术的开发分析、石油产品检测技术应用的注意事项以及石油产品检测技术的未来发展趋势进行研究,希望对促进我国石油产品健康发展有一定作用和价值。
参考文献:
[1]崔博宇.浅析石油产品水分检测技术研究现状及进展[J].中国新技术新产品,2017,(02):46-47.
[2]史桂玲,沈小莉.石油产品质量快速检测技术的需求和发展[J].化工管理,2015,(21):155.
作者:张艳 胡玉星 单位:新疆维吾尔自治区产品质量监督检验研究院 乌鲁木齐质量技术检验检测研究院
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文章名称: 工业设计类职称论文发表范文(两篇)
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