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沈阳航空航天大学计算机学院
毕业设计中期总结报告
题
目:非接触式人体测温仪的设计 专
业:计算机科学与技术 班
级: 学
号: 姓
名: 指导教师: 负责教师:
2015年4月15日
一、简述开题以来所做的具体工作和取得的进展或成果
1、课题所研究的主要内容有:(1)查阅资料了解非接触式测温传感器的特点和接口特点;(2)设计单片机与测温传感器的接口电路;(3)设计按键和显示接口电路;(4) 设计非接触式测温仪与电脑的接口,实现温度上传电脑;(5)编写程序实现非接触人体测温功能。
对研究的主要内容进行分析可以总结为以下几个模块:(1)红外测温模块,即用于采集数据,即测得人体额头温度;(2)电路设计模块,即单片机与测温传感器的接口电路以及按键和显示接口电路;(3)上传模块,即把收集到的数据上传到电脑;(4)显示模块,即显示人体温度。
2、具体工作:开题以来主要阅读研究毕业设计题目,根据题目中的各个要求进行查找相关的资料,主要学习了Keil软件的使用以及相关C语言的编程的基础学习;在校内图书馆中文资源内查找并下载了有关红外线测温、MLX90614传感器的相关知识、非接触式传感器的一些研究等等。
3、预期目标:完成前两个模块,即红外测温模块以及电路设计模块。
4、取得的进展:对于Keil软件的使用已经基本学会了,以及最基本的C语言编程也已经学会;对所预期的两个模块基本完成,具体的完成情况如下:
(1)红外测温模块:红外温度测量是通过热辐射原理来测量温度,是一个非接触式温度测量方法。自然界中一切高于绝对零度(0开尔文)的物体都在不停向外辐射能量,物体的向外辐射能量的大小及其按波长的分布与它的表面温度有着十分密切的联系,物体的温度越高,所发出的红外辐射能力越强。在红外测温模块中,选择了MLX90614传感器,如图1所示。
图1 MLX90614传感器
该传感器有4个引脚,分别为:VSS、SCL/Vz、PWM/SDA和VDD,VSS表示接地端,SCL/Vz表示SMBus串行时钟输入端,PWM/SDA表示数字输入/输出端,VDD表示电源输入端。MLX90614应用了SMBus和PWM两种数字输出方式,但出厂设定为SMBus,两种输出方式都可行,本次设计采用SMBus输出方式。SMBus协议的数据通信格式如图2所示。阴影部分表示数据传输方向是从
图 2 SMBus协议的数据通信格式
器件到主器件, 其余为主器件到从器件。其中:S 为起始位(1 b),Slave Address 为器件地址(7 b),Wr 为写标志(1 b , 0 表示“写”),A 为应答位(1b),Command 为命令字节(8 b),Sr 为重复起始位(1 b),Rd为读标志(1b,1 表示“读”),PEC 为出错数据包(8b),P 为停止位(1 b)。
MLX90614 的数据传输时序如图3 所示, 在SCL 变为低电平300 ns 后,
图3 MLX90614 的数据传输时序 将16 位数据分2 次传输, 每次传送一个字节。每个字节都按照高位(MSB)在前、低位(LSB)在后的格式传输, 2 个字节中间的第9 个时钟是应答时钟。MLX90614的数据传输是以字节为单位进行,每次发送一个字节(先高位后低位),然后判断对方 是否有应答,如果有应答就发送下一个字节,如果没有应答,重复发送该字节,如果多次重复仍得不到应答,则进行出错处理;接收数据数据时,每接收一个字节,8位接收完毕向对方发送一个应答信号,然后继续接收下一个字节。 对SMBus还需要更深入的学习,这也是我接下来要完成的任务之一。
(2)电路设计模块:
查找相关资料得知:SCL(串行时钟)和SDA(串行数据)线是双向的,必须通过一个上拉电阻或者等效电路将它们连到电源电压,连接在总线上的每一个器件的SCL和SDA都必须是漏极开路或集电极开路的(为什么是这样?这块还在研究中),因此当总线空闲时,这两条线都被拉到高电平。MLX90614与单片机连接的硬件电路如图4所示SCL、PWM/SDA管脚直接连接MCU的普通I/O口即可。
图 4 MLX90614与单片机连接的硬件电路
振蒎电路:单片机是一种时序电路,必须供给脉冲信号才能正常工作,在单片机内部已集成了振荡器控制工程网版权所有,使用晶体振荡器,接18(XTAL1)、19(XTAL2)脚,再连上晶体震荡器、电容即可。
电路设计模块,只完成了温度传感器与单片机之间的接口电路,按键与显示接口的电路还未完成,目前还在研究中。对于按键电路的基本知识掌握了一些,键盘与单片机的接口有查询方式与中断方式,查询方式即将键盘接口的接线端直接连接到单片机的I/O端口上,也称为查询式接口,当按键按下时端口引脚出现低电平,当按键弹起时端口引脚上出现高电平,CPU采用定时查询的方法来感知按键信息。而中断方式即当接到I/O端口的按键中有任意一个被按下时,端口的引脚上会出现相应的低电平信号,端口的引脚信号经过与门运算后送到了外部中断0的输入引脚上,所以当任意一个或多个按键按下时都会触发外部中断0,可在中断服务程序中实现键盘按键值得读取。
二、存在的主要问题及解决办法
存在的问题主要是:
(1)问题:SMBus总线协议并不是太明白。解决方法:查找相关资料并阅读大量的文献大概弄明白一些,了解到测温仪的微处理器通过SMBus 总线和MLX90614实现数据传输,SMBus 有其标准通信协议,SMBus提供在主设备(MD:Master Device)和从设备(SD:Slave Device)之间的数据通讯,传输方向可以由主设备到从设备,也可以由从设备到主设备。本文中测温仪使用了一个红外温度传感器,其作为唯一从设备识别地址为00H。主设备(微处理器)、从设备(MLX90614)发送和接收数据都是以字节为单位进行的。每次发送一个字节(按位发送,发送8 个位就是一个字节),然后判断对方是否有应答,如果有应答位,就继续发送下一字节;如果没有收到应答,则重复发送此字节,直到收到应答信息,再发送下一个字节,多次重发后,都没有收到应答信息,则停止发送,结束。接收数据时,每次接收一个字节(按位接收),向对方发送一个应答信号,继续接收下一个字节。SMBus 读字和写字都有其标准格式。如图2所示。
(2)问题:不知道编程软件用哪一个。解决方法:咨询研究相关方面的老师以及上网查找,进入沈阳航空航天大学校内图书馆资源下载相关的硕士博士论文,可以借鉴论文中可以中所用到的相关软件。了解到Keil uVision是单片机的编译软件,是专门针对单片机C语言开发而设计的一个软件,此软件的使用基本教程已在毕业设计文件夹中下载。 (3)问题:对MLX90614传感器不明白它为什么可以测量到人体温度。解决方法:查找资料,了解到MLX90614 的温度测量范围为-40 ~ +125 ℃, 温度分辨率为0.02 ℃。在温度范围为+32~ +42 ℃时, 测量的绝对精度为±0 .2 ℃, 因此非常适用于对人体温度进行初步测量。MLX90614是由Melexis公司生产的数字式红外温度传感器,直接输出完全线性化的并已对环境温度进行补偿的数字温度。
(4)问题:对MLX90614传感器不了解。解决方法:查找资料,了解到MLX90614 传感器的一些基本知识点,Melexis出品的MLX90614红外非接触式测温传感器,操作简单,无需复杂的校正过程,可根据被测物体的红外辐射能量来确定的温度,不与被测物体接触,不影响被测物体温度分布场,响应速度快,测温范围广,稳定性好,可以测量微小目标温度。MLX90614内部包括EEPROM (只有某些存储单元用户能够写入,但是可以读出全部存储单元)和RAM (用户不能向RAM写入数据,但是可以读一些存储单元),MLX90614的EEPROM有32个16位存储单元,而RAM有32个17位存储单元
(5)问题:硬件设计电路不知道用哪个软件。解决方法:查找相关资料,把以前电路课程设计与计算机组成原理课程设计时所用的电路设计软件一个一个的试,发现以前的软件都用不了,最后上网查找到proteus软件,目前还在研究该软件的使用方法。
三、下一步的主要研究任务、具体设想与安排
接下来所要完成的任务如下:研究Proteus软件的使用;设计8051单片机与MLX90614传感器之间的接口电路;设计按键与显示接口接口电路;设计非接触式测温仪与电脑的接口,实现温度上传电脑。下一步主要研究任务是在开发板上进行相关的实验与设计以及实验代码的编写。
根据我对我的毕业设计题目的理解,我下一步的具体设想如下:先把Keil软件的基本编程都弄明白,然后在编写有关毕业设计的程序代码,具体包括:红外温度的采取、对采集到的温度进行处理、对收集到的数据进行整合输出相应的温度、设计电路图、查阅相关的文献弄明白MLX90614传感器等等。
具体的进度安排如下:
(1)2015.4.30:搜集资料,阅读文档,弄明白Proteus的使用。
(2)2015.5.1-5.7:完成电路图的所有设计。
(3)2015.5.8-5.20:完成代码的编写,同时在单片机开发板进行模拟实验现象。
(5)2015.5.20:按要求完成毕业论文的撰写
四、指导教师对该生前期研究工作的评价
20xx届本科毕业设计(论文)工作自20xx年10月启动到20xx年6月顺利完成,取得了一定的成果,同时也存在一些问题。为总结经验,进一步完善毕设相关管理制度和工作环节监控,现对20xx届本科毕业设计(论文)工作开展情况总结如下:
一、基本情况
(一)启动阶段
20xx年10月25日,教务处制发了《关于20xx年毕业教学实践工作安排的通知》,标志着20xx届本科毕业设计(论文)工作正式启动。要求各专业本学期内完成选题和开题工作,规定毕业设计(论文)时间不少于9周。同时,文件对毕业实践环节从前期准备、过程管理到成绩评定都提出了要求。
20xx年11月22日前,各二级学院将20xx届各专业毕业实践教学工作安排交至教务处备查。
实践教学科对2012年7月编印的《本科毕业设计(论文)工作指导手册》重新进行了修订,并发到每位指导教师手中。
上述文件的制发,进一步明确了毕设工作的指导思想和工作方向,规范了管理环节,保证了工作质量,为毕设工作顺利开展奠定了良好的基础。
(二)选题、开题阶段
各学院成立了毕业设计(论文)工作领导小组,并对选题、拟题和审题、开题、论文写作指导等工作环节提出具体要求。
选题、开题环节12个专业都能按照规范要求严格审查,并做到一人一题,来自社会生产一线的应用性选题比例较往年明显增加。每个学生都下达了任务书,完成了开题报告,国际学院、人文学院还组织了开题答辩。
(三)前期指导检查阶段
寒假期间,各专业本科毕业生在教师指导下按照任务书要求,收集毕业设计(论文)所需的相关资料,构思整体框架,开始毕业设计(论文)的初稿撰写工作。指导教师按照学校的要求,采取当面指导、电话、网络等多种方式,定期和学生联系,指导论文写作。
(四)中期指导检查和整改阶段
20xx年3月21日,教务处下发《关于开展20xx年本科毕业设计(论文)工作中期检查的通知》,并于3月24日至3月30日组织开展了中期检查。
本次检查的重点是工作进度、论文质量和教师指导情况。同时,也是对学生前期调研、设计(论文)完成过程、进度、工作态度的综合评价。检查分二级学院自查和学校专家组抽查两个阶段。自查阶段,各分院从20xx届本科毕设是否做到一人一题,指导教师的资格和指导学生人数是否达到学校要求,工作进度和质量是否实现任务书目标等方面进行全面检查,指导教师要为每为学生的工作态度和论文完成质量评价打分,学院对整体工作进行总结。抽查阶段,学校组成文科和工科两个专家检查组,10为专家采取查阅资料、与学生座谈、听取汇报和质询等形式,对分院的毕设工作给予综合评价。
从检查结果看,20xx届12个本科专业均能按照学校的整体安排,严格有序地开展工作。据统计,全校20xx届本科毕业生共xx28人,1266人按时完成初稿,延迟完成62人。总体优良率为79.5%。中期检查通过1178人,占学生总数的89%。87.9%的学生态度认真或较认真。
7个工科专业毕业设计在实验、实习、工程实践和社会调查等社会实践中完成比例均大于50%的合格标准,文科、经管类专业中工业工程、人力资源管理专业达标,财务管理、汉语言文学和英语专业整改后能基本达到要求。
专家组从指导工作、学生状况、教学管理、资料留存等4个一级指标及9个二级指标,对各专业毕业设计(论文)工作给出了量化的总体评价。同时,针对性的指出了各专业的成绩和存在问题,提出了整改要求。五月下旬,校评建办联合教务处、教学督导团及二级学院教学副院长开展了全校教学资料“四查”,其中本届毕业设计(论文)为重点检查内容。学校教学副院长还组织召开会议,把检查出的问题当面向二级学院反馈,并要求限期整改。
(五)论文答辩阶段
20xx年4月30日,教务处下发《关于20xx届本科毕业设计(论文)答辩工作的通知》,本届本科生毕业设计(论文)答辩工作于本学期第十二周至第十三周进行。
各院成立由专业负责人、骨干教师组成答辩工作小组,负责评阅学生毕业设计(论文)质量,审定学生答辩资格,统一答辩要求和评分标准,审核答辩成绩等项工作。
5月19―25日,各学院集中组织学生论文答辩。教务处对各个专业的答辩开展情况逐一进行了检查,并就发现的问题现场提出意见和整改建议。
(六)论文抽检
为端正学风、规范学术行为,保证毕业设计(论文)的原创性,学校对本届学生提出了明确要求,每位学生在签订任务书时都同时签署了独立完成设计(论文)的诚信声明。成稿前,教务处要求学生统一利用维普通达论文检测系统对自己的论文(设计)进行复写率检测,并根据比对结果进行整改,规定学生最终提交的设计(论文)复写率不得高于30%,优秀论文不得高于20%。
(七)评优选优阶段
5月8日,教务处制发了《西安思源学院优秀毕业设计(论文)优秀指导教师评选办法(试行)》,进一步明确了优秀设计(论文)和指导教师评选工作的组织管理、评选奖励办法以及理工类和文史经管类优秀设计(论文)的评选标准。
经二级学院评选,有88篇设计(论文)被推荐参评校级优秀。这些论文经教务处审核,并组织专家进行二次评审,最终20xx届12个本科专业共评选出优秀毕业设计(论文)76篇,推选出优秀论文指导教师40名。经校专家组评审后,将正式颁发文件给予表彰和奖励。
(八)资料归档阶段
目前,20xx年毕设工作已基本顺利完成,为做好毕业设计(论文)各项留存资料的整理归档工作,5月24日,教务处下发了《关于20xx届本科毕业设计(论文)资料归档工作的通知》,并提供专门的档案袋,要求学生设计(论文)资料统一按照10项内容和顺序归档保存。要求二级学院按照毕业实习和毕业设计2个教学环节收集整理归档资料。
二、毕设工作中发现和存在的问题
(一)学生层面
1、学生知识面窄,专业基础理论欠扎实,缺乏论文写作的专门训练,造成论文完全是策划或材料堆积,缺少实证研究;
2、由于学校对本届学生论文的格式提出了统一严格要求,并反复强调检查,使论文格式规范化程度整体上大为改观。但少数学生仍存在格式不规范,摘要写作质量不高等问题;
3、学生论文研究课题的独创性不够,有的设计性课题过于简单,只覆盖1―2门课程的内容,学生在毕设中得不到全面的训练和提高,不能起到检验学业水平的作用。学生尤其是文史类学生论文在实习、实验、实训和社会调查中完成的比例有待进一步提高。
4、近一半的应届毕业生由于提前找到了工作,有的已正式上班,没有足够的时间和精力保质保量完成毕设工作。极个别学生对毕设工作采取消极的态度,土木工程、建筑学、汉语言文学专业各有一名学生因为没有及时提交论文(设计),成绩不及格。
(二)教师层面
1、部分青年教师没有指导毕设的经验,个别教师不能胜任指导过程所有知识内容的要求,需要别的老师协助完成。
2、外聘教师大多年事已高,没有足够的时间和精力与学生交流、讨论,指导学生完成毕设;部分专业几次更换指导教师,由于每个教师的指导思路和方法不尽相同,造成学生长时间适应不了,因而影响了论文的进度和质量。
(三)二级学院层面
1、机电学院在毕设写作阶段对学生监督检查不严,严重影响了答辩进度。
2、交通运输专业提供给学生的选题中,分析类课题占50%多,设计类课题不到50%。学生论文内容叙述性文字多,专业知识含量和综合技能的展示不足。
3、检查发现,个别学院过程资料不完整,或表格填写信息不统一,准确性不高。
(四)学校层面
1、大四学生没有固定的自习教室,到图书馆作毕业设计(论文)时间有限,建议学校能给应届毕业生提供专门作毕业设计(论文)的教室、场所。
2、电信、机电、能源等学院都有部分学生结合毕业设计(论文),制做出实物成果,但学生和二级学院都缺少购买零部件的经费,建议学校能提供一定的经费支持。
三、改进意见和建议
让学生到企业、工厂进行毕业实习,在实践中完成毕业设计(论文),是教育部合格评估的一项要求,也是培养学生综合运用所学知识,分析和解决实际问题的能力,顺利走上工作岗位的桥梁。总结20xx届本科毕设工作,经过几年的努力,我们在过程管理和论文写作形式的规范化方面已日趋完善,指导教师资格和工作量要求也基本达到,目前,最突出的问题是如何将毕业实习和毕业论文、设计两个环节紧密结合起来,使更多的课题来自于企业生产一线,解决社会现实生活中的问题,使更多的学生在实习、实验、实训和社会调查中完成自己的毕业设计(论文),真正作到“真刀真枪”、“真题真作”。
五年的大学生活似弹指一挥间,从刚跨入学校时的失落和迷茫,到此刻即将走上工作岗位的从容、坦然,我明白,这是我们人生中的一大挑战。能从容的应对这一次主角的转换,除了有较强的适应力和乐观的生活态度外,更重要的是得益于大学五年的学习积累和技能的培养。我自认为无愧于这五年,刚入学时,我曾为身为一名大专连读的学子而沮丧过,但很快,我选择了坦然应对。因为我深信,是金子在任何地方都会发光。所以我确信,我的前途也定有光明、辉煌的一天。
五年的大学生活是我人生的关键点。在五年的学校生涯和社会实践中,我不断的挑战自我、充实自我,为实现人生的价值打下坚实的基础。一向都认为人应当是活到老、学到老的,我对知识、对本专业一丝不苟,在不满足于学好理论课的同时,也注重于对各种应用软件和硬件的研究。
在大学期间,我始终以提高自身的综合素质为目标,以自我的全面发展为努力方向,树立正确的人生观、价值观和世界观。为适应社会发展的需求,我认真学习计算机的各种专业知识,发挥自我的特长,挖掘自身的潜力,结合每年的暑期社会实践机会,逐步提高自我的学习本事和分析处理问题的本事,以及必须的协调本事、组织本事和管理本事。
思想上,一向追求人格的升华,注重自我的品行。我崇拜有巨大人格魅力的人,并一向期望自我也能做到。在大学生活中,我坚持不断自我反省,并且努力的完善自我的人格。此刻我理解到,乐于助人不仅仅能铸造高尚的品德,并且自身也会得到很多利益,帮忙别人的同时也是在帮忙自我。回顾这几年,我很高兴能在同学有困难的时候伸出手来去帮忙他们,同样的,在我有困难时我的同学们也无私的伸出了援助之手。对于教师,我一向是十分敬重的,因为他们在我彷徨的时候指导帮忙我。大学期间,我看到了图书馆里白天黑夜的坚持和追求,我也看到了宿舍里显示器上成人影片的自残和堕落;我看到了学校艺术节上青春的绚丽和多彩,我也看到了睡觉睡到自然醒的平淡和无味;我看到了OK厅里烟酒的麻木和挥霍,也看到了寄向期望工程的爱心和节俭。身处于不一样于以往的学习环境,如果没有教师的帮忙与指引,我可能将不明白何去何从。我此刻领悟到,与其说品德是个人的人品操行,不如说是个人对整个社会的职责。一个人活在这个世界上,就得对社会负起必须的职责义务,有了高尚的品德,就能正确认识自我所负的职责,在贡献中实现自身的价值。
学习上,成绩虽然一向没到达拿奖学金的程度,但我却在学习的过程中收获了很多。首先是我端正了学习态度,看到周围的同学们拼命的学习,我打消了到大学来彻底放松自我的初衷,开始大学的学习旅程;其次是极大程度的提高了自我的自学本事。大学一节课讲述很多知识,只靠课堂上听讲是完全不够的,须自我钻研并时常去图书馆查一些相关资料,日积月累,自学本事得到了提高;再有就是懂得了运用学习方法同时注重独立思考。要想学好只埋头苦学是不行的,要学会“方法”,做事情的方法。古话说的好,授人以鱼不如授人以渔,我来那里的目的就是要学会“渔”,但说起来容易做起来难,我换了好多种方法,做什么都勤于思考,遇有不懂的地方能勤于请教。在学习时,以“独立思考”作为自我的座右铭,时刻不忘警戒。随着学习的提高,我不止是学到了公共基础学科知识和很多专业知识,我的心智也有了一个质的飞跃,能较快速的掌握一种新的技术知识,我认为这对于将来很重要。由于所学的是计算机专业,所以十分注重实际操作本事,除了理论学习之外,我的实践本事也得到十分大的提高。在学习知识这段时间里,我更与教师建立了浓厚的师生情谊。教师们的谆谆教导,使我体会了学习的乐趣。
生活上,我与身边许多同学,也建立了良好的关系,互帮互助,克服生活和学习上的难关。并结识一些高年级的师哥师姐,向他们请教学习、工作、生活上的问题。大学就是一个小型的社会,不仅仅要搞好自我的学习成绩,更要培养自我的人际交往的本事。
大学生活虽然只是我漫漫人生路上的一小部分,但它包含了遗憾和收获,是我人生中最宝贵的一段时光,也对我以后的人生起着至关重要的作用,我相信在以后的生活中我必须能够飞得更高,走得更远。
作为一名20xx年大学应届毕业生,我所拥有的是年轻和知识。年轻也许意味着欠缺经验,可是年轻也意味着热情和活力,我自信能凭自我的本事和学识在毕业以后的工作和生活中克服各种困难,不断实现自我的人生价值和追求的目标。
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