畢業(yè)設(shè)計論文任務(wù)書學(xué)生姓名岳凱專業(yè)班級自動化0601班指導(dǎo)老師全書海、黃亮工作單位自動化學(xué)院設(shè)計論文題目汽車尾氣余熱發(fā)電系統(tǒng)溫度檢測模塊設(shè)計與開發(fā)設(shè)計論文主要內(nèi)容了解汽車尾氣余熱發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，了解常見溫度傳感器的基本種類與各自特征，設(shè)計溫度檢測模塊，選用PIC單片機控制，采用CAN總線通信技術(shù)，確定系統(tǒng)控制方案，完成硬件電路設(shè)計。要求完成的主要任務(wù)（1）了解溫度傳感器特別是熱電偶的基本種類與各自特征，并選擇合適的熱電偶，使其能檢測0350、03800兩種范圍的溫度，同時精度要求在05。（2）了解溫度變送器的工作原理，并選擇能夠與溫度傳感器相符的溫度變送器；（3）了解PIC單片機的基本功能，選擇能夠?qū)崿F(xiàn)8路AD轉(zhuǎn)換功能的單片機作為本設(shè)計的主控機及AD轉(zhuǎn)換器件；（4）了解CAN總線的基本功能，并以CAN總線數(shù)據(jù)傳輸作為本設(shè)計的數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?，其波特率可達250KBPS；（5）撰寫畢業(yè)設(shè)計論文，字數(shù)15000左右；（6）翻譯外文文獻20000字符。參考資料1程德福,王君,凌振寶,王言章傳感器原理及應(yīng)用M北京機械工業(yè)出版社20082田宇鵬,姚恩濤,李開宇傳感器原理M北京科學(xué)出版社,20073饒運濤,鄒繼軍,鄭勇蕓現(xiàn)場總線CAN總線原理及應(yīng)用技術(shù)M北京航空航天大學(xué)出版社,20034夏繼強單片機實驗與實踐教程M北京北京航空航天大學(xué)出版社,20015劉向宇,秦龍PIC單片機C語言程序設(shè)計實例精粹丁元杰M北京電子工業(yè)出版社2010指導(dǎo)教師簽名系主任簽名院長簽名章武漢理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告1、目的及意義（含國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析）如今汽車已逐步成為現(xiàn)代人們出行旅游的主要交通工具，然而在滿足人們出行方便的同時，汽車尾氣也已成為環(huán)境污染的重要源頭。汽車尾氣是由內(nèi)燃機中燃料燃燒排放出來的廢氣，雖然機車是靠燃料燃燒所產(chǎn)生的機械能來制動的，但是燃料燃燒所產(chǎn)生的能量并不能完全轉(zhuǎn)換成汽車動能，其余大部分將隨尾氣熱量排出于空氣中而未被利用，這部分未能被利用的能量，不僅會造成嚴重資源浪費，同時廢氣直接排入空氣還會污染空氣。同時，汽車內(nèi)部許多設(shè)備需要電能驅(qū)動，而在現(xiàn)在許多車輛中整車的電能依然是靠汽車運動時的機械發(fā)電的，這樣又會造成機械能的損失。但是如果利用汽車尾氣的余熱來發(fā)電，將這部分熱量轉(zhuǎn)換成電能供汽車設(shè)備使用，這樣不僅能變廢為寶節(jié)省能源，同時還不會削減汽車的動能，達到雙重收獲。同時也將會促進整個汽車行業(yè)的發(fā)展，特別是石油價格日益加重的今天，也為人們帶來良好的經(jīng)濟效益。利用汽車尾氣余熱發(fā)電，首先必須對汽車尾氣進行溫度檢測。通過溫度檢測，來獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，以此研究尾氣溫度與所產(chǎn)生電能大小之間的關(guān)系，為提高效率改進裝置提供數(shù)據(jù)支持。對汽車尾氣溫度的檢測，一般采用熱電偶溫度傳感器。如今，傳感器技術(shù)已十分成熟，比較常用的傳感器有熱電偶，熱敏電阻溫度傳感器，以及集成溫度傳感器中的三類電壓輸出型集成電路溫度傳感器；電流輸出型集成電路溫度傳感器；數(shù)字輸出型集成溫度傳感器1。這些溫度傳感器的測量范圍，測量精度都有所差異，一般在測量高溫物體時選用熱電偶溫度傳感器，而對一般溫度較低的物體則采用熱敏電阻溫度傳感器。單片機的特點是體積較小，也就是其集成特性，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是普通計算機系統(tǒng)的簡化，增加一些外圍電路，就能夠組成一個完整的小系統(tǒng)，單片機具有很強的可擴展性。它具有和普通計算機類似的、強大的數(shù)據(jù)處理功能，通過使用一些科學(xué)的算法，可以獲得很強的數(shù)據(jù)處理能力2。所以單片機在工業(yè)中應(yīng)用中，可以極大地提高應(yīng)用設(shè)備的智能化、數(shù)據(jù)處理能力和處理效率，而且單片機無需占用很大的空間。由于CAN總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝阅?、高可靠性及獨特性，CAN總線數(shù)據(jù)傳輸也越來越受人們的重視。CAN總線屬于總線式串行通信網(wǎng)絡(luò)，由于其采用了許多新技術(shù)及獨特的設(shè)計，與一般的通信總線相比，CAN總線的通信具有突出的可靠性、及時性和靈活性3。當前，各國為提高能源利用率都在不斷努力。尋找新能源，可替代能源，加深對能源的利用等方面都取得了一定收獲。在全球汽車行業(yè)飛速發(fā)展的今天，隨著工業(yè)的發(fā)展需求，人們對這些能源的消耗越來越大。需求不斷加大，能源匱乏等問題也越來嚴重。一方面是能源的儲藏有限；另一方面在機器的運行過程中，比如汽車的運行過程中能量又不會完全利用。如何讓這些流失的能量加以利用或回收，以達到節(jié)約能源、提高能源利用率，解決能源匱乏問題有著相當重大的意義。在一些發(fā)達國家，汽車燃料利用率也在不斷提高，美國，日本，德國等一些發(fā)達國家都在不斷研究新領(lǐng)域，混合動力汽車、新型柴油機車、可變排量機車等綠色汽車，這些在一定程度上不僅節(jié)省了燃料的使用，更大大提高了內(nèi)燃機的利用率，從而起到節(jié)約能源的良好效益。而我國汽車行業(yè)起步晚，許多技術(shù)還未成熟，但也不斷研制高效能汽車，一些國內(nèi)品牌如比亞迪，奇瑞等正大量投入研制使用輕能源，電動汽車，從而改善這一現(xiàn)狀。將汽車尾氣的熱能轉(zhuǎn)換成電能來供汽車運行，不僅在很大程度上也節(jié)省了能源的利用，同時也對提高效率，改善環(huán)境等方面有很好幫助，但此技術(shù)的使用未到成熟地步，利用率較低，加之成本高，還有待改進。汽車尾氣直接排放于空氣不僅會造成環(huán)境污染，也會造成巨大能源浪費。由于尾氣排放于空氣中會帶走大量熱能，如果將這些熱能加以利用，不僅會減少能量損失，變廢為寶，還會減少環(huán)境污染，達到雙重效益。因此，通過汽車尾氣溫度檢測以提高熱電轉(zhuǎn)換效率從而帶來良好經(jīng)濟效益和社會效益。本設(shè)計準備主要以溫度檢測、AD轉(zhuǎn)換以及CAN總線數(shù)據(jù)傳輸三部分展開，在對器件功能及各項指標的了解的基礎(chǔ)上選擇合理的器件，以設(shè)計合理的硬件電路圖實現(xiàn)其基本功能。2、基本內(nèi)容和技術(shù)方案本設(shè)計是基于對汽車尾氣溫度的檢測，論文準備以下幾個方面的內(nèi)容展開（1）了解溫度傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀，如集成溫度傳感器以及其他溫度傳感器，了解傳感器基本種類，以及工作原理，特別是熱電偶傳感器，選擇能檢測350，800的溫度，同時精度要求在05的熱電偶作為本設(shè)計的基本器件；（2）了解溫度變送器的工作原理，并選擇能夠與溫度傳感器相符的溫度變送器；使其能得到電流信號；（3）了解PIC單片機的基本功能，選擇能夠?qū)崿F(xiàn)8路AD轉(zhuǎn)換功能的單片機作為本設(shè)計的主控機及AD轉(zhuǎn)換器件；（4）了解CAN總線的基本功能，包括SJA1000的功能，以及CAN總線收發(fā)器PCA82C250/251的基本功能，同時以以CAN總線數(shù)據(jù)傳輸作為本設(shè)計的數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?，其波特率可達250KBPS；（5）完成系統(tǒng)設(shè)計，并作基本硬件電路圖。將溫度傳感器直接與所要測得的汽車尾氣所要經(jīng)過的熱電轉(zhuǎn)換模塊相連，以感應(yīng)所要測量的溫度，并通過溫度變送器轉(zhuǎn)換成可以方便測量的電流信號，經(jīng)處理后傳輸給PIC16F877AD轉(zhuǎn)換單元，進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，而且此單片機同時還兼有控制功能，進行溫度巡檢，或是休眠等控制。這樣大大提高了可控性與可操作性，為實驗的進行帶來極大方便之處。同時，轉(zhuǎn)換出來的數(shù)據(jù)通過CAN總線數(shù)據(jù)傳輸給給定模塊以實現(xiàn)其基本功能。此方案，準確性強，且方便實用，大大提高了運行效率，也為汽車尾氣發(fā)點這一目的帶來良好的效益。3、進度安排第12周畢業(yè)實習(xí)，撰寫畢業(yè)實習(xí)報告；第34周翻譯外文資料，初步確定方案，完成開題報告；第5周確定最終方案，并進