高精密多通道温湿度监控系统软件设计开题报告

 2020-02-10 10:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

2.1 目的及意义

近年来,氢原子钟由于其极佳的短期稳定度和已具备长期连续运转的特性,在守时系统中得到了越来越广泛的应用。氢原子钟是一种高精度的频率标准,商品化氢原子钟的频率准确度达到10-14量级,短期稳定度(秒级)达到10-12量级,长期稳定度(天)达到10-14量级。但是,氢钟作为精密设备,极易受到外界温度、湿度、磁场、振动等环境因素的影响,其性能指标与使用维护密切相关。因此,必须对影响氢原子钟性能的各种因素加以分析,并在使用中对环境条件进行严格的控制。为使氢原子钟能达到最佳运行状态同时使氢原子钟发挥最好的效能,需要给原子钟提供良好的运行环境,尤其温、湿度的稳定保持。因此高精密的环境温湿度控制和监测对氢原子钟运行的稳定性就显得至关重要。

2.2 国内外研究现状分析

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2. 研究的基本内容与方案

1. 研究(设计)的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

2.1基本内容

本文主要从上位机软件出发,利用面向对象、数据库、串口通信、多线程等技术,设计并实现高精度温湿度监测系统的上位机应用软件。运行监测系统由至少5个高精度的温湿度一体化传感器联网组成,监测系统环境温度指标为23℃~26℃,温度波动度为±0.5℃,相对湿度指标为50%RH±2%RH,相对湿度波动度要求为±10%RH。要求软件能实现从监测系统中获得各个传感器的温湿度测量数据,数据库管理、数据的存储与查询,数据的处理,数据的显示等功能。

主要完成内容如下:

1、掌握C 语言、Qt编程方法、数据库技术等;

2、根据温湿度测量系统的总体框架及其功能特点设计出上位机软件架构;

3、根据需求和指标编写出温湿度监测上位机程序,实现对温湿度数据的实时监测、数据处理、数据库管理、数据存储和查询等功能;

4、对软件进行测试,以验证设计的可行性、准确性、优越性。

2.2技术方案及措施

本设计监测系统中传感器硬件部分是一个由公司生产的多个温湿度变送器通过RS485总线组成的串行测试网络。

数据监测系统是一套能在PC机(windows系统)上运行的应用程序。主要提供从监测系统中获得各个传感器的温湿度测量数据,数据的存储与查询,数据的处理,数据的显示等功能,传感器与上位机之间使用串口进行通信。

上位机软件拟采用Qt软件作为开发环境进行开发,并以SQLite作为系统数据库,使用C 语言编写。软件的实现主要分为以下几个部分:数据获取、数据处理、数据库管理、数据显示与报警、数据存储与查询。主要内容如下:

(1)上位机与传感器之间使用串口进行通信,分时获取各个传感器的数据,将温湿度数据存入数据库;

(2)软件实时显示各个传感器的温湿度数据并可调取数据库显示近期历史数据,显示方式包括表格显示和波形显示;

(3)软件使用温度场分布算法对采集的数据进行处理,得出各项温湿度指标,数据存入数据库并在界面进行显示,显示方式包括表格显示和波形显示;

(4)根据时间、传感器标识、数据类型等条件查询历史数据,并进行数据报表、波形绘制、打印输出;

(5)数据库管理:数据库可实现定时清理、手动清理、定时备份等功能;

(6)各项数据超标时,系统进行报警提示;

3. 研究计划与安排

1-4周:明确设计任务,查阅资料,完成开题报告;

5-9周:完成功能流程图设计、界面设计、数据库设计;

10-13周:完成软件各模块功能的实现、bug调试、试运行任务;

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4. 参考文献(12篇以上)

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