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智能淋浴器毕业论文

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智能淋浴器毕业论文

1绪论 智能热水器在我们的生活中,热水器慢慢成为城市居民必不可少的电气设备.这么多年的进步和技术沉淀,这个热水器行业也源源不断推出不同功能的产品种类,热水器的种类各种各样,从最开始的燃气热水器,一直到至今的天然气热水器、烧电热水器、太阳光能热水器等。各类的水器都有他自己的市场地位。就以热水器的使用感受来看,产品样式多的真是琳琅满目,当然用着也很舒服。即便智能的家居和物联网的最新概念,智能程度也会大大提高,给人类的生活带来很大的满足感。现在的热水器正向着安全的,节能的,稳定的,高效率的,人性化的方面猛速前进。 单片机MCU是具有编程和外部电路设计,体型不大,功耗特别低的小型计算机,能完成各种智能控制任务。由于单片机技术的飞速发展,那么多的消费电子产品开始使用各种类型的单片机作为控制核心,用完成人类和机器之间沟通互动。并用自己程序和里面操作获取想要知道的内容。更加符合人群和智能化的家用电器操作控制。 热水器之中,单片机被广泛用作控制的中心。 用类似的温度传感器对热水器进行温度控制,可以实现高精度,并且做完了了从最开始旋钮调整到数调整方向的慢慢变化,同样,单片机用不一样的传感器控制和呈示热水器的各类运行状况,并在缺水,过热等的情况以下向用户人群呈示声音光亮以警报防止发生意外事故并阻止人群使用。为了安全所提出的智能热水器操控系统以52系列地单片机为操控核心,可通过温度传感器和水的位置传感器检测热水器的状态,并通过对按钮和显示影像屏与用户进行交互。准时加热和自动恒温特性。同样,也有设置过热和缺水的警报,为了人群提供方便。这个装配成本低,实用感在生活中较好,调控热度高低较好。1 智能热水器控制系统的总体设计方案 此次制作所提到的智能热水器控制系统主要是实现对温度的自行操控、按时加热操控和智能警报的作用,所以智能热水器操控系统主要分为控制、显示、信息输入、加热、声光报警等这部分模块组成。 方案的分析与选择 对于主控制芯片,此解决方案选择了最简单的8位52系列单片机,该单片机可以完全满足该系统的要求,并且性能可靠且成本低廉。此外,由于52系列单片机在电子学领域的基本状况,因此它们在使用和编程方面相对熟练,极大地缩短了开发周期并更有效地完成了设计工作。对于显示模块,LED液晶显示器,LCD1602字符液晶和LCD12864点矩阵液晶都是可以完成显示操作的简单紧凑型显示设备。 LED液晶显示器的里面的构造非常简易,LCD1284更喜欢被用在呈示图片和影像方面,LCD1602特别喜欢被用于呈示较少的图案字样。因此选择LCD1602字符液晶。往内输入的模块一般情况下有用户消息从外部送到内部也有传感器消息从外部送到内部。在输入用户信息方面,使用键盘比使用旋钮更易于控制,并且用户更容易接受。用配置相对映的调整按钮,可很好的正确地做到想要的热度。当然,有各种类型的按钮,例如机械按钮和电容按钮,并且该系统处于试验调试阶段,因此选择了最简单的按钮。传感器信息平时输入通常分两个地方,第一个地方是温度信息输入,热度传感器平时用于通告MCU眼下的水的热度以进行自动温度控制,第二个地方就是水的位置信息输入。是为了告知微控制器缺水警报的目的。由于热度传感器,通常情况能在热敏R和数字热度传感器DS18B20之间来进行选配。由于热敏R可靠性低且输出为模拟量,因此只能在进行相应的A/D转换后才能转换,这很麻烦,因为数字温度传感器的温度测量范围宽广,并且单片机节省了通信。直接输出资源,数字量和外围电路非常简单,并且与此概述一致。同样的时候,引进来专门用的的时钟芯片DS18B20以完成正确的定时加温时,将为微操控器用来给它们俩作参照。为了确保用户安全,增加了声音和视觉警报提示模块,以在加热和供水不足时发出提示。同样的,为完成正确的定时加温,引入了一般专们用的构造时刻芯片DS18B20,为微小控制器呈示日子和时刻基本提示。为了确保用户的安全,增加了声光报警提示模块,在缺水,缺水的情况下显示提示信息。 系统总体设计概述 系统以52这个系列MCU为操控中心,一般用DS18B20单数线数字样式热度传感器得到热度讯息,用DS18B20时钟芯片为单片机呈现数作为参照对象,呈示这部分用LCD1602,用机械钮键的方法供给用戸输入,配置眼下系统时刻、要一些热度定时、水的热度配置等方面,做完对所有控制器的管理。系统所有的构造框图如图 所示。 图 系统整体框图 各功能模块介绍 为了顺顺利利的完成整个单片机系统的设计,有必要对所使用的各个模块的组件举行具体的选择,并对组件的数据手册、操作纲要、认认真真领会各个组件的机能、操作要领、硬件的连接基本情况等。 控制模块本设计使用处理器STC89C52RC,主控制核心是52系列单片机,采用CMOS技术构建的8位处理器,CPU可以正常运行,具有相当稳定的运行性能和低功耗。该命令系统与现有的8052微控制器内核完全兼容,并具有2K + EEPROM存储。要创建主导模块,您需要将最小系统的最外部电路配置为单芯片计算机(主要具有晶体振荡和恢复电路),以使单芯片计算机正常工作。 显示模块 本设计采取LCD1602液晶屏幕上,是一个袖珍和高度集成的液晶显示器,可以显示的字母,数字,符号,等,其特点是低功耗,体积小,光模块,并将自己的字符库,必须根据需要初始化开发显示的实现,设置相关的显示位置和显示内容,并且操作简单。集成显示模块可以参考用户手册中引脚的特定定义,“硬件设计”部分详细介绍了与单个芯片的特定连接。当LCD初始化时,5V电源模块1602显示MCU及其最小系统和电源接口,温度传感器模块,声光报警模块,水位传感器模块,按键输入,时钟电路。在与读写操作有关的编程中,您需要参考时序图并进行必要的调整以选择单晶振荡。LCD1602有属于本身的数字符号库,这样的话简易了人群的开创,平时也节约了MCU程序的存储空间,不用在程序中数字符号呈示。如下方图所呈视 LED1602液晶显示流程图 输入模块对于单片机,用户必须通过执行相关的命令输入进行配置。单片机必须对热水器的热水温度进行测试,观察热水是否少水,并在传感器连接的情况下输入信号。输入模块为客户订单输入、热量输入、缺水信号输入。命令向内输入时,由四个单独的按钮完成,热度输入由DS18B20完成,电子水位开关通知是否有水。命令输入模块由四个独立的键组成。单个按钮的触摸模式对于低级很有用。在正常的系统开放状态下,单片机上相应的端口保持高电平。这个时候触碰键钮,单个键钮的两端连接并接收。这个水平下降到地面,所以微控制器可以捕获主要任务。这四个独立的键是配置功能、键值增加、键值减少和这四个功能定义的确认。这里的四个按钮使用软件算法编程ghost程序来扫描按钮的状态。之后,利用行中相应数量的按钮构造对的应答逻辑,为用户提供完整的参考号配置功能。大多数热输入模块都是单导线数字热传感器。型号是DS18B20。在DS18B20的核心中,序列要求的单线传输协议。在水位置信号传输中,选择装有bz2401电子的水位置传导按钮。电源的电压范围为5v-24v,一般有三根线,即电源线、地线和信号线。这种产品通常在内部装有检测水的位置信号的芯片,并由芯片在内部进行处理。当判断有水存在时,芯片会发射出与电压源电压类似的高电平。如果确定没有水,芯片可以发射零伏。将数字ghost数据线连接到地线。 警报模块在实现设定时间功能时,该系统使用专用的DS1302时钟芯片来准确提供详细的日期和时间概念。同时,配置3个LED灯和一个蜂鸣器以形成声光信号和警报模块。DS1302是DALLAS公司生产的一种慢速充电时钟保持芯片,它可以通过一个简单的串行端口与单个芯片通信,该芯片具有自己的独立时钟电路和31个静态RAM。字节,可以提供单片机的详细时钟信息,例如日期,年,月和日,时,分和秒,可以自动处理每个月的天数和and年,以确保精度日期记录。在硬件中,它使用三根数据线连接到微控制器的相应端口,分别是复位,数据和串行时钟。芯片的平时正常工作功率特别低,并在保存起来和记载日子和时刻数据期间消代的功率根本不到一兆瓦。其封存装形式和管脚定义看下图片 所呈示。图 DS18B20 的封装和管脚定义使用时,必须将芯片连接到 KHz晶体振荡器,这需要简单的外围电路。如下图所示,它是一个经典的用来应用电线路。图 一种典型的 DS1302 应用电路图一般声音和光亮警报模块中用的LED灯和微型蜂鸣器,结构简单且好理解电路的特性。用LED灯的时候,要当心选择的颜色,并要来根据最大地电流限制,再加上能相配的限流R,以用来保护LED灯在平时正常电压电流。蜂鸣器不能由单片机端口直接供电。您需要通过三极管激活蜂鸣器来放大三极管的相应模型,例如9012、8550和其他模型,通常它可能会发出声音。图所示

我国商业银行发展网络银行业务初探内容提要:随着金融国际化和金融竞争的日益激烈,商业银行传统的业务受到很大的挤压,其所有业务领域及生存面临外资银行的严峻挑战。适时发展网络银行业务是商业银行调整经营战略、谋求更大发展的可行之举。本文就商业银行发展网络银行业务的必要性、环境和现状、发展网络银行业务的原则和策略及具体措施等方面进行探讨。关键词:网络银行业务 商业银行 规范经营 业务创新这是提要,你觉得可以的话,我就把全文发给你。

学校洗澡一卡通我怎么用不了,卡放上去怎么没显示,也没热水???求解

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淋浴器的设计毕业论文

原来家用温水淋浴器是根据液体在管道中流动时会产生空吸作用的原理设计的。它的主要部件是混合阀,当高速流动的液体流过混合阀时,由于管径突然缩小,液体流速增大,对管壁压力突然降低,在混合阀的支管处便形成一个负压,这个负压就能将支管中的液体吸入。所以,在使用时,只要将混合阀一端接在自来水龙头上,热水管插进热水壶内,打开水龙头,热水就会被吸入与冷水混合成温水。

具体步骤:1、至少要保证使用时身体可以自由转动,不会总撞到玻璃。一般以900mm*900mm为宜,如果家人身体比较胖,也可以做成1000mm*1000mm的,或者卫浴室空间有限,做成850mm*850mm也行,但最好最好不要小于800mm*800mm。2、淋浴房高度:通常吊顶高度是2400mm,因此淋浴房高度大多为1800mm-2000mm,也可以根据家人身高实际空间情况进行调整,还需要注意和淋浴器的位置相当,太低容易向外溅水,太高有碍美观,影响透气性。3、与取暖设备的距离:为了冬天洗浴时方便,大家会给卫生间装个暖风器或浴霸,如果是测挂设备,最好不要放淋浴房内或靠近淋浴房玻璃,以防受潮。若是挂在顶上的,则要看卫浴间大小了,小的空间里取暖设备放在中间就行了,不一定非要放在淋浴区,如果空间比较大,可以把它放在淋浴区中间,尽量不要正对花洒,淋浴房玻璃,否则不但达不到良好的取暖效果,还容易引起产品老化或自爆。4、与其他洁具间的距离:卫浴间常常摆放紧凑,淋浴房旁常会有浴缸,马桶,浴室柜,要留有100mm左右的间距,否则容易使用时相互影响,增加了自爆的可能性。

温度是日常生活中不可缺少的物理量,温度在各个领域都有积极的意义。很多行业中以及日常生活中都有大量的用电加热设备,如用于加热处理的加热热水器,用于洗浴的电热水器及各种不同用途的温度箱等,采用单片机对它们进行控制具有控制方便、简单、灵活性大等特点,而且还可以大幅提高被控系统的性能,从而能被大大提高产品的质量。因此,智能化温度控制技术正被广泛地应用。

东华理工大学毕业设计(论文)基于单片机的热水器温度控制摘 要温度是日常生活中不可缺少的物理量,温度在各个领域都有积极的意义。很多行业中以及日常生活中都有大量的用电加热设备,如用于加热处理的加热热水器,用于洗浴的电热水器及各种不同用途的温度箱等,采用单片机对它们进行控制具有控制方便、简单、灵活性大等特点,而且还可以大幅提高被控系统的性能,从而能被大大提高产品的质量。因此,智能化温度控制技术正被广泛地应用。本温度设计采用现在流行的AT89C51单片机为控制器,用PID控制方法,再配以其他电路对热水器的水温进行控制。关键词:89C51; PID; 温度控制I1/41页东华理工大学毕业设计(论文)ABSTRACTTemperature is essential physical in daily life ,and in various fields has positive lot of businesses and daily lives have a lot of electric heating as electric water heater for bathing and variety of different uses of the temperature boxes. MCU to control them with easy to control,simple,flexibility and other characteristics,also can significantly improve the performance of the controlled system,which can be greatly improved product quality. Therefore,intelligent temperature control technology is being widely temperature control design uses the now popular AT89C51 MCU controller,with PID control method, which together with

浴霸遥控器毕业论文

无线遥控开题报告

随着现代通信技术的飞速发展,近距离无线通信技术呈现出良好的发展势头。受到越来越多人的关注。

设计背景与目标

设计背景:

随着科技的进步和社会的发展,现代电子产品设计越来越注重产品的简易和实用,快节奏的现代生活使得许多电子产品也必须作到小巧、方便、简易。为满足这一需求。便产生了无线遥控系统。

它的产生使人们在工业、农业、航天以及家庭生活中都得到极大的便利,使人们在一定的距离内可以控制其他机器、系统等的正常运作。给工业的发展带来了方便。他是电子行业以后发展的必然趋势。在曾经的工业生产中,不管是机器的启动,还是系统的关闭。

都采用的是有线控制,需要人亲自到控制中心进行手动的操作。给工业生产的进步和生产效率的提高带来了限制。随着科技的不断进步,这样的控制必定会被先进的所取代。因此遥控控制系统的产生,给工业带来了新的革命。

它极大的方便了工业的控制生产。使人们能够在一定距离内甚至在遥远的宇宙中也去控制另外的机器,系统的运作大大的提高了生产效率,为经济的提高做出了很大的贡献,也决定了一个国家在国际中所站的地位。因此,作为国家未来建设者。我们学好遥控知识,是自身的必备,也是国家和时代的需求。 设计目标:

1.控制距离至少20米

2.通过不同的按键控制开关通断 3.可实现开关通、断、延时关等功能

设计思路、技术路线

本次设计采用的是315MHz稳频无线电遥控组件及其它的外围元件,组装的遥控开关。通过单片机可以对十路220V以上的各种电器进行控制。

发射电路扫描键盘的键位,由单片机发出相应的控制信号,送到PT2262的数据输入端。由PT2262编码并调制在315MHZ载波上,经过一级高频放大后由天线发射出去。

再由接收板接收信号,经过两级放高频放大后,由检波电路解调出调制信号,数字信号经过双运算集成放大块LM358两级高增益放大后送入PT2272进行解码,输出端送给单片机,单片机根据动作信号分别去控制相应用电器的控制继电器。完成对用电器的控制。

发射部分:315M

无线发射模块

接收模块:315M无线接收模块

设计进度计划

1、2014年12月—2015年1月 毕业论文选题,与导师见面。

2、2015年1月—2015年1月 收集相关资料,建立框架。

3、2015年1月 毕业论文开题答辩。

4、2015年2月—2015年3月 用Protel软件画出各部分电路,并编写单片机程序。

5、2015年3月—2015年4月 监测电路并进行调整。

6、2015年5月—2015年5月 优化程序,撰写论文。

7、2015年5月2日—2015年5月11日 完成论文,毕业论文答辩。

1.课题研究的目的和意义

遥控开关是智能化控制时代必不可少的发展,给我们的生活带来的很多的方便快捷。如在家庭中运用智能开关,能实现智能开关控制灯光、电器、窗帘、门锁,享受随时随地的智能家居遥控,使智能与时尚完美结合。

常用遥控器大致分为两类:红外线遥控器,无线电遥控器。

人们见到的红外遥控系统分为发射和接收两部分。发射部分的发射元件为红外发光二极管,它发出的是红外线而不是可见光。常用的红外发光二极管发出的红外线波长为 940nm 左右,外形与普通φ5mm 发光二极管相同,只是颜色不同。单只红外发光二极管的发射功率约 100mW。接收电路的红外接收管是一种光敏二极管,使用时要给红外接收二极管加反向偏压,它才能正常工作而获得高的灵敏度。红外接收二极管一般有圆形和方形两种。由于红外发光二极管的发射功率较小,红外接收二极管收到的信号较弱,所以接收端就要增加高增益放大电路。然而现在不论是业余制作或正式的产品,无线电遥控是利用无线电信号对远方的各种机构进行控制的遥控设备。

(1)发射器电路由3V电源提供,低频信号40KHZ的载波形成皆用与非门加外部元件实现,具有较高的稳定性,这部分电路用到了一个与非门集成电路。

(2)接收器电路又由几个部分组成,使用了LM567集成块实现了锁相环加密功能,用双稳态电路对继电器进行控制,利用继电器的开关对负载实现控制。

无线电遥控系统一般分为发射和接收两部分。发射机主要包括编码电路和发射电

路。编码电路由操作开关控制,通过操作开关使编码电路产生所需要的控制指令。编码电路产生的指令信号都是频率较低的电信号,无法直接传送到遥控目标上,还要将指令信号送到发射电路使它载在高频载波上,才能由发射天线发射出去。接收机有接收电路及译码电路组成。由接收天线送来的信号经由接收机高频部分的选择和放大后,送到解调器。解调器的作用是从载波上卸载指令信号,由于卸载的指令信号是混杂的,所以再送到译码电路译码,还原指令信号。

无线电遥控是利用无线电信号对远方的各种机构进行控制的遥控设备。无线电遥控系统一般分为发射和接收两部分。发射机主要包括编码电路和发射电路。编码电路由操作开关控制,通过操作开关使编码电路产生所需要的控制指令。编码电路产生的指令信号都是频率较低的电信号,无法直接传送到遥控目标上,还要将指令信号送到发射电路使它载在高频载波上,才能由发射天线发射出去。接收机有接收电路及译码电路组成。由接收天线送来的信号经由接收机高频部分的选择和放大后,送到解调器。解调器的作用是从载波上卸载指令信号,由于卸载的指令信号是混杂的,所以再送到译码电路译码,还原指令信号。

采用Silicon Laboratories 研制的无线发射芯片Si4010、无线接收芯片Si4313和C8051F920 单片机设计并制作的无线电遥控多路开关系统,结构简单,性能稳定,控制方便,适用于含有较多受控电器的场合,并可实现多路多功能控制。

无线电遥控多路开关系统由无线电发射电路和无线电接收控制电路两大部分组成。

红外遥控器由于受遥控距离、角度等影响,使用效果不是很好, 如采用调频或调幅发射接收编码,则可提高遥控距离,并且没有角度影响。红外遥 控发射和接收模块可以用在室内红外遥控中,它不影响周边环境、不干扰其它电器 设备。由于其无法穿透墙壁,所以不同房间的`家用电器可使用通用遥控器而不会产生相互干扰;电路调试简单,只要按给定电路连接无误,一般不需任何调试即可投入 工作;编解码容易,可进行多路遥控。相对于有线遥控,无线遥控不受距离的影响,完全消除了拖缆式遥控装置所带来的故障隐患,给人们的日常工作和生活带来了更多的便利。

随着数字处理技术的快速发展,无线数字通信技术日趋成熟,其抗干扰能力强和易于对数字信号进行各种处理等优点,使得无线遥控系统的抗干扰性能逐步提高,安全性能大大改善。

相对于超声波遥控和红外线遥控,无线电遥控是利用无线电信号在空气中传播,根据无线电波的频率来遥控,可穿透一定的障碍物,传播距离较远,因此成为无线遥控领域的首选,在国防、军事、科研和日常工作生活领域应用越来越广。

2.课题研究的主要内容

设计一种无线电遥控开关,要求

(1)遥控开关的发射频率为。

(2)遥控距离为10m左右,主要用于家庭内遥控家庭电器开关。

(3)发射器电源电压要求在10V以下。

(4)遥控接收器要求能够较准确的接收的载频信号,并解调出控制家用电器开关的信号的控制开关动作。

(5)整个遥控电路尽可能简单可行。

3、研究方法

无线遥控器:

无线遥控就是利用高频无线电波实现对模型的控制。目前,传统无线遥控系统普遍存在同频干扰和遥控距离小两大问题。主要原因是载频较低导致带宽较窄和控制信息以模拟方式传输使得同频干扰可能性的增大。而采用先进的 GHz扩频技术,从理论上讲可以让上百人在同一场地同时遥控自己的模型而不会相互干扰.而且在遥控距离方面也颇具优势, GHz遥控系统的功率仅仅在100 mW以下,而它的遥控距离可以达到1以上,而且由于频率高,天线长度只有3 cm;另外,可借鉴的商用技术较多。因此,很有必要将 GHz扩频通信技术应用于无线遥控领域。

无线模块:

nRF24LE1无线芯片模组

挪威Nordic公司nRF24LE1用作遥控器的主控芯片,其内部有两个部分:增强型的8051MCU和内嵌低功耗无线收发内核nRF24L01P,空中速率有三个选择:250 kbps, 1 Mbps,2 Mbps,保证数据的空中快速传输。两者之间通过SPI接口进行通信。还拥有丰富的外设资源,尤其是内置128 bit AES硬件加密器,可对任何无线传输的数据进行高强度的加密,确保无线数据的安全,特别满足RFID对高安全性的要求。CPU的工作模式可以通过开关状态寄存器的控制位来控制,当工作在发射模式下发射功率为-6dBm,电流消耗为9mA,接收模式时为,该特性为设计低功耗系统提供了先天性条件。

nRF24LU1+芯片内部结构和nRF24LE1基本一致,考虑到成本的计算,采用nRF24LU1+符合全速USB 标准的器件控制器。

JTT-24L01+ 嵌入式微功率无线数传模块

JTT-24L01+是一款工作在 的通用ISM 频段的单芯片微功率无线收发模块,是成都江腾科技有限公司采用高性能的无线射频芯片nRF24L01+以及高精度外围元件开发的一款无线通信模块。

特点:

(1) 内置 天线,体积小巧 15mm X 24mm

(2) 传输距离远,开阔地无干扰视距100米,具体距离视环境而定

(3) 采用真正的GFSK 单收发芯片

(4) 全球开放 ISM 频段免许可证使用

(5) 自动应答及自动重发功能

(6) 地址及CRC 检验功能及点对多点通信地址控制

(7) 最高工作速率2Mbps,高效 GFSK 调制,抗干扰能力强,特别适合工业控制场 合,可以传输音频、视频

(8) 标准 DIP 间距接口,便于嵌入式应用

(9) SPI 接口数据速率0~10Mbps

(10) 125 个可选工作频道,满足多点通信和跳频通信需要

(11) 支持无线唤醒,很短的频道切换时间可用于跳频

(12) 采用10PPM的高精度晶振

(13) 采用高Q值0402封装的电感和电容

(14) 工作电压,推荐,但是不能超过.可以把电压尽可能靠近 但是不超过

JF24D无线收发模块

JF24D整合了高频键控(GFSK)收发电路的功能,以特小体积实现高速数据传输的功能。JF24D的传输速率可达到1Mbps,并具有快速跳频校验等功能,可在拥挤的ISM 频段中达到稳定可靠的短距离数据传输。工作在全球开放的ISM频段面许可证适用。

特点:

(1) 低电压,高效率

(2) 低成本,双向高速数据传输

(3) 特小体积(不需要外接天线)

(4) 具有快速跳频,前向纠错,校验等功能

本课题拟采用JF24D无线收发模块。

多路遥控的实现

(1)采用51系列单片机(AT89S51)进行软件编程完成信号的编码译码工作以实现多路遥控。

(2)采用无线遥控器编码/译码芯片完成信号的编码译码工作以实现多路遥控。如:EV1527,PT2262,PT2294-M4,PT2264等。

虽然实现该设计的方法很多,但我觉得使用JF24C无线收发模块和单片机来完成较好,以下是我决定的研究方法:

JF24D采用SPI数字接口与单片机连接。它支持SPI标准格式(CKPHA=0)。

说明:JF24C可以和各种单片机配套,对于硬件上没有SPI的单片机可以用IO口或者串口模拟SPI。与51系列单片机配套时在P0口加一个10K的上拉电阻,其余IO口可以和JF24C直接相连。单片机可以用5V供电,JF24C用供电。JF24C工作电压不得超过,否则会损坏器件。

4.实施计划

第七学期:

第 8 周: 选择毕业设计课题。完成指导教师和毕业设计课题确定。

第 9-12 周:完成开题报告和外文翻译。

第 12 周: 完成毕业设计的开题答辩。

第13-20周:根据拟定的课题实施方案,进行深入研究,基本完成毕业设计相关的硬件或软件设计工作。

第 21 周:在教师的指导下,完成系统总体方案设计、系统软、硬件设计、实验测试等相关方面进行深入研究。

第八学期:

第 1-5 周:继续完成论文设计。

第 6- 9周:向指导教师提交毕业设计/论文初稿,根据指导意见对初稿进行修改。

第10-14周:完成毕业论文定稿和毕业论文格式审查。

第 15 周:毕业答辩。

5、参考文献:

[1] 陈永甫.实用无线电遥控电路.北京:人民邮电出版社,2007.

[2] 朱卫华,陈和.高频电子线路.北京:电子工业出版社,2003.

[3] 黄智伟,王彦.全国大学生电子竞赛训练教程.北京:电子工业出版社,2005.

[4] 黄智伟.全国大学生电子设计竞赛系统设计.北京:北京航空航天大学出版社,2006.

[5] Tavares, Board for of Minho, Portugal.

指导教师意见

指导教师签字:

年 月 日

摘要:通过对红外遥控器各按键发送冲波形的分析可以识别码型,从而为软件解码提供依据。本文以实例介绍红外遥控器与单片机的硬件接口,并从原理出发给出软件解码的方法。这是一个可以直接引用的成功例子,同时也为各类红外遥控器在单片机控制产品中的开发应用提供了一个非常实用的参考。 关键词:遥控器 软件解码 单片机在单片机控制产品的开发应用中,为了向控制系统软件控制命令,键盘往往是不可缺少的。传统方法是利用并行输入/输出接口芯片扩展一个键盘接口,或者直接利用单片机的并行端口进行扩展。在某些应用环境下,这种方式2个弊端:①键盘和控制系统连在一起,不灵活,环境适应性差;②浪费单片机的端口,且硬件成本较高。使用红外遥控器作为控制系统的输入设备,具有成本低、灵活方便的特点。本文目的就在于介绍软件解码研究的一般方法和红外遥控器进行二次开发的应用技术。该方法已在多个应用系统设计中成功地实现,效果良好。红外遥控器是一种非常容易买到,且价格便宜的产品,种类很多,但它们都是配合某种特定电子产品的(如各种电视机、VCD、空调器等),由专用CPU解码,作为一般的单片机控制系统能直接使用。使用现成遥控器作为控制系统的输入,需要解决如下几个问题:如何接收红外遥控信号;如何识别红外遥控信号;解码软件的设计。其它的问题都是非本质的,例如遥控器面板功能键标注的问题,可自行设计、重印即可。1 红外遥控信号的接收接收电路可以使用集成红外接收器成品。接收器包括红外接收管和信号处理IC。接收器对外只有3个引脚:Vcc、GND和1个脉冲信号输出PO。与单片机接口非常方便,如图1所示。①Vcc接系统的电源正极(+5V);②GND接系统的地线(0V);③脉冲信号输出接CPU的中断输入引脚(例如8031的13脚INT1)。采取这种连接方法,软件解既可工作于查询方式,也可工作于中断方式。2 脉冲流分析要了解一个未知的遥控器,首先要分析其脉冲流,从而了解其脉冲波形特征(以何种方式携带“0”、“1”信息),进而了解其编码规律。脉冲流的分析应从分析脉冲的高、低电平宽度入手。笔者用软件的方法实现了对脉冲流的分析。以图1所示的接口为例,如果没有红外遥控信号到来,接收器的输出端口PO保持高电平;当接收到红外遥控信号时,接收器件信号转换成脉冲序列加到CPU的中断输入引脚。用软件测试引脚的逻辑电平,同时启动TC计时器,测量该引脚分别为逻辑“0”和逻辑“1”情况下的时间值,存储起来,然后打印、分析。下面用8051汇编语言给出对脉冲流进行采集、存储的程序段:MOV R0,#00HMOV R1,#28HMOV TMOD,#01HTK:JB ,TK ;等待低电平到来;测低电平宽度TK1:MOV TH0,#00HMOV TL0,#00HSETB TR0TK0:JB TF0,TKE ;超时无效返回JNB ,TK2CLR TR0MOV A,TH0MOVX @R0,AINC R0MOV A,TL0MOVX @R0,AINC R0;测高电平宽度MOV TH0,#00HMOV TL0,#00HSETB TR0TK3:JB TF0,TKE ;超时无效返回JB ,TK3CLR TR0MOV A,TH0MOVX @R0,AINC R0MOV A,TL0MOVX @R0,AINC R0DJNZ R1,TK1 ;循环TKE:RET这段程序首先将TC0设置成16位定时器方式,初始化RAM地址指针R0和循环计数指针R1,每当引脚的逻辑电平发生跳变时,停止计时,将计时值保存到连续的RAM中。这段程序可以连续测量40个脉冲的时间值(包括40个低电平脉宽)。笔者以TC9012芯片的遥控器为对象,采集了所有按键的编程脉冲波形,并且对同一按键进行了重复实验。限于篇幅,采样数据不能给出,仅给出脉冲流的规律(仿真机CPU晶振为6MHz):①引导脉冲是一个时间值为0937H~0957H的低电平和时间值为084FH~086FH的高电平;②数据脉冲的低电平时间值约为~0177H;③高电平时间值有2种情况:00BBH~00FFH(窄)、02EFH~0333H(宽)。由大量数据总结分析,按键编码有如下规律:①除引导脉冲外的脉冲是数据编码脉冲,数据“位”信息由高电平脉宽决定:窄脉宽表示“0”、宽脉宽表示“1”;②每个按键的脉冲流译码后,包含4个字节的信息:*所有按键的前2个字节编码都一样,都是2个字节的“0EH”;*第3字节是键码;*第4字节是键码的反码。经过对相同按键脉冲进行多次采样发现,相同按键脉冲序列的对应位置脉宽时间值是在一个小范围内波动的(不是一个确定值),因此,对模式的识别不能采取精确比较法。对此,本人采取模糊的办法进行了抽象处理。根据上述实验规律,将软件译码时对脉冲的分析判断依据及算法设计思想总结如下:①引导脉冲的低电平和高电平宽度的判断依据是时间值的“高字节大于08H”,低字节忽略;②数据脉冲流的低电平脉宽相同,忽略不判断;③高电平脉宽是判断数据流每位是“0”还是“1”的依据。本人抽取的判断是脉宽的高字节若小于2表示“0”,否则表示“1”,脉宽的低字节忽略。实践证明,上述判据是有效可行的。这样处理不仅使解码软件的设计简单化,而且大大提高了解码的速度。使用上述判据编写软件解码程序时,要注意脉冲流采样数据存储地址与脉冲的对应关系。软件主要有如下几部分:①判断遥控信号的到来(在解码前调用1个独立的子程序);②采样并存储脉冲流;③判断引导脉冲是否有效;④解码前2个字节并判断是否为“0EH”;⑤解码第3个字节,该字节即为有效键码;⑥键码的查表映射(如果使用原键码,可省略这一步)。3 解码软件的设计基于上述思路设计的软件解码系统成功地应用于多个控制系统。下面给出一个实例(用MCS-51系列MC交通规则TC9012红外遥控器进行软件解码)的汇编语言程序。程序中使用的参数是针对MCU使用6MHz晶振的情况,使用其它频率的晶振,只需修改脉宽判据即可。为便于理解,尽量保持与原理叙述中的致性,程序中给出了较详细的注翻译,详见网络补充版( )。本文虽然是用MCS-51系列MCU对TC9012红外遥控器软件解码的研究,但其方法具有一般性。具体的应用,可自行变通

浴霸单火线智能开关原理是利用智能控制技术来实现浴霸的开关控制,以达到节能、安全、方便的效果。相比传统浴霸开发关需要通过旋钮或拉线等传统的方式进行控制,浴霸单火线智能开关可以直接使用遥控器、手机APP等智能设备进行控制,简单快捷。其原理基于电路设计,通过智能控制芯片和红外接收模块的配合,实现对浴霸开关的精准控制。当用户通过遥控器或者手机APP输入指令时,芯片会按照预设程序进行接收和识别,并将指令转化为电信号输出,继而通过触摸开关控制浴霸的启停。此外,该开关还具备多重保护机制,可有效防止漏电及其他安全隐患。总的来说,浴霸单火线智能开关采用了先进的智能控制技术,具有简单易用、安全可靠、节能环保等优点,是一种非常实用的智能家居控制设备。

智能雨刷器毕业论文

感应式雨刷大小控制开关一般位于方向盘右侧拨动杆把处,驾驶员通过旋钮可以控制感应雨刷感应的雨量大小。在下雨时,不用驾驶员开启雨刷,雨刷可自动开启,并且在雨停后,雨刷也会自动关闭。另外在雨量时大时小的时候,驾驶员也不用再频繁操作雨刷了从而确保雨天的行车安全。

首先自己要把车速降到100公里以内,然后不要踩刹车,让车子平稳通过才可以。

应该放慢速度,小心地驶过路面有积水的地方,但是不能太慢对后车有所影响就不好了。

第一部分摘要:随着电子技术在汽车上的普遍应用,汽车电路图已成为汽车维修人员必备的技术资料。目前,大部分汽车都装备有较多的电子控制装置,其技术含量高,电路复杂,让人难以掌握。正确识读汽车电路图,也需要一定的技巧。电路图是了解汽车上种类电气系统工作时使用的重要资料,了解汽车电路的类型及特点,各车系的电路特点及表达方式,各系统电路图的识读方法、规律与技巧,指导读者如何正确识读、使用电路图有很重要的作用。汽车电路实行单线制的并联电路,这是从总体上看的,在局部电路仍然有串联、并联与混联电路。全车电路其实都是由各种电路叠加而成的,每种电路都可以独立分列出来,化复杂为简单。全车电路按照基本用途可以划分为灯光、信号、仪表、启动、点火、充电、辅助等电路。每条电路有自己的负载导线与控制开关或保险丝盒相连接。关键词:电路 单行线制 系统 导线 各种车灯目录:(1)全车线路的连接原则(2)识读电路图的基本要求(3)以东风EQ1090型载货汽车线路为例全车线路的认读a.电源系统线b.起动系统线路c.点火系统线路d.仪表系统线路e.照明与信号系统线路(4)全车电路的导线(5)识读图注意事项论汽车电路的识读方法在汽车上,往往一条线束包裹着十几支甚至几十支电线,密密麻麻令人难以分清它们的走向,加上电是看不见摸不着,因此汽车电路对于许多人来说,是很复杂的东西。但是任何事物都有它的规律性,汽车电路也不例外。一般家庭用电是用交流电,实行双线制的并联电路,用电器起码有两根外接电源线。从汽车电路上看,从负载(用电器)引出的负极线(返回线路)都要直接连接到蓄电池负极接线柱上,如果都采用这样的接线方法,那么与蓄电池负极接线柱相连的导线会多达上百根。为了避免这种情况,设计者采用了车体的金属构架作为电路的负极,例如大梁等。因此,汽车电路与一般家庭用电则有明显不同:汽车电路全部是直流电,实行单线制的并联电路,用电器只要有一根外接电源线即可。蓄电池负极和负载负极都连接到金属构架上,也就是称为“接地”。这样做就使负载引出的负极线能够就近连接,电流通过金属构架回流到蓄电池负极接线。随着塑料件等非金属材料在汽车上应用越来越多,现在很多汽车都采用公共接地网络线束来保证接地的可靠性,即将负载的负极线接到接地网络线束上,接地网络线束与蓄电池负极相连。汽车电路实行单线制的并联电路,这是从总体上看的,在局部电路仍然有串联、并联与混联电路。全车电路其实都是由各种电路叠加而成的,每种电路都可以独立分列出来,化复杂为简单。全车电路按照基本用途可以划分为灯光、信号、仪表、启动、点火、充电、辅助等电路。每条电路有自己的负载导线与控制开关或保险丝盒相连接。灯光照明电路是指控制组合开关、前大灯和小灯的电路系统;信号电路是指控制组合开关、转弯灯和报警灯的电路系统;仪表电路是指点火开关、仪表板和传感器电路系统;启动电路是指点火开关、继电器、起动机电路系统;充电电路是指调节器、发电机和蓄电池电路系统。以上电路系统是必不可少的,构成全车电路的基本部分。辅助电路是指控制雨刮器、音响等电路系统。随着汽车用电装备的增加,例如电动座椅、电动门窗、电动天窗等,各种辅助电路将越来越多。旧式汽车电路比较简单,一般情况下,它们的正极线(俗称火线)分别与保险丝盒相接,负极线(俗称地线)共用,重要节点有三个,保险丝盒、继电器和组合开关,绝大部分电路系统的一端接保险丝或开关,另一端联接继电器或用电设备。但在现代汽车的用电装置越来越多的情况下,线束将会越来越多,布线将会越来越复杂。随着汽车电子技术的发展,现代汽车电路已经与电子技术相结合,采用共用多路控制装置,而不是象旧式汽车那样通过单独的导线来传送。使用多路控制装置,各用电负载发送的输入信号通过电控单元(ECU)转换成数字信号,数字信号从发送装置传输到接收装置,在接收装置转换成所需信号对有关元件进行控制。这样就需在保险丝、开关和用电设备之间的电路上添加一个多路控制装置(参阅广州雅阁后雾灯线路简图)。采用多路控制线路系统可。第二部分第二部分简要介绍了全车线路识读的原则、要求与方法以及电路用线的规格。主要针对其在东风EQ1090车型 汽车电路与电器系统应用情况作了概括性的阐述。其包括了电源系统、启动系统、点火系统、照明与信号系统、仪表系统以及辅助电器系统等主要部分进行了说明。通过对东风EQ1090车型的系统学习,为以后接触到各类不同车型打下个坚实的基础。一、全车线路的连接原则全车线路按车辆结构形式、电器设备数量、安装位置、接线方法不同而各有不同,但其线路一般都以下几条原则:(1)汽车上各种电器设备的连接大多数都采用单线制;(2)汽车上装备的两个电源(发电机与蓄电池)必须并联连接;(3)各种用电设备采用并联连接,并由各自的开关控制;(4)电流表必须能够检测蓄电池充、放电电流的大小。因此,凡是蓄电池供电时,电流都要经过电流表与蓄电池构成的回路。但是,对于用电量大且工作时间较短的起动机电流则例外,即启动电流不经过电流表;(5)各型汽车均陪装保险装置,用以防止发生短路而烧坏用电设备。了解上面的原则,对分析研究各种车型的电器线路以及正确判断电器故障很有帮助。二、基本要求一般来讲全车电路有三种形式,即:线路图、原理图、线束图。(一)、识读电路图的基本要求了解全车电路,首先要识读该车的线路图,因为线路图上的电器是用图形符号以及外形表示的,容易识别。此外,线路图上的电器设备的位置与实际车上的位置是对应的,容易认清主要设备在车上的实际位置,同时,也可对设备的功能获得感性认识。识读电路图时,应按照用电设备的功用,识别主要用电设备的相对分布位置;识别用电设备的连接关系,初步了解单元回路的构成;了解导线的类型以及电流的走向。(二)、识读原理图的基本要求原理图是一图形符号方式,把全车用电设备、控制器、电源等按照一定顺序连接而成的。它的特点是将各单元回路依次排列,便于从原理上分析和认识汽车电路。识读原理图时,应了解全车电路的组成,找出各单元回路的电流通路,分析回路的工作过程。(三)、识读线束图的基本要求线束图是用来说明导线在车辆上安装的指导图。图上每根导线所注名的颜色与标号就是实际车上导线的颜色和到端子的所印数字。按次数字将导线接在指定的相关电器设备的接线柱上,就完成了连接任务。即使不懂原理,也可以按次接线。总上所述,掌握汽车全车线路(总线路),应按以下步骤进行:(1)对该车所使用的电气设备结构、原理有一定了解,知道他的规格。(2)认真识读电路图,达到了解全车所使用电气设备的名称、数量和实际安排位置;设备所用的接线柱数量、名称等。(3)识读原理图应了解主要电气设备的各接线柱和那些电器设备的接线柱相连;该设备分线走向;分线上开关、熔断器、继电器的作用;控制方式与过程。(4)识读线束图应了解该车有多少线束,各线束名称及在车上的安装位置;每一束的分支同向哪个电器设备,每分支又有几根导线及他们的颜色与标号,连接在那些接线柱上;该车有那些插接器以及他们之间的连接情况。(5)抓住典型电路,触类旁通。汽车电路中有许多部分是类似的,都是性质相同的基本回路,不同的只是个别情形。三、全车线路的认读下面以东风EQ1090型载货汽车线路为例,分析说明各电子系统电路的特点。东风EQ1090型载货汽车全车线路主要由电源系统、启动系统、点火系统、照明与信号系统、仪表系统以及辅助电器系统等组成。(一)电源系统线路电源系统包括蓄电池、交流发电机以及调节器,东风EQ1090汽车配装电子式电压调节器,电源线路如图。其特点如下:(1)发电机与蓄电池并联,蓄电池的充放电电流由电流表指示。接线时应注意电流表的-端接蓄电池正极,电流表的+端与交流发电机‘电枢’接线柱A或B连接,用电设备的电流也由电流表+端引出,这样电流表才能正确指示蓄电池的充、放电电流值。(2)蓄电池的负极经电源总开关控制。当发电机转速很低,输出电压没有达到规定电压时,由蓄电池向发电机供给磁场电流。(二)起动系统线路启动系统由蓄电池、启动机、启动机继电器(部分东风EQ1090型汽车配装复合继电器)组成,系统线路如图。启动发动机时,将点火开关置于“启动”档位,启动继电器(或复合继电器)工作,接通起动机电磁开关电路,从而接通起动机与蓄电池之间得电路,蓄电池便向起动机供给400~600A大电流,起动机产生驱动转矩将发动机起动。发动机起动后,如果驾驶员没有及时松开点火开关,那么由于交流发电机电压升高,其中性点电压达5V时,在复合继电器的作用下,起动机的电磁开关将自动释放,切断蓄电池与起动电动机之间的电路,起动机便会自动停止工作。根据国家标准GB9420--88的规定,汽车用起动电动机电路的电压降(每百安的培的电压差)12V电器系统不得超过,24V电器系统不的超过。因此,连接启动电动机与蓄电池之间的电缆必须使用具有足够横截面积的专用电缆并连接牢固,防止出现接触不良现象。(三)点火系统线路点火系统包括点火线圈、分电器、点火开关与电源。系统线路如图,其特点:(1)在低压电路中串有点火开关,用来接通与切断初级绕组电流;(2)点火线圈有两个低压接线端子,其中‘-’或‘1’端子应当连接分电器低压接线端子,“+”或“15”端子上连接有两根导线,其中来自起动机电磁开关的蓝色导线,(注:个别车型因出厂年代不同其导线颜色有可能不同)应当连接电磁开关的附加电阻短路开关端子“15a”;白色导线来自点火开关,该导线为附加电阻(电阻值为欧姆左右)所以不能用普通导线代替。起动发动机时,初级电流并不经过白色导线,而是由蓄电池经起动电磁开关与蓝色导线直接流入点火线圈,使附加电阻线被短路,从而减小低压电路电阻,增大低压电流,保证发动机能顺利起动。(3)在高压电路中,由分电器至各火花塞的导线称为高压导线,连接时必须按照气缸点火顺序依次连接。(四)仪表系统线路仪表系统包括电流表、油压表、水温表、燃油表与之匹配的传感器,系统线路如图所示。其特点如下:(1)电流表串联在电源电路里,用来指示蓄电池充、放电电流的大小。其他几种仪表相互并联,并由点火开关控制。(2)水温表与燃油表共用一只电源稳压器,其目的是当电源电压波动时起到稳压仪表电源的作用,保证水温表与燃油表读数准确。电源稳压器的输出电压为。报警装置有油压过低报警灯和气压过低蜂鸣器,分别由各自的报警开关控制。当机油压力低于50~90kpa时,油压过低报警开关触电闭合,油压过低指示灯电路接通而发亮,指示发动机主油道机油压力过低,应及时停车维修。东风EQ1090型汽车采用气压制动系统,当制动系统的气压下降到340~370kpa时,气压过低蜂鸣器鸣叫,以示警告。(五)照明与信号系统线路照明与信号系统包括全车所有照明灯、灯光信号与音响信号,系统线路如图所示。其特点如下:(1)前照灯为两灯制,并采用双丝灯泡;(2)前照灯外侧为前侧灯,采用单灯丝,其光轴与牵照灯光轴成20度夹角,即分别向左右偏斜20度。因此,在夜间行车时,如果前照灯与前侧灯同时点亮,那么汽车正前方与左右两侧的较大范围内都有较好的照明,即使在汽车急转弯时,也能照亮前方的路面,从而大大改善了汽车在弯道多、转弯急的道路上行驶时的照明条件;(3)前照灯、前下灯、前侧灯及尾灯均由手柄式车灯开关控制;(4)设有灯光保护线路;(5)制动信号灯不受车灯总开关控制,直接经熔断丝与电源连接,只要踩下制动踏板,制动邓开关就会接通制动灯电路使制动灯发亮;(6)转向信号灯受转向灯开关控制;(7)电喇叭由喇叭按钮和喇叭继电器控制

智能飞行器毕业论文

【嵌牛导读】: 像鸟儿一样灵活自由的飞翔,一直是人类梦寐以求的理想。人类很早就认识到鸟儿可以根据飞行状态适时调整飞行姿态,以最佳效率完成滑翔、盘旋、攻击等动作。随着飞行器设计对于高机动性、高飞行效率和多任务适应能力等综合设计需求的不断提高,像鸟儿一样高效灵活的智能变形飞行器研究逐渐成为学术界和工程界的研究热点。 【嵌牛鼻子】: 智能  变形飞行器    高效灵活 【嵌牛提问】: 智能变形飞行器的研究进展如何?其关键性技术有什么新近突破? 【嵌牛正文】: 北大西洋公约组织对智能变形飞行器做出过如下定义:通过局部或整体改变飞行器的外形形状,使飞行器能够实时适应多种任务需求,并在多种飞行环境保持效率和性能最优。由此可见,智能变形飞行器是一种具有飞行自适应能力的新概念飞行器,其研究涉及非定常气动力、时变结构力学、气动伺服弹性力学、智能材料与结构力学、非线性系统动力学、智能感知与控制科学等多个学科前沿和热点,代表了未来先进飞行器的一种发展方向。智能变形飞行器具有巨大的应用前景,以美国航空航天局设想的未来智能变形飞机为例,通过新型智能材料、作动器、传感器和控制系统的综合运用,飞机可以随着外界环境变化,柔顺、平滑、自主地不断改变外形,不仅保持整个飞行过程中的性能最优,更能提高舒适性并降低成本。 正是因为其巨大优势和应用潜能,国内外涌现出了多种多样的智能变形设计理念和尝试,比如自适应机翼、主动柔性机翼、主动气动弹性机翼、智能机翼、智能旋翼、变体飞行器等。本文按照翼面变形方式对来智能变形飞行器的最新进展进行了归类和总结,详细介绍了机翼智能变形的变展长、变弦长、变厚度、变后掠与变弯度等多种实现类型,提炼了智能变形机翼实现的几项关键技术,通过本文介绍可对智能变形飞行器的设计思路及关键技术有更加丰富的认识和了解。 变形机翼的分类与进展 机翼平面形状合理改变可改善飞行器的气动性能。下表列出了机翼参数变化对气动性能的影响,可以看出,通过合理改变机翼形状参数,可以改善飞行器的气动特性和操纵性能,带来增大升力、减小阻力、增大航程与航时等好处,可使飞行器能够高效地完成多种飞行任务。由于机翼形状参数带来的影响多样,机翼变形的设计方式也多种多样。本文针对研究最多的变展长、变弦长、变厚度、变后掠和变弯度等变形形式,分别展开介绍。 1.变展长 展长伸缩是最简单直接的机翼变形方式。展长变化有如下的优点:增大变形飞行器的机翼展长,相当于增大其翼面积和展弦比,可以带来升阻比提高,航程和航时增大的目的;机翼在停放时收缩,可显著减小飞行器的占用面积;当两侧机翼展长不同时,左右升力不对称造成的滚转力矩,可便于飞行器的横航向操纵。 早在1929年,美国设计师Vinent就首次提出了变展长机翼的设计思想,并成功制作试飞了GX-3验证机。1931年,俄国科学家Makhonine设计制作了MAK-10飞机,其展长可从13米增大到21米,改变量超过60%。1947年出现的MAK-123飞机和1972年出现的FS-29飞机均属于变展长飞机,但由于早期的变形机构均过于笨重和庞大而未能得到推广。 “伸缩翼”是近年来新提出的变展长设计理念。2003年美国国防预防研究计划局实施的变形飞机结构项目(MAS)中,伸缩翼就是三种主变形方案之一(其余为折叠机翼与滑动蒙皮机翼,后文详述),该设计以“战斧”巡航导弹为对象,巡航飞行时机翼展开获取最大升力、高速俯冲时翼面收缩提高机动性,但由于翼载荷太大、机翼太薄,伸缩机构无法安置,计划未能推广。西北工业大学的王江华等人对伸缩翼巡航导弹的气动外形进行了优化研究,研究表明,伸缩翼设计可使导弹燃料消耗减少12%,明显提升导弹性能。2007年,马里兰大学的Julie等人以充气伸缩粱当作驱动机构,通过机翼伸缩改变升力和控制滚转,并进行了风洞试验,经试验其展弦比可最大变化230%,升阻比最大可到16,但蒙皮偏软产生的寄生阻力使气动性能受一定影响。 总体看来,变展长机翼仍需解决伸缩机构的结构减重设计、适应高速飞行的机翼降厚度设计、弹性蒙皮的连续密封性设计等一系列问题,距离工程应用仍有一定距离。 2.变弦长 与变展长机翼的控制效果类似,变弦长机翼也是通过机翼变形引起展弦比和翼面积的合理变化,达到优化飞机升阻比、飞行速度和机动性的目的。 变弦长理念的最典型应用就是传统飞机的襟副翼设计,通过丝杆机构驱动襟副翼弦向变形可以显著改善飞机的起降性能及滚转机动性。对于飞机翼面本身,由于存在梁架、油箱等设备干扰或翼型较小、空间不足等问题,变弦长设计的难度很大,国内外相关研究也相对较少。早在1937年,俄国科学家Bakashaev就设计并制作了第一架变弦长飞机RK-1,飞机通过6个弦向可伸缩的相互叠加的机身实现弦长改变,其初代飞机翼面积变化为44%、改进型变化高达135%,验证了通过伸缩机构改变弦长的可行性。 近年来,以美国CRG公司为代表的科技公司,通过使用复合材料及智能材料重新开展变弦长机翼研究。2004年,CRG公司的Perkins等人将压缩比高达400%的形状记忆合金材料用于变弦长设计,实验表明材料经过加热可以达到预期变形量,但由于形状记忆合金不稳定,冷却后无法恢复至原始形态。2005年,CRG公司的Reed等人设计了一种翼肋相互穿插的变弦长机翼,在直流电机和导杆的驱动下,机翼面积可以增大将近80%,但是该设计同样存在机构复杂、表皮材料恢复力太低难以回到变形初始状态的问题。2011年,宾夕法尼亚州立大学的Barbarino等人将可压缩的蜂窝细胞结构应用在直升机叶片的弦向变形设计中,变形蜂窝结构可经受循环驱动、其弦向变形可增大30%左右,此外,值得一提的是设计者通过对柔性蒙皮预拉伸保证了机翼表面的连续光滑性。 在形状记忆合金和复合材料蜂窝结构等新材料新技术的推动下,近年来涌现出了较多的变弦长机翼概念,但面向工程应用,这些新材料的性能稳定性仍有待提升。 3.变厚度 变厚度设计是指在不引起机翼形状明显变化的前提下调整机翼的轮廓线,是一种微幅变形设计。机翼厚度改变可以改善翼型的高低速气动性能,具有避免或延迟附面层分离、控制转捩位置、控制激波从而降低波阻和抑制抖振等优点。 早在1992年,美国的Austin等人就设计了一种基于桁架结构的变厚度机翼,设计者在桁架上布置线位移驱动器,通过激励驱动器,可以调节桁架上各条支杆的长度,从而达到调整翼型厚度、优化气动效率的目的。近年来,加拿大国家研究中心进行了一系列变厚度机翼的理论研究及试验验证工作。2007年,该中心的Coutu等人设计了一种自适应变厚度机翼,机翼由刚体部分、柔性蒙皮和安装在机翼内部的驱动器构成,机翼蒙皮采用碳纤维复合材料制作,具有良好的柔性和足够的支撑刚度,在驱动器的激励下机翼厚度产生变化,并有效提高了机翼的层流效应。2008年,该中心的Andrei等人在机翼上表面厚度方向设计激励装置,通过对17种不同翼型外形进行数值仿真,均得到转捩位置向后延迟的结论,证明周期性驱动激励可应用于转捩控制中。2009年,在Andrei的研究基础上Grigorie设计了一个用于变形控制的自适应神经模糊控制器,控制器根据压力传感器采集的翼型表面压力,计算参考翼型与优化翼型之间的压力变化,首次实现了压力变化和转捩位置的直接关联。此外,2009年,英国布里斯托尔大学的Stephen等人采用压电材料作为驱动器,安装在机翼蒙皮上表面,通电后驱动器产生固定频率振动,从而改变蒙皮表面的边界层流动,风洞试验表明该驱动方法可使机翼阻力降低、升力提高。 变厚度机翼设计,通过对翼型进行微小改变,就可实现调节流场流动、改善气动性能等目的,伴随着压电陶瓷等新型智能材料的发展,必将在未来工程应用中产生更多的应用尝试和更大的经济价值。 4.变后掠 低速飞行时小后掠角有助于提升机翼的效率,高速飞行时大后掠角有助于降低波阻,不同飞行状态后掠角自主变化,成为兼顾高低速不同气动性能的最有效手段。正因为此,变后掠技术也成为最早成熟应用于型号的改变机翼形状技术。 自上世纪40年代至70年代,变后掠技术已成功应用于多种战斗机和轰炸机,如:米格-23、F-14、狂风、B-1B轰炸机等。但早期的变后掠技术因机构及操纵复杂、故障率高、维护困难,且限制了飞机载荷、外型、隐身等性能的提高,逐渐被双三角设计、鸭翼、大边条设计、翼身融合技术所取代。 进入21世纪,随着新材料新技术的发展与运用,变后掠飞行器性能也得到发展和提高。2004年,弗吉尼亚理工大学的Neal等人设计了一种可自适应变形的无人机模型,除了机翼展长能改变17%、机身尾部能压缩12%、机翼能够扭转20°以外,该无人机的后掠角能够从0°变化到40°,风洞实验验证了无人机模型在多种变形形式下的有效性。2006年,佛罗里达大学的Grant等人通过研究海鸥的飞行姿态,设计了一种多节点变后掠微小型飞行器,飞行器机翼的内外翼两部分具有独立的变后掠机构,仿真显示其具有很好的转向能力和抗侧风能力。2013年中国航天空气动力技术研究院的陈钱等人对飞机外翼段大尺度剪切式变后掠方式进行了设计与分析,并通过风洞试验验证变后掠机翼在蒙皮、结构、驱动、控制等方面满足气动特性研究需求,准定常气动特性曲线显示出变后掠机翼的较大气动效益。 最值得一提的是美国NextGen公司针对MAS项目设计的滑动蒙皮变后掠飞机MFX-1,与传统的机翼埋入机身的变后掠方式不同,该飞机的弦长增减可独立于后掠角而改变。2006年MFX-1首飞成功,在185~220km/h的速度下成功将翼展改变30%、翼面积改变40%、后掠角从15°改变到35°,且整个过程不超过15s,试验结果成功证实了飞行器在飞行过程中大面积改变机翼形状的可行性,在变形飞行器的工程应用上具有很强的指导意义。 5.变弯度 机翼产生升力的最基础要素是弯度,改变弯度可以有效地控制机翼表面的气流分离情况,可显著提高飞行器的飞行机动性能,尤其是对于通常处于低雷诺数飞行条件下、性能主要取决于层流边界层流动的低速飞行器。 国内外对变弯度机翼已经开展了许多研究,如1981年任务自适应机翼(MAW)项目中的机械铰链式变弯度机翼、1992年Powers等人在F-111战斗机上安装的机械式变弯曲机翼和2004年马里兰大学的Poonsong等人设计的机械式多关节变弯度机翼。由于机械结构复杂和质量笨重,大多数的变弯度机翼都没有得到推广。 近年来,智能材料和先进制造工艺的发展为变弯度机翼提供了良好的材料和技术基础。2003年,弗吉尼亚大学的Elzey等人设计了一种形状记忆合金驱动的链环式变弯度机翼,在机翼截面内产生很大的弯曲变形。2009年,德州农工大学的Peel等人自制了通过对中央翼盒内的气袋加压驱动机翼前后缘变形的机构,经测试在气袋所能承受的最大压力下,翼型头部最大变形14°、尾部最大变形13°、且变形后蒙皮仍能保持光滑连续。2011年,瑞士结构科技中心的Hasse等人提出了“带肋结构”的概念,并应用于变形机翼设计,设计者通过采用分布式柔性带肋结构代替了传统的铰链结构,具有几何变形大、承载能力高和重量轻等优点,地面试验表明,带肋结构设计可实现翼型从NACA0012到NACA2412之间自主变化。2015年,美国空军实验室的James等人设计了基于“顺从机构”的保形翼面,顺从机构可将智能材料的作动位移放大并传递给前后缘,使翼面操控需要的能量更低,去掉操纵面还使机翼的重量减轻、成本也更低,其试验模型展长为米,在气动载荷作用下弯度变化超过6%、最大升阻比变化约1倍左右。2015年,意大利的Alessandro等人设计了基于“非对称结构”的保形机翼,其设计思路与“顺从机构”相似,也是设计巧妙的传力机构,将作动位移放大传递至前后缘,该设计可有效避免变形产生的局部应力,设计者通过地面试验证明了非对称蜂窝结构自主变形的先进性,并分析了结构的典型失效形式及大变形引起的强非线性响应问题。2015年,英国斯旺西大学的Benjimin等人在生物学的启发下提出了“鱼骨主动弯曲变形”的概念,利用鱼骨结构减小翼型的弦向刚度,实现翼型变弯度控制,风洞试验表明,相同试验条件下,变形翼相对传统机翼的升阻比可提升20%~25%,该概念可应用于固定翼、直升机、风力机以及潮汐泵的叶片设计。2016年,瑞士复合材料及自适应结构实验室的Francesco等人设计了可代替副翼的“增强褶皱蒙皮”机翼,在电流作用下后缘的褶皱蒙皮可伸缩变形并推动尾部上下弯曲,风洞试验表明该设计可提供高频滚转控制力有效替代副翼功能,此外,由于机翼的形状连续该设计可显著减小零升阻力。 目前,国外对变弯度机翼的研究相当重视,伴随着智能材料的发展涌现出了多种多样的设计理念。基于变弯度的保形翼面设计,既可以通过翼面的弯度改变控制气流的分离、提高飞行器的气动性能,又可以通过对不同弦截面设置不同弯度实现翼面的翘曲、控制飞行器的滚转机动,可有效代替襟副翼等控制面,具有较高的应用价值和工程可实现性。 变形机翼的关键技术 根据以上介绍可知,虽然机翼变形的方式多种多样,但是所有变形机翼都离不开大尺度光滑连续的柔性蒙皮结构、轻质高效的变形驱动系统和快速灵敏的传感控制系统。因此,实现机翼变形的关键技术可以归为以下几类: 1.光滑连续的柔性蒙皮技术 变形机翼与常规机翼相比对蒙皮结构提出了新的要求,即蒙皮不仅要保持常规蒙皮重量轻、在面法向刚度大、可以承受并传递气动载荷的特点,同时还要具备足够的光滑连续性和大尺度变形特性。因此,将传统材料和新型材料相结合,在结构设计上进行创新,设计重量、变形能力和承载能力满足变形方案的柔性蒙皮结构,是未来智能变形飞行器设计的一项重要挑战。 2.轻质高效能的变形驱动控制技术 变形机翼的驱动及控制也是智能变形飞行器设计的关键技术之一。智能变形飞行器的驱动装置应具备重量轻、分布式、高效能、响应快、低能耗、易控制等特点。传统的电机和液压驱动方式过于笨重而复杂难以适应设计需求,基于智能材料的新型驱动装置应作为后续发展的重点,比如磁致伸缩驱动器、压电陶瓷驱动器和形状记忆材料驱动器等。 3.适应大变形的分布式传感网络技术 结构智能变形需要实时检测并感知周围环境与自身状态的变化,这就需要机翼上布满可感知各种信息的传感元件,并构成一个分布式的多传感网络系统。传感元件不仅要保证足够的精度和快速响应特性,还必须适应智能变形飞行器大位移大应变的运动特点,这对传感元件和传感网络提出了新的要求,也是未来面临的挑战之一。 智能变形飞行器设计是一项在民用和军用飞行器领域都有广泛应用前景的新技术,可推动新型智能材料、仿生设计、结构优化设计、先进传感技术、多信息融合技术等学科领域的发展,对未来新概念飞行器的预研和技术储备具有深远的意义。本文对智能变形技术的总结归纳,可以为智能变形飞行器领域的设计发展提供相应的参考。

电动垂直起降飞行器研发实现新突破,这一成果具有哪些意义?下面就我们来针对这个问题进行一番探讨,希望这些内容能够帮到有需要的朋友们。

近日,JDC科技公司在硅谷举办以“高新科技与将来”为主题风格的线上发布会,公布其产品研发的电动垂直起降飞行器(eVTOL)完成旅客5人、航行间距500千米的新突破,运用后将变成新式上空代步工具,或能更改将来中国民航局的发展前景。

据了解,符长青博士领着的中国科学研究精英团队在取得成功开发设计研制开发出几款消防安全无人机型号规格的实践过程中,发觉了牵制目前无人机进一步提高其特性的2个难点,进而系统性地进行了一系列共度难关的行动。最先是无人机无线通信传送选用点到点的单线接口方式,通讯传送间距短;次之是纯电动无人机载重量小,航行小,航时短。

为了更好地处理第一个难点,2017年3月符长青博士领着的中国科研技术攻关小组,科学研究无人机选用5G互联网替代点到点的无线通信传输技术,取得成功,其科研成果于2020年3月出版专着《5G网联无人机》。可是5G通信网络只有平行线传送,必须基本建设很多的通信基站,基本建设成本费和经营成本十分价格昂贵,只有基本建设在人口密集的大都市,没法处理偏远山区地带的无线网络覆盖。2020年与美国企业合作连接星链互联网完成遮盖全世界的快速信息服务,从源头上解决了无人机通讯传送间距短的难点。

对于第二个难点,符长青博士领着的中国研发团队从2013年逐渐科学研究电动机和航空燃油汽车发动机二者紧密结合的混动系统软件。科研成果于2017年8月出版发行专着《旋翼飞行器动力装置》,2018年8月出版专着《无人机动力技术》等,为JDC电动垂直起降飞行器确立了稳固的基本。这一具备开创性的科研成果由符长青博士领着的中国研发团队和硅谷研发团队携手并肩打造出。有关技术性毕业论文《无人机油电混合动力系统》,发布在航空航天专业领域国家级学术刊物《无人机》刊物上。

据美国研发团队承担人DrDavid详细介绍,JDC电动垂直起落飞行器(eVTOL)在设计方案上面有四大优势:选用多旋翼飞机复合型无人机结构,装有滑橇式起落架。多旋翼飞机复合型无人机与传统式直升飞机等飞行器对比拥有更低的经营成本、更低的噪声、更为绿色环保,且安全性信息冗余更高一些。

动力系统选用油电混合动力系统软件。由电动机和汽柴油汽车发动机二种动力系统混合拼装在一起而组成一个新的动力装置,以改善无人机的气动式构造、大幅度提高等效电路涵道比,提高气动式高效率、减少耗油量、降低噪音和排出,及其扩大无人机的载重量、航时和航行。

或许促进科技方面的成长,晦气于科技方面的前进,晦气于实现这方面的冲破,具有非凡意思的这是一种新的冲破,也是一种新的钻研。

有很重要的意义,这样的话可以推动民航事业的发展,然后也可以改变民用航空的未来发展方向,之后可以提高飞行速度,可以让飞机搭载两种模式,分别是燃油发动机以及电动机。

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