基于单片机的温度控制系统设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

中国高铁是中国境内的主要交通工具之一，中国高铁的运营速度达到两百五十公里每小时，试运行速度达到两百公里每小时以上，现如今中国高铁的铁路网所有速度达到两百公里每小时以上，现如今我国高铁的铁路总线达到3.5万公里，居世界第一的水平，我国高铁在国际上拥有很高的地位，处于世界领先水平；90年我国高铁开始攻关技术难题，开启国家的高铁发展，进入探索实验阶段，03年中国开始与外企开启合作，共同建设中国高铁，中国高铁正式进入发展成熟阶段，中国高铁近年来发展十分迅速，开始走向国外，2015年，中国与俄罗斯展开合作，建立莫斯科至喀山段的高速铁路项目，2017年，中国与印度尼西亚签署雅加达至万隆高速铁路项目，中国逐渐走向世界，现在作为全球铁路的领头羊，逐渐开始与世界合作，把中国高铁的技术对外输出。

高铁由很复杂的一套系统组成，空调作为其中的一个微小部分，起着对环境温度的控制作用，结合室内外温度进行控制，以达到人们想要的温度。空调对空气中的温度，湿度，流数的参数进行控制，以到达人们的需求，空调一般包括冷源/热源设备，冷热介质输配系统，末端装置等几大部分和其他辅助设备，空调主要包括制冷主机，水泵，风机和管路系统，其中末端装置则专门应用输配来的冷热量，来处理空气状态，以至于目标环境的空气参数达到需求状态。

温度作为一种很基本的环境参数，对于人们来说，不仅仅是一个量的体现，更在我们的生活中处处起着关键作用，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的检测，在高铁动车上也逃不开环境温度的检测与控制，高铁的空调系统有一整套完整的检测与控制系统，以达到实时检测温度，对应去调节温度，以适应乘客和机组人员的身体需求。测量温度的方式有很多，其中按照测量体是否与被测介质接触，能够分为接触式测温法和非接触式测温法两大类。温度测量应用中有多种类型的传感器，其中有热敏电阻、热电偶等。本次设计主要针对空调系统的温度控制设计，从检测温度出发，然后经过处理进行pid调节，从而控制制冷压缩机和电加热器，进一步控制温度，达到所需求的温度。

2. 研究的基本内容与方案

本次设计的内容是基于单片机的系统设计，最终完成的内容是检测到在和谐机车组上的温度情况，并实时显示，再控制制冷压缩机和电加热器去控制温度，达到所需求的热平衡。本次采用单片机的原理来处理未处理获得的数据，再进一步送到PID调节，达到平衡，首先根据和谐动车组的具体技术要求，温度灵敏度系数，得到你需要的温度精度，再根据其精度具体参数选择合理的温度检测传感器，根据传感器的输出形式设计检测电路原理图，最终得出输出数据进入单片机进行处理，编写单片机程序处理得到的数字信号，运用单片机的特点进行显示和数据处理，得到的数据处理后，经过两个单片机端口传输到PID调节器里面，这个参数必须满足对应型号所需求的电压范围，然后传输过去，通过PID调节器控制所对应的电加热器和制冷压缩机内部运行电压，进而控制电加热器功率和对应的制冷压缩机的运行功率，进一步达到所需的热平衡，达到控制温度的效果。要达到这些要求，需要查找对应的具体使用电气元件参数，做到信号处理与实际控制的对应关系，充分结合和谐机车的空调要求，来设计这块内容，达到最后实际做出实物的效果与理论值达到高度统一。

3. 研究计划与安排

1、明确设计任务，查阅资料。一周时间

2、阅读技术资料，确定系统设计的技术方案。一周时间

3、完成开题报告，外文翻译。一周时间

4. 参考文献（12篇以上）

1）王君，单片机原理及控制技术[m]，机械工业出版社，2014.4

2）机车空调检修规程，铁路局资料

3）胡向东，传感器与检测技术[m]，机械工业出版社，2018.4