西南交通大学峨眉校区

毕业设计开题报告 课 题 名 称：

学 生 姓 名：

指 导 教 师：

所在院(系)部：

专 业 名 称： 计算机专业的社会需求数据分析 叶健豪 学 号： 20128336 郭东明老师 计算机与通信工程系 计算机科学与技术（计算机应用）

2016 年 1月3日

毕业设计(论文)开题报告

注：可重点参考该开题报告的内容，排版格式等以机械工程学院要求为准。

文献综述① 整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡如倾覆等； ② 结构构件或连接因材料强度被超过而破坏，包括疲劳破坏，或因过度的塑性变形而不适于继续承载； ③ 结构转变为机动体系； ④ 结构或结构构件丧失稳定如屈曲等。 （2）正常使用极限状态。结构或结构构件达到使用功能上允许的某一限值的极限状态。出现下列状态之一时，即认为超过了正常使用极限状态： ① 影响正常使用或外观的变形； ② 影响正常使用或耐久性能的局部损坏包括裂缝； ③ 影响正常使用的振动； ④ 影响正常使用的其它特定状态。 2.3 结构设计的基本方法 在结构的可靠与经济之间选择一种合理的平衡，力求以最低的代价，使所建造的结构在规定的条件下和规定的使用期限内，能满足预定的安全性、适用性和耐久性等功能要求。为达到这个目的，人们采用过多种设计方法。以现代观点看，可划分为定值设计法和概率设计法两大类。 （1）定值设计法

将影响结构可靠度的主要因素如荷载、材料强度、几何参数、计算公式精度等看作非随机变量，而且采用以经验为主确定的安全系数来度量结构可靠性的设计方法，即确定性方法。此方法要求任何情况下结构的荷载效应S——内力、变形、裂缝宽度等不应大于结构抗力R——强度、刚度、抗裂度等，即S≤R。在20世纪70年代中期前，我国和国外主要都采用这种方法。

（2）概率设计法

将影响结构可靠度的主要因素看作随机变量，采用以统计为主确定的失效概率或可靠指标来度量结构可靠性的设计方法，即非确定性方法。此方法要求按概率观念来设计结构，也就是出现结构荷载效应大于结构抗力S＞R的概率应小于某个可以接受的规定值。这种方法是20世纪40年代提出来的，至70年代后期在国际上已进入实用阶段。我国自80年代中期，结构设计方法开始由定值法向概率法过渡。

2.4 面向对象编程

使创建Windows程序较为容易的关键技术是面向对象编程，或OOP。这种技术可以创建可重用组建，它是程序的组成模块。

2.5 几个定义

控件 提供程序可见界面的可重用对象。控件的示例有文本框、标签和命令按钮。

 

第二篇：毕业设计开题报告——格式范例

上海应用技术学院

毕业设计（论文）开题报告

题目： 列车运行系统中的无线收发装置设计

专 业 班 级 学 号 姓 名 指 导 教 师

电子信息工程 1041512123

张斌 陈文

20xx年 02 月 25 日

轨道交通学院 毕业设计（论文）开题报告

1 本课题的目的和意义、国内外研究现状、水平和发展趋势

1.1 课题的目的和意义 数据信息传输系统是各种智能化控制系统的重要组成部分，传统的数据传送大部分采用有线数据传送方式，如并行传送、串行传送和CAN总线等等。在有线数据传输方式当中。数据的传输载体是双绞线、同轴电缆或光纤。其实，数据传输还可以用无线传输方式，即通过空气或真空实现数据传送。相比于传统的有线数据传输方式，无线传输方式可以不考虑传输线缆的安装问题，从而节省大量线缆，降低施工难度和系统成本。我们所熟知的遥控遥测、无线抄表、门禁系统、水文气象控制系统、机器人控制系统、数字图像传输系统等等，都已经都逐步采用无线方式进行远距离数据传输。

随着国家大力发展高铁、动车等行业，我国的铁路列车事业飞速地发展，伴随着当今电子科技的飞速发展，我国轨道铁路发展前景很被看好，可是，由此带来的负面效应也慢慢显现。去年的7?23动车事故中我们可以深刻的认识到无线通信对铁路安全运营的重要作用。因而设计一个列车运行系统中的无线收发装置是一个很有发展潜力的研究课题。

1.2 国内外研究现状与水平

目前，在遥控遥测、无线抄表、门禁系统、小区传呼、工业数据采集、无线遥控系统、无线鼠标键盘等许多应用领域，都采用无线方式进行远距离数据传输。NRF905作为无线收发模块、利用SPI口实现双向通讯的无线数据传输系统，它具有功耗低，抗干扰能力强，传输距离远，设计简单等优点，所以广泛应用于列车运行系统、以及列车无线通信等应用领域等，而在人工和自动转换轨道道岔、紧急报警、控制车厢温度等领域的应用也正有条不紊的展开。

近年来，利用无线收发装置进行的温度检测系统在理论上发展比较成熟，但在实际测量和控制中，如何保证快速实时地对温度进行采样，确保数据的正确传输，并能对所测温度场进行较精确的控制，仍然是目前需要解决的问题。温度测控技术包括温度测量技术和温度控制技术两个方面。在温度的测量技术中，接触式测温发展较早，这种测量方法的优点是:简单、可靠、低廉、测量精度较高，一般能够测得真实温度;但由于检测元件热惯性的影响，响应时间较长，对热容量小的物体难以实现精确的测量，并且该方法不适宜于对腐蚀性介质测温，不能用于超高温测量，难于测量运动物体的温度。另外的非接触式测温方法是通过对辐射能量的检测来实现温度测量的方法，其优点是:不破坏被测温场，可以 1

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测量热容量小的物体，适于测量运动物体的温度，还可以测量区域的温度分布，响应速度较快。但也存在测量误差较大，仪表指示值一般仅代表物体表观温度，测温装置结构复杂，价格昂贵等缺点。因此，在实际的温度测量中，要根据具体的测量对象选择合适的测量方法，在满足测量精度要求的前提下尽量减少投入。

结合无线收发装置中的温度检测设备，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展。在20世纪90年代中期最早推出的智能温度传感器，采用的是8位A/D转换器，其测温精度较低，分辨力只能达到1°C。国外已相继推出多种高精度、高分辨力的智能温度传感器，所用的是9~12位A/D转换器，分辨力一般可达0.5~0.0625°C。由美国DALLAS半导体公司新研制的DS1624型高分辨力智能温度传感器，能输出13位二进制数据，其分辨力高达0.03125°C，测温精度为±0.2°C。为了提高多通道智能温度传感器的转换速率，也有的芯片采用高速逐次逼近式A/D转换器。目前，智能温度传感器的总线技术也实现了标准化、规范化，所采用的总线主要有单线(1-Wire)总线、I2C总线、SMBus总线和spI总线。温度传感器作为从机可通过专用总线接口与主机进行通信。

1.3 发展趋势

随着信息技术和计算机科学的变革和发展，无线通讯技术已经成为一种发展趋势在各个领域当中逐步得到应用。无线通讯传输技术具有成本低、无需通讯电缆、不受应用环境限制、组态灵活、重构性强等优点，这就给无线通信技术带来了很大的发展空间。无线收发系统在越来越朝着无线通信领域发展。无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明。同样，列车运行系统中的一些设备正朝着无线化方向发展，这主要表现在不同的接入接入技术有不同的覆盖范围，不同的适用领域，不同的技术特点，不同的接入速率。各种无线技术互补发展，各尽所长，想接入多元化，网络一体化，应用综合化的宽带无线网络发展，并逐步实现与列车控制技术的有机结合，一个更加健全的基于无线通信的列车控制技术会早日发展起来的。

2 文献查阅、调研情况

2.1 文献综述

在文献查阅期间，我大量学习了于课题相关的书籍。《单片无线收发集成电路原理与 2

轨道交通学院 毕业设计（论文）开题报告

应用》主要介绍了无线收发的工作原理，许多应用让我能够更加深入地了解了无线模块的工作条件和一些参数的设置。《单片无线发射与接收电路设计》[3]主要列举了一些无线收发模块和单片机设计电路，其中基于RF109的2.4 GHz 数字扩频收发器电路对于了解本课题的无线收发频率有一定的帮助，使我更加地深入了解了两块模块要保持同步的条件，一些参数等等。《短距离无线数据通信入门与实战》[4]则是别以目前世界上广泛应用的8051内核无线片上系统(SoC)NRF9E5、NRF24E1、CCl010以及无线芯片NRF905、CCll00为中心，介绍无线通信和无线网络的原理和实战，通过这本书，让读者能够更加全面地了解NRF905无线收发模块是怎么工作的，它是如何与单片机完成数据的传送的等等。《无线信号传输装置及传输方法》[5]，从中我了解到无线收发的基本原理以及如何与单片机有机地一起工作，与本课题中用到的NRF905无线收发模块相似，同时，也学到了关于单片无线发射与接收电路的分析方法、电路结构、工作原理等相关知识，使我对本课题的设计和实现具有一定的认识与帮助。通过这些理论知识的铺垫，我也全面了解了Nordic NRF905无线数据通信收发芯片以及对8051片上系统的认识，对于我后期完成系统的构架和电路图的绘制有一定的启示作用。

[1]

2.2 调研情况

为了加深对课题的理解，我考察了铁路列车运行地对车无线安全监控系统。该系统包括多个地面监测设备 、无线通信网络系统、多个第一无线数据收发装置、第二无线数据收发装置以及列车运行安全提示仪。通过对这些装置的学习，使我对硬件设备有了一个更深的认识，对本课题中的硬件构建有一定的帮助。 铁路列车运行地对车无线安全监控系统的通信方式比较复杂，每个地面监测设备的监测数据输出输入端分别连接一个第一无线数据收发装置的数据输入输出端，每个第一无线数据收发装置的天线端都通过现有无线通信网络系统与第二无线数据收发装置的天线端无线数据连接，第二无线数据收发装置的数据输出输入端连接列车运行安全提示仪的数据输入输出端，列车运行安全提示仪的RS-485数据总线通信端连接 TAX2型机车安全信息综合监测装置的通讯记录单元RS-485通信端，这其中各模块之间通信所使用的协议，让对本课题的数据通信和同步技术的实现会有帮助。另外，无线传感器在铁路列车轴温检测方面的应用和RFID技术在列车控制系统中的应用，使我了解了CTCS-2级列车控制系统中的射频技术。

3

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3 本课题的基本内容、重点、难点

3.1 本课题的基本内容

采用NRF905芯片设计一个无线收发模块，配合AT89S52单片机系统进行无线通信，这其中包括可以进行单双向开关控制、模拟列车运行系统遇到特殊情况是所作出的发出警报、温度监控等功能。大致可以用如下层次来表示：

3.1.1 系统硬件设计

1 NRF905无线收发模块设计

利用PROTEL软件画出电路图，设置好各参数，封装等，先可以进行电路板的焊接，下载好程序之后进行调试。

2 8051单片机最小系统设计

利用所学知识，制作单片机的最小系统，可以使用PROTUES进行软件仿真。

3.1.2 系统软件设计

1 设计单个开关调试程序

2 设计双开关按钮动作程序

3 设计模拟列车车厢内温度显示程序（预想）

3.2 本课题的重点

1. 学会使用PROTEL软件进行电路图绘制。

2. 掌握8051单片机的工作原理并能与NRF905芯片通信。

3. 了解NRF905模块的基本知识并能运用到实际中。

4. 学会使用PROTEUS软件进行电路图的仿真。

5. 程序的设计。

6. 系统的调试并完成课题。

3.3 本课题的难点

本课题的难点在于：

1. 如何让单片机与无线收发模块能够有机结合起来以及不收干扰影响

2. 程序的设计并能够正常调试。

4

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3. 温度的显示以及超过一定温度给出报警表示。

4 解决问题的方法、手段、措施等

4.1 拟采取的方法和技术

方案1：单个开关动作程序。

具体方法：首先，先到网上或图书馆查找相关的资料，了解本课题所涉及的硬件和软件知识，有一定的认识。其次，因为本课题主要是以单片机为主，所以可以先设计一个最小系统，让单片机能够跑一下LED程序，能够调试通过或者也可以使用PROTEUS软件进行模拟仿真看能否可行；然后就是使用PROTEL软件进行相关的硬件设计，包括仔细研究NRF905无线收发模块的芯片资料，了解相关参数之后，进行无线收发模块的设计；最后，就是使用KEIL C51软件进行程序的编写，让两块NRF905模块能够相互通信，即按发送端KEY1，对应接收端蜂明器响，按发送端KEY2，对应接收端继电器开关操作，这算基本调试完程序了。

方案二：双开关动作程序。

具体方法：其实双开关动作程序原理就是任何一方，按发送端KEY1，自身显示1，对方也显示1，按发送端KEY2，自身显示2，对方也显示2，按发送端KEY3，自身显示3，对方也显示3，这个显示模块就可以使用LED8段数码管显示出来，先可以进行程序的编写让其能够正常的显示0-9的数字，然后进行键盘数码管和NRF905无线收发模块的软件设计，调试并完成设计。

方案三：温度显示程序。

这个方案要在前面两个方案能够通过的基础上来实现，因为涉及的模块比较多，还在预想中，所以还没付诸实行。

4.2 选择的工具

本次课题将要使用STC89C51RD+开发板进行硬件与软件的辅助调试，采用NRF905芯片作为无线收发模块，软件主要使用PROTEL99SE、keilC51和PROTEUS仿真软件。

5

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4.3 工作进度安排

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

1、2012-1-15至2-17 查阅资料，确定设计方案 2012-2-18至2-26 撰写开题报告 2012-2-26至3-26 学习NRF905模块和单片机系统 2012-3-26至4-26 程序编写 2012-4-27至5-26 硬件和软件的调试 2012-5-27至6-10 撰写毕业设计论文 2012-6-11至6-22 准备及参加毕业答辩

5 论文提纲

1. 摘要

2. 前言

3. 系统硬件介绍

4. 系统软件介绍

5. 系统分析与设计

6. 程序设计

7. 系统的实现

8. 谢词

9. 参考文献

6 主要参考文献

[1] 黄智伟.单片无线收发集成电路原理与应用.人民邮电出版社,2005

[2] 李文仲,段朝玉.C8051F系列单片机与短距离无线数据通信.北京 北京航空航天大学出版社,2007

[3] 黄智伟.单片无线发射与接收电路设计.西安:电子科技大学出版社,2009

[4] 李文仲, 段朝玉.短距离无线数据通信入门与实战.北京:北京航空航天大学出版社,2006

[5]张默晗,张北,王天亮.无线信号传输装置[Z].CN201514694U: ,2010

[6] 孙弋.短距离无线通信及组网技术 西安:西安电子科技大学出版社，2008

[7]肖洪兵. 跟我学用单片机.北京：北京航空航天大学出版社,2002.8

[8]何立民. 单片机高级教程.北京：北京航空航天大学出版社，2001

[9]赵晓安.MCS-51单片机原理及应用.天津：天津大学出版社，2001.3

6

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[10]李广第.单片机基础.北京：北京航空航天大学出版社，1999

[11]徐惠民、安德宁．单片微型计算机原理接口与应用.北京：北京邮电大学出版社，1996

[12]何立民．从Cygnal 80C51F看8位单片机发展之路．单片机与嵌入式系统应用，20xx年，第5期：P5~8

[13]夏继强.单片机实验与实践教程.北京：北京航空航天大学出版社,2001

[14]陈志强,胡辉.单片机应用系统设计实践指南.自编教材

[15]肖洪兵.单片机应用技术.自编教材

[16] AT89C51 DATA SHEEP Philips Semiconductors 1999.dec

[17]Yang. Y., Yi. J., Woo, Y.Y., and Kim. B.: Optimum design for linearityand efficiency of microwave Doherty amplifier using a new loadmatching technique?, Microw. J., 2001, 44, (12), pp. 20–36

[18] Vizimuller, P.: ?RF design guide-systems, circuits, and equations? (ArtechHouse, Boston, MA, 1995)[6]R. Dye, “Visual Object-Orientated Programming,” Dr. Dobbs MacintoshJournal, Sept. 1st ( 1991)

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指导教师意见：

张斌同学的毕业设计拟采用NRF905芯片设计一个无线收发模块，并在AT89S52单片机的控制下进行无线通信，系统的功能包括可以进行单双向开关控制、模拟列车运行系统遇到特殊情况作出发出警报、温度监控等。其解决问题的思路和技术路线基本合理，工作量适中，符合毕业设计要求。同意开题，并进行下一阶段的毕业设计工作。

指导教师： 陈文

2012 年3月 2日

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