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【相聚云端 精彩毕设】毕业设计(论文)中期检查案例分享 机械工程学院第八期

——基于DSP的PM2.5检测器设计/基于DSP的智能窗帘控制器设计

时间:2020-04-22     作者:李拓、肖禄泉     编辑:李艳梅     阅读:

2020年春季学期,一场突如其来的疫情,阻挡了学生们返校的脚步,影响了2020届毕业生毕业设计(论文)进展。为做好毕业设计(论文)指导工作,学院多次召开线上会议,研讨毕设线上指导工作,制定《机械工程学院2020年春季学期防疫阶段本科毕业设计实施方案》、《机械工程学院2020年春季学期防疫阶段本科毕业设计相关要求》、《机械工程学院关于开展2020届本科生毕业设计(论文)中期检查方案》。毕设指导教师积极完成毕设学生情况梳理,并根据学生实际情况进行分类指导,利用“云端”开展线上毕业设计(论文)指导工作,在疫情期间将毕业设计(论文)进展所受影响尽力减到最小,确保毕业设计(论文)质量线上线下实质等效。毕业设计中期检查工作中,同学们精心准备,认真答辩,积极展示毕业设计取得的阶段性成果,就让我们一睹为快吧


学生姓名:李  拓

班      级:2016级测控一班

指导教师:温  华

毕设题目:基于DSP的PM2.5检测器设计



一、概况

1.选题背景和意义:

随着雾霾天气频繁出现,严重影响了人们的生活和健康,现在人们对雾霾的关注度越来越高,人们希望能实时动态的掌握身边的PM2.5的含量。PM2.5作为近年来反应雾霾程度和空气质量的重要指标参数,为此本设计要设计一款能联网的基于DSP的PM2.5检测装置,通过综合应用的设计,提高学生对于DSP的理解和解决实际问题的能力。

2.任务分解:

    (1)传感器将检测的信号传给2812

(2)2812将模拟信号处理成数字信号传递给NBIOT模块

   (3)NBIOT模块将信号传递到云端

3.已完成工作:

(1)当前进度:

①当前实现了PM2.5传感器到网络终端的数据通信,然而PM2.5传感器的准确度不能保障,因为采样和提供时钟信号的频率不好把控。


②购买了NBIOT模块,通过串口助手调通了电脑到网页的收发信号:


  ③云端通信调试:


  4.预期目标:

①实现PM2.5传感器和网络终端的双向通信。

②另加报警密码等功能。


提问1:你做这个毕业设计的主要目的是什么?

回答:我做这个毕设的主要目的是掌握DSP2812学习板的功能,了解开发板的实际应用,学习并掌握通过开发板解决实际问题的能力。

      提问2:你在做毕业设计的过程中遇到的问题是什么并如何解决的?

      回答:首先是开发板的学习过程,通过开发板自带的教程来学习开发板的功能和管脚,在采集时出现数据不准确的时候跟老师探讨并百度解决的方法,比如将面包板换成铁片板子,可以大大减少延迟。


2020年突如其来的新冠疫情,对2020届毕业生来说,是一次特别的人生体验,从一开始的担忧疫情给国家社会带来不利影响,到逐渐开始担忧自己迟迟不能返校,害怕毕业设计进度受到严重影响。所幸学院和毕设指导温华老师及时确定采用固定时间线上交流的方式指导毕设,力保毕设按照计划正常开展。通过每周线上会议,温老师要求每个同学轮流汇报自己上一周的设计工作进展、深入讨论遇到的困难、明确下一周设计计划。由于温老师要求严格,所以自己在汇报会议前会做充分的准备,有时候老师会要求对进展情况录屏展示,甚至直接视频展示成果,因此导师对小组每位同学的设计进展情况非常清楚。通过每周固定汇报,横向跟同组同学比较,纵向跟自己前一周工作情况进行比较,真正做到知己知彼,相互促进。组里每位同学都暗暗努力克服疫情的影响,而且由于疫情将大家在家里,而且温老师也对此明确不会因为疫情降低毕业设计要求,大家花在毕业设计上的时间反倒更多了。


这次我们组几个同学做基于DSP的软硬件设计,有的同学没有携带开发板回家,疫情初期购买一些元器件遇到物流发货困难不能及时送达等问题,最后经过讨论,有的重新购置了开发板和部分元器件,由于疫情无法加工的一些外围装置尽量采用自制简易示范装置替代,尽量确保功能实现。


采用面包板连接电路


调试修改电路连接材料为PCB通用板


毕设团队肖禄泉同学的硬件设计中棉签代替窗帘拉线连接杆


好不容易拿到的触摸显示屏


毕设团队方嘉龙同学设计的网关应用程序APP截图

这次我设计的题目是基于DSPPM2.5检测器设计,具体内容为设计一款PM2.5空气检测器,能够对空气的PM2.5参数进行监测,并能够通过NBIoT通信模块将数据发送至云端存储、展示数据等。设备本身也可以通过智能家居网关接入家庭网关设备,在智能家居网关应用程序端进行设备管理和数据展示,题目跟机电测控系的专业契合度高,且相关技术具有较强的实际应用意义。

这次特殊时期的毕业设计,深切体会到综合运用知识能力的重要性,包括从一开始的系统需求分析,温老师多次强调,在设计开始的时候一定要非常清晰地界定设计对象,对功能需求范围和性能指标合理划分,而不是盲目地求新、求全、求快,要从实际和综合成本等多方面设计因素去考虑问题。在学习和运用新知识解决问题方面也收获颇多,通过查找资料,解决设计和调试中的具体问题,学会了带着目标学习,一个个技术问题得到解决后,也有成功和收获的喜悦,让我有了更愿意宅在家里埋头完成毕业设计的动力。




毕业设计(论文)不仅要求学生对大学四年知识进行总结和实践,也要求学生积极采取团队合作的形式完成项目设计,进行学生配合、沟通、协调等综合能力的考察。李拓同学《基于DSP的PM2.5检测器设计》可以作为一个单独的设计题目,但同时与其他同学的设计题目可以构建为一个智能家居应用整体,例如智能门锁、窗帘控制器、智能家居网关、指纹识别、语音识别和人脸识别算法等相关课题。在实际设计过程中,他的设计跟莫龙言同学设计的智能家居网关硬件、方嘉龙同学设计的网关应用程序关系较为紧密,方嘉龙同学基于硬件网关设计了较为完整的网关应用程序手机APP,能够很好地控制毕设小组成员设计的智能终端和展示相关数据。

在毕设团队的共同努力下,小组成员积极克服在家毕设的各种不变,通过网购电子元件、自制实物等完成毕设的中期阶段任务。下面就让我们继续欣赏毕设团队中肖禄泉同学《基于DSP的智能窗帘控制器设计》中期阶段成果吧:



    学生姓名:肖禄泉

    班       级测控2016-01班

    指导教师:温  华

    毕设题目:基于DSP的智能窗帘控制器设计



一、概况

智能窗帘是智能家居的一种,本设计题目的目的是通过设计智能窗帘控制器来完成智能窗帘各种功能的实现,以便为用户提供更加舒适方便的生活环境和生活氛围,提升用户生活幸福感。通过整个设计过程,可以提高对测控系统相关知识的运用,提高逻辑语言运用能力和在实际项目中发现和解决问题的能力。

二、已完成工作

   1.控制器需求分析

2.控制器功能设计

图 1 定时开关功能

图 2 百分比开合功能

图 3 根据室内外温差开合功能


图 4 根据室外光照开合功能

3.USART HMI显示器界面设计


图 5 控制器显示主界面


三、下一步工作计划

问题一:为什么选用DSP芯片?

回答:在进行课程设计的时候曾经接触并进行过DSP开发板的简单应用开发,对DSP比较熟悉,有一定基础。

问题二:是否考虑过控制器的联网问题?

回答:有考虑过,已经购入ESP8266串口wifi模块,准备在实现基础功能之后进行联网功能的设计。

      疫情期间,虽然不能回学校进行毕业设计产生了诸多不便,但学校和老师一直在积极地帮助我们克服困难以保证毕业设计的正常进行。毕业设计的指导工作改为线上进行也保证了我们能及时和老师沟通,及时发现和解决问题,确保了毕业设计的进度没有受影响。