超聲水處理系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)研究畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、I本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)I、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：超聲水處理系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)研究II、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作內(nèi)容（從綜合運(yùn)用知識(shí)、研究方案的設(shè)計(jì)、研究方法和手段的運(yùn)用、應(yīng)用文獻(xiàn)資料、數(shù)據(jù)分析處理、圖紙質(zhì)量、技術(shù)或觀點(diǎn)創(chuàng)新等方面詳細(xì)說(shuō)明）：本文從可行性的角度出發(fā)對(duì)超聲水處理系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)水質(zhì)檢測(cè)到污水處理，無(wú)線數(shù)據(jù)收集到依賴因特網(wǎng)信息發(fā)布的功能。課題可分解為流量監(jiān)測(cè)裝置、水質(zhì)檢測(cè)裝置、污水處理裝置、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)、

2、系統(tǒng)核心控制系統(tǒng)以及WEB服務(wù)器等子課題進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)。本課題及其子課題需要涉及傳感器、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、超聲流量檢測(cè)、大功率超聲換能器驅(qū)動(dòng)、嵌入式軟件開(kāi)發(fā)等眾多技術(shù)領(lǐng)域。根據(jù)課題研究的側(cè)重性，本文將對(duì)大功率超聲換能器驅(qū)動(dòng)部分所涉及頻率合成、功率放大器、換能器調(diào)諧匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，以及系統(tǒng)核心控制系統(tǒng)所涉及的嵌入式系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)等關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)重點(diǎn)研究。本設(shè)計(jì)中，多為模塊化的設(shè)計(jì)和對(duì)比，整個(gè)設(shè)計(jì)牽涉到了ATMEGA16單片機(jī)、CPLD、ARM9、DDS

3、、MOS管驅(qū)動(dòng)芯片等多種集成IC。內(nèi)容涵蓋了數(shù)字電路、模擬電路、EDA技術(shù)、.編程以及單片機(jī)等多門課程，是對(duì)大學(xué)本科所學(xué)知識(shí)的總結(jié)和檢驗(yàn)。III、進(jìn)度安排：第1周：定題，查閱資料，分析重難點(diǎn)；第2周：整理規(guī)劃設(shè)計(jì)；第3～4周：學(xué)習(xí)嵌入式Linux相關(guān)知識(shí)，移植嵌入式Liunx和數(shù)據(jù)庫(kù)SQLite；第5周：學(xué)習(xí)并移植WindowsCE，進(jìn)行串口軟件開(kāi)發(fā)；第6周：設(shè)計(jì)基于PLL的倍頻電路；第7周：編寫(xiě)基于PLL的倍頻電路程序和相關(guān)實(shí)驗(yàn)；第8

4、周：學(xué)習(xí)阻抗匹配的理論知識(shí)；III摘要本課題來(lái)源于國(guó)家自然科技基金項(xiàng)目：超聲、臭氧、紫外協(xié)同處理廢水的機(jī)理與參數(shù)優(yōu)化研究(批準(zhǔn)編號(hào)：10974044)和超聲水處理反應(yīng)器的參數(shù)優(yōu)化及機(jī)理研究（批準(zhǔn)編號(hào)：10574038）。隨著世界范圍內(nèi)水污染現(xiàn)狀的日趨嚴(yán)重，超聲水處理技術(shù)作為一種無(wú)二次污染、極具發(fā)展?jié)摿Φ男滦退幚砑夹g(shù)引起了人們的廣泛關(guān)注。本文以超聲水處理為最核心技術(shù)，基于作者所在課題組的前期工作，對(duì)超聲水處理系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，并根據(jù)技術(shù)

5、領(lǐng)域的不同將其分解若干子題目。論文實(shí)現(xiàn)用于超聲水處理的功率源，要求輸出電功率最大可達(dá)100W且可調(diào)，頻率可調(diào)范圍為200kHz～500kHz，頻率可調(diào)步進(jìn)為當(dāng)前工作頻率的1%。本文通過(guò)多種設(shè)計(jì)方案的理論分析和實(shí)驗(yàn)對(duì)比，最終確定了采用CPLD的波形產(chǎn)生電路和半橋驅(qū)動(dòng)芯片組成的D類功放為設(shè)計(jì)方案。論文還設(shè)計(jì)了易于實(shí)現(xiàn)的調(diào)諧匹配電路，以提高功放驅(qū)動(dòng)壓電超聲換能器的效率。論文兼顧作者所在畢業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的技術(shù)基礎(chǔ)，對(duì)團(tuán)隊(duì)內(nèi)涉足較少的嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行了

6、學(xué)習(xí)，通過(guò)多種方案論證研究，確定采用WindowsCE作為課題核心控制部分的平臺(tái)，并完成了該操作系統(tǒng)的移植。論文由八章組成。第一章闡述了課題研究方向的重要性，第二章介紹了課題的總體規(guī)劃設(shè)計(jì)，提出了課題關(guān)鍵技術(shù)，第三章、第四章分別設(shè)計(jì)了多種超聲功率源的信號(hào)產(chǎn)生電路和功率放大器電路，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出各自的特點(diǎn)。第五章介紹了超聲換能器的調(diào)諧匹配設(shè)計(jì)。第六章針對(duì)印刷電路板中的干擾問(wèn)題，用電磁兼容(EMC)理論分析了導(dǎo)致不穩(wěn)定的原因，并在實(shí)踐的基