基于Java3D的三维模型交互设计系统的开发与应用_丘威
基于Java3D的三维模型交互设计系统的开发与应用
丘威
(嘉应学院计算机科学与技术系,广东梅州514015)
摘要:首先概括地介绍了Java3D技术在三维模型交互设计的应用.提出了采用Java3D用于虚拟三维模型的描
述,通过远端客户机读取服务端客户上传的三维图形数据,实现与用户交互的虚拟三维交互建模方案,使用程序提
供的绘图工具对图形进行编辑并将结果保存到服务端相应的文件,通过对服务器端文件的读写操作来实现用户之
间的信息交互,共享数字化的设计信息,使Internet成为设计工作的主要协作平台.
关键词:Java3D;VRML;Web3D;虚拟场景
中图分类号:TP129文献标识码:A文章编号:1000-7180(2008)11-0195-04
Development and Application of3D Model Interaction
Design System Based on Java3D
QIU Wei
(Department of Computer Science and Technology,Jiaying University,Meizhou 514015,China) Abstract:This paper introduced the Java3D application in 3D model interaction design,adopt the Client/Server structure
and distributing computing model to design the system structure,put forward the method to catch the 3D scene object in-
stance and presented the wandering method to implement virtual scene in the Java3D scene.With Java3D,implement the
interaction 3DM scene with the user,and implement a part of detail.
Key words:Java3D;VRML;Web3D;virtual scene
1引言
Java3D是Sun定义的用于实现3D显示的编程
接口,Java3D提供了基于Java的上层接口.Java3D
把OpenGL和DirectX这些底层技术包装在Java接
口中.这种全新的设计使3D技术变得不再繁琐并
且可以加入到J2SE、J2EE的整套架构,这些特性保
证了Java3D技术强大的扩展性.文中提出了采用
Java3D用于三维模型的描述,采用Java3D实现虚拟
三维模型交互显示,实现与用户交互的虚拟三维交
互建模实现方案,本系统是通过远端客户机读取服
务端客户上传的三维图形数据,并在Web页上对三
维格式的机械设计图、建筑模型图等等进行还原,不同地域间的用户不仅可以在终端机器上完成对三维
模型实体的浏览、缩放、移动、操作,还可以使用程序提供的绘图工具对图形进行编辑并将结果保存到服
务端相应的文件,通过对服务器端文件的读写操作
来实现用户之间的信息交互,有助于减少工程师、建筑师和其他用户之间进行交流的障碍,并使他们可
以更多地共享数字化的设计信息,使Internet成为
设计工作的主要协作平台.
2用Java3D描述系统模型
Web3D联盟是Web3D技术管理组织,主要负
责有关Web3D标准的研究、定义和推广工作,为了
适应Web的新应用[1].尽管VRML在Web3D应用
中已比较广泛[2],但也存在其局限性:首先是浏览VRML场景需要下载安装相应的浏览器插件,使用
户感到不便.另外VRML是用于建立基于互联网的
虚拟场景的描述语言,其提供的交互能力很不足,场
景描述信息与程序控制脚本共存与一个VRML文
件中不便开发者使用.有不少的计算机公司推出了
各种不同的Web3D实现方案,Sun公司公布的Ja-
va3D则为Web3D提供了语言级的支持,Java3D是Java用于三维程序编程的一组API.Java语言面向
对象和跨平台特性,使得Java3D特别适合网络环境
上的应用[3].无插件的Web3D应用一般采用Java
开发,用户在下载三维场景的同时,三维渲染引擎则
以Applet小程序的形式被下载到客户端执行.
本系统完全使用面向对象的Java程序设计,Ja-
va3D技术作为一种较新的技术,在开发网络图形平
台上有着突出的优势.在系统的开发过程中,用到了
其中的Java Applet编程、Java 3D图形编程,Java数
据库编程,网络编程以及JSP技术.本系统分为服务
器端程序和客户端程序,服务端的程序提供了客户
上传文件的功能,主要采用了Java文件上传和JD- BC技术.在数据库方面,使用了My Sql.服务器端
程序和客户端程序通过HTTP连接作为服务器和
客户端的数据交互接口.客户端则提供了图形数据
的还原和编辑图形的功能,采用了Java Applet的方式,Java Applet可嵌在网页上运行的特性和Java 3D
强大的图形表现能力为开发系统提供了有力的技术
支持[4].Java语言的平台无关性和MY SQL数据库
的跨平台性,使得本项目软件适合不同平台下的用户.在数据调度策略方面本系统采用一次性全部装
载三维格式文件数据,数据驻留客户端机器内存的
方法,节约了传送的代价,减轻了服务器端的压力,
加快了客户端的反应速度.系统模型如图1所示.
图1Web环境下的系统功能模型图
Java3D是Java在三维图形方面的扩展,同时结
合了Java语言的网络功能,很好地解决了网络,跨
平台环境的三维可视化问题.对于一些高级应用,如
实现计算过程的三维可视化、复杂的交互功能等, Java3D具有比VRML无法相比的能力[5].另外,大
量的研究集中在Web3D及虚拟现实等技术的实施
细节之上,针对这些问题给出了很多优秀的算法,这
些成果有待于进一步转化为实际应用.
采用Java3D作为基于网络的虚拟建筑环境的
开发平台,有助于在应用中不断采用更为先进的算法,形成独立的技术核心[6].Java本身是一种编程语言,不会涉及任何商业类技术问题,,而采用其他商
业Web3D技术平台,开发者不能了解其底层实施细节,不利于长期发展.采用Java3D实现三维虚拟场
景的显示,用户与三维场景交互以及其他与虚拟环
境相关功能,如场景外观纹理的实时替换,在三维场
景内实现建筑属性的查询等.
3逻辑结构设计
本系统的逻辑结构的三维的数据结构采用的是Scene Graphs Structure(场景图),就是一些具有方
向性的不对称图形组成的树状结构.Java 3D场景图
是一棵由两个部分或分支组成的树,这两个部分是:
内容(content)和视图(view).视图分支含有复杂Ja-
va 3D视图模型的所有细节,它还定义视点.内容分
支描述了您将在场景中看到什么.它包含所有图形
对象(球体、立方体或更复杂的几何对象)、用来移动它们的转换、光、行为、组节点和烟雾.大多数工作将集中在内容分支上.本系统的JA V A3D场景数据结
构图如图2所示.
图2Java3D三维模型图数据结构图
在一个Java3D应用程序看到的逼真三维模型
从程序的角度看来,实际就是由Java3D定义的一系
列的对象,这些对象不是杂乱无序,对象之间也不是
毫无关系.如果想让三维图像正常显示,必须在这两
点上遵循Java3D场景图的规定.基于Java3D的虚
拟3D模型表现还使用协同处理策略,将客户的请
求分散处理,根据当前客户端和服务器的CPU使用
情况和网络占用情况,自动分配计算任务,能大大降
低整个系统对服务器的依赖,有效提高系统整体性能.在3D模型表现环境的应用中,经常需要获得单
个类型3D模型表现对象实例,因为许多行为和操
作都是针对单个3D模型对象,比如3D模型中有若
干栋建筑,需要在Java3D程序的运行时刻将它的外观(表面纹理)改变,来观察其在环境中不同的效果. 如果在一个VRML文件中定义了若干栋建筑,那么将其导入到Java3D中,必须做的事情之一就是获得每栋建筑物的单个实例,以便将它们作为单独的对象进行处理.Shape3D对象维持了对一系列Geome- try对象的引用.Shape3D对象除了定义了三维形体的几何特征,还定义了形体的外观(Appearance)属性.一个VRML的Shape对象被导入到Java3D3D 模型中将被转换为Java3D的Shape3D对象,这样就动态地访问该对象.例如要改变一个Shape3D的外观属性,那么首先要做的是将外观属性设为可写. shape3D.setCapability(ALLOW APPEARANCE WRITE);然后就可以对Shape3D对象的Appear- ance对象进行操作了.在程序运行中还可以动态的删除或添加Shape3D节点,从而可以实现3D模型替换的功能.
4系统实现
4.1系统功能实现
本系统所构造的3D模型,必须运行一个Ja-
va3D程序.这个Java3D应用程序必须首先创建一个虚拟3D模型对象并且至少把一个Locale对象附加之上.然后,构建出需要的3D模型型体,它由一
个分支组结点开始并且包括至少一个观察平台对象,而3D模型型体就是附加于这个观察平台.当一个包含3D模型型体的观察对象被附加于一个虚拟3D型体,Java3D的渲染循环就开始工作.这样,3D
模型型体就会和它的观察对象一起被绘制在画布上.系统的设计采用了三层模式的结构,用户只需打开浏览器链接到服务器,浏览器就会自动将客户端程序下载到本地机器运行,通过与服务端程序的通讯实现了图形数据的传输,达到了让不同地域的图形设计人员与用户,设计人员与设计人员之间对各种3D设计软件生成的图形进行交互式设计的目标.
本系统可以在Web方式下自由地浏览3D数据
文件(3DS,OBJ,J3D,还可扩展其他格式),而不需要
另外花钱购买并安装3D设计软件(如3D MAX, MAYA等),也不需要用户下载并安装额外的浏览
器插件.三维模型在本系统可以完全“复原”回在其他3D设计软件(如3D MAX等)的3D效果.如图3 所示为在3D MAX设计的一个船3D模型型体效果图.图4为在本系统中的船3D模型型体效果图.
图3在3D MAX中设计的一个船3D模型效果图
图4在本系统中表现的船3D模型效果图
本系统具有一定的建模功能,并且模型是可以
按照客户自己的意愿进行个性化定制,如图5用户想添加一个棱锥,系统可以根据用户的输入是多少棱锥而创建具体的实体.可以根据用户的输入来决定球体是高精度还是低精度.同时可以在本系统进行场景图的灯光效果,实体外观颜色,实体外观贴图,位置,大小等的编辑.
4.2三维模型交互设计的实例
第一步:启动服务器程序的服务功能.
第二步:在A和B两台计算机的浏览器的地址
栏分别输入服务端的地址,连接到服务端的登陆页面.
第三步:A机和B机经过验证登陆后,进入工作
图5在本系统中添加各种自定义的3D实体
区页面,它们的浏览器就会自动下载服务端的Java Applet程序.A机和B机的显示画面.
第四步:A机和B机用户都点击【选择文件】按钮,在弹出的对话框中选择要操作的文件名,在这里假定A和B都打开同一个三维文件.
第五步:经过比较,打开的文件里面的三维实体
在B和C的软件系统中显示的效果与在3D MAX 中的显示效果相符合.在客户端A中使用程序提供的编辑工具,如实体顶点坐标编辑工具对实体进行编辑.在这里先选中棱锥,再点击“形体变换”按钮, 接着选择方向,这里选择X方向,于是按键盘的X 键,最后用鼠标拖动一定的距离,就可以实现对实体的顶点坐标进行编辑.A机编辑完成后,就可以看见A机最后显示的场景图效果了.
第六步:当A机提交了修改结果后,在B机中
使用程序提供的刷新功能,即点击【刷新】按钮来更新当前场景图,得到图编辑的结果就是刚刚在A中修改后的结果,如图5所示.同样,使用其他工具来
编辑实体或增删实体,A机和B机分别进行绘制和保存操作,都得到了相同的测试效果,实现了图形在A机和B机之间的交互设计.
5结束语
Java3D丰富的Java及Java3D类库支持可用于
实现复杂的编程行为.特别是应用Java3D可以快速地开发Web上的3D应用.文中提出采用VRML和Java3D相结合的技术,建立虚拟3D模型型体环境的应用框架.实现对虚拟3D模型型体环境中的3D 模型对象的操作需要获取该对象,给出了在Java3D 中获取3D模型对象实例的方法和给出了在Java3D
模型型体中实现虚拟3D模型型体表现的方法.基
于Java3D的3D模型型体的客户端表现的基本功能
是虚拟空间信息的图形表达,是以国际Web3D协会
正在开发中的网络三维信息传输标准X3D为基础,
将三维信息和与三维空间关联的多媒体信息在客户
端以图形的方式呈现给用户.本系统为用户提供了
在网络环境中对三维设计软件(如3D MAX,Maya
等)生成的三维图形进行浏览、编辑的功能,可以让
模型设计师把3D模型型体的草图提供给用户,让
用户浏览到3D模型型体草图的同时还可以对模型
进行简单的修改,并将修改的数据反馈给设计人员,
设计人员则可以根据用户的建议对草图作进一步的
修改,从而节省了劳力和成本,达到工程设计人性
化、智能化的管理,为设计者和用户之间的交流架起
了一座简单快捷有效的桥梁.
参考文献:
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作者简介:
丘威男,(1974-),硕士,讲师.研究方向为虚拟现实技术和软件工程.
Java3D实现三维显示
Java3D用其自己定义的场景图和观察模式等技术构造了3D的上层结构，实现了在Java平台使用三维技术。本文在原理上着重介绍Java3D特有的两个重要概念：场景图（Scene Graph）、观察模式（View Model）。在接口使用上的介绍分为两部分：实例说明如何使用Java3D接口；说明如何将Java3D技术与Java原有的Web技术（JSP、Serverlet）相结合，在网页上实现三维显示。 关于Java3D 1.1 Java3D简介 Java3D API是Sun定义的用于实现3D显示的接口。3D技术是底层的显示技术，Java3D提供了基于Java的上层接口。Java3D把OpenGL和DirectX这些底层技术包装在Java接口中。这种全新的设计使3D技术变得不再繁琐并且可以加入到J2SE、J2EE的整套架构，这些特性保证了Java3D技术强大的扩展性。 JAVA3D建立在JAVA2（JAVA1.2)基础之上，JAVA语言的简单性使JAVA3D的推广有了可能。它实现了以下三维显示能够用到的功能： ?生成简单或复杂的形体（也可以调用现有的三维形体） ?使形体具有颜色、透明效果、贴图。 ?在三维环境中生成灯光、移动灯光。 ?具有行为的处理判断能力（键盘、鼠标、定时等）。 ?生成雾、背景、声音。 ?使形体变形、移动、生成三维动画。 ?编写非常复杂的应用程序，用于各种领域如VR（虚拟现实）。 J2SE在其标准开发包中并不提供Java3D的API，Java3D是一个独立的可选组件，可以单独下载。Java3D现在(截止到2003年5月）提供的正式版本是1.3.0，可以在https://www.wendangku.net/doc/fa14612827.html,/products/java-media/3D/download.html 下载该开发工具包。 Java3D 1.3有7个不同的可下载版本： Java3D for Windows（DirectX version）SDK for JDK（include Runtime）； Java3D for Windows（OpenGL version）SDK for JDK（include Runtime）； Java3D for Solaris/SPARC Runtime for JDK（include Runtime）； Java3D for Windows（DirectX version）Runtime for JRE；
空调自动化控制原理.
空调自动化控制原理说明 自动化系统是智能建筑的一个重要组成部分。楼宇自动化系统的功能就是对大厦内的各种机电设施，包括中央空调、给排水、变配电、照明、电梯、消防、安全防范等进行全面的计算机监控管理。其中,中央空调的能耗占整个建筑能耗的50%以上，是楼宇自动化系统节能的重点[1]。由于中央空调系统十分庞大，反应速度较慢、滞后现象较为严重，现阶段中央空调监控系统几乎都采用传统的控制技术，对于工况及环境变化的适应性差，控制惯性较大，节能效果不理想。传统控制技术存在的问题主要是难以解决各种不确定性因素对空调系统温湿度影响及控制品质不够理想。而智能控制特别适用于对那些具有复杂性、不完全性、模糊性、不确定性、不存在已知算法和变动性大的系统的控制。“绿色建筑”主要强调的是:环保、节能、资源和材料的有效利用，特别是对空气的温度、湿度、通风以及洁净度的要求，因此，空调系统的应用越来越广泛。空调控制系统涉及面广，而要实现的任务比较复杂，需要有冷、热源的支持。空调机组内有大功率的风机，但它的能耗很大。在满足用户对空气环境要求的前提下，只有采用先进的控制策略对空调系统进行控制，才能达到节约能源和降低运行费用的目的。以下将从控制策略角度对与监控系统相关的问题作简要讨论。 2 空调系统的基本结构及工作原理 空调系统结构组成一般包括以下几部分[2] [3]:
(1) 新风部分 空调系统在运行过程中必须采集部分室外的新鲜空气(即新风)，这部分新风必须满足室内工作人员所需要的最小新鲜空气量，因此空调系统的新风取入量决定于空调系统的服务用途和卫生要求。新风的导入口一般设在周围不受污染影响的地方。这些新风的导入口和空调系统的新风管道以及新风的滤尘装置(新风空气过滤器)、新风预热器(又称为空调系统的一次加热器)共同组成了空调系统的新风系统。 (2) 空气的净化部分 空调系统根据其用途不同，对空气的净化处理方式也不同。因此，在空调净化系统中有设置一级初效空气过滤器的简单净化系统，也有设置一级初效空气过滤器和一级中效空气过滤器的一般净化系统，另外还有设置一级初效空气过滤器，一级中效空气过滤器和一级高效空气过滤器的三级过滤装置的高净化系统。 (3) 空气的热、湿处理部分 对空气进行加热、加湿和降温、去湿，将有关的处理过程组合在一起，称为空调系统的热、湿处理部分。在对空气进行热、湿处理过程中，采用表面式空气换热器(在表面式换热器内通过热水或水蒸气的称为表面式空气加热器，简称为空气的汽水加热器)。设置在系统的新风入口，一次回风之前的空气加热器称为空气的一次加热器;设置在降温去湿之后的空气加热器，称为空气的二次加热器;设置
Java3D教程系列五：将Java3D与Java平台技术的
Java3D教程系列五：将Java3D与Java平台技术的Java3D教程系列五:将Java3D与 Java平台技术的 Java3D可以很容易的与Java平台的其他技术相结合，如Applet、JSP、Serverlet、JDBC、EJB等。100%的纯Java实现是Java3D可以与如此多的Java平台技术结合的根本原因: 同是Java平台保证Java3D可以在Applet中实现; Applet使Java3D可以轻易的在网页中显示; JSP、Serverlet技术保证将动态网页技术用于Java3D显示; Serverlet本身就是J2EE平台的核心技术，这使得Java3D可以搭建于J2EE平台。更可以使用所有J2EE的其他技术:JDBC、EJB、JMS… 在网页上显示3D图形 Java3D一个最大的特性是可以使用Applet作为显示容器，例3和例4的代码分别显示了如何在Applet中显示3D图形和在网页文件中(HTML)嵌入该Applet。 Public class HelloUniverse extends Applet { private SimpleUniverse u = null; 例3 Applet实现Java3D ,HTML, public BranchGroup createSceneGraph() { ,HEAD, 例4 在网页嵌入显示3D Applet BranchGroup objRoot = new BranchGroup(); ,TITLE,Hello, Universe!,/TITLE, 动态网页技术与Java3D …. ,/HEAD, 通过Jsp和Serverlet，可以使Java3D在网页中"动"起来。虽然
DDC单回路PID闭环控制系统的设计及实时仿真课程设计报告
课程设计(综合实验)报告 ( 2011-- 2012 年度第二学期) 名称：过程计算机控制系统 题目：DDC单回路PID闭环控制系统的设计及实时仿真院系：控制与计算机工程学院 班级： 学号： 学生： 指导教师：朱耀春 设计周数：一周 成绩：
日期：2012 年 6 月20 日
一、 课程设计的目的与要求 1.设计目的 在计算机控制系统课程学习的基础上，加强学生的实际动手能力，通过对DDC 直接数字闭环控制的仿真加深对课程容的理解。 2.设计要求 本次课程设计通过多人合作完成DDC 直接数字闭环控制的仿真设计，学会A/D 、D/A 转换模块的使用。通过手动编写PID 运算式掌握数字PID 控制器的设计与整定的方法，并做出模拟计算机对象飞升特性曲线，熟练掌握DDC 单回路控制程序编制及调试方法。 二、 设计正文 1.设计思想 本课程设计利用Turboc2.1开发环境，通过手动编写C 语言程序完成PID 控制器的设计，A/D 、D/A 转换，绘出PID 阶跃响应曲线与被控对象动态特性曲线。整个设计程序模块包含了PID 配置模块，PLCD-780定时采样、定时输出模块，PID 手/自动切换模块（按键控制）及绘图显示模块。 设计中，通过设定合理的PID 参数，控制PLCD-780完成模拟计算机所搭接二阶惯性环节数据的采集，并通过绘图程序获得对象阶跃响应曲线。 2. 设计步骤 （1）前期准备工作 (1.1)配备微型计算机一台，系统软件Windows 98或DOS (不使用无直接I/O 能力的NT 或XP 系统), 装Turbo C 2.0/3.0集成开发环境软件； (1.2)配备模拟计算机一台(XMN-1型), 通用数据采集控制板一块（PLCD-780型）； (1.3)复习Turboc2.0并参照说明书学习PLCD-780的使用 （2） PID 的设计 (2.1)PID 的离散化 理想微分PID 算法的传递函数形式为：??? ? ??++=s T s T K s G d i p 11)( 采用向后差分法对上式进行离散，得出其差分方程形式为： u[k]=u[k-1]+q0*e[2]+q1*e[1]+q2*e[0]; 其中各项系数为： q0=kp*(1+T/Ti+Td/T); q1=-kp*(1+2*Td/T);
通信系统课群综合应用
课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位：武汉理工大学 题目: 通信系统课群综合训练与设计 初始条件 1）MATLAB软件 2）通信原理各模块相关知识 要求完成的主要任务: 主要任务:利用仿真软件（如Matlab或SystemView），或硬件实验系统平台上设计完成一个典型的通信系统其中信源为随机确定的一个模拟时间函数，数字化方式采用增量调制，基带码为Miller码，信道码采用汉明码，调制方式为FSK，信道类型为awgn信道。 要求：掌握以上各种电路与通信技术的基本原理，掌握实验的设计、电路调试与测量的方法。 时间安排: 指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 摘要................................................................................................................................. I Abstract ......................................................................................................................... II 1 课程设计任务与要求 (1) 1.1课程设计的目的 (1) 1.2课程设计的任务与要求 (1) 2 MATLAB概况 (2) 3 通信系统 (3) 3.1 系统简述 (3) 3.2 主要步骤 (3) 3.3 系统框图 (3) 4 系统设计原理 (4) 4.1 增量调制 (4) 4.2 基带传输Miller码 (5) 4.3 信道传输循环码 (5) 4.3.1 汉明码编码原理 (5) 4.3.2 汉明码纠错原理 (8) 4.4 FSK调制及解调原理 (9) 4.4.1 FSK调制原理 (9) 4.4.2 FSK解调原理 (10) 4.5 AWGN信道 (11) 5 系统仿真及分析 (12) 5.1 增量调制仿真 (12) 5.2 基带传输Miller码仿真 (12) 5.3 信道传输码汉明码仿真 (13) 5.4 FSK调制仿真 (14) 5.5 AWGN信道仿真 (14) 5.6 FSK解调仿真 (15) 5.7 汉明码解调仿真 (16) 5.8 Miller码解调仿真 (17) 5.9 增量解调仿真 (17) 5.10 失真度分析 (18) 6 总结 (19) 7 参考文献 (20) 附录参考程序 (21)
(完整word版)基于51单片机的温度控制系统设计
基于51单片机的水温自动控制系统 0 引言 在现代的各种工业生产中 ,很多地方都需要用到温度控制系统。而智能化的控制系统成为一种发展的趋势。本文所阐述的就是一种基于89C51单片机的温度控制系统。本温控系统可应用于温度范围30℃到96℃。 1 设计任务、要求和技术指标 1.1任务 设计并制作一水温自动控制系统，可以在一定范围（30℃到96℃）内自动调节温度，使水温保持在一定的范围（30℃到96℃）内。 1.2要求 （1）利用模拟温度传感器检测温度，要求检测电路尽可能简单。 （2）当液位低于某一值时，停止加热。 （3）用AD转换器把采集到的模拟温度值送入单片机。 （4）无竞争-冒险，无抖动。 1.3技术指标 （1）温度显示误差不超过1℃。 （2）温度显示范围为0℃—99℃。 （3）程序部分用PID算法实现温度自动控制。 （4）检测信号为电压信号。 2 方案分析与论证 2.1主控系统分析与论证 根据设计要求和所学的专业知识，采用AT89C51为本系统的核心控制器件。AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器。其引脚图如图1所示。 2.2显示系统分析与论证 显示模块主要用于显示时间，由于显示范围为0～99℃，因此可采用两个共阴的数码管作为显示元件。在显示驱动电路中拟订了两种设计方案： 方案一：采用静态显示的方案 采用三片移位寄存器74LS164作为显示电路，其优点在于占用主控系统的I/O口少，编程简单且静态显示的内容无闪烁，但电路消耗的电流较大。 方案二：采用动态显示的方案 由单片机的I/O口直接带数码管实现动态显示，占用资源少，动态控制节省了驱动芯片的成本，节省了电 ,但编程比较复杂，亮度不如静态的好。 由于对电路的功耗要求不大，因此就在尽量节省I/O口线的前提下选用方案一的静态显示。
用JAVA3D实现三维实体上数据结果的展示
第24卷第2期宜春学院学报(自然科学)Vol.24,No.119 2002年4月Journal of Yichun Universi ty(natural science)Apr.2002用JAVA3D实现三维实体上数据结果的展示 邓方宝 (宜春学院理学院数学系,江西宜春336000) y [摘要]本文采用JAVA3D语言,对三维空间表面上的数据进行直观地可视化显示.显示的结果 是交互式的,可以改变观测角度及任意缩放.本文通过一个具体模型,说明了该方法的可行性,并 给出了具体实施过程及相应的具体程序. [关键词]JAVA3D;三维模型;数据显示;可视化 [中图分类号]TP3121JA[文献标识码]A[文章编号]1671-380X(2002)02-0045-03 Visualization of Data on3-Dimensional Surface by JAVA3D DENG Fang-bao (The mathematics department o f science institue,Yichun university,Yichun33600,0China) Abstract:In this paper,the visualiztion of the datum on3-Dimensional surface was conducted by JAVA3D language1 The outcome of display is interactive,and it is changeable in angle and size1This paper try to prove that the method is feasible with a material model,and give the process and the progra m of performing1 Key Words:JAVA3D;3D Model;da tum display;visualiztion 1引言 目前,各种研究成果非常多,不少成果表现为数据结果,如何直观形象地把枯燥的数据展现出来就显得非常重要.现在一般是使用OFFICE EXCEL制表软件等把数据制成表格、曲线或曲面.这种方法可移植性差,也缺少交互性,只对于简单数据是可行的,但对于在三维空间的不规则曲面上的数据显示就难于实现.另一方面,随着互联网的发展,许多研究的数据结果需要放到互联网上以实现共享,如果这种结果显示是根植于三维模型且有一定的交互功能,他人就能更好地通过互联网来了解共享这些科技成果. JAVA3D是JAVA的一组API(应用编程接口),是JAVA语言[1]在三维领域的扩展.是一个编写三维应用程序的性能优越的工具.编写JAVA3D程序时,只需找到所需要的对象,了解对象及其特性并将其加以应用,就可快速地编写出复杂的三维应用程序.JAVA3D程序和其它JAVA程序一样,可以在网页上运行,因而利用JAVA3D就能很方便地在互联网上交互式显示三维模型上的数据结果. 2主程序框架的实施 JAVA3D程序是由类组成的,程序中的类Data_ 3D是自定义的公共类,它是用public class Data_3D e xtends Applet{}来声明,使该程序作为Applet程序,可插入到超文本HTML文档中来运行. JAVA3D作为JAVA的一个API,本身包含了几乎所有编写交互式三维应用程序所需要的最基本的类、方法及接口[2].它的核心类及接口存放在javax1media1j3d程序包中,而且JAVA3D还提供了一个重要的有助于快速编程的应用类型的程序包com1sun1j3d1utils.凡是能够利用的外部的类均需用import引入上述包中的类,因而使用JAVA3D能方便快速地编写实现三维实体数据可视化的三维应用程序. 类Data_3D(Data_3DX)是本文的主程序,见附件一源程序Data_3D1java(Data_3DX1java),其内容主要是由以下几个方法组成: 211程序中自定义类Data_3D的构造方法Data_3D () 在构造方法中,首先设置一个边界页面布局(BorderLayout),再调用预设的图形配置值来建造了一个三维图形窗口环境.通过调用createSceneGraph 方法来建立一个拥有三维形体及其它内容的具体场景图分支节点BranchGroup.并设置好灯光效果,最后将该场景图分支节点BranchGroup放入到整个场景图中的合适位置.该方法用来创建一个实际的Data_3D类,生成一个具体的场景图. 212建立场景图内容分支的createSceneGraph()方 # 45 # y收稿日期:2001-09-25 作者简介:邓方宝(1964-),男,江西奉新人,计算机硕士,讲师,从事数学、计算机教学和科研工作.
《闭环控制系统》教案分析
《闭环控制系统》教案分析 一.开环和闭环控制系统的定义分析 二.开环和闭环控制系统的区别及判断方法 三.闭环控制系统的方框结构及与实际系统的对应关系 四.闭环控制系统的各部分结构的基本概念的归纳总结 五.开闭环,自动和手动控制系统的总结 问题研讨1: .人开电灯的控制方式 问提研讨:人打开电灯开关后,不看电灯是否亮不亮,这是一种什么控制? 人打开电灯开关后,要看电灯是否亮不亮,如不亮,要多次开关电灯,甚至检修开关,直到开亮为止,这是一种什么控制? 2.人开汽车 人手握方向盘开汽车是什么控制方式? 人两手离开方向盘去发手机短信,有拐弯时,或有情况时手再扶方向盘,这种开汽车方式是什么控制方式? 问提研讨2: 自动控制系统是否一定是闭环控制? 举例说明之 按照控制的总定义,是否有人参加的控制 系统一定是闭环控制系统?
开环控制系统一定没有检测,反馈回路吗? 水箱水位自动控制系统中,被控对像是水箱吗? 现在有些教材中出现“输出量”的概念,它是什么?它等于被控量吗? 一.开环和闭环控制系统的定义分析 例1. 飞镖（图4-7）是同学们都很熟悉的运动。我们在投掷飞镖时，首先会在脑子里确定一个希望射中的目标，然后再根据场地的情况及自己的经验，控制手臂的投掷动作，将飞镖掷出。显然，在飞镖掷出后，飞镖的飞行就不可控制了，能否命中目标，取决于飞镖在投掷时的初始状态，即投掷者的投掷水平。 实际上，如果我们希望某一事物按照自己的意愿发展，就要对其进行干预，这种根据自己的目的，通过一定的手段使事物沿着某一确定的方向发展，就形成了控制。 二.开环和闭环控制系统的区别及判断方法 开、闭环控制的定义 能将控制的结果反馈回来与希望值进行比较，并根据它们的误差及时调整控制的系统，称为闭环控制系统。而不是将控制的结果反馈回来影响控制作用的系统，称为开环控制系统。系统中将控制的结果反馈回来的部分，称为反馈环节。闭环控制系统都有反馈环节，所以有时又称闭环控制系统为
空调自控系统方案设计(江森自控)
沈阳利源轨道交通设备有限公司暖通空调自控系统项目 HVAC暖通空调自控系统 技术方案设计书
一. 总体设计方案 根据用户对项目要求，并结合沈阳建筑智能化建筑现状，沈阳利源轨道交通装备有限公司暖通空调自控系统项目是屹今为止整个沈阳所有建筑物厂区当中智能化程度要求较高的。沈阳利源轨道交通装备有限公司暖通空调自控系统项目里面分布着大量的暖通空调机电设备。 ？如何将这些暖通空调机电设备有机的结合起来，达到集中监测和控制，提高设备的无故障时间，给投资者带来明显的经济效益； ？如何能够使这些暖通空调机电设备经济的运行，既能够节能，又能满足工作要求，并在运行中尽快的将效益体现出来； ？如何提高综合物业管理综合水平，将现代化的的计算机技术应用到管理上提高效率。 这是目前业主关心的也是我们设计所侧重的。 沈阳利源轨道交通装备有限公司暖通空调楼宇自动化控制系统的监测和控制主要包括下列子系统： 冷站系统 空调机组系统 本暖通空调楼宇自动化控制系统之设计是依据沈阳利源轨道交通设备有限公司暖通空调自控系统项目的设计要求配置的，主体的设计思想是结合招标文件及设计图纸为准。 1.1冷站系统 （1）控制设备内容 根据项目标书要求，暖通自控系统将会对以下冷站系统设备进行监控：监控设备监控内容 冷却水塔（2台）启停控制、运行状态、故障报警、手 自动状态。 冷却水泵（2台）启停控制、运行状态、故障报警、手
自动状态、水流开关状态； 冷却水供回水管路供水温度、回水温度， 冷水机组（2台）启停控制、运行状态、故障报警、手 自动状态； 冷冻水泵（2台）启停控制、运行状态、故障报警、手 自动状态、水流开关状态； 冷冻水供回水管路供水温度、回水温度、回水流量； 分集水器分水器压力、集水器压力、压差旁通 阀调节； 膨胀水箱高、低液位检测； 有关系统的详细点位情况可参照所附的系统监控点表。 （2）控制说明 本自控系统针对冷站主要监控功能如下： 监控内容控制方法 冷负荷需求计算根据冷冻水供、回水温度和回水流量测量值，自动计算建筑空 调实际所需冷负荷量。 机组台数控制根据建筑所需冷负荷自动调整冷水机组运行台数，达到最佳节 能目的。 独立空调区域负荷计算根据Q=C*M*(T1-T2) T1＝分回水管温度，T2＝分供水总管温度， M＝分回水管回水流量 当负荷大于一台机组的15%，则第二台机组运行。 机组联锁控制启动：冷却塔蝶阀开启，冷却水蝶阀开启，开冷却水泵，冷冻 水蝶阀开启，开冷冻水泵，开冷水机组。停止：停冷水机组， 关冷冻泵，关冷冻水蝶阀，关冷却水泵，关冷却水蝶阀，关冷 却塔风机、蝶阀。 冷却水温度控制根据冷却水温度，自动控制冷却塔风机的启停台数，并且自
温度自动控制系统的设计毕业设计论文
北方民族大学学士学位论文论文题目:温度自动控制系统的设计 北方民族大学教务处制
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
双闭环控制系统设计
双闭环控制系统设计 课程设计报告 电力拖动自动控制系统课程设计 题目：双闭环控制系统设计学生姓名：董长青专业：电气自动化技术专业班级： Z070303 学号： Z07030330 指导教师：姬宣德 日期：2010年03月10日 随着现代工业的发展，在调速领域中，双闭环控制的理念已经得 到了越来越广泛的认同与应用。相对于单闭环系统中不能随心所欲地 控制电流和转矩的动态过程的弱点。双闭环控制则很好的弥补了他的 这一缺陷。 双闭环控制可实现转速和电流两种负反馈的分别作用，从而获得 良好的静，动态性能。其良好的动态性能主要体现在其抗负载扰动以 及抗电网电压扰动之上。正由于双闭环调速的众多优点，所以在此有 必要对其最优化设计进行深入的探讨和研究。本次课程设计目的就是 旨在对双闭环进行最优化的设计。 Summary With the development of modern industry, in the speed area, the concept of dual-loop control has been increasingly widespread recognition and application. Relative to the single closed-loop system can not arbitrarily control the dynamic
process of current and torque weakness. Double closed-loop control is very good to make up for this shortcoming of his. Double-loop speed and current control can achieve the difference of two negative feedback effect, thus get a good static and dynamic performance. The good dynamic performance mainly reflected in its anti-disturbance and anti-grid load over voltage disturbance. Precisely because of the many advantages of Double Closed Loop, so here it is necessary to optimize the design of its depth discussion and study. This course is designed to designed to optimize the double loop design. 一．课程设计设计说明书4 1.1系统性能指标 1.2整流电路4 1.3触发电路的选择和同步5 1.4双闭环控制电路的工作原理6 二. 设计计算书7 2.1整流装置的计算7 2.1.1变压器副方电压7 2.1.2变压器和晶闸管的容量8 2.1.3平波电抗器的电感量8 2.1.4晶闸管保护电路9 2.2 控制电路的计算10
太阳能热水器自动温度控制器设计_王彤
接启动一个拨号服务器。然后,在计算机B 中的pc Anywhere 软件中启动一个通过拨号连接的Clinet (客户端),拨通计算机A ,建立起连 接以后,就可以进行通信了 。 图1被控端计算机的屏幕显示在主控端上 图2主控端搜索被控端计算机A 图3在计算机C 中渐入A 的IP 地址 当需要多台计算机终端进行协同交互时,(比如有三台计算机A ,B ,C )。首先启动A 为Host ,B 为Clinet ,建立A 和B 的连接,在重新启动一个计算机B 上的pc Anywhere 被设为Host ,C 为Clinet 。建立C 与B 的hos t 之间的联系。这样A ,B ,C 三台计算机上同时显示计算机A 屏幕上的内容,三台计算机之间即可进行交互工作。 5总 结 综上所述,远程监控技术随着Internet 的不断发展而得到广泛应用,同时,随着控制、计算机、通信及网络技术的发展,信息交换沟通的领域正在迅速覆盖控制应用的现场设备、控制及管理的各个层次。信息技术的飞速发展,引发了自动化结构的深刻变革,逐步形成了以网络集成自动化系统为基础的信息系统。目前在过程自动化、制造自动化、楼宇、家庭及交通等领域得到了广泛的应用。 值得提出的是近年来,随着远程控制技术发展的日趋成熟,黑客技术也在不断发展,对网络安全造成了极大的威胁,黑客的主要攻击手段之一,就是使用远程控制技术,渗透到对方的主机系统里。从而实现远程操作目标主机。其破坏力之大,决不容忽视的。因此,我们必须加强安全意识,合理安全的应用远程控制技术。 参 考 文 献 [1]何牧泓.轻松玩转远程控制.重庆出版社,2002. [2]崔彦锋,许小荣.VB 网络与远程控制编程实例教程.北京希望出版社, 2002.[3]王 达.计算机网络远程控制.清华大学出版社,2003.作者简介:樊丽萍,女,硕士研究生,研究方向:计算机控制及应用,通信地址:大连铁道学院303#(116028)E -mail :xiao fanshi wo @https://www.wendangku.net/doc/fa14612827.html, ;袁爱进,男,研究生导师,研究方向:现场总线技术。作者注:辽宁省教育厅重大项目“工业现场智能化设备的嵌入式软件构件平台研究” 文章编号:1671-1041(2004)05-0029-02 太阳能热水器自动温度控制器设计 王 彤 (丹东电子研究设计院有限责任公司,辽宁丹东118000) 摘要:介绍了太阳能热水器的自动控制器的功能和组成,阐述了控制系统的 工作原理,硬件和软件设计及相关技术问题,实际应用表明该系统可靠性高、操作简单,具有良好的经济和社会效益。关键词:自动控制;单片机中图分类号:T P273 文献标识码:A The design of automatic temperature controller of solar heater W ANG Tong (Dandong Electronic research &Design institute Co .,Ltd .Dandong 118000China ) Ab stract :Fu nctio n an d co mpo sitio n o f au to matic temp era tu re co ntr olle r of so la r h e ate r a re in trod uce d in th is p a pe r .Also d escribe s t he wo rk p rinciple o f th e co nt rol syste m ,t he ha rd wa re d esign ,t he sof twa re d esig n a nd corre lative t ech niq ue pro b -le m .Th e pra ctical a p plica tion h a s sh ow n th at th is system is o f go od re lia blity a nd e as y op e ratio n ,a n d sig nifican t eco no mic an d so cia l be n efit .Ke y Wo rds :a u toma tic con tro l ;sin gle -chip micr ocomp u ter 收稿日期:2004-04-23 电子邮件来稿 目前,市场上销售的太阳能热水器大多没有自动控制功能,使用 起来不灵活方便,为此,为太阳能热水器加装自动控制功能,具有广泛的市场。 1自动控制系统技术要求 (1)设定温度的范围为25℃至65℃。 (2)输入信号为水温传感器产生的温度信号;水位传感器产生的水量信号。 (3)输出信号为控制水温电信号(控制加热电热管)和控制水流量调节阀信号(控制加水电磁阀)。 (4)配有输入功能键盘:完成自动/手动、手动加水键、手动加热键、温度设定键、水位档选择键。 (5)具有两位LED 数码显示电路,显示温度设定值、实际温度测量值,六个发光二极管指示六档水位(10%、30%、50%、70%、90%、100%)。 2系统硬件设计及原理 太阳能热水器加装自动控制功能,主要是加装一个数据采集系 统和一个电脑控制板。根据太阳能热水器的技术要求及经济方面的考虑,我们选用89C51单片机为核心控制器[1],组成热水器温度控制系统。系统由89C51单片机、数据采集系统、水位选择电路、温度显 29 仪器仪表用户 科研设计与成果 欢迎订阅欢迎撰稿欢迎发布广告产品信息
5.2 闭环电子控制系统的设计与应用(1)
如图所示是JN6201集成电路鸡蛋孵化温度控制器电路图，根据该原理图完成1~3题。 1.该电路图作为控制系统的控制（处理）部分是IC JN6201，当JN6201集成输出9脚长时间处于高电平，三极管V2处于截止状态，继电器释放，电热丝通电加热。 2.安装好调试时，先将温度传感器Rt1放入37℃水中，调整电位器Rp1，使继电器触点J-2吸合，再将温度传感器Rt2放入39℃水中，调整Rp2，使继电器触点J-2释放。 3.调试时发现，不管电位器Rp1和Rp2怎么调，继电器J 始终吸合，检查电路元器件安装和接线都正确，用万用表测三极管V2集电极电位，在不同的调试状态分别为2.8V 和0V ，可知电路发生故障的原因是（ B ） A.二极管V6内部断路 B.三极管V3内部击穿（短路） C.电阻R4与三极管V3基极虚焊 D.继电器线圈内部短路 如图所示是运算放大器鸡蛋孵化温度控制器电路图，根据该原理完成4~6题。 4.该电路作为控制系统的输出部分是继电器J 、电热丝等，当电路中集成运放2脚的电位低于3脚的电位，三极管V3处于饱和状态，继电器J 吸合，电热丝通电加热。 上限 V2饱和导通时候Uce 电压降0.2V ，所以留下来给集电极2.8V ，截止时候0V
5.安装好后调试时，将温度传感器Rt 放入39℃水中，调R4，使电压U2=U3，集成运放输出端6脚的电压为0V ，电路实现39℃单点温度控制。 6.调试时发现，将温度传感器Rt 放入高于39℃水中，继电器吸合；将温度传感器Rt 放入低于39℃水中，继电器释放，出现该故障现象的原因可能是（ A ） A.集成运放2脚与3脚接反 B.二极管V4接反 C.电阻R2断路 D.三极管V3损坏 如图所示是晶体管组成的水箱闭环电子控制系统电路，根据该原理图完成7~9题。 7.该电路作为控制系统被控对象的是水箱内的水，水箱的水位从a 点降到b 点的过程中，三极管V1处于饱和状态，三极管V2处于截止状态，继电器触点J-1处于吸合状态。 8.安装调试时，将三个水位探头按图中的高低放入空玻璃杯中，如果电路正常，电路通电后，继电器J 吸合；向玻璃杯中加水，到达a 点时，继电器J 释放；接着将玻璃杯中的水排出，水位降到b 点以上时，继电器J 释放；水位降到b 点以下时，继电器J 吸合。 9.调试时发现，玻璃杯中的水位在b 点以下时，继电器J 就吸合；水位加到b 点，继电器J 就释放。出现该故障现象的原因是（ D ） A.继电器J 没用 B.三极管V1损坏 C.二极管V3接反 D.电路没接J-1触点，b 点直接接到了电阻R1 如图所示是555集成电路组成的水箱水位闭环电子控制系统电路图， (第4~6题) (第7~9题) R4 10k ?R5 4.7k R3 4.7k
通信应用系统实验报告
通信应用系统课程设计 班级学号：152210704111 姓名：陈犇张润华石彬 学院：计算机学院 2018 年 12 月
目录 实验一 FSK 传输系统实验 (3) 一.实验目的 (3) 二.实验原理 (3) (一)2FSK调制原理 (3) (二)2FSK解调原理 (4) (三)2FSK信号的表达式和波形图 (5) 三.实验步骤 (6) (一)FSK调制仿真 (6) (二)FSK解调仿真 (9) (三)FSK系统性能测试仿真 (15) 四.实验心得 (17) 实验二 PAM编译码器系统 (18) 一.实验目的 (18) 二.实验原理 (18) 1.自然抽样脉冲调制 (19) 2.平顶抽样的脉冲幅度调制 (20) 三.实验步骤 (20) 1.对正弦波进行抽样 (20) 2. 对矩形波进行调制 (23) 3.PAM解调 (24) 3.矩形波解调 (24) 四.实验心得 (26) 实验三 PCM编译码器系统 (27) 一、实验目的 (27) 二、实验原理 (27) 三、实验步骤 (30)
实验一FSK 传输系统实验 一. 实验目的 1)利用simulink建立FSK调制系统的仿真模型； 2)利用simulink建立FSK解调系统的仿真模型； 3)利用simulink对FSK系统的性能进行测试； 4)将仿真结果与理论结果进行比较、分析； 二.实验原理 (一)2FSK调制原理 二进制移频键控信号的产生，可以采用模拟调频电路来实现,也可以采用数字键控的方法来实现。两种FSK信号的调制方法的差异在于：由直接调频法产生的2FSK信号在相邻码元之间的相位是连续变化的（这一类特殊的FSK，称为连续相位FSK（Continous-Phase FSK，CPFSK）），而键控法产生的2FSK信号，是由电子开关在两个独立的频率源之间转换形成，故相邻码元之间的相位不一定连续。 模拟调频法：用数字基带矩形脉冲控制一个振荡器的某些参数，可直接改变其振荡频率，输出不同频率的已调信号。原理方框图如图2-1所示。 图2-1 模拟调频法产生2FSK信号的原理图 数字键控法：用数字矩形脉冲控制电子开关，使电子开关在两个独立的振荡器之间进行转换，从而在输出端得到不同频率的已调信号。图2-2是数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图，图中两个振荡器的输出载波受输入的二进制基带信号控制，在一个码元Ts期间输出f1或f2两个载波之一。
基于PLC的大棚温度自动控制系统设计
清华大学 毕业设计（论文） 题目基于PLC的大棚温度自动控制 系统设计 系（院）自动化系 专业电气工程与自动化班级2009级3班 学生姓名雷大锋 学号2009022321 指导教师王晓峰 职称副教授 二〇一三年六月二十日
独创声明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律后果由本人承担。 作者签名: 年月日 毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定） 作者签名: 年月日
基于PLC的大棚温度自动控制系统设计 摘要 大棚温度自动控制系统是一种为作物提供最好环境、避免各种棚内外环境变化对其影响的控制系统。该系统采用FX2N系列PLC作为下位机，PC机作为上位机，采用三菱D-720通用变频器,采用温度、湿度、光照传感器采集现场信号，这些模拟量经PLC转化为数字信号，把转化来的数据与设定值比较，PLC经处理后给出相应的控制信号使环流风机、遮阴帘、微雾加湿机等设备动作，大棚温度就能实现自动控制。这种技术不但实现了生产自动化，而且非常适合规模化生产，劳动生产率也得到了相应的提高，通过种植者对设定值的改变，可以实现对大棚内温度的自动调节。 关键词：大棚，温度控制，PLC
水温自动控制系统
《电子技术综合设计》 设计报告 设计题目：水温自动控制系统 组长姓名：学号： 专业与班级：工业自动化14-16班 姓名：学号： 专业与班级：工业自动化14-16班 姓名：学号： 专业与班级：工业自动化14-16班 时间： 2016 ～ 2017 学年第（1）学期指导教师：陈烨成绩：评阅日期：
一、课题任务 设计并制作一个水温自动控制系统，对1.5L净水进行加。水温保持在一定范围内且由人工设定。 细节要求如下： 1.温度设定范围为40℃~90℃，最小分辨率为0.1℃，误差≤1℃。 2.可通过LCD显示屏显示温度目标值与实时温度。 3.可以通过键盘调整目标温度的数值。 二、方案比较 1.系统模块设计 为完成任务目标，可以将系统分为如下几个部分：5V直流电供电模块、测温模块、80C52单片机控制系统、键盘控制电路、温度显示模块、继电器控制模块、强电加热电路。通过各模块之间的相互配合，可以完成水温检测、液晶显示、目标值设置、水温控制等功能。 系统方框图如下：
2.5V直流电供电模块 方案一：直接用GP品牌的9v电池，然后接通过三端稳压芯片7805稳压成5伏直流电源提供给单片机系统使用，接两个5伏电源的滤波电容后输出。 方案二：通过变压器，将220v的市电转换成9v左右的交流电，变压器输出端的9V电压经桥式整流并电容滤波。要得到一个比较稳定的5v电压，在这里接一个三端稳压器的元件7805。 由于需要给继电器提供稳定的5V电压，而方案一中导致电池的过度损耗，无法稳定带动继电器持续工作，所以我们选用能够提供更加稳定5v电源的方案二。 3.测温模块 经查阅资料,IC式感温器在市场上应用比较广泛的有以下几种： AD590：电流输出型的测温组件,温度每升高1 摄氏度，电流增加1μA，温度测量范围在-55℃～150℃之间。其所采集到的数据需经A/D 转换，才能得到实际的温度值。 DS18B20：内含AD转换器，所以除了测量温度外，它还可以把温度值以数字的方式(9 B i t ) 送出，因此线路连接十分简单，它无需其他外加电路，直接输出数字量，可直接与单片机通信，读取测温数据。它能够达到0.5℃的固有分辨率，使用读取温度暂存寄存器的方法还能达到0.0625℃以上精度，温度测量范围在-55℃～125℃之间，应用方便。 SMARTEC感温组件:这是一只3个管脚感温IC，温度测量范围在 -45℃～13℃，误差可以保持在0.7℃以内。 max6225/6626：最大测温范围也是-55～+125℃，带有串行总线接口，测量温度在可测范围内的的误差在4℃以内，较大，故舍弃该方案。 本设计选用DS18B20感温IC，这是因其性能参数符合设计要求，接口简单，内部集成了A/D 转换，测温更简便，精度较高，反应速度快，且经过市场考察，该芯片易购买，使用方便。 下面是DS18B20感温IC的实物和接口图片