1. 本选题研究的目的及意义
随着科学技术的不断发展,精密测量技术在现代工业、航空航天、医疗设备等领域扮演着至关重要的角色。
线形测量作为精密测量技术的重要分支,其精度和稳定性直接影响着相关领域的发展水平。
传统的接触式线形测量方法存在着精度受限、易磨损、不适用于复杂环境等问题,而光纤线形测量技术凭借其抗电磁干扰、灵敏度高、结构简单等优势,逐渐成为线形测量领域的研究热点。
2. 本选题国内外研究状况综述
近年来,光纤线形测量技术因其独特的优势,在国内外得到广泛关注和研究。
国内学者在光纤线形测量系统方面取得了一定的研究成果,特别是在传感器设计、信号处理算法等方面。
例如,哈尔滨工业大学的学者提出了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)的大尺度线形位移测量系统,该系统利用FBG传感器的波长调制特性实现位移测量,并采用数字信号处理技术提高了测量精度。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本课题主要研究基于STM32单片机的光纤线形测量系统的数据融合模块设计,主要内容包括以下几个方面:
1.光纤线形测量系统硬件平台搭建:-研究光纤线形传感器的测量原理和信号特征,选择合适的传感器类型和型号。
-选择STM32单片机作为系统的主控芯片,并设计外围电路,包括信号调理电路、模数转换电路等。
2.数据预处理算法研究:-研究常用的数据预处理算法,如卡尔曼滤波、移动平均滤波、小波变换等,分析其优缺点和适用范围。
4. 研究的方法与步骤
本课题的研究将采用理论分析、仿真建模、实验验证相结合的方法,逐步推进,具体步骤如下:
1.文献调研阶段:查阅国内外相关文献,了解光纤线形测量技术、数据融合技术、STM32单片机应用等方面的研究现状和最新进展,为课题研究提供理论基础和技术参考。
2.系统方案设计阶段:根据课题研究目标和需求,确定系统的总体方案,包括硬件平台选型、软件架构设计、数据融合算法选择等。
3.硬件平台搭建与调试阶段:根据系统方案,选购相应的硬件设备,搭建硬件平台,并进行调试,确保硬件平台能够正常工作。
5. 研究的创新点
本课题的研究创新点主要体现在以下几个方面:
1.将数据融合技术应用于光纤线形测量系统,通过融合多路传感器的信息,提高系统的测量精度和可靠性。
2.采用STM32单片机作为系统的主控芯片,利用其强大的数据处理能力和丰富的外设资源,实现系统的集成化和小型化。
3.研究适用于光纤线形测量系统的数据预处理算法和数据融合算法,并将其移植到STM32单片机平台上,提高算法的实时性和效率。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
[1] 黄强,王宁,唐政,等. 基于STM32和光纤光栅的土体三维位移监测系统[J]. 传感器与微系统,2021,40(11):106-110.
[2] 张凯,谢康,张永刚,等. 基于STM32的井下光纤温度测量系统设计[J]. 电子测量技术,2021,44(07):102-108.
[3] 刘海旭,刘俊,周文超,等. 基于STM32的阵列式光纤光栅解调系统[J]. 光电工程,2020,47(04):190483-190483.
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