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实验室小型啤酒发酵装置温度控制系统的设计与研究的开题报告
一、研究背景与意义
随着啤酒文化的兴起，越来越多的人开始尝试在家自制啤酒。实验室小型啤酒发酵装置因其便于操作、节约成本等特点，成为机构、酒吧、研究团队等需要自制啤酒的群体的必备工具。然而，需要注意的是，在啤酒酿造过程中，温度控制是至关重要的，因为温度的波动会对酵母菌的活动产生不同程度的影响，导致酿造失败或品质下降。因此，设计一套稳定、准确的温度控制系统，是实验室小型啤酒发酵装置的必要条件。
本文将针对实验室小型啤酒发酵装置，设计一套基于微控制器的温度控制系统，以实现对啤酒发酵过程中的温度监测和控制，以此为参考，为实验室小型啤酒发酵装置的使用提供技术支持，提升啤酒的品质。
二、研究方法与步骤
1.系统需求分析
通过对实验室小型啤酒发酵装置的实际需求，分析实验室小型啤酒发酵装置中温度控制系统的功能需求，确定所设计控制系统的功能需求目标。
2.硬件设计
根据系统需求分析，选定适合系统的硬件平台，主要包括温度传感器、微控制器、继电器、LCD显示屏等，并进行电路连接设计。
3.软件设计
编写基于微控制器的控制程序，实现数据采集、控制操作、异常处理等功能。
4.系统测试
对设计好的温度控制系统进行调试和测试，采集测试数据并进行分析和处理。
5.系统优化和完善
根据测试结果和实际使用情况，对温度控制系统进行优化和完善，保证其稳定、可靠的工作。
三、预期成果与创新点
本研究通过设计实验室小型啤酒发酵装置温度控制系统，将实验室小型啤酒发酵装置的使用便利性和啤酒品质提高到一个新的水平。具体预计达到以下成果和创新点：
1.设计一套完整的温度控制系统，集成动态显示、异常处理等功能。
2.实现温度控制精度高、稳定性好，能有效控制发酵过程中的温度波动。
3.通过程序+硬件的结合，实现对啤酒发酵过程中的数据和温度的实时掌控，提高啤酒品质和酿造效率。
四、研究难点和解决思路
难点：
1.实验室小型啤酒发酵装置所需控制的环境温度精度非常高。
2.控制系统需要实现稳定运行，防止出现异常。
解决思路：
1.选择高精度的温度传感器以及微控制器，并对硬件电路进行优化，确保实时采集的温度数据精准度高，反映更加准确。
2.通过优化控制程序逻辑，合理、高效的处理异常数据，保证程序的稳定性。
五、研究计划
阶段性任务：
1.需求分析和方案设计（2周）
2.硬件和软件的实现和调试（4周）
3.性能测试和优化（2周）
4.文献资料整理和报告制作（2周）
预计完成时间：2个月
六、参考文献
1.张凌,郑军.推动微控制器在啤酒发酵模拟研究中的应用[J].科技资讯,2016(15):230-231.
2.Gitonga,B.M.,Muendo,B.M.,&Getabu,A.Theeffectoftemperatureonbrewingyeast[J].AfricanJournalofBiotechnology,2009,8(15).
3.LeuschnerRGK,LombranaM,TarjanoG,etal.Brewingwithyourownequipment[J].Catalyst:DiscoveryintoPractice,2018,2(1):72-76.