大學(xué)生實踐創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目申請表

1、. . . . 附件2：省高等學(xué)校大學(xué)生實踐創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目申請表項目名稱基于嵌入式系統(tǒng)與GPRS的無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)項目所屬一級專業(yè)門工學(xué)項目所屬二級專業(yè)類電氣信息項目類型（） 個人項目 （） 團隊項目項目實施時間起始時間： 2009 年 7 月 完成時間：2010 年 12 月申請人或申請團隊年級學(xué)校所在院系/專業(yè)聯(lián)系E-mail主持人王強測控061工程學(xué)院自動化學(xué)院/測控技術(shù)與儀器490844644 .成 員穆強測控061工程學(xué)院自動化學(xué)院/測控技術(shù)與儀器njitck061126.王斌測控061工程學(xué)院自動化學(xué)院/測控技術(shù)與儀器wangbin_wl163.王國剛測控061工程學(xué)院自動化學(xué)院

2、/測控技術(shù)與儀器s6.天民測控072工程學(xué)院自動化學(xué)院測控技術(shù)與儀器liu.tian.min163.凌信忠測控072工程學(xué)院自動化學(xué)院測控技術(shù)與儀器lxzmcqforever163.導(dǎo) 師黃家才溫秀蘭年齡3243單位工程學(xué)院院行政職務(wù)/專業(yè)技術(shù)職務(wù)講師主任/教授主要成果項目指導(dǎo)老師黃家才，工學(xué)博士。工程學(xué)院自動化學(xué)院從事教學(xué)和科研工作。主要研究方向：陣列信號處理、系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計。作為項目負責(zé)人完成大學(xué)研究生創(chuàng)新基金“極化陣列信號處理理論與應(yīng)用研究”，該項目獲大學(xué)研究生創(chuàng)新基金特等獎；作為項目主要成員完成省科技廳項目“得亨氨綸生產(chǎn)線DCS系統(tǒng)優(yōu)化”（排名第二），作為項目主要成員完成省科委項目“強噪

3、聲背景下周期信號的混沌檢測方法研究”，發(fā)表學(xué)術(shù)論文近20篇，其中與本項目相關(guān)論文8篇。發(fā)表論文被SCI收錄論文1篇，EI收錄論文12篇，ISTP收錄論文2篇。項目指導(dǎo)老師溫秀蘭，工學(xué)博士，教授。工程學(xué)院自動化學(xué)院從事教學(xué)和科研工作。主持完成省高校自然科學(xué)基金項目“基于進化計算的形狀誤差統(tǒng)一評定的理論研究”，主持完成校級重點基金項目三項；作為主要成員完成蒙科委攻關(guān)項目兩項、省自然科學(xué)基金項目 “進化計算和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的理論研究”一項；參與完成國家自然科學(xué)基金“混沌抑制噪聲應(yīng)用于機器人力/觸覺傳感技術(shù)的理論研究”和國家863項目“遙操作機器人的智能控制技術(shù)與其手控器研究”。研究成果“進化計算與進

4、化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的理論與應(yīng)用”獲教育部2007年度自然科學(xué)二等獎（排名第二），研究成果“封閉法測量平面度誤差研究”獲科技進步三等獎和工業(yè)大學(xué)科技進步三等獎各一項（排名第二）。博士學(xué)位論文進化計算應(yīng)用于計量測試技術(shù)的理論研究獲東南大學(xué)優(yōu)秀博士論文稱號，近年來以第一作者發(fā)表論文二十余篇，其中被SCI收錄3篇，EI收錄14篇，ISTP收錄5篇。近幾年指導(dǎo)工程學(xué)院大學(xué)生科技創(chuàng)新項目多項并獲獎。一、申請理由（包括自身具備的知識條件、自己的特長、興趣、已有的實踐創(chuàng)新成果等）在工業(yè)控制現(xiàn)場，往往需要對生產(chǎn)過程參數(shù)進行實時采集，并實現(xiàn)對被控對象的有效控制。完成這一任務(wù)的傳統(tǒng)做法是人工現(xiàn)場記錄并調(diào)節(jié)。這種方式對過程參

5、數(shù)少、控制任務(wù)單一的生產(chǎn)過程來說還足以應(yīng)付，但是當(dāng)過程參數(shù)以與受控量達到上百甚至上千個，特別是生產(chǎn)現(xiàn)場分散、并且遠離控制中心時，這種手工方式顯然不能滿足實時要求。本項目所提出的基于嵌入式系統(tǒng)與GPRS的無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)有效地解決了這一問題，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程多參數(shù)的實時采集與遠程控制，具有非常好的應(yīng)用前景。 本項目的研究思路是首先利用無線傳感器組成自組織無線傳感器局域網(wǎng)，完成對現(xiàn)場量的采集；在現(xiàn)場安裝嵌入式GPRS無線收發(fā)系統(tǒng)。在GPRS無線收發(fā)系統(tǒng)的控制指令下，無線局域網(wǎng)各傳感器節(jié)點對現(xiàn)場物理量進行采集，并將采集數(shù)據(jù)以無線射頻方式發(fā)送給GPRS無線收發(fā)系統(tǒng)；GPRS無線收發(fā)系統(tǒng)將各節(jié)點傳來的數(shù)據(jù)

6、打包通過GPRS網(wǎng)絡(luò)遠傳到控制中心；同時控制中心也可以將控制任務(wù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)遠傳至現(xiàn)場GPRS無線收發(fā)系統(tǒng)，GPRS無線收發(fā)系統(tǒng)再將控制指令下達到局域網(wǎng)各傳感器節(jié)點。由于GPRS具有帶寬寬、傳輸速度快、實時在線等優(yōu)點，上述數(shù)據(jù)傳輸過程的延時極短，完全可以實現(xiàn)對遠程數(shù)據(jù)的實時在線采集與控制。本項目的六名成員皆為自動化學(xué)院測控技術(shù)專業(yè)學(xué)生，已掌握檢測技術(shù)理論、傳感器、微機原理、單片機等相關(guān)專業(yè)知識。六名成員中已有三名同學(xué)通過了省計算機三級考試。我們能夠運用所學(xué)，具備獨立研究分析能力，并且具有很強的動手能力以與團隊合作精神，有信心出色的完成課題！課題組成員平時對新型智能儀器與新型傳感器的研發(fā)比較

7、感興趣，經(jīng)常在網(wǎng)上查閱有關(guān)國外近期發(fā)明的新型傳感器的有關(guān)介紹，并對國外上著名的大學(xué)的自動化、智能儀器的有關(guān)科學(xué)研究進行跟蹤。二、項目方案（包括項目的訓(xùn)練目標(biāo)、前期準備、組織實施、過程管理、實踐環(huán)節(jié)、教師指導(dǎo)、項目結(jié)題等）總體方案：（1） 首先利用無線傳感器組成自組織無線傳感器局域網(wǎng)，完成對現(xiàn)場量的采集；（2） 在現(xiàn)場安裝嵌入式GPRS無線收發(fā)系統(tǒng)。在GPRS無線收發(fā)系統(tǒng)的控制指令下，無線局域網(wǎng)各傳感器節(jié)點對現(xiàn)場物理量進行采集，并將采集數(shù)據(jù)以無線射頻方式發(fā)送給GPRS無線收發(fā)系統(tǒng)；GPRS無線收發(fā)系統(tǒng)將各節(jié)點傳來的數(shù)據(jù)打包通過GPRS網(wǎng)絡(luò)遠傳到控制中心；（3） 同時控制中心也可以將控制任務(wù)通過G

8、PRS網(wǎng)絡(luò)遠傳至現(xiàn)場GPRS無線收發(fā)系統(tǒng)，GPRS無線收發(fā)系統(tǒng)再將控制指令下達到局域網(wǎng)各傳感器節(jié)點。（4） 由于GPRS具有帶寬寬、傳輸速度快、實時在線等優(yōu)點，上述數(shù)據(jù)傳輸過程的延時極短，完全可以實現(xiàn)對遠程數(shù)據(jù)的實時在線采集與控制。方案示意圖如下：現(xiàn)場物理量/被控量1#現(xiàn)場物理量/被控量2#現(xiàn)場物理量/被控量N#無線傳感器采集節(jié)點1#無線傳感器采集節(jié)點2#無線傳感器采集節(jié)點N#嵌入式GPRS收發(fā)系統(tǒng)控制室/遠程終端GPRS網(wǎng)絡(luò)無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 。 。 。訓(xùn)練目標(biāo)：本項目以實際工程應(yīng)用為背景，將所學(xué)的理論知識與實際應(yīng)用結(jié)合起來，完成“基于嵌入式系統(tǒng)與GPRS的無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)”的設(shè)計。通過本項目的

9、實施，也將進一步提高項目成員的工程設(shè)計能力。 本項目主要完成以下容，并提供相應(yīng)的硬件電路與程序：（1）GPRS無線收發(fā)嵌入式系統(tǒng)的硬件、軟件設(shè)計；（2）無線傳感器局域網(wǎng)的硬件與軟件設(shè)計，項目結(jié)題時提供四個節(jié)點的無線傳感器局域網(wǎng)；（3）遠程控制中心的接收系統(tǒng)設(shè)計，提供上位機軟件。前期準備：(1) 目前課題組已完成了課題相關(guān)資料的搜集、整理與分析工作；(2) 完成了實驗方案的制訂，并提交給了指導(dǎo)老師；(3) 熟悉了嵌入式系統(tǒng)、GPRS以與各種傳感器的相關(guān)試驗操作實施方案：1、首先完成總體方案設(shè)計，然后完成各部分的方案設(shè)計，做到方案精細化；2、GPRS無線收發(fā)的硬件部分以嵌入式單片機為核心，采用高性

10、能的GPRS芯片或模塊實現(xiàn)局域網(wǎng)數(shù)據(jù)錄取以與打包數(shù)據(jù)遠傳；利用C語言編制系統(tǒng)程序；3、無線傳感器局域網(wǎng)的各節(jié)點硬件部分以MSP430單片機為基礎(chǔ)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集；選用射頻芯片CC1100實現(xiàn)各節(jié)點組網(wǎng)；各節(jié)點利用C語言編制系統(tǒng)程序；4、控制中心的數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)以VB語言實現(xiàn)。解決難題： 1、GPRS無線收發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計，以嵌入式系統(tǒng)為基礎(chǔ)，并設(shè)計時鐘同步、存儲等電路；2、無線傳感器局域網(wǎng)各節(jié)點電路的硬件設(shè)計，以與無線接收軟件設(shè)計；3、由于無線傳感器局域網(wǎng)各節(jié)點電池供電，所以必須采取低功耗方案；4、采用IAR或 Keil-C 編程以提高編程效率。該項目的方案已經(jīng)經(jīng)過了仔細的論證，方案可行。教師指導(dǎo)：(

11、1) 指導(dǎo)教師與課題組成員對實驗方案進行談?wù)摗⑻岢鼋ㄗh并修改；(2) 指導(dǎo)教師親自參與具體的實驗過程，指導(dǎo)課題組成員進行傳感器調(diào)試；(3) 指導(dǎo)教師指導(dǎo)課題組成員分析實驗數(shù)據(jù)；(4) 指導(dǎo)教師指導(dǎo)在實驗過程課題組成員總結(jié)提煉研究成果。項目結(jié)題：將課題組的文獻調(diào)研、實施方案、實驗結(jié)果與分析總結(jié)整理成項目的結(jié)題報告，并提供實物一套。三、學(xué)校提供條件（包括項目開展所需的實驗實訓(xùn)情況、配套經(jīng)費、相關(guān)扶持政策等）本項目組所在的測控教研室具備傳感器與檢測技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用、計算機編程等相關(guān)資料，同時盡可能為學(xué)生提供相關(guān)的實驗設(shè)備和場地，并積極指導(dǎo)學(xué)生完成項目。學(xué)校提供學(xué)生實踐創(chuàng)新訓(xùn)練所需的實驗實訓(xùn)

12、場地，支持學(xué)生完成項目訓(xùn)練計劃。對于驗收合格的項目學(xué)校將根據(jù)工程學(xué)院大學(xué)生工程能力課外訓(xùn)練與科技競賽管理辦法（試行）（南工教<2006>185號）和工程學(xué)院關(guān)于加強大學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)的規(guī)定（南工教字<2005> 6號）給予項目組成員相應(yīng)的創(chuàng)新學(xué)分。對本次省教育廳立項的項目學(xué)校將給予1：1的經(jīng)費配套。四、預(yù)期成果本項目預(yù)期成果如下：（1）GPRS無線收發(fā)嵌入式硬件系統(tǒng)一套，并附有軟件光盤一；（2）提供無線傳感器局域網(wǎng)硬件系統(tǒng)一套（四個節(jié)點），并附有軟件光盤一；（3）遠程控制中心的接收系統(tǒng)，提供上位機軟件。如果所申請經(jīng)費能夠全部落實，則撰寫相關(guān)學(xué)術(shù)論文一篇。五、經(jīng)費預(yù)算1、

13、嵌入式單片機、MSP430單片機開發(fā)工具 2000元2、GPRS芯片/模塊、無線芯片CC1100 1500元3、電子元器件、傳感器 1500元4、PCB板加工費 800元3、資料與復(fù)印費 200 總計： 6000元六、導(dǎo)師推薦意見工業(yè)控制現(xiàn)場，往往需要對生產(chǎn)過程參數(shù)進行實時采集，特別是當(dāng)過程參數(shù)多、生產(chǎn)現(xiàn)場分散、并且遠離控制中心時，傳統(tǒng)的手工方式控制無法滿足實時要求，開發(fā)基于嵌入式系統(tǒng)與GPRS的無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效地解決上述問題，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程多參數(shù)的實時采集與遠程控制，具有非常好的應(yīng)用前景。項目組成員理論課程基礎(chǔ)扎實，計算機應(yīng)用能力較強，勤學(xué)好問，動手實踐能力強，在經(jīng)費資助下完全有能力

14、完成該項目。項目立項書填寫真實，經(jīng)費預(yù)算合理。 簽名： 09 年 4月 27日七、院系推薦意見院系負責(zé)人簽名： 學(xué)院蓋章： 年 月 日八、學(xué)校推薦意見： 學(xué)校負責(zé)人簽名： 學(xué)校公章 年 月 日注：表格欄高不夠可增加。省高等學(xué)校大學(xué)生實踐創(chuàng)新訓(xùn)練計劃學(xué)校組織管理情況匯報表（由學(xué)校填寫）學(xué)校名稱（公 章）學(xué)校具體負責(zé)訓(xùn)練計劃組織管理的職能部門學(xué)校關(guān)于訓(xùn)練計劃的項目管理辦法（項目申報、遴選推薦、過程管理、組織保障、項目驗收、經(jīng)費管理等）2007年省立項訓(xùn)練計劃項目的實施情況（請逐項認真填寫）序號項目名稱進展情況第一項第二項第三項第四項2008年省立項訓(xùn)練計劃項目的實施情況（請逐項認真填寫）序號項目名稱進展情況第一項第二項第三項第四項學(xué)校扶持政策和經(jīng)費資助情況（指學(xué)校關(guān)于大學(xué)生實踐創(chuàng)新訓(xùn)練計劃的相關(guān)激勵政策、經(jīng)費保障等措施和實施情況）校級大學(xué)生實踐創(chuàng)新訓(xùn)練