科創(chuàng)項(xiàng)目答辯稿

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1、尊敬的老師，你們好。今天我要答辯的項(xiàng)目的名稱是面向智能農(nóng)業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)。我主要從項(xiàng)目背景與意義、項(xiàng)目簡介、研究過程和研究方法、成員介紹與技術(shù)儲備、預(yù)計(jì)研究成果和創(chuàng)新點(diǎn)這五個(gè)方面來進(jìn)行今天的答辯。我們首先開看一下項(xiàng)目背景，未來農(nóng)業(yè)信息技術(shù)發(fā)展的方向是智能化、自動化。我國的智能化農(nóng)業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用工程已取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，我國在十多個(gè)省市的示范區(qū)的建設(shè)實(shí)踐和成就充分證明了其重要的價(jià)值和意義。智能農(nóng)業(yè)由以下六個(gè)系統(tǒng)來支撐。此智能農(nóng)業(yè)離不開一系列高新技術(shù)的支持，監(jiān)控系統(tǒng)的創(chuàng)造與革新更是其先行。這是國內(nèi)已有的一些智

2、能農(nóng)業(yè)的系統(tǒng)和設(shè)備項(xiàng)目研究的目的和意義。項(xiàng)目目的是為了設(shè)計(jì)出一個(gè)面向智能農(nóng)業(yè)的多功能監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠做到對監(jiān)控對象所在環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，使作物或牲畜能夠生活在一個(gè)相對適宜的環(huán)境中，從而能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的高產(chǎn)、優(yōu)產(chǎn)，能對一些不需要人工進(jìn)行的措施實(shí)行自動化的控制，對于一些需要人工經(jīng)驗(yàn)判斷來做出決定的措施能夠給出計(jì)算機(jī)的參考結(jié)果。目前智能農(nóng)業(yè)在全世界蓬勃發(fā)展，我們希望這個(gè)項(xiàng)目的研究能夠?yàn)閷?shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的智能化出一份力，隨著項(xiàng)目背景的不斷發(fā)展，該研究還可以有更深入更廣闊的研究空間。我們本項(xiàng)目的研究內(nèi)容有以下六項(xiàng)。一、3G、W

3、I-FI、Zigbee技術(shù)的網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)二、視頻采集模塊設(shè)計(jì)（基于WI-FI、后臺控制）三、恒溫恒濕控制率設(shè)計(jì)四、后臺監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)五、小開銷路由協(xié)議設(shè)計(jì)六、基于Zigbee的低功耗傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)我將結(jié)合下面的系統(tǒng)流程圖做具體的介紹。這是我們的系統(tǒng)工作時(shí)的流程圖，zigbeem模塊將傳感器收集到的溫度濕度信息通過ZIGBEE無線傳輸技術(shù)傳送到網(wǎng)關(guān)。WIFI模塊將攝像頭收集到的視頻數(shù)據(jù)通過WIFI無線傳輸技術(shù)傳送到同一個(gè)網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)協(xié)議間的轉(zhuǎn)換后將數(shù)據(jù)通過3G無線傳送技術(shù)傳送給進(jìn)行監(jiān)控的計(jì)算機(jī)，與此同時(shí)網(wǎng)關(guān)也可以

4、發(fā)送短信給用戶的手機(jī)。監(jiān)控的電腦對傳送過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，若溫度或濕度不符合動植物生長要求的話，計(jì)算機(jī)中的控制模型通過傳遞函數(shù)來控制系統(tǒng)中相關(guān)的設(shè)備，來調(diào)節(jié)室內(nèi)保持恒濕恒溫。下面具體說一下本項(xiàng)目的研究內(nèi)容一、3G、WI-FI、Zigbee技術(shù)的網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)我們采用WI-FI無線傳輸技術(shù)進(jìn)行攝像頭采集的視頻信息的傳輸，這是由于視頻數(shù)據(jù)占用帶寬較大、數(shù)據(jù)量較大的特點(diǎn)。我們采用Zigbee傳輸技術(shù)傳輸溫度傳感器、濕度傳感器采集的溫濕度信息，這是由于Zigbee成本低、體積小、能量消耗小、簡單靈活所以很適合于溫濕度等小數(shù)據(jù)

5、的傳輸，并且Zigbee設(shè)施可以長期不需要供電。我們會對網(wǎng)關(guān)進(jìn)行設(shè)計(jì)。由WI-FI和Zigbee將采集的數(shù)據(jù)傳到網(wǎng)關(guān)后，網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換，網(wǎng)關(guān)再通過3G技術(shù)將數(shù)據(jù)傳遞給電腦或者手機(jī)。WIFI和Zigbee共用同一個(gè)網(wǎng)關(guān)，這樣就實(shí)現(xiàn)了WIFI和Zigbee的聯(lián)合組網(wǎng)，也節(jié)省了一部分的資源。二、視頻采集模塊設(shè)計(jì)（基于WI-FI、后臺控制）我們之所以有視頻監(jiān)控的設(shè)計(jì)，是因?yàn)樵谝恍B(yǎng)殖業(yè)中有這樣的需求。有了視頻監(jiān)控后，養(yǎng)殖人員就可以方便的在監(jiān)控室內(nèi)觀察牲畜的生長情況。在視頻數(shù)據(jù)采集傳輸中，我們采用H.264標(biāo)準(zhǔn)。

6、該標(biāo)準(zhǔn)有如下特點(diǎn)：1、更高的編碼效率2、高質(zhì)量的視頻畫面3、高網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)能力。4、采用混合編碼結(jié)構(gòu)。在H.264視頻壓縮協(xié)議中我們采用變碼率設(shè)計(jì)，實(shí)時(shí)調(diào)整幀率，能夠在最大限度上節(jié)省帶寬，而且能很好的適應(yīng)帶寬變化，同時(shí)還能很好克服帶寬劇變時(shí)的丟幀現(xiàn)象。三、恒溫恒濕控制率設(shè)計(jì)建立控制系統(tǒng)模型。給出控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)，實(shí)現(xiàn)對農(nóng)場內(nèi)裝置的控制，來調(diào)節(jié)室內(nèi)保持恒濕恒溫。四、后臺監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)我們通過組態(tài)軟件設(shè)計(jì)出監(jiān)控程序。用戶可以使用計(jì)算機(jī)觀看到監(jiān)控范圍內(nèi)的實(shí)時(shí)圖像、動態(tài)曲線和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對作物或牲畜生長情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，也可以

7、通過向手機(jī)發(fā)送短信的形式對用戶匯報(bào)生長狀況。五、小開銷路由協(xié)議設(shè)計(jì)對Zigbee節(jié)點(diǎn)的路由協(xié)議進(jìn)行研究，實(shí)現(xiàn)小開銷路由協(xié)議。因?yàn)閆igbee帶寬有限，若路由占用帶寬較多，則不利于數(shù)據(jù)的傳輸。六、基于Zigbee的低功耗傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)傳感器將接受到的溫度濕度轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，我們設(shè)計(jì)出傳感器與Zigbee模塊之間的接口，實(shí)現(xiàn)傳感器與Zigbee之間信號的處理和傳輸。研究方法、技術(shù)路線我們采取動態(tài)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)仿真和構(gòu)建演示驗(yàn)證系統(tǒng)等三個(gè)互相結(jié)合的研究方法和路線。我們將6個(gè)左右的嵌入式節(jié)點(diǎn)組成無線傳感網(wǎng)絡(luò)，來建立項(xiàng)目

8、產(chǎn)品的原型系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析與實(shí)驗(yàn)。我們每個(gè)人的分工不同，采取分工合作的方式，每人負(fù)責(zé)一部分的研究內(nèi)容。v研究中面臨的技術(shù)難點(diǎn)和擬采取的解決辦法一、WI-FI和Zigbee聯(lián)合組網(wǎng)。我們采用同一個(gè)網(wǎng)關(guān)來實(shí)現(xiàn)協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)WI-FI和Zigbee的聯(lián)合組網(wǎng)。二、視頻采集模塊設(shè)計(jì)。這里對H.264標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行變碼率設(shè)計(jì)，根據(jù)圖像數(shù)據(jù)量的大小來自動調(diào)整編碼率的變碼率壓縮編碼，