1、. . . . 附件2：省高等學校大學生實踐創新訓練計劃項目申請表項目名稱基于嵌入式系統與GPRS的無線遠程監控系統項目所屬一級專業門工學項目所屬二級專業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校所在院系/專業聯系E-mail主持人王強測控061工程學院自動化學院/測控技術與儀器490844644 .成 員穆強測控061工程學院自動化學院/測控技術與儀器njitck061126.王斌測控061工程學院自動化學院/測控技術與儀器wangbin_wl163.王國剛測控061工程學院自動化學院

2、/測控技術與儀器s6.天民測控072工程學院自動化學院測控技術與儀器liu.tian.min163.凌信忠測控072工程學院自動化學院測控技術與儀器lxzmcqforever163.導 師黃家才溫秀蘭年齡3243單位工程學院院行政職務/專業技術職務講師主任/教授主要成果項目指導老師黃家才，工學博士。工程學院自動化學院從事教學和科研工作。主要研究方向：陣列信號處理、系統優化設計。作為項目負責人完成大學研究生創新基金“極化陣列信號處理理論與應用研究”，該項目獲大學研究生創新基金特等獎；作為項目主要成員完成省科技廳項目“得亨氨綸生產線DCS系統優化”（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”，發表學術論文近20篇，其中與本項目相關論文8篇。發表論文被SCI收錄論文1篇，EI收錄論文12篇，ISTP收錄論文2篇。項目指導老師溫秀蘭，工學博士，教授。工程學院自動化學院從事教學和科研工作。主持完成省高校自然科學基金項目“基于進化計算的形狀誤差統一評定的理論研究”，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項目兩項、省自然科學基金項目 “進化計算和神經網絡相結合的理論研究”一項；參與完成國家自然科學基金“混沌抑制噪聲應用于機器人力/觸覺傳感技術的理論研究”和國家863項目“遙操作機器人的智能控制技術與其手控器研究”。研究成果“進化計算與進

4、化神經網絡的理論與應用”獲教育部2007年度自然科學二等獎（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大學科技進步三等獎各一項（排名第二）。博士學位論文進化計算應用于計量測試技術的理論研究獲東南大學優秀博士論文稱號，近年來以第一作者發表論文二十余篇，其中被SCI收錄3篇，EI收錄14篇，ISTP收錄5篇。近幾年指導工程學院大學生科技創新項目多項并獲獎。一、申請理由（包括自身具備的知識條件、自己的特長、興趣、已有的實踐創新成果等）在工業控制現場，往往需要對生產過程參數進行實時采集，并實現對被控對象的有效控制。完成這一任務的傳統做法是人工現場記錄并調節。這種方式對過程參

5、數少、控制任務單一的生產過程來說還足以應付，但是當過程參數以與受控量達到上百甚至上千個，特別是生產現場分散、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與GPRS的無線遠程監控系統有效地解決了這一問題，實現對生產過程多參數的實時采集與遠程控制，具有非常好的應用前景。 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，完成對現場量的采集；在現場安裝嵌入式GPRS無線收發系統。在GPRS無線收發系統的控制指令下，無線局域網各傳感器節點對現場物理量進行采集，并將采集數據以無線射頻方式發送給GPRS無線收發系統；GPRS無線收發系統將各節點傳來的數據

6、打包通過GPRS網絡遠傳到控制中心；同時控制中心也可以將控制任務通過GPRS網絡遠傳至現場GPRS無線收發系統，GPRS無線收發系統再將控制指令下達到局域網各傳感器節點。由于GPRS具有帶寬寬、傳輸速度快、實時在線等優點，上述數據傳輸過程的延時極短，完全可以實現對遠程數據的實時在線采集與控制。本項目的六名成員皆為自動化學院測控技術專業學生，已掌握檢測技術理論、傳感器、微機原理、單片機等相關專業知識。六名成員中已有三名同學通過了省計算機三級考試。我們能夠運用所學，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比較

7、感興趣，經常在網上查閱有關國外近期發明的新型傳感器的有關介紹，并對國外上著名的大學的自動化、智能儀器的有關科學研究進行跟蹤。二、項目方案（包括項目的訓練目標、前期準備、組織實施、過程管理、實踐環節、教師指導、項目結題等）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，完成對現場量的采集；（2） 在現場安裝嵌入式GPRS無線收發系統。在GPRS無線收發系統的控制指令下，無線局域網各傳感器節點對現場物理量進行采集，并將采集數據以無線射頻方式發送給GPRS無線收發系統；GPRS無線收發系統將各節點傳來的數據打包通過GPRS網絡遠傳到控制中心；（3） 同時控制中心也可以將控制任務通過G

8、PRS網絡遠傳至現場GPRS無線收發系統，GPRS無線收發系統再將控制指令下達到局域網各傳感器節點。（4） 由于GPRS具有帶寬寬、傳輸速度快、實時在線等優點，上述數據傳輸過程的延時極短，完全可以實現對遠程數據的實時在線采集與控制。方案示意圖如下：現場物理量/被控量1#現場物理量/被控量2#現場物理量/被控量N#無線傳感器采集節點1#無線傳感器采集節點2#無線傳感器采集節點N#嵌入式GPRS收發系統控制室/遠程終端GPRS網絡無線傳感器網絡 。 。 。訓練目標：本項目以實際工程應用為背景，將所學的理論知識與實際應用結合起來，完成“基于嵌入式系統與GPRS的無線遠程監控系統”的設計。通過本項目的

9、實施，也將進一步提高項目成員的工程設計能力。 本項目主要完成以下容，并提供相應的硬件電路與程序：（1）GPRS無線收發嵌入式系統的硬件、軟件設計；（2）無線傳感器局域網的硬件與軟件設計，項目結題時提供四個節點的無線傳感器局域網；（3）遠程控制中心的接收系統設計，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，并提交給了指導老師；(3) 熟悉了嵌入式系統、GPRS以與各種傳感器的相關試驗操作實施方案：1、首先完成總體方案設計，然后完成各部分的方案設計，做到方案精細化；2、GPRS無線收發的硬件部分以嵌入式單片機為核心，采用高性

10、能的GPRS芯片或模塊實現局域網數據錄取以與打包數據遠傳；利用C語言編制系統程序；3、無線傳感器局域網的各節點硬件部分以MSP430單片機為基礎，實現數據采集；選用射頻芯片CC1100實現各節點組網；各節點利用C語言編制系統程序；4、控制中心的數據收發系統以VB語言實現。解決難題： 1、GPRS無線收發系統的設計，以嵌入式系統為基礎，并設計時鐘同步、存儲等電路；2、無線傳感器局域網各節點電路的硬件設計，以與無線接收軟件設計；3、由于無線傳感器局域網各節點電池供電，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。該項目的方案已經經過了仔細的論證，方案可行。教師指導：(

11、1) 指導教師與課題組成員對實驗方案進行談論、提出建議并修改；(2) 指導教師親自參與具體的實驗過程，指導課題組成員進行傳感器調試；(3) 指導教師指導課題組成員分析實驗數據；(4) 指導教師指導在實驗過程課題組成員總結提煉研究成果。項目結題：將課題組的文獻調研、實施方案、實驗結果與分析總結整理成項目的結題報告，并提供實物一套。三、學校提供條件（包括項目開展所需的實驗實訓情況、配套經費、相關扶持政策等）本項目組所在的測控教研室具備傳感器與檢測技術、嵌入式系統原理與應用、計算機編程等相關資料，同時盡可能為學生提供相關的實驗設備和場地，并積極指導學生完成項目。學校提供學生實踐創新訓練所需的實驗實訓

12、場地，支持學生完成項目訓練計劃。對于驗收合格的項目學校將根據工程學院大學生工程能力課外訓練與科技競賽管理辦法（試行）（南工教<2006>185號）和工程學院關于加強大學生綜合素質培養的規定（南工教字<2005> 6號）給予項目組成員相應的創新學分。對本次省教育廳立項的項目學校將給予1：1的經費配套。四、預期成果本項目預期成果如下：（1）GPRS無線收發嵌入式硬件系統一套，并附有軟件光盤一；（2）提供無線傳感器局域網硬件系統一套（四個節點），并附有軟件光盤一；（3）遠程控制中心的接收系統，提供上位機軟件。如果所申請經費能夠全部落實，則撰寫相關學術論文一篇。五、經費預算1、

13、嵌入式單片機、MSP430單片機開發工具 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、資料與復印費 200 總計： 6000元六、導師推薦意見工業控制現場，往往需要對生產過程參數進行實時采集，特別是當過程參數多、生產現場分散、并且遠離控制中心時，傳統的手工方式控制無法滿足實時要求，開發基于嵌入式系統與GPRS的無線遠程監控系統能夠有效地解決上述問題，實現對生產過程多參數的實時采集與遠程控制，具有非常好的應用前景。項目組成員理論課程基礎扎實，計算機應用能力較強，勤學好問，動手實踐能力強，在經費資助下完全有能力

14、完成該項目。項目立項書填寫真實，經費預算合理。 簽名： 09 年 4月 27日七、院系推薦意見院系負責人簽名： 學院蓋章： 年 月 日八、學校推薦意見： 學校負責人簽名： 學校公章 年 月 日注：表格欄高不夠可增加。省高等學校大學生實踐創新訓練計劃學校組織管理情況匯報表（由學校填寫）學校名稱（公 章）學校具體負責訓練計劃組織管理的職能部門學校關于訓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、經費管理等）2007年省立項訓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校扶持政策和經費資助情況（指學校關于大學生實踐創新訓練計劃的相關激勵政策、經費保障等措施和實施情況）校級大學生實踐創新訓練