申报书完整2修改版.docx

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申报书完整2修改版

项目批准编号

大学生创新训练项目申请书

项目编号（学院统一填写）

项目名称基于多传感器信息融合的家庭智能防误报和防漏报监控系统

项目负责人李赛超联系电话131****9539

学号**********专业年级电子信息科学与技术13级

E-mail****************

指导教师韩亮联系电话186****8732

E-mail******************

申请日期2014年12月

起止年月2015年1月/2016年1月

项目管理单位（学院）电子与通信工程学院

天津师范大学

填写说明

1．本申请书所列各项内容均须实事求是，认真填写，表达明确严谨，简明扼要。

2．申请人可以是个人，也可为创新团队，首页只填负责人。

“项目编号”一栏由学院统一填写，从001开始。

“项目所属一级学科”按照中华人民共和国学科分类与代码简表（国家标准GB/T13745-2009）填写。

“选题来源”为两类，分别为：

指定指导教师、自主选定指导教师。

3．本申请书为大16开本（A4），左侧装订成册。

可网上下载、自行复印或加页，但格式、内容、大小均须与原件一致。

4．负责人所在学院认真审核，经初评和答辩，签署意见后，将申请书（一式五份）报送学校项目管理办公室。

一、基本情况

项目

名称

基于多传感器信息融合的家庭智能防误报和防漏报监控系统

项目所属一级

学科

电子与通信技术

选题来源

学生自主选题

申请

金额

2000元

起止年月

2015年1月至2016年1月

负责人

姓名

李赛超

性别

女

民族

汉

出生年月

1995年3月

学号

1330310026

联系

电话

131********

指导

教师

韩亮

联系

电话

186********

工作

单位

天津师范大学电子与通信工程学院

学位

职称

讲师

负责人曾经参与科研的情况

参与指导教师部分科研工作。

指导教师承担

科研课题情况

主持项目：

天津师范大学引进人才基金项目（5RL135）；

参与项目：

国家自然科学基金项目（11404240,61401309,61401310）。

指导教师对本项目的支持情况

指导教师熟悉本项目的研究内容，可以引导学生进行资料检索，协助学生制定研究方案，确定技术路线，向学生传授科学研究的思路、方法和手段，引导学生自主解决实践过程中出现的问题。

项目组主要成员

姓名

学号

专业

所在学院

手机号

项目中的分工

本人签字

李赛超

13303

10026

电子信息科学与技术

电子与通信工程学院

131********

算法设计

焦永嘉

13303

10146

通信工程

电子与通信工程学院

131********

硬件变成

张瀚坤

13303

10154

通信工程

电子与通信工程学院

13102128922

软件编程

二、立项依据（可加页，但整体表格框架不能改变）

（一）国内外研究现状和发展动态

物联网，也称传感网，被称作全球下一个万亿元级规模的新兴产业之一。

目前，物联网技术发展已被列入中国国家级重大科技专项，与新能源、绿色制造等并列为国家五大新兴战略性产业。

物联网要想得到大规模应用，要解决的核心问题是感知，是信息的获取。

人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。

而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中功能就远远不够了。

为适应这种情况，就需要传感器。

传感器就是把自然界中的各种物理量、化学量、生物量转化为可测量的电信号的装置与元件,可见传感器的众多和纷杂。

传感器的定义决定了它本身的复杂性和众多品种。

传感器属于物联网的神经末梢，成为人类全面感知自然的最核心元件，各类传感器的大规模部署和应用是构成物联网不可或缺的基本条件。

对应不同的应用我们提供不同的传感器，覆盖范围包括智能工业、智能监控、智能家居、智能运输、智能医疗等等。

智能监控作为物联网的一个重要应用，在人们的生活中发挥着越来越重要的作用。

眼下，入室盗窃案件居高不下，且有向高档小区蔓延的趋势。

许多小区看似安保措施得当，小区围墙高耸，保安定时巡逻，但偷盗案依旧让人头疼。

尽管警方也加强打击力度，但收效甚微。

据资料显示，目前仅有不到一成的家庭安装了具有简单的防盗报警器，但由于安装和维护不力，常常发生误报和漏报行为。

分析误报和漏报的原因，主要是由于目前都是采用的单一传感器的数据进行的判断。

事实上，考虑到物联网中存在各种各样的传感器，例如红外人体感应器、温度湿度传感器、无线烟感探测器、压力传感器、无线移动感应器、无线光线感应器等，我们可以考虑将多种传感器信息融合后处理成“智能”的知识和判断，从而可以大大降低误报和漏报的概率。

多传感器数据融合技术形成于上世纪80年代，目前已成为研究的热点。

它不同于一般信号处理，也不同于单个或多个传感器的监测和测量，而是对基于多个传感器测量结果基础上的更高层次的综合决策过程。

传感器数据融合的定义可以概括为把分布在不同位置的多个同类或不同类传感器所提供的局部数据资源加以综合，采用计算机技术对其进行分析，消除多传感器信息之间可能存在的冗余和矛盾，加以互补，降低其不确实性，获得被测对象的一致性解释与描述，从而提高系统决策、规划、反应的快速性和正确性，使系统获得更充分的信息。

其信息融合在不同信息层次上出现，包括数据层融合、特征层融合、决策层融合。

有鉴于传感器技术的微型化、智能化程度提高，在信息获取基础上，多种功能进一步集成以致于融合，这是必然的趋势。

（二）研究目的

尽管多传感器信息融合技术已经成功运用于多种领域，但目前在理论上尚未形成统一的框架，而且在智能监控方面的研究还不够充分。

因此，利用通信、计算机等技术，将来自多传感器或多源的信息和数据，在一定准则下加以分析和综合，从而应用于物联网的智能监控之中，具有重要的理论和实际应用价值。

（三）研究内容

本课题将研究基于多传感器信息融合的智能监控系统，具体来说，将研究以下内容：

1.多传感器采集到的信息融合的方法

目前传感器信息融合的方法主要有：

加权平均法、卡尔曼滤波法、贝叶斯估计、模糊逻辑、神经网络等算法等。

在本项目中，由于不同的传感器采集到的数据的类型不同，如何将这些信息融合在一起做出“智能”的判断，从而大大降低误报和漏报的概率，进而准确、全面的描述和认识被测对象与环境，是本项目要研究的核心问题。

2.多传感器信息融合的效能评价

效能评价是科学研究和产品研发的重要环节，不合理的效能不但不能正确的描述系统，而且会直接影响到系统性能的优化与提升。

传感器信息融合是一个涉及多领域、多项技术的复杂系统，各部分有机结合、相互影响。

因此，仅通过单一指标的优劣或者某几项实验的好坏不能全面合理的反应综合效能。

因此，对于传感器信息融合的效能评价也是本项目的一个重要研究内容。

3.多传感器的数据采集和处理

采用有线或无线通信的方法，将各种传感器采集到的数据传回主控芯片，从而进行分析和有效性判断，驱动硬件电路实现报警或者等各种响应。

因此，如何配置监控小装置的硬件驱动电路和算法原理也是一个重要的地方。

（四）技术路线、拟解决的问题及预期成果

1、拟解决的问题和技术路线

（1）多传感器采集到的信息融合的方法：

如图1所示，每个传感器观测目标、并对各传感器的观测进行特征提取，产生特征向量，而后融合这些特征向量，并做出基于联合特征矢量的属性说明。

在特征级融合中，各个信息源提供的特征矢量融合到一个综合的特征矢量中。

最后根据融合的结果做出一致性的解释与描述。

图1多传感器采集到的信息融合结构图

（2）传感器信息融合的效能评价模型的构建步骤：

根据传感与信息融合技术的特点以及传感器与信息融合系统的任务要求、作业环境以及性能指标，从实现系统的“效果”和“代价”确定评价指标；建立对各评价指标做出评价的备择集合；确定各层评价指标的权重系数；按照阶梯顺序对各层进行模糊评价；对整个评价过程及结果进行分析、总结，以便完善被评价系统的性能。

2、预期成果

本项目预期完成如下成果：

（1）完成多传感器信息融合的智能监控系统设计报告一份；

（2）智能监控系统演示程序一套；

（3）发表EI检索论文1篇;

（4）完成多传感器模拟智能监控小装置一个。

（五）创新点与项目特色

传统的智能监控都是采用的单一的传感器的数据进行判断，导致出错的概率较大。

考虑到我们物联网中有多种传感器，因此本项目将多传感器的信息融合后处理成“智能”的知识和判断，从而可以大大降低误报的概率。

（六）项目研究进度安排

2015.1-2015.2进行基础理论知识与相关材料的准备与研究。

2015.3-2015.5针对智能监控系统的信息融合算法设计。

2015.6-2015.8设计方案的修改与完善。

2015.9-2015.10演示程序设计,并完成智能监控小装置。

2015.11-2016.12系统测试、设计完善、撰写结题报告等。

（七）已有基础

1．与本项目有关的研究积累和已取得的成绩

申请人及指导老师近两年一直从事无线传感网络和物联网的相关研究工作，主要研究了传感器网络的信息采集和融合技术、传感器信息在物联网中的应用等，实现了多种信息融合的算法，同时基于这些工作，发表了一些高水平论文。

以上工作为本课题的开展奠定了扎实的理论基础。

2．已具备的条件，尚缺少的条件及解决方法

已具备条件：

学院实验室具有多台工作站进行无线网络的仿真测试和算法的设计实现工作，已有常用的网络仿真软件，具有无线实验模块和基本的开发设计平台。

缺少的条件：

无线传感器的种类较少。

解决办法：

拟通过设备购置搭建，并在此基础上，设计基于多传感器信息融合的智能监控系统。

三、经费预算

开支科目

计划明细

预算金额（元）

具体用途及计算依据

小型设备购置

逐件填写设备名称

……

实验材料费

传感器设备

　300

　用于购置实验研究的基础设备

……

资料购置

物联网方面书籍

200

　用于购置相关书籍资料

印刷费

打印、复印、装订费

　200

　用于资料、论文以及报告的装订打印

邮电通讯费

上网费

邮寄费

电话通讯费

调研费

调查员劳务费

办公用品购置

差旅费

市内交通费

　200

　相关调研和资料搜集工作的

外地交通费

住宿费

论文版面费

论文版面费

　1000

专利申请费

专利申请费

专家咨询费

专家劳务费

专家鉴定费

学术会议费

会务费

场地租赁费

能源费

填写具体支出内容

信息费

填写具体支出内容

……

科研协作费

单位协作费

项目管理费

上缴项目管理费

　100

项目管理费金额＝项目经费金额×5%

合计

　2000

合计数应等于批复的项目经费数

四、指导教师意见

研究项目可行，方案合理，符合当前的实际，有一定的理论价值和实践意义。

导师（签章）：

年月日

五、学院大学生创新创业训练项目专家组意见

建议资助经费万元专家组组长（签章）：

是否建议推荐市级立项（），