传感器开题报告.docx
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传感器开题报告
类别：
全日制统招（学术型）研究生
硕士学位论文开题报告书
论文题目：
基于ZigBee技术的畜禽舍环境监控系统的研究
学生姓名：
郝志平
学号：
2012394
所学专业：
农业电气化与自动化
所在学院：
工程技术学院
导师姓名：
袁洪印
导师职称：
教授
吉林农业大学研究生学院
2013年12月7日
吉林农业大学关于研究生开题报告的规定
开题报告：
是指为阐述、审核和确定研究生学位论文题目而举行的报告会，是监督和保证研究生学位论文质量的重要措施，是研究生完成学位论文，保证论文质量的一种集体把关形式。
通过开题报告，既有利于研究生在导师和学科组的共同指导下正确选题，又有利于学科有关人员了解研究生的选题情况，以便创造条件，更好地协助、导师完成论文指导工作，同时也便于研究生与导师及学科专业人员的学术交流。
凡在我校申请硕士、博士学位者，必须进行开题报告。
为规范和加强研究生开题报告工作，特作如下暂行规定：
一、开题报告要求
1．首先完成文献综述：
要求研究生对本学科及相关学科、专业领域的资料进行搜集、阅读和整理，获取全面而准确的文献体系后。
硕士生阅读文献资料一般不少于20篇，博士生一般不少于40篇（其中需要有一定数量的外文资料）。
经过归纳综合后独立撰写一篇不少于3000字的文献综述。
文献综述经指导教师审阅签字后作为试卷保存，计2学分。
2．研究生应在导师的指导下，根据选题范围，在查阅文献、调查研究和理论分析的基础上，根据开题报告的内容写出开题报告，硕士生的开题报告在3000字左右，博士研究生的开题报告在5000字左右，供参加开题报告会的专家审阅。
3．开题报告要公开进行，由学院统一安排，以学科为单位由学科带头人组织进行，开题报告会的日期及参加开题报告会的专家由学院或学科确定。
在开题报告前1周，张贴海报，特别是博士生的开题报告。
4．开题报告要求专家人数不应少于5人（副教授以上职称）。
要求有本学科全体导师、教师及全体研究生参加，也可邀请相关、相近专业人员参加。
5．开题报告采取报告和答辩相结合的方式进行，个人阐述时间，硕士生不少于15分钟，博士生不少于30分钟。
6．开题报告会应有纪录，并填写开题报告登记表，专家的建议和修改意见应具体、明确。
专家审议开题报告，做出通过和不通过的结论。
7．开题报告通过者，根据与会专家提出的意见进行修改、补充和完善后，经导师、学科及院系同意后，在规定时间内（第3学期末）由学院研究生秘书统一交研究生学院备案。
作为试卷保存，计1学分。
8．开题报告一经通过，就应按计划进行论文试验工作。
因特殊情况需变动时，必须重新开题，博士生在1年内，硕士生在半年内。
9．对开题报告没有通过的，要求在规定的时间内（半年内）重新作一次开题报告，仍未合格者；以及未能按期完成开题报告者，不得进入论文工作，将按中期考核的有关规定处理。
二、开题报告时间
硕士研究生论文开题工作一般在第3学期末完成。
因各种原因不能按期完成开题报告者，必须向学院及研究生学院提出推迟开题的书面申请，并注明预期开题时间。
三、开题报告内容
主要包括以下几方面：
1．阐述所选课题的来源和选题的依据。
说明课题在理论和实践上的意义、价值以及国内外的研究现状；
2．说明选题的先进性和可预期的创造性成果；
3．课题研究的基本内容。
本人对学位论文的构思、设想和见解；该课题达到的予期效果；
4．阐述研究工作的计划、确定的技术路线和实施方案，及拟采用的方法和手段；
5．可能遇到的困难和问题以及解决的方法和措施；
6．介绍阅读参考文献和外文资料情况；
7．学位论文所需工作量、所需经费和时间安排。
四、开题报告按以上内容撰写，经专家审定通过后与本页合订，一式二份，由研究生秘书交研究生学院1份、存档1份。
五、在所选项后□内画“∨”
基于Zigbee技术的畜禽舍环境监控系统的研究
一、选题的来源和依据
在我国畜牧业快速发展同时，禽流感等问题也时有发生，在给我国的畜牧养殖业带来了巨大的经济损失同时也影响着人们的身体健康。
有专家指出畜禽的养殖环境优劣直接影响畜禽疾病的发生与传播，所以在加强对疾病防控体系的同时加强对畜禽舍环境的监控。
畜禽舍环境监控就是利用一系列的工程设施，实时监测并控制畜禽舍内的每一个环境因素（温度、湿度、光照、二氧化碳、硫化氢、氨气、一氧化碳、颗粒、微生物等），来实现为畜禽的生长繁殖提供最为适宜的环境的目的。
在“基于Zigbee技术的畜禽舍环境监控系统监制”的项目中设计了基于Zigbee畜禽舍的监控系统，如下图。
在后续的工作中，将对原有的监控系统进行优化，使该监控系统更加的全面与完善。
由于考虑到畜禽舍内的环境因素较多，采用有线的传送方式，布置电线的难度大而繁琐，而且成本较高。
就算布线成功，由于其容易受到周围环境的影响，测量的误差大，时效性低。
但是Zigbee技术和无线传感器的出现，让以上问题都得到了解决，为项目的研究实际生产提供了依据。
二、国内外研究现状
自20世纪70年代以来,随着养殖产业化的发展,规模化、集约化畜牧业生产厂家对畜禽舍环境调控设备的需求量急剧增加,一些发达国家的大中型环境调控设备迅速发展起来,并向自动化、标准化、配套化方向发展。
七十年代,荷兰、美国、丹麦、日本、加拿大等发达国家纷纷致力于工厂化设施农业的研究和开发,畜牧业的现代化得到大力发展，特别是进入八十年代以后,随着计算机等高新技术在环境调控设备中的广泛应用,环境调控设备制造业逐渐发展成为一项新型产业（PerChristensen,2006）（J.Boyazogl",2002）"国外主要厂家都具有一些可以帮助用户进行管理和提高自动化程度的辅助设备,其中最主要的是环境调控集群控制系统,它已经普遍应用在国外的现代化养殖场中。
美国的Asaopoulos等人先利用计算机模拟夏季微热环境下猪的生长条件,然后根据模拟结果运用到猪舍的环境调控上去（Axaopoulos,1992）。
荷兰的“派司雷风”公司已有几十年的历史,主要生产对孵化厂的环境控制设备,它生产的产品已实现网络化和无线通信化。
加拿大的Barber等人运用系统设计的方法设计整套系统,并将其运用到加拿大草原地区,取得了良好的效果,在系统设计的过程中充分考虑了畜禽养殖过程中的各个环节,而不是仅仅只局限于单个部件和单个因素的控制。
日本生产的环境调控集群控制系统还引入了专家系统,不仅能起到环境调控的作用,还能诊断出发病畜禽总的来说,国外畜禽环境调控设备在研究的过程中,在重视调控效果的基础上,还注重畜禽养殖污染物产生!
迁移!
降解机理,微生物处理机理,检验检测新技术等基础研究,着力开展农牧循环利用!
污染物减量化排放!
沼气生产和沼渣沼液利用!
污水达标处理排放!
有害气体控制等实用技术的研究"把畜禽舍的环境控制和畜禽粪污处理!
疫病防治结合起来,制定各类畜禽养殖场污物处理!
环境控制技术规程,从管理和技术两个方面做统一的考虑。
与国外发达国家相比,我国的畜禽养殖业生产水平还比较落后,畜禽舍环境问题是导致这一现状的重要因素。
80年代以来,我国的畜禽舍在采用密闭方式进行饲养的同时,采用了像纵向通风、夏季湿帘降温等一系列先进环境控制技术,为畜禽舍的环境调控提供了物质保障。
近年来,以单片机为核心开发了以畜禽舍为基础的温度、湿度、光照等多因素的硬件和软件,现以投入批量生产,初步实现了畜禽舍环境的智能化控制。
但从管理的角度看,在畜禽舍的环境调控中,环境因素之间缺乏必要的联系,且多数控制系统必须由饲养管理人员手动操作或机电式操作,自动化水平低,难以适应现代化管理的要求。
三、在理论和实际中的意义
畜禽舍环境控制是利用一系列的工程设施，来保证畜禽生长繁育的合理环境,是畜牧业集约化和现代化的重要条件。
设施畜牧业是我国畜牧业现代化发展的方向,它以科学技术进步为依托,以提高劳动效率和畜禽生产力水平为方向,以在有效保持生态环境的前提下追求最大的经济效益为目的。
因为设施能自动调节温度、湿度和气流等环境条件,受外界和季节的影响较小,因此一年四季都能有计划地不间断地生产,能达到全年均衡供应市场畜产品的目的。
作用于畜牧生产的环境因素主要包括温度、湿度、光照、二氧化碳、硫化氢、氨气、一氧化碳、颗粒、微生物等。
因此,调控好畜禽舍内部温度、湿度和有害气体等环境因素,是畜禽环境控制的主要内容。
建国以来,特别是改革开放以来,我国畜牧业持续高速发展,畜牧业产值在农业总产值中的比重己由1978年的25%提高到目前的30%左右,四川、吉林、北京、上海等省市己超过40%，畜牧业已经成为我国农业和农村经济中最有活力的增长点和最主要的支柱产业,也是农民经济收入的主要来源之一。
近三十年来,我国的畜牧工程技术在实现畜牧业现代化的进程中，与畜牧养殖中的品种优化、饲料营养、疫病防制、环境管理等项技术一道,以其本身的技术进步,促进着畜牧生产技术的现代化。
当代工程技术导入了畜牧生产全过程，使养殖技术工程化，致使畜牧养殖业发生了质的变化。
畜牧工程技术促进了畜牧业科学技术的发展,使设施养殖业向规模化、工厂化的集约生产方向迈进,从而促进动物养殖业的科技进步,加速了动物养殖业的技、工、贸一体化的进程,为动物养殖产业化创造了有利条件。
动物养殖产业化作为我国畜牧业发展的一个方向和趋势,也必然对养殖环境特别是畜禽舍的环境方面提出了更高的要求"随着集约化、高密度饲养方式的发展,畜禽舍的环境问题已成为影响我国当前畜禽生产发展的重要因素。
一方面,畜禽舍环境对于畜禽生产性能的影响较大,据研究表明,冬夏季舍内环境的不利导致畜禽生产性能要下降达10%一20%,严重影响到畜禽的健康与生产力;另一方面,随着国际动物福利组织!
国际环保组织及美国、欧盟等相关国家和地区对动物福利要求的日益提高,以及我国加入WTO后,畜禽产品的出口日益受到相关国家和地区关于动物福利方面新的技术壁垒,作为企业社会责任的一种重要体现了形式,在畜禽养殖过程中对动物福利的关注程度,将直接影响到畜禽养殖业产品的出口及其持续发展.
养殖业的生产实践和相关的科学研究已经表明,畜禽的生长、健康、繁殖和饲料利用率都受到畜禽舍环境的制约.畜禽舍环境控制的好坏已成为影响畜禽养殖发展的重要因素。
近年来,我国的畜禽舍在采用密闭方式进行饲养的同时,采用了像纵向通风、夏季湿帘降温等一系列先进环境控制技术,为畜禽舍的环境调控提供了物质保障.但从管理的角度看,在畜禽舍的环境调控中,环境因素之间缺乏必要的联系,且多数控制必须由饲养管理人员手动操作或机电式操作,控制精度低,自动化水平不高,难以适应现代化管理的要求,也从一定程度上制约了畜禽养殖的发展和壮大。
为了保证畜禽舍的环境能保持在一个相对恒定的条件下,使畜禽舍的环境满足畜禽在生长过程中对各环境因子的需要,解决畜禽养殖中环境条件自动化程度过低的问题,通过对温度、湿度、有害气体、光照和尘埃以及微生物等全面控制,为畜禽创造适宜环境,以获取最高的生产效率和最低的发病率及死亡率,本课题设计了畜禽舍环境监控系统,即先利用传感器实时监测畜禽舍的各环境因子,再利用自动控制装置对畜禽舍进行环境控制,来保证畜禽在其生长的不同阶段对环境的不同需求。
该控制系统用来解决畜禽舍的环境调节问题,可以实现自动的调节温度、湿度,控制有害气体的含量,改善畜禽舍的局部小气候环境,提高畜禽的生长性能,降低发病率,对于畜禽的健康生长有着重要的现实意义。
四、基本的内容及研究目标
1、基本内容
①分析国内外研究的现状，筛选出畜禽舍内需要监控的主要的环境因素，确定以温度、湿度、光照、二氧化碳、硫化氢、氨气作为监测和控制的对象
②对目前常用的几种无线通信技术进行了研究，通过对比，分析各自的优缺点，最后确定选择Zigbee技术为本课题的无线通信技术。
③研究并选择无线收发芯片，设计无线收发电路，选择合适的监测环境因素的无线传感器，并完成各个子电路的设计
④选择合适的开发平台，完成上位PC机的软件设计，实现上位机与协调器的通信。
⑤在实验基地进行实际的测量，通过测量值与真实值的对比和分析，观察系统的稳定性与可靠性。
⑥对系统软硬件进行调试，改进和修正不足，完善系统，争取达到预定的目标
2、研究目标
以畜禽舍环境为研究对象，应运Zigbee技术设计畜禽舍监控系统。
该系统以解决畜禽舍的环境调节问题,实现自动的调节温度、湿度,控制有害气体的含量,改善畜禽舍的局部小气候环境,提高畜禽的生长性能,降低发病率,保证畜禽的健康生长为目的。
五、计划采用的技术路线和创新之处
1、计划采用的技术路线
2、创新之处
①在创建土壤颗粒模型时，目前国外通常只采用一系列单一的球状或圆盘状或方形的颗粒来代表土壤颗粒，且土壤颗粒尺寸较大，与实际土壤颗粒形状、尺寸差别较大。
因此，本研究将采用直径更小的、单个的、同种大小或不同大小土壤颗粒组合的方式来模拟土壤颗粒尺寸、形状。
②在创建土壤颗粒模型时，用API颗粒替换法将部分土壤大颗粒用更多的小颗粒替换，通过观察大颗粒是如何破碎成小颗粒的及破碎后的小颗粒的位置，来确定松土效果及分析深松过程中弧状深松铲的受力情况，从而优化深松铲结构。
六、可能遇到的困难和解决的办法
可能遇到的困难：
畜禽舍内的环境复杂，对于准确的监测各个环境因素比较困难。
此外，上位机程序的编写也非常的困难。
解决的办法：
通过研究大量的无线传感器器件，选择出精度高灵敏度高的最适合测量各个环境因素的无线传感器；从最基本的计算机编程学起，逐步的深入学习，重点学习C语言。
七、总体时间安排
2012年9月—2012年11月，查阅大量中文和外文文献，了解国内外深松铲的研究现状，得到用离散元模拟土壤来研究深松铲的总体思路，书写开题报告。
2012年12月—2013年2月，学习EDEM软件和Pro/e软件
2013年3月—2013年5月，学习土壤的力学知识，选择土壤力学模型，建立土壤颗粒模型，建立边界模型。
2013年6月—2013年9月，通过做实验获取土壤的物理参数和宏观参数，在进行EDEM仿真分析，优化设计深松铲。
2013年10月—2014年3月，书写毕业论文，并进行修改。
2014年4月—2014年5月，准备毕业答辩并进行答辩。
八、参考文献
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[4]畜禽舍环境多参数监测系统的研究；王蹇，河北农业大学
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[8]基于模糊控制的畜禽舍环境温湿度监控；戴春霞等，农机化研究
[9]基于ZigBee协议的无线传感器网络关键技术的研究与实现，；施承，东南大学
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[40]PerChristensen,DanishexperiencesonEIAoflivestockprojects.EnvironmentalImpactAssessmentReview,Volume26,Issue5,July2006,Pages468-480
学位论文开题报告登记表
姓名
郝志平
学号
2012394
导师姓名
袁洪印
所在学院
工程技术学院
学科、专业
农业电气化与自动化
攻读学位类型
□学术型硕士□专业学位硕士
选题名称
基于离散元法的深松铲结构与松土效果研究
专家组成员
姓名
职称
姓名
职称
组长
董良杰
教授
组员
袁洪印
教授
王景立
副教授
吴文福
教授
郭颖杰
副教授
王琪
教授
潘世强
副教授
王和平
教授
张永锋
研究员
朱凤武
副教授
杨亚洲
讲师
专家组意见（选题指导思想及难易程度，研究内容、方法可行性及修改建议。
是否通过开题报告）：
开题报告是否通过：
组长签字：
年月日
导师意见：
根据项目实际需求选题，研究工作量和内容合理，建议开题。
导师签字：
袁洪印
2013年3月8日
院学位评定分委员会意见：
院学位评定分委员会主席签字：
年月日
备注：
注：
1、院学位评定分委员会意见应填“同意”或“不同意”。
2、此表一式两份，存入学位档案一份，存入教学管理档案一份。
3、正反两面打印输出。
出师表
两汉：
诸葛亮
先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。
然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。
诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。
宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。
若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。
侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：
愚以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。
将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰“能”，是以众议举宠为督：
愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。
亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也；亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。
先帝在时，每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、灵也。
侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣，愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也
。
臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。
先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。
后值倾覆，受任于败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。
先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。
受命以来，夙夜忧叹，恐托付不效，以伤先帝之明；故五月渡泸，深入不毛。
今南方已定，兵甲已足，当奖率三军，北定中原，庶竭驽钝，攘除奸凶，兴复汉室，还于旧都。
此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。
至于斟酌损益，进尽忠言，则攸之、祎、允之任也。
愿陛下托臣以讨贼兴复之效，不效，则治臣之罪，以告先帝之灵。
若无兴德之言，则责攸之、祎、允等之慢，以彰其咎；陛下亦宜自谋，以咨诹善道，察纳雅言，深追先帝遗诏。
臣不胜受恩感激。
今当远离，临表涕零，不知所言。
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