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1、附件2：江苏省高等学校大学生实践创新训练计划项目申请表项目名称基于嵌入式系统与GPRS的无线远程监控系统项目所属一级专业门工学项目所属二级专业类电气信息项目类型（） 个人项目 （） 团队项目项目实施时间起始时间： 2009 年 7 月 完成时间：2010 年 12 月申请人或申请团队姓名年级学校所在院系/专业联系电话E-mail主持人王强测控061南京工程学院自动化学院/测控技术与仪器成 员穆强测控061南京工程学院自动化学院/测控技术与仪器njitck061王斌测控061南京工程学院自动化学院/测控技术与仪器wangbin_wl王国刚测控061南京工程学院自动化学院/测控技术与仪器s刘天民测
2、控072南京工程学院自动化学院测控技术与仪器liu.tian.min凌信忠测控072南京工程学院自动化学院测控技术与仪器lxzmcqforever导 师姓名黄家才温秀兰年龄3243单位南京工程学院院行政职务/专业技术职务讲师主任/教授主要成果项目指导老师黄家才，工学博士。南京工程学院自动化学院从事教学和科研工作。主要研究方向：阵列信号处理、系统优化设计。作为项目负责人完成吉林大学研究生创新基金“极化阵列信号处理理论与应用研究”，该项目获吉林大学研究生创新基金特等奖；作为项目主要成员完成吉林省科技厅项目“辽源得亨氨纶生产线DCS系统优化”（排名第二），作为项目主要成员完成吉林省科委项目“强噪声背
3、景下周期信号的混沌检测方法研究”，发表学术论文近20篇，其中与本项目相关论文8篇。发表论文被SCI收录论文1篇，EI收录论文12篇，ISTP收录论文2篇。项目指导老师温秀兰，工学博士，教授。南京工程学院自动化学院从事教学和科研工作。主持完成江苏省高校自然科学基金项目“基于进化计算的形状误差统一评定的理论研究”，主持完成校级重点基金项目三项；作为主要成员完成内蒙科委攻关项目两项、江苏省自然科学基金项目 “进化计算和神经网络相结合的理论研究”一项；参与完成国家自然科学基金“混沌抑制噪声应用于机器人力/触觉传感技术的理论研究”和国家863项目“遥操作机器人的智能控制技术及其手控器研究”。研究成果“进
4、化计算与进化神经网络的理论及应用”获教育部2007年度自然科学二等奖（排名第二），研究成果“封闭法测量平面度误差研究”获内蒙古科技进步三等奖和内蒙古工业大学科技进步三等奖各一项（排名第二）。博士学位论文进化计算应用于计量测试技术的理论研究获东南大学优秀博士论文称号，近年来以第一作者发表论文二十余篇，其中被SCI收录3篇，EI收录14篇，ISTP收录5篇。近几年指导南京工程学院大学生科技创新项目多项并获奖。一、申请理由（包括自身具备的知识条件、自己的特长、兴趣、已有的实践创新成果等）在工业控制现场，往往需要对生产过程参数进行实时采集，并实现对被控对象的有效控制。完成这一任务的传统做法是人工现场记
5、录并调节。这种方式对过程参数少、控制任务单一的生产过程来说还足以应付，但是当过程参数以及受控量达到上百甚至上千个，特别是生产现场分散、并且远离控制中心时，这种手工方式显然不能满足实时要求。本项目所提出的基于嵌入式系统与GPRS的无线远程监控系统有效地解决了这一问题，实现对生产过程多参数的实时采集与远程控制，具有非常好的应用前景。 本项目的研究思路是首先利用无线传感器组成自组织无线传感器局域网，完成对现场量的采集；在现场安装嵌入式GPRS无线收发系统。在GPRS无线收发系统的控制指令下，无线局域网内各传感器节点对现场物理量进行采集，并将采集数据以无线射频方式发送给GPRS无线收发系统；GPRS无
6、线收发系统将各节点传来的数据打包通过GPRS网络远传到控制中心；同时控制中心也可以将控制任务通过GPRS网络远传至现场GPRS无线收发系统，GPRS无线收发系统再将控制指令下达到局域网内各传感器节点。由于GPRS具有带宽宽、传输速度快、实时在线等优点，上述数据传输过程的延时极短，完全可以实现对远程数据的实时在线采集与控制。本项目的六名成员皆为自动化学院测控技术专业学生，已掌握检测技术理论、传感器、微机原理、单片机等相关专业知识。六名成员中已有三名同学通过了江苏省计算机三级考试。我们能够运用所学，具备独立研究分析能力，并且具有很强的动手能力以及团队合作精神，有信心出色的完成课题！课题组成员平时对
7、新型智能仪器与新型传感器的研发比较感兴趣，经常在网上查阅有关国内外近期发明的新型传感器的有关介绍，并对国内外上著名的大学的自动化、智能仪器的有关科学研究进行跟踪。二、项目方案（包括项目的训练目标、前期准备、组织实施、过程管理、实践环节、教师指导、项目结题等）总体方案：（1） 首先利用无线传感器组成自组织无线传感器局域网，完成对现场量的采集；（2） 在现场安装嵌入式GPRS无线收发系统。在GPRS无线收发系统的控制指令下，无线局域网内各传感器节点对现场物理量进行采集，并将采集数据以无线射频方式发送给GPRS无线收发系统；GPRS无线收发系统将各节点传来的数据打包通过GPRS网络远传到控制中心；（
8、3） 同时控制中心也可以将控制任务通过GPRS网络远传至现场GPRS无线收发系统，GPRS无线收发系统再将控制指令下达到局域网内各传感器节点。（4） 由于GPRS具有带宽宽、传输速度快、实时在线等优点，上述数据传输过程的延时极短，完全可以实现对远程数据的实时在线采集与控制。方案示意图如下：现场物理量/被控量1#现场物理量/被控量2#现场物理量/被控量N#无线传感器采集节点1#无线传感器采集节点2#无线传感器采集节点N#嵌入式GPRS收发系统控制室/远程终端GPRS网络无线传感器网络 。 。 。训练目标：本项目以实际工程应用为背景，将所学的理论知识与实际应用结合起来，完成“基于嵌入式系统与GPR
9、S的无线远程监控系统”的设计。通过本项目的实施，也将进一步提高项目成员的工程设计能力。 本项目主要完成以下内容，并提供相应的硬件电路与程序：（1）GPRS无线收发嵌入式系统的硬件、软件设计；（2）无线传感器局域网的硬件与软件设计，项目结题时提供四个节点的无线传感器局域网；（3）远程控制中心的接收系统设计，提供上位机软件。前期准备：(1) 目前课题组已完成了课题相关资料的搜集、整理与分析工作；(2) 完成了实验方案的制订，并提交给了指导老师；(3) 熟悉了嵌入式系统、GPRS以及各种传感器的相关试验操作实施方案：1、首先完成总体方案设计，然后完成各部分的方案设计，做到方案精细化；2、GPRS无线
10、收发的硬件部分以嵌入式单片机为核心，采用高性能的GPRS芯片或模块实现局域网内数据录取以及打包数据远传；利用C语言编制系统程序；3、无线传感器局域网的各节点硬件部分以MSP430单片机为基础，实现数据采集；选用射频芯片CC1100实现各节点组网；各节点利用C语言编制系统程序；4、控制中心的数据收发系统以VB语言实现。解决难题： 1、GPRS无线收发系统的设计，以嵌入式系统为基础，并设计时钟同步、存储等电路；2、无线传感器局域网内各节点电路的硬件设计，以及无线接收软件设计；3、由于无线传感器局域网各节点电池供电，所以必须采取低功耗方案；4、采用IAR或 Keil-C 编程以提高编程效率。该项目的
11、方案已经经过了仔细的论证，方案可行。教师指导：(1) 指导教师与课题组成员对实验方案进行谈论、提出建议并修改；(2) 指导教师亲自参与具体的实验过程，指导课题组成员进行传感器调试；(3) 指导教师指导课题组成员分析实验数据；(4) 指导教师指导在实验过程课题组成员总结提炼研究成果。项目结题：将课题组的文献调研、实施方案、实验结果与分析总结整理成项目的结题报告，并提供实物一套。三、学校提供条件（包括项目开展所需的实验实训情况、配套经费、相关扶持政策等）本项目组所在的测控教研室具备传感器与检测技术、嵌入式系统原理及应用、计算机编程等相关资料，同时尽可能为学生提供相关的实验设备和场地，并积极指导学生
12、完成项目。学校提供学生实践创新训练所需的实验实训场地，支持学生完成项目训练计划。对于验收合格的项目学校将根据南京工程学院大学生工程能力课外训练及科技竞赛管理办法（试行）（南工教185号）和南京工程学院关于加强大学生综合素质培养的规定（南工教字 6号）给予项目组成员相应的创新学分。对本次省教育厅立项的项目学校将给予1：1的经费配套。四、预期成果本项目预期成果如下：（1）GPRS无线收发嵌入式硬件系统一套，并附有软件光盘一张；（2）提供无线传感器局域网硬件系统一套（四个节点），并附有软件光盘一张；（3）远程控制中心的接收系统，提供上位机软件。如果所申请经费能够全部落实，则撰写相关学术论文一篇。五、
13、经费预算1、嵌入式单片机、MSP430单片机开发工具 2000元2、GPRS芯片/模块、无线芯片CC1100 1500元3、电子元器件、传感器 1500元4、PCB板加工费 800元3、资料及复印费 200 总计： 6000元六、导师推荐意见工业控制现场，往往需要对生产过程参数进行实时采集，特别是当过程参数多、生产现场分散、并且远离控制中心时，传统的手工方式控制无法满足实时要求，开发基于嵌入式系统与GPRS的无线远程监控系统能够有效地解决上述问题，实现对生产过程多参数的实时采集与远程控制，具有非常好的应用前景。项目组成员理论课程基础扎实，计算机应用能力较强，勤学好问，动手实践能力强，在经费资助
14、下完全有能力完成该项目。项目立项书填写真实，经费预算合理。 签名： 09 年 4月 27日七、院系推荐意见院系负责人签名： 学院盖章： 年 月 日八、学校推荐意见： 学校负责人签名： 学校公章 年 月 日注：表格栏高不够可增加。江苏省高等学校大学生实践创新训练计划学校组织管理情况汇报表（由学校填写）学校名称（公 章）学校具体负责训练计划组织管理的职能部门学校关于训练计划的项目管理办法（项目申报、遴选推荐、过程管理、组织保障、项目验收、经费管理等）2007年省立项训练计划项目的实施情况（请逐项认真填写）序号项目名称进展情况第一项第二项第三项第四项2008年省立项训练计划项目的实施情况（请逐项认真
15、填写）序号项目名称进展情况第一项第二项第三项第四项学校扶持政策和经费资助情况（指学校关于大学生实践创新训练计划的相关激励政策、经费保障等措施和实施情况）校级大学生实践创新训练计划开展情况与主要成效江苏省高等学校大学生实践创新训练计划学校联系人信息表（由学校填写）学校名称姓名部门职务办公电话传真移动电话电子邮箱江苏省高等学校大学生实践创新训练计划2009年学校推荐项目一览表（由学校填写）学校名称：（公章）学校名称序号推荐项目名称项目类型项目主持人*项目所属一级专业门项目所属二级专业类导师姓名项目起始时间项目完成时间姓名专业注：1. 项目主持人为两人时，请按顺序填写主持人姓名和专业。2. 项目所属专业门类请按照教育部公布的本科和高职专业目录填写。