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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 智能化環(huán)境參量監(jiān)控儀
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 本設(shè)計(jì)從生物生活的生態(tài)環(huán)境的基本參數(shù)出發(fā)，實(shí)時(shí)監(jiān)控多點(diǎn)養(yǎng)殖基地的溫度、濕度和光強(qiáng)，通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將信息發(fā)送到遠(yuǎn)程人機(jī)交互端，用戶可以及時(shí)的了解養(yǎng)殖基地的環(huán)境信息，并及時(shí)地做出控制調(diào)節(jié)反應(yīng)。本產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，自動(dòng)化程度能滿足大規(guī)模的養(yǎng)殖要求。
- 詳細(xì)介紹：
- 本項(xiàng)目利用自動(dòng)化能力強(qiáng)、集成度高的單片機(jī)作為數(shù)據(jù)和信息的處理平臺(tái)。利用軟件編寫程序，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理、發(fā)送、判斷等，同時(shí)基于ZigBee 2006協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。利用溫度芯片、濕敏電阻、光電二極管對(duì)各參數(shù)的物理反應(yīng)，設(shè)計(jì)出合理的測(cè)量電路，并將信息傳輸給單片機(jī)。單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)分析后經(jīng)設(shè)計(jì)的收發(fā)天線發(fā)送給遠(yuǎn)處的客戶端。同時(shí)用戶可以根據(jù)需求設(shè)置報(bào)警閥值，傳給監(jiān)控端，當(dāng)環(huán)境惡化時(shí)，啟動(dòng)自動(dòng)改善裝置。 設(shè)計(jì)中采用了一線傳輸數(shù)據(jù)技術(shù)，使一個(gè)監(jiān)控端可以接收多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的傳感器數(shù)據(jù)，他們的同類的參數(shù)采用一條數(shù)據(jù)線。大大增加了一個(gè)監(jiān)控端的使用范圍。同時(shí)監(jiān)控端還具有自動(dòng)控制能力，根據(jù)用戶的設(shè)置很好的保持環(huán)境。數(shù)據(jù)的傳輸采用了ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，ZigBee網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大的抗干擾能力保證了數(shù)據(jù)的可靠傳輸。
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作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的：解決大規(guī)模養(yǎng)殖中養(yǎng)殖者不能及時(shí)了解養(yǎng)殖環(huán)境和不能及時(shí)解決突發(fā)惡化環(huán)境對(duì)生產(chǎn)帶來的效益損失問題。解決人工測(cè)量效率低、工作量大的問題。 基本思路：利用電子傳感器、電子控制設(shè)備代替人工勞動(dòng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)惡化環(huán)境及時(shí)的按用戶要求做出應(yīng)急控制。利用無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程和廣域傳輸。用戶只需在控制室就能監(jiān)控養(yǎng)殖場(chǎng)的環(huán)境。 創(chuàng)新點(diǎn)： ?實(shí)現(xiàn)了溫度、濕度、光強(qiáng)的三位一體測(cè)量。 ?實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的一線傳輸，使得一個(gè)單片機(jī)能夠進(jìn)行多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)處理。 ?將ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)集成入監(jiān)控模塊，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境信息的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸。 技術(shù)關(guān)鍵：該設(shè)計(jì)包含多個(gè)環(huán)境物理量的檢測(cè)，測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)傳輸手段先進(jìn)。技術(shù)涉及到計(jì)算機(jī)、無線通信和自動(dòng)化測(cè)量與控制領(lǐng)域。采用單片機(jī)作為檢測(cè)終端，成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制靈活，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)近距離內(nèi)的多點(diǎn)環(huán)境物理量的測(cè)量。采用了ZigBee無線通信技術(shù)，自主開發(fā)硬件和編寫通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)無線局域網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，使環(huán)境參量能及時(shí)上傳，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)量、控制與顯示的效果。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，具有很好的應(yīng)用前景。 主要指標(biāo)：對(duì)溫度、濕度、光強(qiáng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。多點(diǎn)監(jiān)測(cè)的一線技術(shù)。對(duì)用戶需求的及時(shí)響應(yīng)。數(shù)據(jù)的通信、存儲(chǔ)、分析、定標(biāo)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 該產(chǎn)品利用了現(xiàn)有成熟的電子電器測(cè)控技術(shù)、ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在功能上結(jié)合相關(guān)聯(lián)的多項(xiàng)指標(biāo)，使人們對(duì)多點(diǎn)多參數(shù)同時(shí)測(cè)控變得簡(jiǎn)潔、方便。該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，原理清晰，性能穩(wěn)定，元器件成本低廉。在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了溫度、濕度和光強(qiáng)的多監(jiān)測(cè)點(diǎn)一體測(cè)量，集成入無線網(wǎng)絡(luò)模塊，建立了遠(yuǎn)程、廣域的無線網(wǎng)絡(luò)，使得控制的范圍廣，適用于小區(qū)、農(nóng)田、農(nóng)場(chǎng)、試驗(yàn)區(qū)等片區(qū)內(nèi)溫度、濕度、光強(qiáng)的同時(shí)監(jiān)控。 與市場(chǎng)產(chǎn)品相比，該產(chǎn)品綜合了溫度、濕度和光強(qiáng)的測(cè)量，使人們生活中的三大重要環(huán)境參數(shù)可以得到有效的監(jiān)控，使人們能及時(shí)了解片區(qū)的環(huán)境變化，做出及時(shí)的反應(yīng)，既提高了實(shí)用價(jià)值，又節(jié)約了生產(chǎn)成本。 參考文獻(xiàn) 【1】求是科技.單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)實(shí)例導(dǎo)航. 北京：人民郵電出版社,2008 【2】 李文仲.ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)入門與實(shí)戰(zhàn).北京航空航天大學(xué)出版社,2007
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2010年9月；校級(jí)物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽一等獎(jiǎng) 2010年11月14日；北京交通大學(xué)；北京市教育委員會(huì)主辦、北京交通大學(xué)承辦的北京市大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽；北京市物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽二等獎(jiǎng) 2010年12月；本校第十一屆“星火基金”項(xiàng)目結(jié)題答辯會(huì)上通過結(jié)題審核，并獲“優(yōu)秀項(xiàng)目”。
作品所處階段
- 試驗(yàn)成功、已生產(chǎn)出一套、可以投產(chǎn)
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實(shí)物、現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本產(chǎn)品基于對(duì)生態(tài)環(huán)境最基本的溫度、濕度、光強(qiáng)的實(shí)時(shí)檢測(cè)，集成入無線網(wǎng)絡(luò)模塊。使用時(shí)儀器會(huì)及時(shí)地將采集的數(shù)據(jù)傳送給顯示端，供用戶了解。用戶根據(jù)鍵盤的提示可以設(shè)定報(bào)警閾值和參數(shù)比例。該儀器能根據(jù)用戶的比例設(shè)置，計(jì)算出環(huán)境綜合指數(shù)。在環(huán)境達(dá)到報(bào)警閾值時(shí)，儀器能及時(shí)報(bào)警，同時(shí)做出調(diào)控措施。該產(chǎn)品適用于對(duì)大規(guī)模的農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境的監(jiān)控，一個(gè)單片機(jī)檢測(cè)多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的生態(tài)環(huán)境參數(shù)，方便迅捷地讓遠(yuǎn)在監(jiān)控室的用戶了解養(yǎng)殖點(diǎn)的生態(tài)環(huán)境，當(dāng)環(huán)境惡化時(shí)，儀器先做出緩解措施，并等待用戶進(jìn)一步采取措施。用戶可以根據(jù)自己的要求設(shè)置環(huán)境參數(shù)控制的上下限，根據(jù)自己的要求使設(shè)備計(jì)算環(huán)境指數(shù)實(shí)時(shí)供用戶參考。產(chǎn)品集成度高，占地面積??；探頭小，方便放在探測(cè)點(diǎn)的任意位置；容易做防水措施。 該產(chǎn)品可以應(yīng)用到任何對(duì)該參數(shù)測(cè)量和控制的環(huán)境中。根據(jù)不同的要求可以在此基礎(chǔ)上開發(fā)更高的測(cè)控設(shè)備。目前市面上沒有溫度、濕度和光強(qiáng)同時(shí)多點(diǎn)監(jiān)測(cè)的一體機(jī)。該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，原理清晰，性能穩(wěn)定，元器件成本低廉，容易改進(jìn)和推廣，市場(chǎng)前景廣闊，經(jīng)濟(jì)效益豐厚。
同類課題研究水平概述
- 目前市面上最常見同類產(chǎn)品有： 1、室內(nèi)電子溫度計(jì)、電子濕度計(jì)、光強(qiáng)計(jì)，他們針對(duì)一點(diǎn)檢測(cè)，方便攜帶，功能簡(jiǎn)單。用于最簡(jiǎn)單的溫濕度測(cè)量。 2、家用的溫控儀、溫濕度控制儀，他們針對(duì)儀器放置范圍的溫濕度進(jìn)行控制。 3、工產(chǎn)、生產(chǎn)車間的溫控儀，他們儀器精密、體積龐大、專業(yè)性較強(qiáng)、正對(duì)生產(chǎn)對(duì)象的特殊指標(biāo)。 4、市面上暫時(shí)沒有溫度、濕度、光強(qiáng)多點(diǎn)測(cè)量的小巧簡(jiǎn)潔、方便攜帶的一體機(jī)。 5、市面上已經(jīng)有開發(fā)好的ZigBee 無線模塊，供用戶直接單獨(dú)使用。沒有集成到控制模塊中。 綜上所述，現(xiàn)有的對(duì)生態(tài)環(huán)境監(jiān)控儀器：低端產(chǎn)品功能簡(jiǎn)單，使用范圍?。桓叨水a(chǎn)品，技術(shù)要求高，針對(duì)性強(qiáng)，體積龐大，難以普及。本作品結(jié)合高端產(chǎn)品的功能豐富、個(gè)性化控制強(qiáng)和低端產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，使用便攜的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)。
