科创项目答辩稿
2020-03-03 06:16:27 来源：范文大全收藏下载本文
尊敬的老师，你们好。今天我要答辩的项目的名称是面向智能农业的监控系统。我主要从项目背景与意义、项目简介、研究过程和研究方法、成员介绍与技术储备、预计研究成果和创新点这五个方面来进行今天的答辩。
我们首先开看一下项目背景，未来农业信息技术发展的方向是智能化、自动化。我国的智能化农业信息技术应用工程已取得显著的经济效益和社会效益，我国在十多个省市的示范区的建设实践和成就充分证明了其重要的价值和意义。
智能农业由以下六个系统来支撑。此智能农业离不开一系列高新技术的支持，监控系统的创造与革新更是其先行。
这是国内已有的一些智能农业的系统和设备
项目研究的目的和意义。项目目的是为了设计出一个面向智能农业的多功能监控系统。该系统能够做到对监控对象所在环境进行实时监控，使作物或牲畜能够生活在一个相对适宜的环境中，从而能够实现产品的高产、优产，能对一些不需要人工进行的措施实行自动化的控制，对于一些需要人工经验判断来做出决定的措施能够给出计算机的参考结果。
目前智能农业在全世界蓬勃发展，我们希望这个项目的研究能够为实现农业的智能化出一份力，随着项目背景的不断发展，该研究还可以有更深入更广阔的研究空间。
我们本项目的研究内容有以下六项。
一、3G、WI-FI、Zigbee技术的网关设计
二、视频采集模块设计（基于WI-FI、后台控制）
三、恒温恒湿控制率设计
四、后台监控软件设计
五、小开销路由协议设计
六、基于Zigbee的低功耗传感器节点设计
我将结合下面的系统流程图做具体的介绍。这是我们的系统工作时的流程图，zigbeem模块将传感器收集到的温度湿度信息通过ZIGBEE无线传输技术传送到网关。WIFI模块将摄像头收集到的视频数据通过WIFI无线传输技术传送到同一个网关。网关实现数据协议间的转换后将数据通过3G无线传送技术传送给进行监控的计算机，与此同时网关也可以发送短信给用户的手机。监控的电脑对传送过来的数据进行分析，若温度或湿度不符合动植物生长要求的话，计算机中的控制模型通过传递函数来控制系统中相关的设备，来调节室内保持恒湿恒温。
下面具体说一下本项目的研究内容
一、3G、WI-FI、Zigbee技术的网关设计
我们采用WI-FI无线传输技术进行摄像头采集的视频信息的传输，这是由于视频数据占用带宽较大、数据量较大的特点。
我们采用Zigbee传输技术传输温度传感器、湿度传感器采集的温湿度信息，这是由于Zigbee成本低、体积小、能量消耗小、简单灵活所以很适合于温湿度等小数据的传输，并且Zigbee设施可以长期不需要供电。
我们会对网关进行设计。由WI-FI和Zigbee将采集的数据传到网关后，网关实现协议之间的转换，网关再通过3G技术将数据传递给电脑或者手机。WIFI和Zigbee共用同一个网关，这样就实现了WIFI和Zigbee的联合组网，也节省了一部分的资源。
二、视频采集模块设计（基于WI-FI、后台控制）
我们之所以有视频监控的设计，是因为在一些养殖业中有这样的需求。有了视频监控后，养殖人员就可以方便的在监控室内观察牲畜的生长情况。在视频数据采集传输中，我们采用H.264标准。该标准有如下特点：
1、更高的编码效率
2、高质量的视频画面
3、高网络适应能力。
4、采用混合编码结构。
在H.264视频压缩协议中我们采用变码率设计，实时调整帧率，能够在最大限度上节省带宽，而且能很好的适应带宽变化，同时还能很好克服带宽剧变时的丢帧现象。
三、恒温恒湿控制率设计
建立控制系统模型。给出控制系统传递函数，实现对农场内装置的控制，来调节室内保持恒湿恒温。
四、后台监控软件设计
我们通过组态软件设计出监控程序。用户可以使用计算机观看到监控范围内的实时图像、动态曲线和实时数据，对作物或牲畜生长情况进行实时监控，也可以通过向手机发送短信的形式对用户汇报生长状况。
五、小开销路由协议设计
对Zigbee节点的路由协议进行研究，实现小开销路由协议。因为Zigbee带宽有限，若路由占用带宽较多，则不利于数据的传输。
六、基于Zigbee的低功耗传感器节点设计
传感器将接受到的温度湿度转换成数字信号，我们设计出传感器与Zigbee模块之间的接口，实现传感器与Zigbee之间信号的处理和传输。
研究方法、技术路线 我们采取动态网络设计、网络仿真和构建演示验证系统等三个互相结合的研究方法和路线。我们将6个左右的嵌入式节点组成无线传感网络，来建立项目产品的原型系统，并在此基础上进行设计、分析与实验。 我们每个人的分工不同，采取分工合作的方式，每人负责一部分的研究内容。
研究中面临的技术难点和拟采取的解决办法
一、WI-FI和Zigbee联合组网。我们采用同一个网关来实现协议之间的转换，实现WI-FI和Zigbee的联合组网。
二、视频采集模块设计。这里对H.264标准进行变码率设计，根据图像数据量的大小来自动调整编码率的变码率压缩编码，达到最优化效果。
三、小开销路由协议设计。我们对AODV算法进行优化，实现开销较小的路由协议，保证Zigbee模块采集的数据能够正常传输。
这是我们的进度安排，我们计划用两年的时间完成整个项目。 成员介绍及分工
我们的指导老师是陈旿副教授。陈旿老师长期从事信息的传输处理等方面工作，对无线传输技术有独到的见解。负责指导课题内容及研究方法的制定，参与对研究过程中遇到问题讨论和指导。
我们的成员有教育实验学院 郭振 仇闯 余建成 邓涛 刘中元 ，我们的成员都学习突出，至少掌握一门计算机语言，有一定的编写程序的能力，能熟练运用matlab等软件。个别成员有较强的动手能力。
我们可利用资源丰富，依托自动化学院的实验室，还有丰富的参考资料等。 预计研究成果 软件成果
1、实现同时作为WI-FI和zigbee的网关的设计。
2、实现变码率设计的H.264协议。
3、自主设计出的计算机监控软件。
4、设计出小开销的路由协议。 硬件成果
1、6个左右的嵌入式节点组成无线传感器网络的验证系统。
2、实现Zigbee模块与传感器的组合。
3、实现WI-FI模块与摄像头的组合。 技术报告
面向智能农业多功能监控系统
创新点
1、WI-FI技术和Zigbee技术混合组网，优势互补，实现功能多样化。
2、小开销路由协议的设计，减小路由开销，减小网络的负担，对实现无线网络的优化有重要意义。
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