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基于物联网技术下的水体监测与智能维护系统设计

申报人:刘俊成 申报日期:2021-01-11

基本情况

2021校院级项目管理
基于物联网技术下的水体监测与智能维护系统设计 学生选题
创新训练项目
工学
电子信息类
学生自主选题
一年期
物联网技术下的水体监测与智能维护系统与传统的水体监测系统相比较,物联网技术下的水体监测与智能维护系统无需专人专员对水质检测,能够有效降低成本,提高水体检测和维护的可靠性。目前,国内对于智能化的水体监测与维护集于一体的系统还未成型。已有论文一篇,集成传感器模型搭建完毕,监测算法正在完善。 目标是实现水体监测与智能维护一体化的系统。

1,在2020年江苏省电子设计大赛中,与学长学姐共同学习,获得江苏省二等奖;

2,在实验室积极参与学长们的各类项目,熟练掌握了Altium Designed画原理图、PCB、模型搭建、UG画3D图等技能;

3,积极参与院内设计竞赛,可以熟练的操作stc系列单片机;

4,自学了protuse单片机仿真软件,掌握编程语言写进MCU的能力;

5,课余时间做过多个小项目,对arduino,stm32有一定了解。

院级

项目成员

序号 学生 所属学院 专业 年级 项目中的分工 成员类型
刘俊成 电子信息工程学院 通信工程(嵌入式培养)(本科) 2019 硬件电路的研究与设计,经费分配,并负责项目整体进度监控
田源 电子信息工程学院 电子信息工程(嵌入式培养)(本科) 2018 软件设计,软件编程与调试,印制电路板的绘制与设计
付大同 电子信息工程学院 通信工程(嵌入式培养)(本科) 2019 元器件采购、硬件电路焊接与调试
周楷洋 机械与电气工程学院 机器人工程(本科) 2019 3D模型设计
黄梦回 电子信息工程学院 通信工程(嵌入式培养)(本科) 2019 搜集资料、整理测试数据和撰写报告,费用报销

指导教师

序号 教师姓名 所属学院 是否企业导师 教师类型
孙小羊 电子信息工程学院
吴启琴 电子信息工程学院

立项依据

目的是实现水体监测与智能维护一体化系统物联网技术下的水体监测与智能维护系统与传统的水体监测系统相比较物联网技术下的水体监测与智能维护系统无需专人专员对水质检测,能够有效降低成本,提高水体检测和维护的可靠性

系统由7个部分组成,分别是PH检测电路、浊度检测电路水质检测电路水温检测电路、水位检测电路开关电路、屏幕显示电路和水泵驱动电路,数码管显示电路会显示出PH值情况、浊度情况、水质情况及水位情况。采用PH传感器、温度传感器浊度传感器、水质传感器、超声波传感器采集数据元件,根据系统算法判断来控制水泵的启动和停止,进而进行水质的更换,实现水质的自动监测和智能维护,并同步拓展使用移动互联APP实现远程监测。

目前为止国内对于智能化的水体监测与维护集于一体的系统还未成型。

1水质监测与维护实现智能一体化,有效降低成本,提高水体监测维护可靠性;

2)与时俱进,充分融入互联网、物联网技术

3)智能维护装置是整个系统主要创新之处,对传感器采集的数据进行算法分析,交由系统进行判断,确保多项水体数据维持相对恒定。

技术路线:

1)利用数字信号处理技术(ADC)实现对各类传感器的全天候监测,通过算法对水质进行判断,进而做出实时智能维护调整

2)采用基于现代物联网中较为成熟的zigbee传输技术,系统设备将融合zigbee技术和物联网技术以及移动应用端,与传统监测比较,会更高效、智能化

拟解决的问题:

  1、未购买各类元器件、模块,电源,模型材料;

  2、更成熟的模型和集成电路需设计和实现;

预期成果:

1、结题时提供研究或设计方案一份;

2、结题时提供电原理图及PCB图一份;

3、结题时提供系统实物一套

4、提供总结报告1份,并在省级或核心期刊发表论文1

20216月~202111 进行系统需求分析,完成方案设计;利用相关知识完成电路和控制电路的软、硬件设计工作;完成项目软、硬件的设计、调试。

202112月~20225月 项目设计改进,项目结题工作。

自身的特长、兴趣、已有的实践创新成果:

  项目成员均为FPGA实验室成员,对电子技术、嵌入式系统、计算机编程、3D建模方面有着浓厚的兴趣,并且接受过此类知识的培训。成员有参加过省级、校级、院级的项目,具有较为丰富的实践经验,可有计划的做出项目规划和实施。项目成员对物联网技术下的水体监测与智能维护系统设计均有研究,并且成员之间已经分工明确,对项目的开发步骤也有了初步规模。项目成员利用FPGA实验室提供的条件,积极开展涵盖互联网和物联网方向的创新实验。

自身具备的知识条件

项目成员已经具备的或将要学习的知识:


理论课程:《电路分析》、《C语言程序设计》、《数据结构》、《单片机原理与应用》、《大学物理》、《高频电子线路》、《数字信号与系统》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《信号与系统》、《传感器》;

实践课程:《大学物理实验》、《电路实验》、《电工电子基础实验》、《电工电子实习》、《电子技术实验》、《微机与单片机实验》。将上述理论知识与实践融会贯通到项目成员身上,提升项目成员的实践能力和增强项目成员的专业技能。


经费预算

开支科目 预算经费(元) 主要用途 阶段下达经费计划(元)
前半阶段 后半阶段
预算经费总额 5000.00 系统设计的模块和调研整个市场的适用情况 500.00 4500.00
1. 业务费 3100.00 调查各类关于水体养殖的大体情况 500.00 2600.00
(1)计算、分析、测试费 300.00 各类水质采样 0.00 300.00
(2)能源动力费 100.00 市内打车 100.00 0.00
(3)会议、差旅费 400.00 到外地实地调查,户外水质调查 400.00 0.00
(4)文献检索费 300.00 网上论文查重 0.00 300.00
(5)论文出版费 2000.00 论文出版费用 0.00 2000.00
2. 仪器设备购置费 400.00 购买水体检测仪器 0.00 400.00
3. 实验装置试制费 1000.00 3D模型,PCB电路板制作 0.00 1000.00
4. 材料费 500.00 各类传感器模块,电源 0.00 500.00
结束