课题论证书6-基于PLC的室内环境监控系统的设计.docx

吉林大学本科毕业论文（设计）课题论证书题目名称基于PLC的室内环境监控系统的设计拟题教师王庆凤职称讲师所在学院电子科学与工程系（教研室）电子信息工程合作导师职称所在单位适用专业电子信息工程、电子信息科学与技术题目来源生产需求()科研课题() 教研与实验室建设()其他预研课题()题目类型基础研究（）应用研究（）题目性质设计（）论文（）其他（）一、课题拟定依据1.课题来源本课题来源于横向项目“水下设备舵机、深度和航向信号模拟器的研究”中有关电路系统与控制算法的设计与研究。2.课题拟解决的问题为提高了决策水平，减轻了技术管理工作量，以某种环境如温室为例，监测项目包括室内气温、水温、土壤温度、相对空气湿度、CO浓度、pH调节值等；大气温度、太阳辐射强度、风向风速、相对湿度等，其期待温室环境控制装置的应用给种植者或生产者带来了一定的经济效益。3.主要内容与目标(1) 搭建一个基于PLC的室内环境监控系统，该系统主要包含以PLC、传感器等构建的下位机采集传输控制系统和由组态软件构建的上位机监控系统；(2) 上位机接收到信号后，进行信息的处理和存储，同时与预设的标准进行比对,根据比较结果向下位机发送控制命令，以达到对温度的控制目的。4.前沿性，理论及实际意义在农业生产或工业生产中，准确、及时地掌握温室环境数据，做到科学适时调控，成为温室等生产中提高产量、品质，抑制各种病害发生的重要环节。在我国，据国家统计局发布的第二次全国农业普查结果显示，截至2010年末，全国温室面积为100万hm2，其中日光温室和连栋温室面积33万hm2、大棚面积67万hm2比上年增长30%和23%。技术创新不断加快，温室产业已初具规模，温室的经济、社会和生态效益有了明显提高，地方各级政府将温室工程作为发展现代农业的切入点，纷纷建立了现代化高效温室示范园区，极大地促进了我国温室产业的发展。温室等环境控制装置主要用来对温室环境(气象环境和栽培环境)进行监测和控制，能提高了决策水平，减轻了技术管理工作量，同时也为种植带来了很大方便。5.课题对学生的训练价值本课题可以训练学生将电子技术、嵌入式系统和编程相结合解决实际问题的能力。二、课题的主要任务以及设计参数等技术指标要求1、掌握电子电路的搭建方法；2、掌握数据采集系统的原理和控制方法； 3、掌握基于PLC的设计方法；4、掌握撰写论文的基本方法和思路；5、技术指标要求：完成文献综述、开题报告、毕业论文。三、毕业设计（论文）工作量以及达成度分析3.1 毕业设计（论文）的工作量要求（含外文翻译、文献综述、开题报告、毕业设计图量、论文等）（1）完成外文翻译1篇（至少10页以上）；（2）完成文献综述1篇（至少5000字）；（3）完成开题报告1份，阐明研究背景和意义，研究内容、方法和技术路线；（4）提交PLC系统硬件电子电路图1套；（5）完成毕业论文1份。3.2 工程类专业，“复杂工程问题”的符合度分析本专业的“复杂工程问题”包括：电子线路的分析与设计，传感技术的研究与应用，信号处理方法及算法研究，嵌入式系统的设计与编程，通信原理及系统设计，控制理论与控制方法研究等等。本课题的主要研究内容属于嵌入式系统的设计与编程等范畴，属于本专业的“复杂工程问题”。3.3 毕业要求的达成度分析本课题的主要研究内容支撑了毕业要求2、4、5、6、7。对研究完成电路的焊接和搭建，增加学生理论联系实际，此过程支撑了毕业要求2、4；学生运用C语言、PLC、上位机等软件工具进行嵌入系统的设计与研究，支撑了毕业要求5；学生在分析过程中，使用了程序设计和电子电路绘图标准，此过程支撑了毕业要求6；学生在完成毕业论文的过程中，能够理解环境监测与工业生产、社会安全等的理念和深度，支撑了毕业要求7。学生如完成毕业论文的编写并通过答辩，则达成度视为“达成”。四、课题的可行性分析本课题方法具有复杂性，但是思路清晰、易懂，对于本科生的学习阶段，锻炼学生理论结合实际的能力非常适宜。 本课题源于本专业本科生实际所学，将理论用于实践，也是指导教师为课题的完成提供了必要前提。五、拟题人对题目的前期研究基础拟题人多年从事模拟电子技术和自动控制原理等的教学工作，对研究基础条件掌握得很详细；此外，拟题人多年从事控制理论与控制工程等的科研工作，对于评价方法的基础性、前沿性、发展性掌握较好，可以指导学生完成。六 、场地需求（功能实验室名称）电子信息工程实验室电工电子实验中心开放实验室七、特殊条件需求（仪器设备等） 无八、进度安排（从选题开始安排）1、2016年10月底，选题；2、2016年11月，完成文献综述、开题报告；3、2016年12月，完成资料搜集和数据整理；4、2017年1月-2月，完成PLC程序设计的学习；5、2017年3月-4月，实现监测系统的设计及算法调试；6、2017年5月，编写论文、论文修改完善；7、2017年6月，答辩。九、参考文献及来源（要求最新文献资料，格式应按国家标准GB/T 7714-2005 文后参考文献著录规则）1 丁为民，汪小S,李毅念，等.温室环境控制与温室模拟模型研究现状分析J.农业机械学报，2009，40(5):162-165.2 日光温室和塑料大棚面积大幅增长J.中国瓜菜杂志编辑部，2010,03.3 荆珂，张孟杰，李芳，等.温室控制系统的现状及其发展J.农机化研究，2008，(5)213-214.4 滕光辉，李长缨.分布式网络控制实现温室环境调控自动化的一种新方案J.农业工程学报，2002, 18(5)： 118-122.5 董乔雪，王一鸣.温室计算机分布式自动控制系统的开发J.农业工程学报，2002,18(4)： 94-97.6 房健.荷兰玻璃温室蔬菜种植的特点J.蔬菜，2000，(8):33-34.7 何黎明，饶家明，田作华.基于现场总线的温室分布式控制系统J.计算机工程，2002,28(4)：222-223.8 周增产，胡晓斌，齐文新，等.分布式智能型温室计算机控制系统的一种设计与实现J.计算机与农业，2002(8)：5-8.9 王耀林.国内外设施农业现状及发展趋势J.中国农业科学，2001(1):96-100.10 S.Tunez,Temporal Knowledge Modeling in Plagues Control in Greenhouses, Cybeetics and SystemsVoI.21:367-374?199011 方瑞华.我国设施农业的现状和发展方向J.江苏理工大学学报，1998,19(4)：53-5812 郑为键.花丼栽培用微喷灌智能温室控制系统的研制，节水灌溉，2005(4):24-2513 齐云鹏，陈志武，佐文品.基于嵌入式思想的新型准集散式温室环境控制系统J.郑州轻工业学院学报，2006, 21(2)： 80-8214 伍德林，毛罕平，李萍萍.基于经济最优目标的温室环境控制策略J.农业机械学. 2007,38(2):115-119.15 丁为民，汪小g，李毅念，等.温室环境控制与温室模拟模型研究现状分析J.农业机械学报，2009,40(5):162-168.16 李锡文，杨明金，杨仁全.现代温室环境智能控制的发展现状及展望J.农机化研究，2008(4):9-13.17 李迎霞，杜尚丰.中国温室环境智能控制算法研究进展.农业工程学报，2004，20(2)：267-272.18 李慧.连栋温室专家控制系统的研究.北京林业大学硕士论文.200519 樊秀琴，肖海燕.大棚西红柿栽培技术J?现代农业，2011.820 刘玉颖，廖样儒，徐景智，等.补充光照对番茄幼苗生长的影响J.河北大学学报（自然科学版） 2002, 22 (1)：51-5421 林燕丹.补光照明对蔬菜作物生长的影响J.中国照明电器,2006,(3):12-1522 陈刚.PLC在连栋玻璃温室温度控制中的应用研究D.昆明：昆明理工大学，2009.323 齐占庆.机床电气控制技术M.北京：机床工业出版社，1990.1024 谢双维.传感器与检测技