附件1级大学生创新性实验计划项目申报书项目名称申请者张樨山所在学院计算机与信息学院专业年级2010级物联网工程指导教师项目起止时间联系电话电子信箱合肥工业大学创新学院填表须知一、《合肥工业大学大学生创新性实验计划项目申报书》（注明国家级或校级）要按顺序逐项填写，内容要实事求是，表达要明确、严谨。
空缺项要填“无”。
要求一律用A4纸打印，于左侧装订成册。
二、申请参加合肥工业大学大学生创新性实验计划项目团队人数不得超过5人（1人为立项负责人，参与合作研究者1-4人）。
三、《合肥工业大学大学生创新性实验计划项目申请表》由申报学生所在学院初审，签署意见后，一式一份报送创新学院。
四、如填表有不明事宜，请与创新学院联系和咨询。
（联系电话：2901856）申请者情况姓名张樨山性别女出生年月所在院（系）计算机与信息学院专业年级2010级物联网工程学号项目组成员情况姓名性别出生年月专业年级分工傅江彪男1991.08 2010级物联网工程余欣纬男1992.11 2010级物联网工程隋杨男1992.1 2010级物联网工程周炎男1992.07 2010级物联网工程指导教师情况姓名职称学历/学位讲授课程研究方向所在院（系）E-mail地址电话课题来源：□科研□教学□设计□工程□自选□其他（）一、申请理由（知识条件，特长、兴趣，相关经历等）(一)项目背景我国是温室栽培起源最早的国家，在2000多年前就已经能利用保护设施(温室的雏形)栽培多种蔬菜，至20世纪60年代，中国的设施农业始终徘徊在小规模、低水平、发展速度缓慢的状态，70年代初期地膜覆盖技术引入中国，对保温保墒起到一定的作用。
随着经济的发展和科技的进步，相继出现了塑料大棚和日光温室。
但是传统的技术已经不能适合现在生产力的发展，越来越迫切的需要新技术来改革温室。
现阶段我国的温室建设还存在诸多问题。
科技含量低。
中国的设施园艺无论是在温室设施本身还是在栽培管理方面，大多数设施结构简单，栽培管理以传统的经验为主，距离数量化和指标化的要求还有相当大的差距。
中国温室市场上目前使用的不少产品，在高品质领域主要以国外产品为主。
温室环境控制系统领域上国内的产品与国外有相当大的差距，而且国内现有的一些科研成果与真正地推广应用之间还有一段差距。
缺乏与我国相适应的温室优化控制软件。
目前，我国引进温室的控制系统大多运行费用过高，而自行研制的控制系统又缺乏相应的优化软件，多数仍使用单因子开关量进行环境因子的调节。
而实际上温室内的光照、气温、地温、湿度及co2浓度等环境要素是在彼此关联着的环境中对作物的生长产生影响的，而且环境要素的时间变化和空间变化都很复杂，当改变某一环境因子时常会把其他环境因子变到一个不适宜的水平上。
因此，结合温室内的物理模型、作物的生长模型和温室生产的经济模型，开发出一套与我国温室生产现状相适应的环境控制优化软件是非常重要和十分迫切的。
因此我们迫切需要建设温室产业科技创新体系。
发展温室产业必须以科技创新为依托。
没有科技含量或科技含量低的温室产业，将无法确保温室产业得到有效的发展。
随着自动化、智能化等高新技术的应用，出现了智能型温室，使农业产品工厂化生产成为现实。
计算机技术作为一种手段，融于各类技术之中，实现整个系统的自动监测与集中控制。
极大的促进了农业生产的革新。
我们可以用物联网技术，可达到改善产品品质、调节生长周期、提高经济效益的目的，尤其是可实现温室管理的高效和精准。
对于规模化的设施而言，如果借助人工来调控温室内的环境条件，需要大量人手和时间，而且存在难以避免的人工误差。
如果应用物联网技术，就只需点击鼠标，在最短的时间里完成人工操作，而且非常严谨，这也是业内看好物联网在现代农业中应用的重要原因。
（二）自身研究条件WSN小组：2006年，合肥工业大学安全关键工业测控技术教育部工程研究中心（工程中心主要依托计算机与信息学院分布式控制研究所建设）就成立针对无线传感网技术和应用的研究小组，小组在基于该项目所涉及到无线网络、传感网、软件开发等技术进行了深入的研究和大量的应用开发积累经验。
小组拥有完善的硬件开发平台和工具，并已构建了无线传感网振动检测开发套件、无线传感网视频开发套件、Zigbee协议分析仪等相关硬件。
这可以我们小组的研究工作提供雄厚的软硬件支持。
张樨山：合肥工业大学计算机与信息学院物联网工程10-1班学生。
自学能力强，有上进心，对知识渴求高.曾功过工业培训中心学习，掌握相关硬件知识，并具有动手实践的能力，具有较强的组织、沟通、协调能力；曾学过Visual C++等编程语言，有较强的软件能力。
傅江彪：合肥工业大学2010级物联网工程专业学生。
在一年级学习了visual C++，参加过icpc的暑期培训。
做事积极认真负责，有较好的自学能力组织协调能力。
余欣纬：合肥工业大学2010级物联网工程专业学生。
在一年级学习了visual C++，多次参与c++程序编译工作，在c++程序设计课程设计中获得较好成绩，掌握了基本的c++程序编译方法。
有较强的自学和沟通能力，对于参加科研项目热情很高，十分想将自己学到的知识用于实践。
隋杨：合肥工业大学10级物联网工程的学生，现在就读于计算机与信息学院物联网工程专业，一年级的时候曾功过于工业培训中心学习，掌握有关硬件设备的操作及制作方法，有较强的自学和沟通能力；曾学习过Visual C++等编程语言，正在学习电路与电子技术、数据结构与算法（C++）。
周炎：合肥工业大学10级物联网工程专业学生。
曾经学习过Visual Basic、Visual C++等编译语言，动手能力较强，自学能力较强，具有较强的求知欲和对科学研究的巨大热情，崇尚实践。
二、项目研究内容（目前研究的现状、研究方法、实验方案、解决的关键技术和创新点等）（一）研究现状我国温室技术起步早，但工业化只是兴起于20世纪80年代初。
人口众多，人均耕地面积少，众多人食不果腹，因此温室的改革迫在眉睫。
尽管已有温室的监控系统的研究，但相关软件的开发尚处于起步，我国温室的现状仍有几下几点问题：科技含量低。
中国的设施园艺无论是在温室设施本身还是在栽培管理方面，大多数设施结构简单，栽培管理以传统的经验为主，距离数量化和指标化的要求还有相当大的差距。
环境调控技术与设备落后，缺乏理论基础与量化指标。
由于绝大多数园艺设施类型过于简易，因此对环境的调节和控制十分有限。
缺乏与我国相适应的温室优化控制软件。
目前，我国引进温室的控制系统大多运行费用过高，而自行研制的控制系统又缺乏相应的优化软件，多数仍使用单因子开关量进行环境因子的调节。
而实际上温室内的光照、气温、地温、湿度及co2浓度等环境要素是在彼此关联着的环境中对作物的生长产生影响的，而且环境要素的时间变化和空间变化都很复杂，当改变某一环境因子时常会把其他环境因子变到一个不适宜的水平上。
中国的温室建设上盲目性很大。
大量的项目在相应的配套设备、人才不到位的情况下，盲目地从国外引进高新技术，盲目地低水平仿制国外产品。
（二）研究内容基于物联网技术的温室测控系统包含如下部分：（1）综合环境监测系统：该系统运用现代传感，网络通信、微处理器等高新技术对温室的温度、湿度等环境因子进行实时监测，为其调控提供依据。
由于作物的生长和发育并不取决于某一时刻及某个特定环境因子（温度等），而主要取决于一段时间的平均水平。
所以在该系统中并不设置一个固定的值，温室中的环境因子（温度等）的值在最高和最低范围内可进行变动，以求在一个较长的时间段内达到理想的平均值。
这样计算机可以根据室外的气候，在使用最低能耗，最佳利用温室中现有设备的情况下自由进行调节。
（2）植物生长状态监测系统：由于现阶段温室控制技术停留在对温室环境因子的监控上，并没有考虑温室作物本身的生理过程，诸如植株的温度、光合作用和蒸腾作用等。
该系统运用无线传感网、植物生命体征检测等高新技术对植株的温度、光合作用和蒸腾作用进行实时监测，并且为综合环境测控系统提供数据，且通过无线技术，并及时传入到综合测控系统。
（3）设备远程控制及监控系统：该系统主要应用无线传感网络、GPRS/GSM 无线通信、自动化等高新技术对温室的设备（通风降温、太阳能存储、灌溉等）进行远程控制，并及时传输设备运行情况，以免发生设备故障。
（4）植物信息采集系统：该系统运用RFID射频技术及其识别网络对植物的相关信息（产地、生长周期等）进行采集，方便对环境进行提控。
（5）分布式测控系统：分布式系统通常分为上、下两层，上层用作系统管理，其它各种功能(测量与控制任务)主要由下层完成。
下层由许多各自独立的功能单元组成，每个单元只完成一部分工作。
面向对象的分布式系统，即每一个功能单元针对一个对象，每一根进线和出线、每个传感器及接触器等都可以作为对象。
（三）研究方法温控测控系统包含了监测室内外环境的温度、湿度、风速等环境因子，各种传感器等硬件设备的运行情况及使用情况，以及植物本身的生长状态的情况。
该系统利用ZigBee无线传感网络、GPRS/GSM无线通信、RFID射频识别网络、以太网构成的多级异构融合网络体系，对以上信息进行采集，处理，保证了信息的准确性，传输的安全性，为温室调控提供了多种控制方案，及辅助决策策略，及时预警，保证了设备的正常化，温室调控的最优化，最大程度上保证作物的生长，获取最大的作物产量。
（四）项目难点（1）传感器相邻节点的有限传输距离、传输速率等问题；（2）由于更换传感器节点的复杂性，在温室条件下，如何在降低能耗的同时实现传感器的持续、长时间工作；（3）如何对监测装置供电能够达到最低成本，最少能耗；（4）如何将电子监测设备对于作物的影响降低到最小。
（5）监测系统的结构的最优化，控制系统的处理器合理化，温室控制算法选择的问题。
（五）项目特点（1）实时监控，及时反馈。
通过灵敏的传感器对光照强度、温度、湿度、雨量等作物种植必要指标进行监测，并在指标出现异常时能够及时反馈给人，方便及时采取调节措施；（2）预先设定，智能调节。
当人无法及时关注温室作物情况时，可以预先对作物生长的必要指标进行设定。
当温室内某一指标超出设定范围时，系统能够迅速做出反应，自动采取措施调节；（3）远程控制，方便快捷。
可实时通过短信获取当前温室中各项环境数据，同时可以通过网页、手机的方式远程控制动作设备，对温室进行调节；（4）信息存储，查询快捷。
可以通过扫描将温室中不同类型的作物存入系统中，记录作物有关数据，方便及时查询和调节设定。
（5）联网操作，统一管理。
温室中各项调节均可通过网络实现，方便了人对大量温室进行联网的监控、调节，做到统一管理。
（六）项目创新点（1）系统调节更加智能化。
在保证了人对于温室各种情况的了解和控制的情况下，最大程度地发挥了系统智能化的特点，使人能够花费最少的精力对温室有最完全的控制；（2）人对于温室的了解、调节更加方便。