立项申请表(大学生创新创业训练计划项目).doc
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校内编号：
石家庄铁道大学
大学生创新创业训练计划项目申请表
项目名称:
基于扩频通信的自组网的设计
申请人:
胡子旭
班级及学号:
电1404-120142560
申请级别:
□校级□省级□国家级
申请类别:
□创新训练□创业训练□创业实践
推荐单位:
石家庄铁道大学电气与电子工程学院
指导教师:
石彦丛马月辉
填表日期:
2016年4月10日
石家庄铁道大学教务处制
填表说明
1、各项内容必须实事求是，表达明确严谨，简明扼要。
严格按照规定格式填写，对于填写不符合要求，内容含混不清，不予受理。
2、鼓励跨学院跨学科组建项目团队，团队成员应有明确的分工并相互协作，但申请人必须在所属院系申请。
3、项目编号不填写，申请级别和类别在相应位置打√即可，所属门类按照“中华人民共和国学科分类与代码简表（国家标准GB/T13745-2009）”填写。
项目级别分国家、省和校级，项目类别分为以下三类：
（1）创新训练项目：
学生个人或团队根据个人或团队成员的学科知识基础和兴趣，在导师指导下完成实验系统开发、实验项目设计、产品设计、发明制作、软件开发、或社会调查等创新性训练项目内容，并自主完成项目设计、研究条件准备和项目实施、数据处理与分析、研究报告撰写、成果（学术）交流等工作。
（2）创业训练项目：
本科生团队，在导师指导下，团队中每个学生在项目实施过程中扮演一个或多个具体的角色，完成编制商业计划书、开展可行性研究、模拟企业运行、参加企业实践或进行一定程度的验证试验、撰写创业报告等工作。
（3）创业实践项目：
本科生团队在学校和企业指导教师共同指导下，利用前期创新训练项目的研究成果，提出一项具有市场前景的创新性产品或者服务，以此为基础开展创业实践活动。
创业实践项目要面向市场展开，按企业实际运营模式进行管理和实践。
4、用A4纸打印，左侧装订，页面不足可加页。
一式四份，经指导教师审核，由项目管理单位组织专家评选排序后，签署意见，加盖单位公章后，交教务处实践教学办公室（可用一份上签署意见后再复印盖章），获批立项以通知或合同为准。
项目名称
基于扩频通信的自组网的设计
所属学科
一级学科编号及名称
0810信息与通信工程
二级学科编号及名称
08001通信与信息系统
起止年月
2016年4月——2017年6月
申请经费
（元）
申请人
姓名
胡子旭
性别
男
出生年月
1995.12.24
民族
满
学号
20142560
班级
电1404-1
专业
电子信息工程
联系电话
18133809626
Email
2714282940@
项目组其他成员信息（不超过5人）
姓名
性别
出生年月
班级
电话
分工
签字
周全
男
1996.6.9
电1404-1
15227868382
自组网协议的编程
靳迪
男
1995.10.25
电1404-1
15533985218
自组网协议的编程
刘磊
男
1996.12.14
电1405-1
15231106709
研究扩频技术
孙超
男
1995.12.23
电1405-1
15232161825
实际操作
指导教师基本信息
姓名
出生年月
职务/职称
工作单位
联系方式
Email
石彦丛
教师
电气学院
15511336587
马月辉
1964.10.3
教师
电气学院
13373119263
mayueh@
一、项目简介
自组网是一种移动通信和计算机网络相结合的网络，网络的信息交换采用计算机网络中的分组交换机制，自组网路由协议的目标是快速、准确和高效，要求在尽可能短的时间内查找到准确可用的路由信息，并能适应网络拓扑的快速变化，同时减小引入的额外时延和
为应对在实际工程中对相隔距离较远、位置分散且不固定、数量较大的传感器实时数据传输的需求，本项目旨在设计基于扩频通讯技术的无线传感器自组织网络。
项目主要分为两个方面，即基于拓频通信技术的数据传输以及建立无线传感器节点自组织加入网络的规则。
传感器数据传输采用扩频通信技术，通过将待传送的信息数据用伪随机编码进行调制，实现频谱扩展后再传输，接收端又采用相同的编码进行解调使之恢复原始信息数据。
有较远传输距离，较强抗干扰、保密能力。
自组织网络通过制定拓扑控制机制和网络协议使各传感器节点快速查找到准确可用的路由信息，自动加入网络组织管理并准确高效地转发监测数据，建立多跳无线网络系统，减小引入的额外时延和维护路由的控制信息，降低路由协议的开销。
本项目具有传输距离远，可提高传感器系统精度、容错性、环境适用性等特点，具有较强的使用价值，且经过理论分析，现有知识水平可以基本达到设计的要求。
二、实施背景和意义
项目来源：
随着国家加大铁路兴建力度，在铁路施工与运行中，监控点与测量点分散且距离较远的环境下，不便于用有线的方式施工，因此数据的测量显得尤为重要。
采用扩频通讯技术的无线传感器自组网络技术可以满足长距离的数据测量需求。
国内外现状：
国内外广泛使用的是基于2.4GHZ（全球频段）的无线通信技术，例如：
zigbee技术、蓝牙、红外线、WiFi等等。
但这些无线通讯技术的共同缺点是:
传输距离近、成本高昂、传输速率低。
另外2.4G无线射频方案的带宽是一定的所以，随着固定带宽的被占用，信号质量将会有所下降；除此之外，设备移动使用时，有丢包、延迟等现象。
如今采用扩频通讯技术的无线传感器自组网络技术有MESH射频通信的无线网络，它的优点是：
快速部署和易于安装、非视距传输（NLOS）、健壮性（信噪比高）、结构灵活、高带宽。
网络自组网技术正朝着远距离、多点传送、多信道协商方向发展，将在应急通信组网、煤矿井等复杂恶劣环境下的无线通讯系统等方面拥有巨大的开发价值与市场价值。
项目的可行性分析：
本项目采用工业标准频段433MHz，以射频芯片SX1278为核心，具有一定的工业使用条件和案例，以STM8系列单片机为处理器，具有广泛的工业应用基础。
本项目拥有自组网信息传输设备、ST-LinkV2、单片机等必要设备。
实验室软件、硬件设施齐全，干净整洁保证了良好的试验环境。
本项目成员学习了《通信工程原理》、《C语言》等相关课程，了解项目原理以及编程工作。
三、实施该项目所具备的基础、优势和风险（包括自身具备的知识条件、自己的特长、兴趣、已有的创新创业成果等）
我们的专业是电子信息和通信工程与扩频通信、自组网关系密切。
专业知识很对口项目内容，并且专业课要学到通信原理、单片机、物联网组成的原理等科目，了解项目原理以及编程工作与项目联系密切。
所以随着学习的深入我们将具备这方面的知识来完成这个项目。
而且项目员学习成绩优异、动手能力强，对此项目很感兴趣，所以我们在专业知识和兴趣上都有能力完成这个项目。
创新创业的成果列表
起止年月
项目名称
姓名
担任的工作
取得成效
四、项目特色和创新点
本项目将扩频通信技术和自组网联系在一起，利用扩频技术的抗干扰性强、抗衰落，可以将待传送的得信息数据被伪随机编码调制，实现频谱扩展后在传输接收端则采用相同的编码进行调节及相关处理恢复原始信息数据。
这样的话再利用自组网技术可以大大提高接受的频率范围，从而加大了利用此技术测量一些数据的测量范围。
在自组网方面我们将通过协议快速的快速、准确和高效，要求在尽可能短的时间内查找到准确可用的路由信息，并能适应网络拓扑的快速变化。
利用扩频通信技术自组网形成了远距离、大范围的无线测量的网络，利用扩频技术的抗干扰性强、抗衰落，将待传送的得信息数据被伪随机编码调制，实现频谱扩展后在传输接收端则采用相同的编码进行调节及相关处理恢复原始信息数据。
提高接受频率的范围，增加测量数据的测量范围。
五、项目方案（至少1000字，包括实施内容、方法、拟解决的途径和应用领域及前景等）
1、研究目标、研究内容和拟解决的关键问题：
项目的研究目标是旨在根据扩频通信技术的基本理论编写基于扩频通信技术的自组网协议。
研究内容主要分为两个方面，即编写基于扩频通信技术的自组网协议以及建立无线传感器节点自组织加入网络的规则。
拟解决的关键问题有：
自组网络的建立、无线传感器端点自组织加入网络的规则机制、基于拓频通信技术的数据传输及路由机制等。
2、 拟采取的研究方法、拟解决的途径：
本课题采取多种研究方法的组合，充分重视团队成员的动手能力、团队意识和创新思维。
1、组织团队成员参观、调研考察有关“基于扩频通信的自组网络”课题的科学（例如：
车载自组网、无线传感网络）2、团队成员自主编写、组建拥有独立知识产权的基于Bellman-Ford算法的距离向量路由协议。
与传统的有限固定网络和单跳（蜂窝型）无线网络不同，移动自组网的节点之间通过多跳数据转发几只进行数据交换，需要路由协议进行分组转发。
3、搭建自组网络并执行路由协议测试实验内容。
4、开辟实验基地，在特定场合检验设备、协议软件。
3、应用领域及前景：
基于扩频通信的自组网络有着广泛的应用领域和应用前景。
可以应用于水文监测、勘探、铁路应急通信等领域。
如在水文监测方面，随着扩频通信自组织网络的应用，不需要依赖于任何的固定设施，可以快捷、简便地实现组网功能，形成一个临时性的自治系统，尤其在一些预设网络设施存在困难的地区，自组网络有着明显的优势。
同时扩频技术的应用可以使传感器间有更远的距离间隔，并且拥有更高的抗干扰能力。
从而有效发挥水文监测点的作用。
在铁路应急通信方面，铁路通信网络至关重要，但是因为铁路线路部分所在环境恶劣，通信出现问题后果极为严重，所以可以采用基于扩频通信的自组网络作为应急通信。
基于拓频通信的自组网络在多个方面都有着巨大的实际应用价值，克服了传感器有线传输或是短距离无线传输对测量监测工作带来的极大的局限性，以及可以在相对恶劣干扰较大的环境下工作，组网便捷。
同时目前该领域已有的通讯软件、协议绝大部分都不开源，本课题将自主编写组建，拥有独立的知识产权。
六、预期成果
利用已有的路由模块、自主编写拥有独立的知识产权的距离向量路由协议。
组建三点的基于扩频通讯技术的无线网络模型。
七、项目进度安排
2016.4-2016.6学习了解扩频通信技术和自组网的相关知识，掌握其最新的发展状况。
2016.6-2016.9购买实物了解其原理，并进行烧录测试。
2016.9-2016.12确定协议的基本框架。
2016.12-2017-3自主编写距离向量路由协议程序。
2016.3-2016.4组建三点的基于扩频通讯技术的无线网络模型。
2017.3-2017-6进行实际测试并完成相关论文。
八、项目经费预算
项目名称
开支内容
申请金额（元）
8000
合计
元（大写：
元整）
申请者承诺：
1、我保证填写内容属实，立项成功后本人和项目组成员将严格遵守各项相关规定和制度，按计划完成相关训练，按时报送相关材料。
2、如果因为主观原因导致项目执行不能达到预期目标，本人和项目组成员愿意承担相应损失。
3、任何与项目相关的论文、发明和专利等成果均注明全国大学生创新创业计划项目。
申请人（签字）：
年月日
指导教师意见（需要对项目做出具体评价）：
指导教师签名：
年月日
项目管理单位意见（主要参考专家组评审意见）：
管理单位排序名次：
（本次本单位共评项目数：
）
负责人签名（单位盖章）：
年月日
主管部门意见：
签名（单位盖章）：
年月日
8
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