猪舍初级环境监控系统样刊.docx

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猪舍初级环境监控系统样刊

序号：

编码：

哈尔滨工程大学

第十六届“五四杯”大学生课外学术科技作品竞赛

作品申报书

作品名称：

猪舍初级环境监控系统

院系名称：

信息与通信工程学院

申报者姓名陈云乔

（集体名称）：

章健伟王百青

类别：

■科技发明制作类

□自然科学类学术论文

□社科类社会调查报告和学术论文

第十六届“五四杯”大学生课外学术科技作品竞赛组委会制

说明

1．申报者应在认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。

2．申报者在填写申报作品情况时只需根据个人项目或集体项目填写A1或A2表，根据作品类别（科技发明制作、自然科学类学术论文、社科类社会调查报告和学术论文）分别填写B1、B2、B3表。

所有申报者需详细填写C表。

3．表内项目填写时一律打印，要求申报者一律按原表复制。

4．序号、编码由第十六届“五四杯”课外学术科技作品竞赛组委会填写。

5．所有科技发明制作必须撰写研究报告，并将研究报告打印在表F处，研究报告字数在2000字左右。

6．学术论文、社会调查报告及所附的有关材料必须是中文，用小四号仿宋体字（正文）打印在A4纸上，附于申报书后，论文字数8000字以内，调查报告15000字以内（文章版面尺寸：

上下2.5cm，左右2.5cm）。

7．作品申报书须按要求由各院（系）统一报送。

8．所有参赛作品必须按规定时间报送。

9．报送地址：

校团委学生科技创新中心（启航活动中心371室）

联系电话：

82518117

联系人：

郭峰

A1．申报者情况（个人项目）

申

报

者

情

况

姓名

陈云乔

性别

男

学制

四

政治面貌

团员

现学历

大二

出生年月

1990.

07.20

入学时间

08年8月

院（系）

信息与通信工程学院

专业、班级

微电子学08841班

作品名称

猪舍初级环境监控系统

合

作

者

情

况

姓名

性别

年龄

学历

所在单位

章健伟

男

21

大二

信息与通信工程学院08823班

王百青

男

22

大二

信息与通信工程学院08831班

资

格

认

定

学籍管

理部门

签章

是否为在2010年7月1日前正式注册的在校全日制非成人教育、非在职的各类学生（含专科生、本科生、研究生）

■是□否

若是，其学号是：

2008084126

负责人签名：

部门盖章：

年月日

院（系）团委意见

本作品是否为课外非教学学术科技和社会实践活动成果

■是□否

团委盖章：

年月日

负责人签名：

B1．申报作品情况（科技发明制作）

作品全称

猪舍初级环境监控系统

作品分类

（C）A.计算机技术（包括软件、硬件技术）

B.机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控制、工程、交通、建筑等）

C.通讯与电子（包括通讯、电信、电子等）

D.能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化工、生态、环保等）

E.数理（包括数学、物理、地球与空间科学）、其它

作品设计、发明的目的和基本思路，创新点，技术关键和主要技术指标

本作品主要用于养殖业，稍加改进还可用于工厂、车间等工作环境。

其主要目的是帮助管理者掌控其需要了解的环境情况，并根据相关情况作出反应以实现智能化管理猪舍环境。

另外还带有报警功能。

作品设计以监控室内温度、室内湿度、气体质量等变化的传感器为技术依托，以51单片机为主控芯片展开研究，所体现的创新点在于集中控制多个传感器以形成整个系统，实时智能的监控环境的变化。

作品关键在于综合管理各个传感器已达到传感器之间的协同工作要求。

同时，针对使用者的具体要求，作品可以实现监控参数调整、自动控制猪舍室内环境，或者根据需要向管理者发出报警，使之人为控制环境。

是否参加过其他评比、展示等活动，是否获奖

未参加

作品的科学性、先进性（必须说明与现有技术相比，该作品是否具有突出的实质性技术特点和显著进步。

请提供技术性分析说明和参考文献资料）和实用性

我们针对设计要求，选用DS18b20温度传感器，QM-N5气敏传感器、AD0804模数转化模块、矩阵键盘、1602液晶显示、湿度传感器等；以52单片机作为主控芯片，综合利用资源，优化设计方案，合理设计工作流程。

作品具有低成本的特点，体现了52单片机在集中控制多个传感器以形成整个系统，实时智能的监控环境的变化这方面的成本优势、技术优势。

间接地开发了52单片机多管脚的优势。

52单片机作为一个拥有8位算术逻辑单元32个I/O口4组8位端口的单片机，与其他单片机相比较，成本和技术集结显著降低。

【1】51单片机及其C语言程序开发实例清华大学出版社【2】谭浩强.C语言程序设计（第二版）.北京清华大学学研大厦：

清华大学出版社.1999年12月第2版

作品所处阶段

（A）A.实验室阶段B.中试阶段C.生产阶段

D.（自填）

技术转让方式

无

作品可展

示的形式

■实物、产品□模型□图纸□磁盘

□现场演示□图片□录像□样品

使用说明及该作品的技术特点和优势，请提供该作品的适应范围及推广前景的技术性说明及市场分析和经济效益预测

本作品的使用非常简单，只要猪舍内有220V交流电源供电设施即可使用。

使用时将作品的电源接口直接连接到交流电源上即可工作。

作品可以悬挂在猪舍内或者说摆放在预想位置。

本作品工作的温度范围广，在-35度至45度的温度范围内均可正常工作。

本作品的优势在于成本低廉，体积小，与用户间的交流能力较强，易于管理，操作方便。

本作品的使用范围限定在正常工作的环境温度范围内，无需特殊安装，防止雨淋、暴晒。

由于作品的工作能力强，成本低廉；结合现在养殖户的不断扩张和产业不断做强，智能管理的需求便加速了作品的推广。

由于我们的设计简化了同类产品的繁琐程度，是对饲养环境监控项目要求不高的用户的最好的选择选择。

其经济效益相当明显。

经济效益相当明显。

专利申请情况

□提出专利申请申请号：

申请日期年月日

□已获专利权批准批准号：

批准日期年月日

■未提出专利申请

院（系）团委意见

盖章

年月日

说明：

1．本表必须由申报者本人填写；

2．本表必须附有研究报告，并提供图表、曲线、试验数据、原理结构图、外观图（照片），也可附鉴定证书和应用证书；

3．作品分类请按照作品发明点或创新点所在类别填报；

4．本表院（系）团委意见视为对申报者所填内容的确认。

C．当前国内外同类课题研究水平概述

说明：

1.申报者可根据作品类别和情况填写。

2.填写此栏有助于评审。

我们对市场上类似的产品做了一个分析，发现市场上的产品大多有复杂化的趋势。

他们的产品监控数据繁琐、庞大，检测项目多，主要用于需要连续监控的场所，如影剧院、室内公共场所、医院、会议室、仓库、地下室、老弱病残家庭、种植场及珍贵文物或图书文献等环境的监控。

对于环境监控项目要求低的饲养环境来说，选择这一类的产品无疑是大材小用，增加使用成本以及保养、维修成本。

针对上述问题，我们运用逆向思维，专门设计了适合于对饲养环境监控项目要求不高的，主要用于普通的家禽、牲畜饲养场。

我们设计的猪舍初级环境监控系统主要具备以下功能：

监控室内温度、室内湿度、气体质量。

我们利用液晶显示器和矩阵键盘扫描技术，设计了参数调节功能，使控制器通过参数的处理，驱动风扇、加湿器、温度调控等设备完成对环境质量的调节，使之达到用户所需要的环境质量。

这种设计填补了市场上产品功能集成化、复杂化，忽视生产监控功能要求低的产品的空白，使产品多样化。

D、推荐者情况及对作品的说明

说明：

1、由推荐者本人填写；

2、推荐者必须具有高级专业技术职称，并是与申报作品相同或相关领域的专家学者或专业技术人员（教研组集体推荐亦可）；

3、推荐者填写此部分，即视为同意推荐；

4、推荐者所在单位签章仅被视为对推荐者身份的确认。

推荐者情况

姓名

性别

年龄

职称

单位

电话

推荐者单位签章

（签章）年月日

请对申报者申报情况的真实性作出阐述

请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景作出您的评价

其它说明

E．校级组织委员会资格和形式审查意见

组委会资格审查意见

审查人（签名）

年月日

组委会形式审查意见

审查人（签名）

年月日

组委会审查结果

□合格□不合格

负责人（签名）

年月日

F．参赛作品打印处

猪舍初级环境监控系统

作者：

陈云乔章健伟王百青信息与通信工程学院大二学生

摘要：

猪舍初级环境监控系统的主要目的是帮助管理者掌控其需要了解的环境情况，并根据相关情况作出反应以实现智能化管理、调节猪舍环境。

另外还带有报警功能。

作品设计以监控室内温度、室内湿度、气体质量等变化的传感器为技术依托，以STC-89C52单片机为主控芯片展开研究，所体现的创新点在于运用逆向思维简化同类产品，降低生产成本，提高性价比，使之适用于环境质量要求不高的场合。

同时，针对使用者的具体要求，作品可以实现监控参数调整、自动控制猪舍室内环境，或者根据需要向管理者发出报警，使之人为控制环境。

关键词：

环境监控单片机传感器自动控制

一、简介

市场上的产品大多有复杂化的趋势。

他们的产品监控数据繁琐、庞大，检测项目多，主要用于需要连续监控的场所，如影剧院、室内公共场所、医院等。

我们设计的猪舍初级环境监控系统主要具备以下功能：

监控室内温度、室内湿度、气体质量。

我们利用液晶显示器和矩阵键盘扫描技术，设计了参数调节功能，使控制器通过参数的处理，驱动风扇、加湿器、温度调节设施等设备完成对环境质量的调节，使之达到用户所需要的环境质量。

这种设计填补了市场上产品功能集成化、复杂化，忽视生产监控功能要求低的产品的空白，使产品多样化。

二、系统设计

本猪舍初级环境监控系统使用的是STC-89C52型号的单片机，同时结合多种传感器及模块共同完成具有温度测量、湿度测量、气体质量测量、温度控制、湿度控制、风扇控制、液晶显示、报警提示等为一体的安全监控系统的初级设计。

具体框架图如下：

三、设计思路

以AT89c51单片机作为中央处理单元，控制各模块运行，使各模块组成一个系统，有机地结合起来，实现上述功能。

在我们的设计中，温度传感器负责把物理温度信号转换成可识别的电信号，再把信号送给单片机识别、记录，并与用户设定的温度值进行比较，执行相应的程序，最后通过单片机控制开启风扇等措施调节温度。

湿度传感器同温度传感器一样具有信号转换的作用。

只是让单片机所处理的工作是控制加湿器。

同样的道理，可然性气体的检测也遵循这样的设计规则，使单片机与传感器之间形成类似于“传感器——单片机——加湿器——传感器”这样一个闭环控制系统，达到智能化控制的目的。

所设计的4*4矩阵键盘这是为了实现人与机器之间的交流——设定参数，控制环境的质量——这一功能。

实现矩阵键盘的使用需要精心设计扫描程序，以实习用工作在最佳状态。

当然，光靠矩阵键盘无法实现这样的功能。

我们使用方便观察和显示效果比较好的1602液晶显示器作为显示设备。

一来节约成本，二来在满足显示需求的同时缩小了作品的体积。

已达到便于安装的目的。

外储存器的使用主要用于实测数据的记录，具有掉电不掉数据的特点。

同时外部储存器的使用也是解决单片机小内存的问题。

外部储存器的设计重点也是集中在程序控制上，以保障数据的准确性和录入误码率。

外部连接器件主要是用于控制室内环境。

当然他们的工作都是在传感器、单片机的基础上开展的。

主要同他们一块实现循环控制的闭环系统。

四、部分电路图

整个体统要用到很多的电路图，由于我们进行的实验在不断的优化，下面是部分电路图：

注：

从左至右依次是4*4矩阵键盘、继电器、单片机最小系统、外储存器、1602液晶显示器、程序下载电路、湿度传感器、温度传感器、AD模数转化电路。

G1．校评审委员会预审意见填写处

G2．校评审委员会终审意见填写处