基于物联网技术模板支撑体系安全监测报警系统.doc

淮阴工学院大学生实践创新训练计划项目申请表 项目名称： 基于物联网技术模板支撑体系安全监测报警系统 项目负责人： 杨旭 学 院： 电子与电气工程学院 专业名称： 测控技术与仪器 填写日期：2013年4月18日淮阴工学院教务处填表说明一、立项负责人根据项目实施情况实事求是填写，并用A4纸打印，于左侧装订成册。 二、项目负责人填写完本表后，请指导教师审核，并填写意见和签名。三、本表一式两份，由立项负责人上交所在学院，签署意见后，一份留所在学院存档，一份上报学校教务处实践教学科备案。 淮阴工学院大学生科技实践计划项目申请表项目名称基于物联网技术模板支撑体系安全监测报警系统项目所属一级专业门工学项目所属二级专业类仪器仪表类项目类型团队项目项目实施时间起始时间：2013年5月1日 完成时间：2013年5月1日 申请人或申请团队姓名年级所在学院所在专业联系电话主持人杨旭2010电子与电气工程学院测控技术与仪敏2010电子与电气工程学院测控技术与仪 员胡璞2010电子与电气工程学院测控技术与仪卉卉2010电子与电气工程学院测控技术与仪 师姓名张青春年龄48单位电子与电气工程学院职称副教授主要成果 张青春老师是一位资深的指导老师，主持并参与市厅级和学校科研项目20多项，发表学术论文近30篇，并多次获得省市级奖励。 （1）主要承担自动检测技术、传感器技术、智能仪器设计等课程的教学工作，指导毕业设计和国家、省、市电子设计竞赛。（2）近几年承担并完成的科研、教研课题：建设工程沉降测量技术的研究与开发、建筑物沉降量自动检测系统的研究、基于模态分析的大型建筑健康状况移动检测系统、基于虚拟仪器地下蒸汽管道泄漏检测技术的研究、我市信息化带动新型工业化发展的调查研究及其对策、测控专业学生实践能力培养途径与方法的研究、电子设计竞赛与创新人才培养的实践与探索、淮安市大学生电子设计竞赛产学研服务平台建设、漏电保安器的设计等项目。 （3）2010-2012年指导江苏省和工学院大学生实践创新训练项目共6项，2010、2011年课题已结题验收，均为优秀；2012年申报的两项省级课题已基本完成待验收。2011年一项省级课题于2012年6月9日参加淮安市电子设计竞赛获“特等奖”。 （4）多次荣获优秀毕业设计指导教师、市电子设计竞赛优秀指导老师、院先进工作者、市自然科学优秀论文二、三等奖、江苏省厂会协作二等奖、淮安市科协工作先进个人等称号；是淮阴工学院“检测技术与自动化装置”二级学科建设学科方向带头人；2011年荣获淮安市 “533英才工程”拔尖人才培养对象。一、申请理由（包括自身具备的知识条件、自己的特长、兴趣、已有的实践创新成果等） 1成员自身具备的知识条件 课题组成员均为淮阴工学院电子与电气工程学院大三的学生，已完成了C程序设计、电路基础、模拟电子技术、数字电子技术等基础课程；另外还学习了信号与系统、自动控制原理传感器与检测技术单片机及接口技术数字信号处理等电子与电气工程学院的专业课程和实验课程， 2成员自身的专业特长 掌握了一定的专业知识和实验操作技能。课题组成员能够熟练的应用C语言和protel、Matlab、MAXplus等专业应用软件，为更好的学习应用自己所学知识，拓宽知识层面，达到学能所用. 3指导老师 本项目指导老师张青春老师主持完成多项综合项目，具有丰富的工程实践经验和设计能力。动手能力极强，主持并参与省、市级和学校多项科研项目，多次获得市电子竞赛优秀指导教师荣誉称号。 4成员自身具备的兴趣课题组成员平时对物联网这一新兴技术非常感兴趣，一直关注着物联网技术领域的发展，还经常在网上查阅有关国内外物联网技术发展与创新的相关知识，尤其对各类电子、电气设计大赛等十分关注。 5本项目从实验设备与测试手段，同学能力与导师水平，学校政策扶持等方面，都可以充分保证本项目顺利实施，通过努力完全能够实现预期目标。二、项目方案（包括项目的训练目标、前期准备、组织实施、过程管理、实践环节、教师指导、项目结题等） 1.项目研究意义 近年来，我国城市化建设日新月异，高大建筑越来越多，模板支撑体系是建筑施工中的重要环节，其安全问题也成为安全生产的重点和难点。模板支撑体系坍塌事故时有发生，不仅造成人员伤亡、经济损失和不良的社会影响，也给企业的生存与发展带来不利，因此，无论从哪个方面来讲，都有必要高度重视对模板支撑体系安全监测的分析研究，从而采取强有力的技术保障和管理措施，预防和杜绝模板支撑体系坍塌事故的发生。 目前一般采用人工定期检测和有线数据采集传输方式的检测方法，检测人员定期在工作环境中道施工现场进行检修，并需要携带多种的检测仪器和设备。但在这种复杂的工作环境下，再加上施工的各方面难度，都很难做到实时在线监测的目的，而且在需要进行多次测试的时候，检测人员更是很难做到准确和及时的检测。鉴于以上传统的检测方法不能满足现代科技的要求，因此研究并设计一种基于物联网技术模板支撑体系安全监测系统成为了发展的必然，一方面可以很大程度上减轻检测人员的劳动量，提高工作效率，另一方面通过远程实时的监测，可以在第一时间发现问题，并且采取相关的解决措施，避免本来不必要发生的安全事故。 2.项目研究目标及内容 研究目标：本设计集位移、压力监测，显示与报警于一体，利用传感器进行数据采集：即采用位移传感器测量模板支撑体系监测部位的位移 ，判定监测部分是否发生偏移，采用压力传感器来测量监测点所承载的压力；保证数据及时、准确的通过CC2530无线收发模块上传达PC机中显示与监测，数据超过警戒值就触发报警器报警，从而实时监控模板支撑体系的运行状况。 研究内容： （1）通过位移传感器和压力传感器分别测量模板支撑体系监测点的位移和压力； （2）采集的数据通过无线收发模块上传到终端监控设备中； （3）监测节点监测上传的数据，如果数据超过警戒值，传感器节点就会发生报警，提醒现场施工人员，并上传报警数据使界面报警。 研究内容的关键问题在于无线传感器节点的设计。无线传感器节点包括三部分： 第一部分包括传感器、放大电路、A/D转换装置。根据需要选择合适的传感器采集信息，一般传感器输出还需要进行放大处理；因为传感器采集到的信息大部分是模拟量，所以为了实现无线传输，还需要A/D装置进行模拟量到数字量的转换。 第二部分主要是由微控制器所构成的控制单位组成，用于数据的处理和存储，是节点的核心部分。 第三部分是实现通信的无线通信部分，也是整个节点最耗能的部分。 3.项目创新特色 特色：基于物联网技术的监测系统能够预警报警，远程监控。创新：采用多个无线传感器安全监测节点安装在模板支撑的受力部位，监测各点的受力大小和位移量，结合终端监控平台，构成基于物联网技术模板支撑体系安全监测系统。利用监测系统对在建工地多处模板的不同监测节点同时进行监测，从而将模板支撑体系运行状况和预警、报警信息实时传输到终端监控平台，实现对模板支撑体系安全监测，确保设备安全运行，避免模板支撑体系倒塌事故的发生。 4.项目研究技术路线 采用多个无线传感器安全监测节点安装在模板支撑体系的受力部位，监测各点的受力大小和位移量，并及时准确的将测量数据通过无线接发收模块送至终端监控平台显示和控制。当模板支撑体系运行过程中发生险情，监测节点监测上传的数据超过警戒值，传感器节点就会发生报警，提醒现场施工人员，并上传报警数据使界面报警，确保模板支撑体系的安全运行。系统结构图和传感器节点图见附件1。 5.研究进度安排 时间 内容2013.42013.6调研、确定系统实现方案2013.92013.10位移及压力传感器选择以及原理分析，相关传感器对比分析2013.112013.12检测系统硬件设计与调试2014.12014.2检测系统软件设计与调试2014.32014.4系统仿真测试和现场试验2014.52014.5撰写研究报告、准备结题验收 6、项目组成员分工姓名性别年龄专业 项目中承担工作杨旭男24测控技术与仪器总体方案的设计与理论分析胡璞男22测控技术与仪器系统软件设计姜卉卉女22测控技术与仪器系统硬件设计李敏女22测控技术与仪器系统仿真测试三、学院提供条件（项目开展所需的实验实训情况） 1、本项目已有学校开展的传感器课程设计、单片机课程设计以及测控系统设计等实训基础；具有一定的理论知识与实践经验积累。 2、本项目依托我院的创新实验室、嵌入式系统实验室、工控网络实验室等先进的实验室条件来开展项目的研究。实验室可以提供各种物联网高级开发系统、嵌入式系统的开发工具，实验室拥有数字存储示波器、逻辑分析仪等先进仪器设备，为本项目的开展提供强有力的支持。 3、学校已经出台了扶持政策，给以一定的配套经费，项目计入创新学分，鼓励学生积极参与科技创新实践活动。四、预期成果 预期可以提交如下成果： 1、基于物联网技术模板支撑体系安全监测报警系统实物一件； 2、项目论文1-2篇； 3、研究报告一份； 4、PPT汇报材料一份。五、经费预算我们特申请研究经费14000元，主要用于：1、项目研发的元器件、软硬件测试、小型硬件购置费 6000元2、资料购置、打印、复印等费用 3000元3、学生撰写与项目有关的论文版面费、申请专利费 3000元4、调研、差旅、通讯等费用 2000元六、导师推荐意见 无线传感器网络与物联网技术近几年已成为热门话题，其应用范围及其广泛，涉及国