開發(fā)項目計劃書

開發(fā)項目計劃書

　　項目計劃書是指項目方為了達(dá)到招商融資和其它發(fā)展目標(biāo)等目的所制作的計劃書。開發(fā)的項目計劃書應(yīng)該怎么寫?

　　開發(fā)項目計劃書

　　項目名稱：

　　企業(yè)名稱：

　　項目類別：

　　項目編號：

　　申 請 者：

　　所在部門：

　　填報日期 20xx 年 4 月 23 日

　　一、項目的立項依據(jù)

　　xxxx項目的研究背景

　　隨著科學(xué)技術(shù)的快速革新和人民生活水平的逐步提高，科學(xué)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占的比重是越來越大。尤其是隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)革命的逐漸到來，越來越多的信息技術(shù)和人工智能技術(shù)的被應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，在避免了有效資源的大量浪費和減少農(nóng)業(yè)環(huán)境污染的同時，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的各個環(huán)節(jié)給予了精確的控制，合理的利用了各項資源，大幅度提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，極大的改善了人民的生活水平。

　　而在溫室大棚中，影響植物生長的因素有很多，比如溫度、濕度、CO2濃度、光照強(qiáng)度、土壤的營養(yǎng)成分等等都會對植物的生長產(chǎn)生一定的影響。如果依靠傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的方式來進(jìn)行管理，不僅要消耗大量的人力、物力資源，而且還不能對大棚內(nèi)的環(huán)境給予準(zhǔn)確的控制和及時的管理，這樣就會導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程效率低下，制約農(nóng)業(yè)發(fā)展。在這種條件下，采用先進(jìn)的信息技術(shù)和人工智能技術(shù)來對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行科學(xué)有效的管理就顯得十分重要了。通過智能的檢測設(shè)備，我們能對植物生長環(huán)境周圍的各種變化隨時進(jìn)行準(zhǔn)確檢測，及時對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷分析，并通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。這樣在為農(nóng)作物提供了良好的生長環(huán)境和精確的生產(chǎn)控制的同時，也能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)土地的高效利用和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化技術(shù)的優(yōu)化管理。

　　而以單片機(jī)為核心的智能溫濕度檢測系統(tǒng)，由于價格相對便宜、便于開發(fā)、操作簡單、監(jiān)控效果良好，在各項農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及其他領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用，市場前景良好。

　　xx2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢

　　溫度傳感器的早在xx世紀(jì)就被使用，較于濕度傳感器的出現(xiàn)更早。從伽利略發(fā)明了溫度計之后，人們就逐漸開始了對溫度的測量和溫度檢測技術(shù)的不斷革新。后來隨著xx2xx熱電效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，逐漸研制出了熱電偶傳感器，從而真正實現(xiàn)了把溫度信號變成電信號，它們與被測對象直接接觸，具有精度高，測量范圍廣的特點，可對-50～xx00℃的環(huán)境進(jìn)行連續(xù)測量，特殊的熱電偶如金、鎳、鉻等最低可測到-269℃，最高可達(dá)到3000℃，但是相比之下靈敏度比較低，由于線性不好，必要對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行溫度補(bǔ)償。模擬集成溫度傳感器在20世紀(jì)80年代問世，它通過硅半導(dǎo)體集成工藝，將傳感器和溫控開關(guān)、可編程控制器等集成到一塊芯片上，具有測溫誤差小、功耗低、精度高、價格低，并且由于溫度和輸出電壓成線性關(guān)系，受外界影響很小，不需要進(jìn)行非線性校準(zhǔn)，但受制于半導(dǎo)體技術(shù)的原因，測量范圍不寬，一般為-50～xx0℃。隨后又出現(xiàn)了輻射溫度傳感器、光譜測量溫度傳感器、超聲波溫度傳感器、激光溫度傳感器等。而現(xiàn)在，隨著電子技術(shù)的逐漸發(fā)展，溫度傳感器正逐漸從模擬式向數(shù)字化、集成化、智能化及網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。智能溫度傳感器將溫度采集電路、A/D數(shù)字化信號轉(zhuǎn)化電路、數(shù)據(jù)處理電路、外設(shè)硬件接口電路等集成到一個芯片上面，有的還帶微控制器(MCU)、多路控制器等。

　　在常規(guī)環(huán)境參數(shù)中，溫濕度的檢測由于受外界環(huán)境因素(溫度、壓強(qiáng)、有毒氣體、水分等)影響比較大，相對比較復(fù)雜，對靈敏度、精度和穩(wěn)定性等要求比較高。國外在濕度傳感器研制方面較我們國家更好，濕度檢測方面技術(shù)水平更為先進(jìn)，濕度測量范圍更廣，精度更高，部分高精度產(chǎn)品精度可達(dá)到±xxRH左右，穩(wěn)定性和耐高溫、耐腐蝕性等方面可靠性比較高，但是價格也相對昂貴。而我國在20世紀(jì)80年代才開始研發(fā)濕度傳感器，起步比較晚，技術(shù)水平比較薄弱，同時由于科研設(shè)備和經(jīng)費投資不足、研究單位多于生產(chǎn)廠家且這些單位

　　多從事與電解質(zhì)以及高分子累傳感器的研制與開發(fā)等原因，導(dǎo)致傳統(tǒng)或者集成式溫濕度傳感器與國外還有一些差距，主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的質(zhì)量、穩(wěn)定性、精度和創(chuàng)新性上，就目前來看，一部分高精密傳感器主要選擇國外的產(chǎn)品。

　　近年來，隨著信息技術(shù)的突飛猛進(jìn)，溫濕度傳感器發(fā)展也越來越快，尤其是在數(shù)字化智能傳感器方面有了很大的進(jìn)步，這也為傳感器檢測技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了優(yōu)越的條件。 溫濕度傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢：

　　(1)向集成化發(fā)展

　　所謂集成化，就是在一個芯片上面，將眾多不同型號的傳感器(如何集成上溫度、濕度、壓強(qiáng)、CO2濃度等)集成到一個傳感器上面，甚至能集成上控制電路、信號處理電路、電源和放大電路等，使之能實現(xiàn)多參數(shù)的檢測，并完成對檢測的信號進(jìn)行分析、處理和補(bǔ)償?shù)榷喾N功能。

　　(2)向微型化發(fā)展

　　隨著微米、納米技術(shù)和微機(jī)械加工技術(shù)(如同步輻射X射線光刻、無應(yīng)力微薄接口封裝等技術(shù))的快速發(fā)展，微型傳感器出現(xiàn)，同時也標(biāo)志著傳感器的發(fā)展進(jìn)入新的階段。MEMS工藝和微納米技術(shù)使得大量體積小、重量輕、精度高、成本低的集成敏感元件與微型機(jī)集成到一個硅芯片上，大大縮小傳感器空間體積的同時，也使得傳感器檢測的數(shù)據(jù)更為精確可靠。同時由于便于封裝的特點，使得傳感器在使用時受外界影響較小，進(jìn)而延長了傳感器的使用時間。

　　(3)向智能化和數(shù)字化方向發(fā)展

　　數(shù)字化技術(shù)是信息技術(shù)的基礎(chǔ)，智能傳感器離不開傳感器的數(shù)字化。智能傳感器將傳統(tǒng)的傳感器與內(nèi)核芯片、通信總線接口、調(diào)節(jié)電路、轉(zhuǎn)換電路和顯示電路等多種模塊集成到一塊芯片上面，能自動的進(jìn)行補(bǔ)償、校正、故障診斷、數(shù)據(jù)儲存等多種功能并能通過通信接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向通信，這也為傳感器向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展提供了必要的條件。由于其還有內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單、精度高、高信噪比和高分辨率等特點，使得其在工業(yè)生產(chǎn)生活中被廣泛應(yīng)用，具有很大的'市場發(fā)展?jié)摿�和發(fā)展空間。

　　(4)向系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展

　　智能傳感器的發(fā)展為傳感器網(wǎng)絡(luò)化的實現(xiàn)提供了技術(shù)基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)和傳感器技術(shù)的結(jié)合，使得傳感器網(wǎng)絡(luò)化成了必然。網(wǎng)絡(luò)傳感器相較于普通的傳感器優(yōu)勢主要體現(xiàn)在能直接通過網(wǎng)絡(luò)接口對傳感器設(shè)備檢測的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，并直接通過網(wǎng)絡(luò)對現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控和操作。由于它具有集成度高、數(shù)字化鮮明的特點，使得傳感器能通過現(xiàn)場總線對采集到的信號及時的進(jìn)行決策、規(guī)劃、補(bǔ)償和處理，實時性和可靠性高，能使系統(tǒng)在最短的時間內(nèi)獲得最有效的信息，方便進(jìn)行監(jiān)測和控制，大大沖擊了傳統(tǒng)電纜布線的方式。無線傳感器的實現(xiàn)更是使得控制人員能夠通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對現(xiàn)場的遠(yuǎn)程實時監(jiān)控和操作，極大地提高了勞動生產(chǎn)率。在我國的十二五規(guī)劃中，將適用于物聯(lián)網(wǎng)的智能化、網(wǎng)絡(luò)化傳感器等列入重點產(chǎn)業(yè)發(fā)展名單中，無線傳感器技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合將促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈的升級，直接推動電子、電器、電力等行業(yè)產(chǎn)業(yè)的革新。

　　 項目研發(fā)的目的及意義

　　隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，利用溫室大棚來培育農(nóng)作物越來越普及，而大棚環(huán)境不同于室外，溫度、濕度、C02濃度、光照強(qiáng)度等外部條件都會制約農(nóng)作物的生長。而現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展比較晚，依靠操作人員使用傳統(tǒng)的溫度計、濕度計等方法檢測現(xiàn)場環(huán)境比較消耗人力資源，同時

　　由于傳感器本身的制約導(dǎo)致準(zhǔn)確度和實時性也受到一定程度的影響。隨著科技的發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)的普及，傳感器、微控制器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器等組成的智能監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)，促進(jìn)了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技的革新。系統(tǒng)可以準(zhǔn)確對環(huán)境實時監(jiān)測，同時操控人員能隨時遠(yuǎn)程控制大棚內(nèi)環(huán)境，還能通過上位機(jī)對讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，這樣一來就為操控人員節(jié)省了大量的時間進(jìn)行其它的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動。

　　近年來，隨著微控制器的發(fā)展，人們對棚內(nèi)參數(shù)檢測的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、實時性等要求逐漸變高。本項目基于這一問題，選用性能優(yōu)越的32位單片機(jī)、智能數(shù)字傳感器等性能優(yōu)越、穩(wěn)定性好、價格低的溫濕度智能監(jiān)控設(shè)備。該設(shè)備可以廣泛用于諸如溫室大棚、發(fā)酵池、糧倉等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，并且可擴(kuò)性強(qiáng)，后期很容易對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和升級，實用價值高，市場前景好。

　　二、研發(fā)內(nèi)容和目標(biāo)

　　2.xx目主要研發(fā)內(nèi)容、預(yù)期目標(biāo)及解決的關(guān)鍵技術(shù)

　　本項目的主要研發(fā)內(nèi)容：

　　(xx研究設(shè)計溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)整體框架，主要包括上位機(jī)、單片機(jī)處理器、溫濕度采集器和串行通信電路等幾個部分。能夠監(jiān)測現(xiàn)場數(shù)據(jù)并遠(yuǎn)程操控現(xiàn)場環(huán)境。終端設(shè)備執(zhí)行上位機(jī)命令，采集現(xiàn)場的溫濕度，通過RS485通訊總線將數(shù)據(jù)發(fā)送至STM32，STM32作為系統(tǒng)的控制中心，一方面接受上位機(jī)的控制命令，將它傳輸給各個終端，另一方面采集處理終端的數(shù)據(jù)并傳給上位機(jī)。

　　(2)選擇系統(tǒng)所需要的主要元器件。由于系統(tǒng)主要由溫濕度采集模塊、控制和處理模塊、通信模塊、執(zhí)行模塊等幾部分組成。所以這些模塊的元器件都要考慮到。

　　(3)完善上位機(jī)軟件。系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)最終都要傳送到上位機(jī)，給上位機(jī)分析處理并通過上位機(jī)操控環(huán)境溫濕度。本項目使用C語言和Keil編譯器。參考溫濕度實際需求，完善上位機(jī)的開發(fā)。

　　預(yù)期目標(biāo)：

　　通過整個系統(tǒng)，可以將大棚內(nèi)的溫度濕度數(shù)據(jù)完整采集出來，交給單片機(jī)處理，單片機(jī)處理后讓數(shù)據(jù)顯示在液晶屏上，可隨時查看。同時發(fā)送給上位機(jī)。上位機(jī)整理分析數(shù)據(jù)，按需要調(diào)節(jié)棚內(nèi)溫度濕度。所有命令和數(shù)據(jù)都遵循嚴(yán)格的通信協(xié)議，保證傳輸數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，讓用戶能隨時查看棚內(nèi)溫濕度情況，對不同時刻的溫濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理。

　　解決的關(guān)鍵技術(shù)：

　　運用STM32的先進(jìn)Cortex-M3內(nèi)核，配備大容量的RAM，出眾的功耗效率和高集成度帶來更強(qiáng)勁的單片機(jī)性能，使得數(shù)據(jù)能夠及時處理發(fā)送，從而大大提高系統(tǒng)的效率，系統(tǒng)里添加上位機(jī)，讓系統(tǒng)能夠?qū)崟r、遠(yuǎn)程、準(zhǔn)確地被cao控，能給用戶很大的方便。

　　2.2 主要技術(shù)創(chuàng)新之處

　　本項目中選擇RS485通信接口。與RS232總線相比，RS485采用半雙工工作模式，即數(shù)據(jù)通信時同一時刻只能完成數(shù)據(jù)的接收或者發(fā)送，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?另外由于數(shù)據(jù)傳輸中可能會因為尖脈沖或者噪聲等引起信號失真從而導(dǎo)致采集的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。RS232雖然能同時進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，這種共地傳輸模式不能解決共模干擾，會產(chǎn)生共地噪聲，這樣在實際的環(huán)境中使用可靠性不高。所以最終選用RS485通信標(biāo)準(zhǔn)。

　　2.3 達(dá)到的主要技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

　　可達(dá)到的主要技術(shù)為：將課題組各部分內(nèi)容結(jié)合，完成整個系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)，最終使工作人員能遠(yuǎn)程操控現(xiàn)場環(huán)境溫濕度，并能及時整理分析單片機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)，從而使得環(huán)境的溫濕度可控可調(diào)。預(yù)計達(dá)到的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：研發(fā)出一個溫濕度檢測系統(tǒng)，預(yù)計成品在xx00元左右。

　　三、研發(fā)試驗方法及采用技術(shù)路線

　　本項目研發(fā)內(nèi)容可結(jié)合keil與c語言來實現(xiàn)，基于STM32單片機(jī)處理系統(tǒng)，搭建好符合功能的硬件電路之后，利用keil編譯器編寫調(diào)試程序代碼，調(diào)試成功將程序通過J-Link仿真器下載到單片機(jī)中。然后將精密傳感器采集的數(shù)據(jù)通過RS485發(fā)送至單片機(jī)，單片機(jī)分析處理后反饋給上位機(jī)，通過對上位機(jī)的設(shè)定，就能完整地將數(shù)據(jù)顯示出來。在實際應(yīng)用中，還要對傳感器進(jìn)行誤差分析，從而采取對應(yīng)的措施來修正或者消除誤差，從而提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

　　四、研發(fā)工作組織和分工情況

　　本項目的前期已經(jīng)由研三研二的師兄完成大部分，包括系統(tǒng)整體框架設(shè)計、元器件的選擇、電路的設(shè)計搭配、編寫上位機(jī)軟件、測試數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性等。后續(xù)階段的主要任務(wù)是繼續(xù)測試數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和可靠性，不斷修復(fù)數(shù)據(jù)誤差，完善上位機(jī)軟件。

　　五、現(xiàn)有研發(fā)條件和工作基礎(chǔ)

　　溫濕度檢測系統(tǒng)研發(fā)項目是由劉清?教授擔(dān)任總負(fù)責(zé)人，現(xiàn)在部分指標(biāo)已達(dá)到了最初設(shè)計的要求，主要包括在校外的農(nóng)田測試，單片機(jī)系統(tǒng)與上位機(jī)的對接基本完成，后面得需要到實際的大棚里搭建測試整個系統(tǒng)，分析其可行性。整個前期的過程為我們后期的完善和進(jìn)一步深入打下了基礎(chǔ)并提供豐富的經(jīng)驗。同時，良好的實驗環(huán)境和老師的指導(dǎo)，進(jìn)一步推動了研發(fā)工作的前進(jìn)。

　　六、計劃進(jìn)度

　　七、經(jīng)費概算

　　項目經(jīng)費支出預(yù)算表

　　單位：萬元