開(kāi)發(fā)項目計劃書(shū)
項目計劃書(shū)是指項目方為了達到招商融資和其它發(fā)展目標等目的所制作的計劃書(shū)。開(kāi)發(fā)的項目計劃書(shū)應該怎么寫(xiě)?
開(kāi)發(fā)項目計劃書(shū)
項目名稱(chēng)：
企業(yè)名稱(chēng)：
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項目編號：
申 請 者：
所在部門(mén)：
填報日期 20xx 年 4 月 23 日
一、項目的立項依據
xxxx項目的研究背景
隨著(zhù)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)在農業(yè)生產(chǎn)中占的比重是越來(lái)越大。尤其是隨著(zhù)現代農業(yè)革命的逐漸到來(lái)，越來(lái)越多的信息技術(shù)和人工智能技術(shù)的被應用于農業(yè)生產(chǎn)中，在避免了有效資源的大量浪費和減少農業(yè)環(huán)境污染的同時(shí)，對農業(yè)生產(chǎn)中的各個(gè)環(huán)節給予了精確的控制，合理的利用了各項資源，大幅度提高農產(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(cháng)的因素有很多，比如溫度、濕度、CO2濃度、光照強度、土壤的營(yíng)養成分等等都會(huì )對植物的生長(cháng)產(chǎn)生一定的影響。如果依靠傳統農業(yè)的方式來(lái)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的環(huán)境給予準確的控制和及時(shí)的管理，這樣就會(huì )導致農業(yè)生產(chǎn)過(guò)程效率低下，制約農業(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(lái)對農業(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(guò)智能的檢測設備，我們能對植物生長(cháng)環(huán)境周?chē)母鞣N變化隨時(shí)進(jìn)行準確檢測，及時(shí)對采集到的數據進(jìn)行診斷分析，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)對現場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行遠程監控。這樣在為農作物提供了良好的生長(cháng)環(huán)境和精確的生產(chǎn)控制的同時(shí)，也能夠實(shí)現農業(yè)土地的高效利用和農業(yè)現代化技術(shù)的優(yōu)化管理。
而以單片機為核心的智能溫濕度檢測系統，由于價(jià)格相對便宜、便于開(kāi)發(fā)、操作簡(jiǎn)單、監控效果良好，在各項農業(yè)生產(chǎn)及其他領(lǐng)域中得到廣泛的應用，市場(chǎng)前景良好。
xx2 國內外研究現狀、發(fā)展趨勢
溫度傳感器的早在xx世紀就被使用，較于濕度傳感器的出現更早。從伽利略發(fā)明了溫度計之后，人們就逐漸開(kāi)始了對溫度的測量和溫度檢測技術(shù)的不斷革新。后來(lái)隨著(zhù)xx2xx熱電效應的發(fā)現，逐漸研制出了熱電偶傳感器，從而真正實(shí)現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(diǎn)，可對-50～xx00℃的環(huán)境進(jìn)行連續測量，特殊的熱電偶如金、鎳、鉻等最低可測到-269℃，最高可達到3000℃，但是相比之下靈敏度比較低，由于線(xiàn)性不好，必要對采集數據進(jìn)行溫度補償。模擬集成溫度傳感器在20世紀80年代問(wèn)世，它通過(guò)硅半導體集成工藝，將傳感器和溫控開(kāi)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(jià)格低，并且由于溫度和輸出電壓成線(xiàn)性關(guān)系，受外界影響很小，不需要進(jìn)行非線(xiàn)性校準，但受制于半導體技術(shù)的原因，測量范圍不寬，一般為-50～xx0℃。隨后又出現了輻射溫度傳感器、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。而現在，隨著(zhù)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數字化信號轉化電路、數據處理電路、外設硬件接口電路等集成到一個(gè)芯片上面，有的還帶微控制器(MCU)、多路控制器等。
在常規環(huán)境參數中，溫濕度的檢測由于受外界環(huán)境因素(溫度、壓強、有毒氣體、水分等)影響比較大，相對比較復雜，對靈敏度、精度和穩定性等要求比較高。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)品精度可達到±xxRH左右，穩定性和耐高溫、耐腐蝕性等方面可靠性比較高，但是價(jià)格也相對昂貴。而我國在20世紀80年代才開(kāi)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(shí)由于科研設備和經(jīng)費投資不足、研究單位多于生產(chǎn)廠(chǎng)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(kāi)發(fā)等原因，導致傳統或者集成式溫濕度傳感器與國外還有一些差距，主要體現在產(chǎn)品的質(zhì)量、穩定性、精度和創(chuàng )新性上，就目前來(lái)看，一部分高精密傳感器主要選擇國外的產(chǎn)品。
近年來(lái)，隨著(zhù)信息技術(shù)的突飛猛進(jìn)，溫濕度傳感器發(fā)展也越來(lái)越快，尤其是在數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(gè)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、CO2濃度等)集成到一個(gè)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(shí)現多參數的檢測，并完成對檢測的信號進(jìn)行分析、處理和補償等多種功能。
(2)向微型化發(fā)展
隨著(zhù)微米、納米技術(shù)和微機械加工技術(shù)(如同步輻射X射線(xiàn)光刻、無(wú)應力微薄接口封裝等技術(shù))的快速發(fā)展，微型傳感器出現，同時(shí)也標志著(zhù)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集成到一個(gè)硅芯片上，大大縮小傳感器空間體積的同時(shí)，也使得傳感器檢測的數據更為精確可靠。同時(shí)由于便于封裝的特點(diǎn)，使得傳感器在使用時(shí)受外界影響較小，進(jìn)而延長(cháng)了傳感器的使用時(shí)間。
(3)向智能化和數字化方向發(fā)展
數字化技術(shù)是信息技術(shù)的基礎，智能傳感器離不開(kāi)傳感器的數字化。智能傳感器將傳統的傳感器與內核芯片、通信總線(xiàn)接口、調節電路、轉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(dòng)的進(jìn)行補償、校正、故障診斷、數據儲存等多種功能并能通過(guò)通信接口實(shí)現數據的雙向通信，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。由于其還有內部結構簡(jiǎn)單、精度高、高信噪比和高分辨率等特點(diǎn)，使得其在工業(yè)生產(chǎn)生活中被廣泛應用，具有很大的'市場(chǎng)發(fā)展潛力和發(fā)展空間。
(4)向系統化和網(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(shí)現提供了技術(shù)基礎，網(wǎng)絡(luò )化技術(shù)和傳感器技術(shù)的結合，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)勢主要體現在能直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò )接口對傳感器設備檢測的數據進(jìn)行收集，并直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò )對現場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行監控和操作。由于它具有集成度高、數字化鮮明的特點(diǎn)，使得傳感器能通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)對采集到的信號及時(shí)的進(jìn)行決策、規劃、補償和處理，實(shí)時(shí)性和可靠性高，能使系統在最短的時(shí)間內獲得最有效的信息，方便進(jìn)行監測和控制，大大沖擊了傳統電纜布線(xiàn)的方式。無(wú)線(xiàn)傳感器的實(shí)現更是使得控制人員能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò )實(shí)現對現場(chǎng)的遠程實(shí)時(shí)監控和操作，極大地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。在我國的十二五規劃中，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(diǎn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展名單中，無(wú)線(xiàn)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(dòng)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(zhù)現代農業(yè)的發(fā)展，利用溫室大棚來(lái)培育農作物越來(lái)越普及，而大棚環(huán)境不同于室外，溫度、濕度、C02濃度、光照強度等外部條件都會(huì )制約農作物的生長(cháng)。而現代農業(yè)發(fā)展比較晚，依靠操作人員使用傳統的溫度計、濕度計等方法檢測現場(chǎng)環(huán)境比較消耗人力資源，同時(shí)
由于傳感器本身的制約導致準確度和實(shí)時(shí)性也受到一定程度的影響。隨著(zhù)科技的發(fā)展，單片機技術(shù)的普及，傳感器、微控制器、模數轉換器等組成的智能監控系統的出現，促進(jìn)了現代農業(yè)科技的革新。系統可以準確對環(huán)境實(shí)時(shí)監測，同時(shí)操控人員能隨時(shí)遠程控制大棚內環(huán)境，還能通過(guò)上位機對讀取的數據進(jìn)行綜合分析，這樣一來(lái)就為操控人員節省了大量的時(shí)間進(jìn)行其它的農業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)。
近年來(lái)，隨著(zhù)微控制器的發(fā)展，人們對棚內參數檢測的準確性、穩定性、實(shí)時(shí)性等要求逐漸變高。本項目基于這一問(wèn)題，選用性能優(yōu)越的32位單片機、智能數字傳感器等性能優(yōu)越、穩定性好、價(jià)格低的溫濕度智能監控設備。該設備可以廣泛用于諸如溫室大棚、發(fā)酵池、糧倉等農業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，并且可擴性強，后期很容易對系統進(jìn)行維護和升級，實(shí)用價(jià)值高，市場(chǎng)前景好。
二、研發(fā)內容和目標
2.xx目主要研發(fā)內容、預期目標及解決的關(guān)鍵技術(shù)
本項目的主要研發(fā)內容：
(xx研究設計溫濕度監控系統整體框架，主要包括上位機、單片機處理器、溫濕度采集器和串行通信電路等幾個(gè)部分。能夠監測現場(chǎng)數據并遠程操控現場(chǎng)環(huán)境。終端設備執行上位機命令，采集現場(chǎng)的溫濕度，通過(guò)RS485通訊總線(xiàn)將數據發(fā)送至STM32，STM32作為系統的控制中心，一方面接受上位機的控制命令，將它傳輸給各個(gè)終端，另一方面采集處理終端的數據并傳給上位機。
(2)選擇系統所需要的主要元器件。由于系統主要由溫濕度采集模塊、控制和處理模塊、通信模塊、執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)完善上位機軟件。系統采集的數據最終都要傳送到上位機，給上位機分析處理并通過(guò)上位機操控環(huán)境溫濕度。本項目使用C語(yǔ)言和Keil編譯器。參考溫濕度實(shí)際需求，完善上位機的開(kāi)發(fā)。
預期目標：
通過(guò)整個(gè)系統，可以將大棚內的溫度濕度數據完整采集出來(lái)，交給單片機處理，單片機處理后讓數據顯示在液晶屏上，可隨時(shí)查看。同時(shí)發(fā)送給上位機。上位機整理分析數據，按需要調節棚內溫度濕度。所有命令和數據都遵循嚴格的通信協(xié)議，保證傳輸數據的準確性，讓用戶(hù)能隨時(shí)查看棚內溫濕度情況，對不同時(shí)刻的溫濕度數據進(jìn)行分析整理。
解決的關(guān)鍵技術(shù)：
運用STM32的先進(jìn)Cortex-M3內核，配備大容量的RAM，出眾的功耗效率和高集成度帶來(lái)更強勁的單片機性能，使得數據能夠及時(shí)處理發(fā)送，從而大大提高系統的效率，系統里添加上位機，讓系統能夠實(shí)時(shí)、遠程、準確地被cao控，能給用戶(hù)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(xiàn)相比，RS485采用半雙工工作模式，即數據通信時(shí)同一時(shí)刻只能完成數據的接收或者發(fā)送，保證數據傳輸的可靠性,另外由于數據傳輸中可能會(huì )因為尖脈沖或者噪聲等引起信號失真從而導致采集的數據不準確。RS232雖然能同時(shí)進(jìn)行數據的接收和發(fā)送，這種共地傳輸模式不能解決共模干擾，會(huì )產(chǎn)生共地噪聲，這樣在實(shí)際的環(huán)境中使用可靠性不高。所以最終選用RS485通信標準。
2.3 達到的主要技術(shù)和經(jīng)濟指標
可達到的主要技術(shù)為：將課題組各部分內容結合，完成整個(gè)系統的設計實(shí)現，最終使工作人員能遠程操控現場(chǎng)環(huán)境溫濕度，并能及時(shí)整理分析單片機發(fā)送的數據，從而使得環(huán)境的溫濕度可控可調。預計達到的經(jīng)濟指標：研發(fā)出一個(gè)溫濕度檢測系統，預計成品在xx00元左右。
三、研發(fā)試驗方法及采用技術(shù)路線(xiàn)
本項目研發(fā)內容可結合keil與c語(yǔ)言來(lái)實(shí)現，基于STM32單片機處理系統，搭建好符合功能的硬件電路之后，利用keil編譯器編寫(xiě)調試程序代碼，調試成功將程序通過(guò)J-Link仿真器下載到單片機中。然后將精密傳感器采集的數據通過(guò)RS485發(fā)送至單片機，單片機分析處理后反饋給上位機，通過(guò)對上位機的設定，就能完整地將數據顯示出來(lái)。在實(shí)際應用中，還要對傳感器進(jìn)行誤差分析，從而采取對應的措施來(lái)修正或者消除誤差，從而提高系統數據的準確性。
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，包括系統整體框架設計、元器件的選擇、電路的設計搭配、編寫(xiě)上位機軟件、測試數據傳輸穩定性和準確性等。后續階段的主要任務(wù)是繼續測試數據的穩定性和可靠性，不斷修復數據誤差，完善上位機軟件。
五、現有研發(fā)條件和工作基礎
溫濕度檢測系統研發(fā)項目是由劉清?教授擔任總負責人，現在部分指標已達到了最初設計的要求，主要包括在校外的農田測試，單片機系統與上位機的對接基本完成，后面得需要到實(shí)際的大棚里搭建測試整個(gè)系統，分析其可行性。整個(gè)前期的過(guò)程為我們后期的完善和進(jìn)一步深入打下了基礎并提供豐富的經(jīng)驗。同時(shí)，良好的實(shí)驗環(huán)境和老師的指導，進(jìn)一步推動(dòng)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)費支出預算表
單位：萬(wàn)元