基于数据融合技术的温室环境监测系统研究开题报告

1. 研究目的与意义

伴随着时代的飞速发展，温度和人类的生产生活有着很密切的联系，温室的控制与管理对于提高环境控制精度、节约能源及促进生产等有着重要的作用。

在工业生产中温度也是一个很重要的基本工艺参数，例如在机械、石油、化工、电子等各类工业中经常需要对温度进行检测然后进行控制；如今人民生活水平不断提高，自然也会越来越关心自己的生活环境，空气温度的改变会直接影响一个人舒适感和情绪；在农业生产中，温度作为农作物保存的重要参数，温室或仓库的温度的监测就很有必要。

由于温室环境的自然特性，温室空间大且温度分布受多种因素影响等，在不同地点的温度值是不均匀的，所以需要采集多个不同点的温度值进行综合评判。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题：多传感器数据融合算法的选择：对于多传感器系统来说，信息具有多样性和复杂性，因此，对信息融合方法的基本要求是具有鲁棒性和并行处理能力；此外，还有方法的运算速度和精度。

多传感器数据融合的常用方法基本上有加权平均法、卡尔曼滤波法、贝叶斯估计法等。

每种融合算法可应用于不同情况的参数测量之下，且每种算法针对不同情况下的数据处理有不同的精度与误差。

3. 国内外研究现状（文献综述）

人们研究温度测量的历史已经相当的久远了。

公元1600年，伽利略研制出气体温度计。

一百年后，酒精温度计和水银温度计问世。

4. 研究方案

1、根据设计指标要求完成器件的选型及相关信号扩展电路设计，使之能适应单片机信号电平要求，便于与后续电路接口；2、根据设计指标要求完成温室环境监测系统的硬件电路设计，包括单片机与检测调理电路的接口设计，单片机与显示电路的接口；3、根据设计指标要求完成温室环境监测系统的软件设计，包括信号输入处理模块设计，信号显示模块设计以及数据融合算法MATLAB实现；4、进行系统软硬件调试，分块进行，最后完成整体功能调试；根据设计要求，结合温度传感器工作原理及数据融合的方法，设计了一种简单、高效的温室监测系统，以单片机为核心，利用多传感器测量温室环境参数，将测得参数经电路转换送与单片机，在单片机内部通过数据融合方法（通过编程实现数据融合）实现对数据的补偿处理，并通过单片机控制外部扩展电路。

其中，数据融合方法的选择由MATLAB进行仿真实现，比较各算法的优异，选择最合适的算法。

5. 工作计划

第1周：确定毕业设计题目，查阅相关资料，掌握数据融合、多传感器监测技术等的工作原理； 第2周：继续查阅相关资料，并翻译不少于3000字的外文文献，论证设计的可行性，研究设计方案和设计思路；第3周：确定设计方案和关键技术，拟定采取的解决措施，撰写毕业设计开题报告；第4周：指导教师审阅开题报告，提出修改意见，学生整改并完成毕业设计开题报告，同时开始设计系统组成原理框图，进行系统电路原理图设计；第5周：继续设计系统组成原理框图，进行控制电路原理图设计；第6周：完善电路组成，进行电路元器件选择、参数计算等；第7周：搭建、焊接硬件电路，并对硬件部分进行测试；第8周：软件结构和流程图设计，进行软件设计、程序调试；第9周：继续进行软件设计、程序调试以及仿真；第10周：电路硬件和软件部分联调，同时列写毕业论文大纲，准备起草论文；第11周：进行系统的整体调试，整理资料，撰写毕业论文；第12周：修改、完善毕业论文，本周末提交毕业论文；第13周：指导教师审阅毕业论文，修改后准备毕业答辩；第14周：毕业设计答辩及成绩评定。