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1、类别：全日制统招（学术型）研究生硕士学位论文开题报告书论文题目：基于ZigBee技术的畜禽舍环境监控系统的研究学生姓名：郝志平学 号：2012394所学专业：农业电气化与自动化所在学院： 工程技术学院导师姓名：袁洪印导师职称：教雯吉林农业大学研究生学院2013 年 12 月 7 日吉林农业大学关于研究生开题报告的规定开题报告：是指为阐述、审核和确定研究生学位论文题目而举行的报告会，是监督和保证研究生学位论文质量的重 要措施，是研究生完成学位论文，保证论文质量的一种集体把关形式。通过开题报告，既有利于研究生在导师和学科组 的共同指导下正确选题，又有利于学科有关人员了解研究生的选题情况，以便创造条
2、件，更好地协助、导师完成论文指 导工作，同时也便于研究生与导师及学科专业人员的学术交流。凡在我校申请硕士、博士学位者，必须进行开题报告。为规范和加强研究生开题报告工作，特作如下暂行规定：一、开题报告要求 1首先完成文献综述：要求研究生对本学科及相关学科、专业领域的资料进行搜集、阅读和整理，获取全面而准 确的文献体系后。硕士生阅读文献资料一般不少于20篇，博士生一般不少于40 篇（其中需要有一定数量的外文资料）。 经过归纳综合后独立撰写一篇不少于 3000 字的文献综述。文献综述经指导教师审阅签字后作为试卷保存，计2学分。2研究生应在导师的指导下，根据选题范围，在查阅文献、调查研究和理论分析的基
3、础上，根据开题报告的内容 写出开题报告，硕士生的开题报告在3000 字左右，博士研究生的开题报告在5000 字左右，供参加开题报告会的专家审 阅。3开题报告要公开进行，由学院统一安排，以学科为单位由学科带头人组织进行，开题报告会的日期及参加开题 报告会的专家由学院或学科确定。在开题报告前1 周，张贴海报，特别是博士生的开题报告。4开题报告要求专家人数不应少于5 人（副教授以上职称）。要求有本学科全体导师、教师及全体研究生参加，也 可邀请相关、相近专业人员参加。5开题报告采取报告和答辩相结合的方式进行，个人阐述时间，硕士生不少于 15 分钟，博士生不少于30 分钟。 6开题报告会应有纪录，并填写
4、开题报告登记表，专家的建议和修改意见应具体、明确。专家审议开题报告，做 出通过和不通过的结论。7开题报告通过者，根据与会专家提出的意见进行修改、补充和完善后，经导师、学科及院系同意后，在规定时 间内（第 3学期末）由学院研究生秘书统一交研究生学院备案。作为试卷保存，计1 学分。8开题报告一经通过，就应按计划进行论文试验工作。因特殊情况需变动时，必须重新开题，博士生在 1 年内， 硕士生在半年内。9对开题报告没有通过的，要求在规定的时间内（半年内）重新作一次开题报告，仍未合格者；以及未能按期完 成开题报告者，不得进入论文工作，将按中期考核的有关规定处理。二、开题报告时间 硕士研究生论文开题工作一
5、般在第 3 学期末完成。 因各种原因不能按期完成开题报告者，必须向学院及研究生学院提出推迟开题的书面申请，并注明预期开题时间。三、开题报告内容主要包括以下几方面： 1阐述所选课题的来源和选题的依据。说明课题在理论和实践上的意义、价值以及国内外的研究现状； 2说明选题的先进性和可预期的创造性成果；3课题研究的基本内容。本人对学位论文的构思、设想和见解；该课题达到的予期效果； 4阐述研究工作的计划、确定的技术路线和实施方案，及拟采用的方法和手段； 5可能遇到的困难和问题以及解决的方法和措施；6介绍阅读参考文献和外文资料情况； 7学位论文所需工作量、所需经费和时间安排。四、开题报告按以上内容撰写，经
6、专家审定通过后与本页合订，一式二份，由研究生秘书交研究生学院 1 份、存 档1份。基于Zigbee技术的畜禽舍环境监控系统的研究一、选题的来源和依据在我国畜牧业快速发展同时，禽流感等问题也时有发生，在给我国的畜牧养殖业带来 了巨大的经济损失同时也影响着人们的身体健康。有专家指出畜禽的养殖环境优劣直接影 响畜禽疾病的发生与传播，所以在加强对疾病防控体系的同时加强对畜禽舍环境的监控。 畜禽舍环境监控就是利用一系列的工程设施，实时监测并控制畜禽舍内的每一个环境因素 （温度、湿度、光照、二氧化碳、硫化氢、氨气、一氧化碳、颗粒、微生物等），来实现 为畜禽的生长繁殖提供最为适宜的环境的目的。在“基于 Zi
7、gbee 技术的畜禽舍环境监控系统监制”的项目中设计了基于 Zigbee 畜禽 舍的监控系统，如下图。在后续的工作中，将对原有的监控系统进行优化，使该监控系统 更加的全面与完善。畜禽舍温湿度传感器二氧化碳浓度传感器氢化硫浓度传感器氨气浓度传感器传感器节点传感器节点传感器节点传感器节点网络协调器由于考虑到畜禽舍内的环境因素较多，采用有线的传送方式，布置电线的难度大而繁琐，而且成本较高。就算布线成功，由于其容易受到周围环境的影响，测量的误差大，时 效性低。但是 Zigbee 技术和无线传感器的出现，让以上问题都得到了解决，为项目的研 究实际生产提供了依据。二、国内外研究现状自 20 世纪 70 年
8、代以来 , 随着养殖产业化的发展 , 规模化、集约化畜牧业生产厂家对 畜禽舍环境调控设备的需求量急剧增加,一些发达国家的大中型环境调控设备迅速发展起 来,并向自动化、标准化、配套化方向发展。七十年代,荷兰、美国、丹麦、日本、加拿大 等发达国家纷纷致力于工厂化设施农业的研究和开发,畜牧业的现代化得到大力发展，特 别是进入八十年代以后 ,随着计算机等高新技术在环境调控设备中的广泛应用 ,环境调控 设备制造业逐渐发展成为一项新型产业 (PerChristensen,2006)(J.Boyazogl,2002) 国 外主要厂家都具有一些可以帮助用户进行管理和提高自动化程度的辅助设备 ,其中最主要 的是
9、环境调控集群控制系统,它已经普遍应用在国外的现代化养殖场中。美国的 Asaopoulos 等人先利用计算机模拟夏季微热环境下猪的生长条件 ,然后根 据模拟结果运用到猪舍的环境调控上去(Axaopoulos,1992)。荷兰的“派司雷风”公司已 有几十年的历史,主要生产对孵化厂的环境控制设备,它生产的产品已实现网络化和无线 通信化。加拿大的Barber等人运用系统设计的方法设计整套系统，并将其运用到加拿大草 原地区, 取得了良好的效果, 在系统设计的过程中充分考虑了畜禽养殖过程中的各个环节, 而不是仅仅只局限于单个部件和单个因素的控制。日本生产的环境调控集群控制系统还引 入了专家系统,不仅能起到
10、环境调控的作用,还能诊断出发病畜禽总的来说,国外畜禽环境 调控设备在研究的过程中,在重视调控效果的基础上,还注重畜禽养殖污染物产生!迁移! 降解机理,微生物处理机理,检验检测新技术等基础研究,着力开展农牧循环利用 !污染物 减量化排放!沼气生产和沼渣沼液利用!污水达标处理排放!有害气体控制等实用技术的研 究把畜禽舍的环境控制和畜禽粪污处理!疫病防治结合起来,制定各类畜禽养殖场污物处 理!环境控制技术规程, 从管理和技术两个方面做统一的考虑。与国外发达国家相比,我国的畜禽养殖业生产水平还比较落后,畜禽舍环境问题是 导致这一现状的重要因素。 80 年代以来,我国的畜禽舍在采用密闭方式进行饲养的同时
11、, 采用了像纵向通风、夏季湿帘降温等一系列先进环境控制技术,为畜禽舍的环境调控提供 了物质保障。近年来, 以单片机为核心开发了以畜禽舍为基础的温度、湿度、光照等多因 素的硬件和软件,现以投入批量生产,初步实现了畜禽舍环境的智能化控制。但从管理的角 度看,在畜禽舍的环境调控中,环境因素之间缺乏必要的联系,且多数控制系统必须由饲养 管理人员手动操作或机电式操作,自动化水平低,难以适应现代化管理的要求。三、在理论和实际中的意义畜禽舍环境控制是利用一系列的工程设施，来保证畜禽生长繁育的合理环境,是畜牧 业集约化和现代化的重要条件。设施畜牧业是我国畜牧业现代化发展的方向,它以科学技 术进步为依托 ,以提
12、高劳动效率和畜禽生产力水平为方向 ,以在有效保持生态环境的前提 下追求最大的经济效益为目的。因为设施能自动调节温度、湿度和气流等环境条件 ,受外 界和季节的影响较小 ,因此一年四季都能有计划地不间断地生产 ,能达到全年均衡供应市 场畜产品的目的。作用于畜牧生产的环境因素主要包括温度、湿度、光照、二氧化碳、硫 化氢、氨气、一氧化碳、颗粒、微生物等。因此,调控好畜禽舍内部温度、湿度和有害气 体等环境因素,是畜禽环境控制的主要内容。建国以来,特别是改革开放以来,我国畜牧业持续高速发展,畜牧业产值在农业总产值 中的比重己由 1978 年的 25%提高到目前的 30%左右,四川、吉林、北京、上海等省市己
13、超 过 40% ，畜牧业已经成为我国农业和农村经济中最有活力的增长点和最主要的支柱产业 , 也是农民经济收入的主要来源之一。近三十年来,我国的畜牧工程技术在实现畜牧业现代化的进程中，与畜牧养殖中的品 种优化、饲料营养、疫病防制、环境管理等项技术一道,以其本身的技术进步,促进着畜牧 生产技术的现代化。当代工程技术导入了畜牧生产全过程，使养殖技术工程化，致使畜牧 养殖业发生了质的变化。畜牧工程技术促进了畜牧业科学技术的发展 ,使设施养殖业向规 模化、工厂化的集约生产方向迈进,从而促进动物养殖业的科技进步,加速了动物养殖业的 技、工、贸一体化的进程,为动物养殖产业化创造了有利条件。动物养殖产业化作为
14、我国 畜牧业发展的一个方向和趋势,也必然对养殖环境特别是畜禽舍的环境方面提出了更高的 要求随着集约化、高密度饲养方式的发展,畜禽舍的环境问题已成为影响我国当前畜禽生 产发展的重要因素。一方面,畜禽舍环境对于畜禽生产性能的影响较大,据研究表明,冬夏 季舍内环境的不利导致畜禽生产性能要下降达 10%一 20%,严重影响到畜禽的健康与生产 力;另一方面,随着国际动物福利组织!国际环保组织及美国、欧盟等相关国家和地区对动 物福利要求的日益提高,以及我国加入 WTO 后,畜禽产品的出口日益受到相关国家和地区 关于动物福利方面新的技术壁垒,作为企业社会责任的一种重要体现了形式 ,在畜禽养殖 过程中对动物福
15、利的关注程度,将直接影响到畜禽养殖业产品的出口及其持续发展.养殖业的生产实践和相关的科学研究已经表明,畜禽的生长、健康、繁殖和饲料利用 率都受到畜禽舍环境的制约 .畜禽舍环境控制的好坏已成为影响畜禽养殖发展的重要因 素。近年来,我国的畜禽舍在采用密闭方式进行饲养的同时,采用了像纵向通风、夏季湿 帘降温等一系列先进环境控制技术 ,为畜禽舍的环境调控提供了物质保障 .但从管理的角 度看,在畜禽舍的环境调控中,环境因素之间缺乏必要的联系,且多数控制必须由饲养管理 人员手动操作或机电式操作 ,控制精度低,自动化水平不高,难以适应现代化管理的要求 , 也从一定程度上制约了畜禽养殖的发展和壮大。为了保证畜
16、禽舍的环境能保持在一个相对 恒定的条件下 ,使畜禽舍的环境满足畜禽在生长过程中对各环境因子的需要 ,解决畜禽养 殖中环境条件自动化程度过低的问题,通过对温度、湿度、有害气体、光照和尘埃以及微 生物等全面控制,为畜禽创造适宜环境,以获取最高的生产效率和最低的发病率及死亡率, 本课题设计了畜禽舍环境监控系统 ,即先利用传感器实时监测畜禽舍的各环境因子 ,再利 用自动控制装置对畜禽舍进行环境控制,来保证畜禽在其生长的不同阶段对环境的不同需 求。该控制系统用来解决畜禽舍的环境调节问题,可以实现自动的调节温度、湿度,控制有 害气体的含量,改善畜禽舍的局部小气候环境 ,提高畜禽的生长性能,降低发病率,对于畜 禽的健康生长有着重要的现实意义。四、基本的内容及研究目标1、基本内容 分析国内
