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基于传感网的生产监测产品质量回溯系统)--申请书160422


附件 3

辽宁省大学生创新训练项目







项目名称:基于物联网的产品生产实时监测及回溯系统 项目成员: 学校:大连海洋大学 学院:机械与动力工程学院 指导教师:薛冬娟副教授 立项时间:2017 年 4 月

项目名称
负 责 人 姓名 学院 机械与动 学号

鱿鱼加工过程中的质量检测系统
班级 工业 15力工程 机械与动 工业 15力工程 机械与动 工业 15电话 邮箱

成 员

力工程 机械与动 工业 15力工程 机械与动 工业 15力工程 姓名 薛冬娟 副教授 单位 大连海洋大学机械与动力工程学院 联系电话 13898621476

指导教师 职称

□学生自选,学生的积累和兴趣□学生自选,教师的科研项目
项目来源

√教师帮选,教师的科研项目

水产品是人类的重要食物来源,在食物结构中所占的比例随生活水平的提高而迅速 增加,渔业产品质量安全日益受到重视。辽宁是我国水产品出口大省,水产品出口量多 年来一直位居全国前列,为拉动辽宁外向型经济发展做出了重要贡献。然而,水产品在 市场的流通环节主要有运输、加工、销售等过程,这些过程中很多会导致水产品的污染 与质量问题。目前国内外贸易对水产品质量安全水平提出了更高的要求,特别欧盟、日、 韩等国一直在用“绿色壁垒”对我国的水产品出口加以限制,致使我省扇贝、对虾等品 种的出口受到了严重限制。由于我国水产品质量安全检验检测体系不健全,许多检测项 目缺乏检测手段在国内检不了,质量安全状况家底不清,到达贸易国口岸才查出问题, 不但使出口企业蒙受损失,也使贸易国对我国整个水产品质量安全水平产生怀疑。在这 项目背 个要求下,回溯系统开始被广泛使用,对质量监测也起了一定作用。 景及研 但是回溯手段是一种事后的解决手段,在有人食用受害后进行的处理补救方式,不 究意义 能够及时地发现并处理问题产品,在问题冒头的时候就解决。 因此我认为对水产品在加工过程中的监测回溯系统很有必要。监测系统可以保证水 产品在生产过程中的质量安全,保证流通的产品的质量,回溯系统则是对漏网之鱼进行 回溯追踪,查到源头,十分有效加强了对食品产业的监管。 传统的检测方法是进行抽样检测,不仅耗时耗力,运用很多大型专业设备,也存在 概率问题,导致检测结果存在偏颇。而我们设计的监测系统不仅可以实时监测,而且可 以做到全部监测,大大的提高了检测的精确度,减少了漏网之鱼的发生。 无线传感网络技术归属于物联网,是典型的具有交叉学科性质的军民两用战略高技 术,可以广泛应用于国防军事、国家安全、环境科学、交通管理、灾害预测、医疗卫生、
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制造业、城市信息化建设等领域。无线传感器网络(WSNs)是由许许多多功能相同或不同 的无线传感器节点组成,每一个传感器节点由数据采集模块(传感器、A/D 转换器)、数据 处理和控制模块(微处理器、存储器)、通信模块(无线收发器)和供电模块(电池、DC/AC 能量转换器)等组成。微处理技术的发展促进了传感器的智能化,通过 MEMS 技术和射 频(RF)通信技术的融合促进了无线传感器及其网络的诞生。 本系统主要包括四部分:远程监测功能模块、数据采集模块、后端管理控制模块、报警 装置模块。系统结构图如下:

图 1.系统总体结构框图

研究内 容和拟 解决的 关键问 题

图 3.后端管理控制模块内部工作机制
远程监测功能模块:本系统采用传感器与感应器两种类型的半导体元件,对食品生 产车间进行监测和保护最用。不仅可以对该车间进行卫生,质量的监管。还可以实现对 厂房财产的保护。包括气敏传感器,化学传感器,温度传感器,浸水传感器,扫描装置, 等。用于监控生产车间有无毒性气体,是否使用违法物质,对生产环节进行检控和记录, 对生产成品进行记录。 Web 服务器模块:由一台电脑或服务器构成,能够对外进行数据交互。用于对数据进行 收集,上传至云端进行数据分析,再将已分析数据下载之本地,对已分析的数据进行响 应(对危及危险情况进行报警处理, 对采样数据进行投影, 对违反食品安全规范的)行为进 行报备,上传至相关部门) 。同时将产品的生产时间,地点等信息上传至网络公开,供人 查阅。 后端管理控制模块:由主控板、显示器、管理控制软件等部分组成,主要用于厂商进行
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参数设置,官方部门进行食品安全检查的检查方式之一。 报警装置模块:当管理控制模块中 web 服务器接收到下传数据时,反馈给声光报警装置, 通过装置上集成的 LED 及高分贝蜂鸣器使得工作人员能够进行处理。 技术难点: 本系统所涉及的传感器、计算机、微电子、远程通信等领域虽然已经有很成熟的技术和 经验,但是针对生产实际问题还是突显出了很多技术难点,这些难点也正是本项目中必 须克服的技术问题: 1) 传感器:传感器及感应器模块部分使用独立电源独立工作,要求传感器的体积小, 能耗低,能够长时间工作。部分传感器的工作环境恶劣,要求传感模块坚固耐用, 成本低廉。涉及食品生产,要求传感模块有良好的稳定性和安全性,能够精确地测 量数据并稳定上传。同时传感器要求嵌入式,防止工厂人员有意破坏,阻止监测。 2) 中央处理器:中央处理器要求有独立的网络传输端口,防止工厂人员阻碍数据传输。 中央处理器还要求运算速度快,传输能力强。同时要求占地面积小,能耗低,节约 成本。 4) 后端管理控制模块驱动程序的编写。

传统的有线监测网络只能依赖有线电缆进行数据传输,当情况发生或节点发生故障时,整 个监测网络极易陷入瘫痪状态。 通过组建无线监测系统,借助无线网络使得整个监测系统 具有安装方便,组网灵活及使用成本低廉等优点,具有十分广阔的应用前景。同单体分布 的监控摄像头相比,新的监控系统实现了全方位、实时监控、快速反应。降低了成本, 项目创 同时,新型监控系统的高度自动化及可以实现监视保护作用,还可以实现产品的追溯到 新之处 源头,及时发现问题产品。

(查阅资料、选题、自主设计项目研究方案、开题报告、实验研究、数据统计、处理与 分析、研制开发、填写结题表、撰写研究论文和总结报告、参加结题答辩和成果推广等) 2016 年 5 月~ 6 月:功能模块的选取以及相关电子元器件的选型 2016 年 6 月~ 7 月:进行需求分析、设计并讨论具体方案 2016 年 7 月~ 9 月:建立模型,材料采购 项目进 2016 年 9 月~ 12 月:进行实体组装,实验测试并调试 度安排 2017 年 1 月~ 2 月:记录并处理实验数据 2017 年 2 月~ 4 月:校园消防远程监控系统试运行,进一步改进和完善 2017 年 4 月~ 5 月:整合实验数据并完成论文,申请专利

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(如材料费、资料费、版面费、专利费、调研费等)

项目 项目经 费预算 资料查询与市场需求调研 费 材料及实验费 专利申请与论文发表 总计

预计花费 1500 4700 3800 10000

计算根据 车费、打印费、书籍资料费等 实验器材等 专利申请花费等

(如项目鉴定、学术论文、申请专利、获奖、推广应用等) 本项目将可能实现的预期功能: 预期成果: 1、校园消防远程监控系统一套 2、发表一篇论文 3、申请专利一项 预期研 究成果

(从项目学科性、前沿性、可行性、研究性、可操作性和成效性加以评价)

指导教 师意见

指导教师签字:







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学院评 审意见 负责人签字: (盖章) 年 月 日

学校评 审意见 签章: 年 月 日

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