小型家用粮仓监控系统设计工程项目管理综合大设计.docx

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1、小型家用粮仓监控系统设计工程项目管理综合大设计目录第1章概述第2章组织架构及人员情况第3章工程项目目标描述第4章工程项目分解EBS第5章工程项目管理分解WBS第6章工程项目进度计划第7章工程项目费用计划第8章工程项目质量管控及风险分析第1章概述1.1 选题研究背景及意义2021年，在中国共产党的领导下，全国人民克服新冠病毒疫情、干旱自然灾害等重重难关，农业生产态势良好。全国粮食总产量1.4万亿斤之多，比上年增加167亿斤联和引用,2022年中央预估全国粮食产量仍保持在1.3万亿斤以上，所以保证全国各地粮仓内粮食的持久安全储存，解决由温度、湿度等多因素带来的粮食安全问题，减少因为储存而带来的粮食

2、减产是一件刻不容缓的大事。目前，我国农户家庭储存粮食依旧是我国粮食存储的核心主体，国家政策性存粮,大型粮食企业公司储存粮仍只占少部分，而我国农户保存粮食的状况是“多、少、差、大”。即农户户数多、粮食分散保存多、保存数量总和多；保护措施少，基本采用人工保护，保护效率低，发现问题时粮食已经腐烂变质或者被鼠虫糟蹋；保存设施条件差,如粮食随意堆放房间角落、编织袋、陶瓷罐、塑料桶、铁皮仓、木柜等；霉变，鼠虫害问题大，农户缺少科学存粮知识，致使农户存储的粮食损失大。根据相关资料我国粮食年损失量约700亿斤3.用.。随着各种高新科学技术和国家经济的不断发展和国家扶贫计划的实施，我国在粮食存储方面也有了一定的

3、更新迭代，国家存储和大型企业存储已经达到较为成熟的阶段,运用物联网技术、远程组网技术、高精度传感器技术、微控制芯片技术等高新科技组成的自动化、机械化、无纸化、智能信息化的现代科技粮仓环境监控系统，去除了人工频繁地检测和各种繁多的事项，有效地减少了因为人工导致的误差性，缩短了发生特殊情况的处理时间，提高了管理效率，形成了可以通过手机或者电脑进行监控的精细化管理”和.。而针对农户存储粮仓的科技化仍处在原始人工管理或初级自动化管理的阶段，这就造成了粮食存储管理的监控的“盲区”，所以在大型科技粮仓环境监控系统的基础上进行开发设计一套经济实惠，适合农户小型粮仓或储粮装置的科技自动化监控系统和与其配套的存

4、储装置，对于国家粮食存储是十分有意义的。这不仅能节约很多的人力成本，也实现了国家粮食的“绿色”增产。1.2 国内外研究现状现代化储粮监控方面，国外一些农业科技强国已经处于成熟阶段，其研究起步早，应用反馈链庞大，存储标准应用广泛，使用经验丰富，监控系统与配套的电子设备均处于世界第一梯队，国内由于起步较迟,但随着我国科技的飞速发展,差距也在不断缩小。主要技术表现在三个方面：一是高精度传感器组网技术，FireFly无线技术，WlFl无线通信技术，BlUetooth无线技术，UWB技术等这些远近程通信技术都是国外最早研究和使用的初EW，这些通信技术广泛使用于各个行业，使用较为方便且技术成熟，国内广泛使

5、用时间较迟。二是高精度和低功耗的各种传感器研发和使用，新型传感器高度集成，模块化，具备能够快速采集环境数据，高精度，低功耗，模拟数字量输出，工作稳定等功能和优点。三是控制芯片的研究和开发一直处于世界前列，如我们早期使用的C51系列单片机到现在广泛使用的STM32系列单片机和各种传感器的驱动芯片几乎都来自国外的公司。国外的粮储监控技术研究虽然相比国内在一些方面较为领先,但我国科学技术发展迅速，年粮食产量大，粮仓众多，需求巨大，通过国家和各界科研人员的研究，也有了许多研究成果。从原始人力监控到现代化监控，大致经历了四个阶段：第一阶段，由模拟类电子元件采集环境数据，各部分电路组合而成的单板机处理模数

6、转化和输出功能，用于小范围的环境监控，从1982年开始使用，孙锦耀等人基于RC4-B型热敏电阻和RL-I型氯化锂湿敏电阻，设计了一种可远距离自动定时测量等优点的温湿度检测系统.岭找.第二阶段，开始使用精度更高，采集速度更快，输出数字化，采用更前沿的通信协议的传感器，控制芯片也更新换代，采用单片机作为主控，单片机相比单板机集成度更高，功耗减少，使用也更方便，张宇等人采用DS18B20传感器和MSP430单片机设计了一种微小型数字多点采集的测温系统。第三阶段，开始基于CAN总线、RS-232/485等通信协议进行开发，并设计上下位机进行短程通信管理，温湿度集成的传感器也开始使用，周经国等人利用CA

7、N总线和AT89C5ICCOl单片机设计了一种128个温度点的粮仓环境监控系统*谏找刊用,。第四阶段，开始使用无线网络通信技术，如WIFLFireFly,优点是成本低，连接多，通信距离远等，同时也开始通过云平台服务器，GSM等与PC端，手机端进行物联网通信，这种方法是现代粮仓监控系统的发展方向，彭海瑞等人基于STM32L476、窄带物联网技术和电信云平台设计了一种远程监控粮仓储粮环境的监控系统m3,用.。第2章组织架构及人员情况2.1 人员情况本项目采用项目式组织架构，主要职能管理人员情况见下表2-1表2-1项目核心人员一览表项目总监李培银I性另IJlI民族I出生年月工作单位哈尔滨海阅科技有限

8、公司项目经历曾负责XX项目项目经理联系电话131XXXXXXXX邮箱团队主要成员姓名部门专业职务研究方向主要项目经历小A工程部工程经理硬件+软件原XX项目工程经理小B设计部设计经理小C合约部合约经理小D财务部财务经理小E客服部客服经理小F营销部营销经理小G运营部运营经理2.2 组织架构本项目拟采用项目式组织架构，组织框架图如下图所示:市场专员第3章工程项目目标描述3.1 质量目标本课题针对能够存放多个圆桶型储粮装置（直径125cm,高275Cm）的小型家用粮仓进行研究设计，对常见的农作物进行分类和分质量的有效储存。春夏季保存：水稻，高粱。秋冬季保存：小麦。大部分家庭储粮属于常温存储，粮食需要晾

9、晒干燥，放置在阴凉干燥的环境中，避免阳光暴晒。在夏季时为保证安全存储，水稻存储需要其水分在10%以下5%以上，在25口以下的温度下存放；高粱存储需要其水分在13.5%以下5%以上，温度在25口以下存放；小麦存储需要其水分在12%以下5%以上，温度在20口以下存放，粮食安全阈值还需根据实际情况进行设置朱娘。设计指标要求表2-1所示。表2-1设计指标要求表设计指标测量范围精确度阈值空气温度O0C-502-空气湿度5%-30%5%-粮食温度O0C-30120C粮食湿度5%-20%3%12%二氧化碳浓度400-4000PPMIOOPPM450PPM酒精浓度10-1000PPM出现即报警出现即报警3.1

10、.1 设计任务小型粮仓环境监控系统设计任务如下：1 .能够对圆桶型储粮装置内粮食状况进行实时监测。2 .具有空气温湿度检测功能。3 .具有粮食温湿度多点检测功能。4 .粮食状况发生变化（如酒精浓度和二氧化碳含量超标），能够进行处理。5 .具有远程监控功能。6 .完成模拟实物的制作及调试，并达到预期要求。3.2 成本目标本项目成本构成主要由人员工费、材料费、机械费、项目管理费、规费和税金构成。总计算成本共计XX元，计划成本XX元，考核成本XX元。3.3 工期目标计算工期：13周计划工期：14周考核目标：15周第4章工程项目分解EBS4.1工程项目分解EBS根据设计任务要求和粮仓小型存储装置实际大

11、小选择使用了四个温湿度传感器和一个酒精传感器和一个二氧化碳传感器。由于系统预留了额外的拓展端口所以后期也可根据实际调试结果进行各种传感器的增加。系统中还设计了声光报警、OLED屏显示、继电器风扇控制、按键控制、远程PC端监控等部分。系统总体设计如图4-1所示。图4-1系统总体设计框图系统总体设计框图分析:通过不同精度的温湿度传感器检测粮仓外环境温湿度和粮食温湿度，同时通过二氧化碳浓度传感器、酒精浓度传感器检测对应粮仓内二氧化碳浓度和酒精浓度，单片机采集数据进行处理并通过WlFl模块上传到云平台。当粮食温湿度、二氧化碳浓度、酒精浓度高于设定阈值时进行LED灯和蜂鸣器报警和PC端界面报警，同时通过

12、继电器可控制风扇的开启实现温湿度的降低和二氧化碳和酒精的排放。用户可在PC端内查看各种数据，实现对粮仓的远程监控。基于系统总方案的多节点监控拓展设计当一个粮仓内有多个小型圆桶型存储装置时，可基于系统总方案和以下云平台模型,对应增加设备端和进行相关网络配置，即可实现多节点监控（一个PC端监控多个小型存储装置）。现阶段云平台提供商已将许多流程进行简化方便用户进行二次开发设计，云平台模型结构如图4-2所示。拓展为多节点监控的总体框图如图4-3所示。图4-2云平台粮仓多节点监控的实现模型设备层是监控系统模型中最基础的一层，它主要实现的功能为实时，准确的采集粮仓内粮食的温湿度等数据信息,然后传递给网络平

13、台层，如有环境检测值超过设置阈值,由MCU控制报警电路进行报警。网络平台层包括了云平台和WIFI无线通信两部分,它主要实现的功能为采用WIFI无线通信技术将设备层和网络平台层进行网络连接，存储和管理设备层传输过来的环境检测数据，设置环境量远程监测报警的阈值，设置PC端远程监控的显示界面，接收应用层的指令给设备层。应用层为最高层次，主要实现的功能为远程检测粮仓环境数据，启动和关闭风扇，设置粮仓环境量报警阈值。图4-3粮仓多节点监控总体框图第5草工程项目管理分解WBS5.1工程项目管理分解WBS工程验收奠基工程竣工验收绿化工程照明工程观水平台喷泉水池排水工程地基处理第6章工程项目进度计划6.1 进

14、度计划安排工程作业时间和计划投入人数如表6-1所示。表6-1作业分析表工作代号工作说明紧前工作工作持续时间（周）时间的最大压缩量（周）负责人A搜集资料10.2小A、小B、小FB背景、意义描述A10.2小A、小B、小FC总体设计方案A20小BD立项的编写及上会C1全体E硬件深化设计D10小A、小BF外观深化设计E10小A、小BG外观专利申请F40.2小BH主电路设计E20小A、小BI控制电路设计H10.1小A、小BJ其他辅助电路设计I10.2小A、小BK软件深化设计J20.3小A、小BL系统软件仿真K20.1小A、小BM模拟实物调试K10._2小A、小B根据表6-1可得到项目进度计划甘特图，见图6-1。表6-1作业分析表工作1B2周34周5Wn7周8周9周IOJi11周12周13周搜集资料背景、意义描述总体设计方案立项书编笃及上会