毕业设计正文

毕业设计正文（共4篇）

1.毕业设计正文 篇一

潍坊学院本科毕业论文

绪论

中国绘画在历史上存在着宫廷绘画、文人画和民间绘画三大体系。宫廷绘画是在皇室或王公贵族直接掌控下，由宫廷绘画机构（画院）或画家奉命进行有主题的创作绘画，以宣扬统治者的文治武功，满足统治阶级的审美需求为出发点；文人画则是北宋中后期才逐渐形成的，多由一些不得志的文人抒发情感所作，贯穿元、明、清各代。文人画是士大夫阶层文化生活的产物，虽经千年不断地发展，但基本上代表了文人士族这一封建社会知识阶层在出仕或归隐的不同情境下的艺术理想和审美追求。[1]

民间绘画是指活动于民间的画师或低层画家创作的绘画，这类绘画在较大程度上反映了普通平民的生活状态、人生理想和审美趣味风格。我国的民间美术，有着极其丰富多样的、为大众所喜爱的题材，世世代代被无数民间艺人创造着、重复着、丰富着，其中的一些代表性作品，已达到了非常精炼完整的程度，是具有高度艺术成就的作品。这些出自民间美术家之手的作品，更多地反映了劳动人民的思想情感、审美情趣和追求。但在历史上，民间艺术的理论研究向来不被重视，只有郭若虚的《图画见闻录》和邓椿的《画继》中谈到年画及年画艺人[2]，而这些民间艺术仅是家族式的传承，或是口口相传，在经历了诸多历史变故、战乱、改朝换代后，很容易消逝在茫茫历史尘埃中，而文字的记载在这时就显得极为重要。２０世纪前期，涌现了很多对年画热爱的专家、学者，在理论研究方面也做出了很多重要成果。但都局限于古代版画史及年画发展史，对于当代民间年画产地、艺人的保护及发展前途的理论研究相对比较少，如何开发、如何保护更是学者专家应重视的课题。虽然个人的力量是单薄的，但对于政府决策、引导老百姓认识自己民族珍贵的民间艺术，以影响大众的审美情趣，还是能做出一点贡献的。

一、研究目的、方法与意义

（一）研究目的

通过对杨家埠年画现状实地考察，走访部分民间艺人，从杨家埠年画年画的保护、开发的成功经验中，对当代中国木版年画的发展具有借鉴作用，并深化到对中国民间木版年画艺术的历史演变规律的研究，了解年画传承艺人的尴尬生存状态，旨在为他们找到一条合理的发展道路，更好的开发与保护我们的年画。政府的决策符合科学发展观，既保护了传统文化，也促使民间艺人们的生活得到改善，年画艺术得以延续、发展。

希望我们能从杨家埠年画的成功经验之中找到一条适合民间木版年画的发展道路。

（二）研究意义

针对中国木版年画严峻的生存危机，中国民间艺术家协会主席冯骥才提出的“中国民间文化遗产抢救工程”得到了党和国家政府的大力支持。该工程于2003年被国家正式立项，其中木版年画的抢救作为“中国民间文化遗产抢救工程”的龙头已先行启动，木版年画的抢救工作已经开始进行。希望在全社会的共同努力下,使我们民间艺术的真谛和精髓得以流传和发展,使我们中华民族真正成为文化意义上的强势民族。近三十年来，随着人们生活方式的改变，杨家埠木版年画的实用功能大大减弱，而纯粹的观赏功能反倒有所提高。市场的变化影响到杨家埠木版年画中传统技艺的留存，潍坊学院本科毕业论文

现代印刷技术的发展给传统木版年画的手工制版和印刷技巧造成巨大冲击。杨家埠木版年画的画铺越来越少，传统雕版技艺和染色印刷技术的传承也越来越困难。时至今日，我们学习和研究杨家埠木版年画，对于发展新的艺术，弘扬中华民族的传统文化是有重要意义的。

作为一门工艺，杨家埠木版年画的制作过程历来是有明确分工的，画稿、刻板、印刷流水作业。如今，掌握这门技艺的艺人已不多，学员要求学习全套制作程序。由于传统艺术生存市场严重萎缩，木刻年画在民间的市场几乎接近于零，目前仅有几人坚持年画创作，后继乏人现状一时难以改观。我们学习和研究杨家埠木版年画，既保护了传统文化，也促使民间艺人们的生活得到改善，年画艺术得以延续、发展。

如果从10世纪的宋代开始算作木版年画的开端的话，到21世纪新时代的今天，木版年画及其后代的石印和胶印年画最终从民间的墙上走下来为止，应当说它已经走过了千年的发展历史了。这一千年，它伴随着日日月月、年年岁岁，色彩缤纷、形象生动地养育了百代成长的亿万民众，并成为中国民众人生仪礼和岁时节日最为原生态的民俗文化观赏佳品和吉祥挂图。可以自豪地说：这一千年是中国民间木版年画最红火的一千年，这一千年中国民间生活和民俗百态几乎都反映在年画上，是很值得现代人认真研究的木版年画的千年辉煌史。

忆往昔，中国木版年画的诞生是历史的产物，是唐宋经济发展与市井民俗艺术繁荣创新，以及民众适应当时艺术新潮的结果；看今朝，木版年画从现代民俗生活中隐退淡出，也是现代经济全球化发展与现代文化艺术繁荣创新、以及民众广泛适应现代艺术新潮的结果，也应当被看做是历史的必然。因此，中国木版年画的千年辉煌史，已经完美地划上了一个圆满的句号。它已经成为一宗名副其实的真正意义上的文化遗产了。

（三）研究方法

本课题将综合运用以下研究方法：主要采用参观诱导法、文献资料法、行动研究调查法、个案研究法、搜集比较法和经验总结等。

1．本课题运用参观诱导法，例如了解更多杨家埠年画资料，参观杨家埠年画画展和文化馆的作品收藏；.文献资料法：通过网络媒体书籍从有关文件、材料获取课题研究的相关信息，学习相关教育理论，搜集有关资料，进行归纳、整理与分析；

3.行动研究法：注重应用性、实践性的探索研究，注意收集反馈研究信息，及时调整研究方案，深入民间生活，注意观察杨家埠人生活中的新人新气象，积累创作题材，将课题研究不断引向深入；

4.个案研究法：选取年画中具有代表性的个案进行研究，了解不同类型的年画； 5.搜集比较法：深入民间搜集民间喜闻乐见的传统图案，同时在网络书籍上搜集现代图案设计进行比较分析，在继承中开发、保护求创新；

6.经验总结法：运用教育科学理论，对积累的有关杨家埠年画创作的经验进行分析概括，努力提升出相关的理性认识。

二、民间年画简介

民间年画是中国古代一种寓意吉祥的民间艺术形式。它早期的自然崇拜和神祗信仰渐渐发展为驱邪纳祥、欢乐喜庆和装饰美化环境的节日风俗活动，并历经千年的洗练，几经沉浮，在繁荣中发展，在寂寥中求生，形成了自己的独特风格，表达了民众

潍坊学院本科毕业论文 的思想情感、审美观念和向往美好生活的愿望。它不仅对民间美术的其他门类曾产生深远的影响，而且与其他绘画相互融合，形成一个成熟的画种，具有极强的观赏性和极高的收藏价值。

（一）年画的由来和起源

年画是我国的一种古民间艺术，和春 联一样，起源于“门神”。

它的起源可以追溯到两千多年前汉代 的历史文献，《山海经》曰：“东海度溯山有 大桃树，蟠屈三千里，其卑枝东北曰鬼门，万鬼出入也。有二神，一曰神荼，一曰郁垒，主阅领众鬼之害人者。”[3]神荼与郁垒是一对 兄弟，兄弟俩都擅长捉鬼，如果有恶鬼出来 骚扰百姓，神荼与郁垒就将其擒伏，并捆绑 起来喂老虎。后来人们每到辞旧迎新之时，都会在长六寸宽三寸的桃木板上分别画上 图1.1杨福源 年画 “神荼”、“郁垒”二神的图像，或者直接写上 《门神—神荼、郁垒》 二神的名字并贴与门上，以驱凶辟邪，这种习

俗流传至今，就是民间年画最初的门神形式----桃符。

（二）漫长渐进的发展历程

隋唐时期，尤其是唐代，经济发展，文化昌盛，年画得到了长足的发展。一方面，门面题材得以拓宽，增加了仕女等世俗形象和药叉等佛教形象，这些佛经版画，成为日后木板年画的基础；另一方面，伴随着雕版印刷的兴起，脱胎于巫文化的民间诸神、道教与佛教诸神的图像不再依附于门画形式，而找到了新的载体，成为“纸马”艺术之滥觞。

北宋是年画艺术的形成期。繁荣的商业经济、兴起的市民文化以及开始广泛应用的雕版印刷，既为年画提供了广阔的市场，又为年画的传播奠定了物质基础，年画的内容日益丰富，功能更加齐备，并且出现了着色和套色的年画。这种当时被称为“纸画”的年画艺术形式渐渐从传统的绘画体系中分离出来，成为一个新的画种。

元代，蒙古统治者忙于攻城略地，漠视中土文化，年画文化的发展进入低潮，进步缓慢。但从这个时期开始出现了年画交易的市场，年画题材内容主要是寿星、八仙、松鹤延年等。

明代，随着木版画艺术的发展和明太祖朱元璋提倡过年贴春联，年画恢复生机并逐渐走向繁荣。今天被保存下来的有彩色套印的木版，有实用的历画，有历史故事等。到了明末崇祯年间，图画的内容也愈见丰富。

清代是民间封建年画的集大成时期，题材内容空前广泛，仿古问今，从人物到动物花鸟，应有尽

图2.1

清代古画版年画 《门神--秦琼》

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有。正式提出“年画”一词，也是在清代。然而，这时的“年画”一词并未被普通大众接受，光绪年间，年画广泛被称作“画片”或“纸画”。晚清时，帝国主义列强入侵中国，企图瓜分我国领土，这时期出现了一批爱国主义题材的年画。有反映群众反帝斗争的，有反击英国军队入侵的。

与此同时，中国的木版年画，逐渐形成了天津杨柳青、苏州桃花坞、山东潍坊杨家埠、广州佛山这“中国四大木板年画”并立九州的局面。

辛亥革命前后，年画发展遭受冷遇，一是受战乱影响，二是受到新文化运动的冲击，这种古老的文化形式并不被当时的进步青年所推崇。

民国初年，上海郑曼陀将月历和年画二者结合起来，成为年画的一种新形式。这种合二为一的年画，后来发展成挂历，至今风靡全国。

抗战时期，解放区出了不少年画佳作，主要以抗日和劳苦大众为题材，如参军团、新年劳军、兄弟开荒等。

新中国成立以后，年画艺术发展迅速，无论是造型布局，还是寄情寓意，既有继承，又有发展，创作了不少宣传新道德、新思想、新生活的优秀作品。[4]

三、潍坊杨家埠年画

潍坊杨家埠年画因其产地为山东潍坊杨家埠而得名，它发端于农村生活而又高于生活，古朴稚拙，风格简明，形象朴实，造型夸张，深受大众喜爱。它的名气早已远播四海，其独特的风格和民族特色向世界展示着一朵艺术奇葩的魅力。

(一)杨家埠年画的历程

民间年画在我国有着悠久的历史，年画制作地几乎遍及全国各地。山东杨家埠木版年画像一颗璀璨的明珠，以独特的艺术特色享誉全国。山东潍坊杨家埠年画起源于明代，至今已有五百多年的历史，是我国民间艺术宝库中的一朵奇葩。

关于杨家埠年画的起源，有很多传说：相传朱元璋还是和尚的时候，曾去山东沂县化缘，结果无人施舍，差点饿死。当上皇帝之后，一气之下：“山东沂县不留！”并命大将常遇春率兵杀戮山东。常遇春误把“沂县不留”理解成“一县不留”。临行前，刘伯温指点常遇春：“潍河边上不饮马，常岭埠上不扎营。”常遇春率兵到了潍县，不小心偏扎营常岭，饮马潍河，结果染上了瘟疫死了。瘟疫四处传播，加上兵荒，山东“白骨露于野，千里无鸡鸣。”事后朱元璋下令从外地移民，重整山东。

于是杨家埠杨氏一族于明朝洪武初年从四川梓潼县迁入山东潍县浞水西岸。据《杨氏宗谱》记载，当时居四川的杨氏拥有雕版印刷技术，他们到了潍县，安顿下来，为谋生的需求，重拾年画手艺，按照山东的风俗人情，在生活过程中创造了独具特色的木版年画。从此，潍县杨家以年画为业，潍县年画从此诞生了。

清乾隆时期，杨家埠年画发展迅速，经营木版年画的画店相继面世，生产规模迅速扩大；到了咸丰和光绪年间，杨家埠木版年画达到鼎盛时期，有“画店百家，年画千种，画版数万”之说，其中最大的东大顺画店拥有画版三百多套，年制画百万余张。

据杨家埠的民间艺术家杨明智老人讲：“老祖宗明朝洪武年间在这里开始印年画为生，最鼎盛的时期是清朝初年到1800年这一百多年的时间，那时候，‘画店百家，画种上千，高手辈出’，大半个中国都有杨家埠的年画。”“杨家埠当时到外地开设画庄的画店就有三十多家，江苏安徽、东北地区以及山东全省，都是杨家埠年画画庄开设的。此时的杨家埠已不满足于一家一户的小作坊式生产，有的作坊常年雇工印画，潍坊学院本科毕业论文

年画印完，再用工钱买上年画，回原地当上画商，搞起多种经营。印制年画期间，杨家埠百家画店，家家灯火通明，通宵达旦，来往的客人每天达到数千人之众，光是每晚为画商留宿的超过40人的店就有20多家。”

清末民初，木版年画开始“以变图存”的革新。民国初年，杨家埠画店多达160余家。但是1922年后，由于石印年画和月份牌年画的兴起，杨家埠木版年画销量剧减。1937年抗日战争开始，杨家埠年画一度走向萧条，但始终保持着民间艺术顽强的生命力。1949年新中国的成立给杨家埠年画带来了新的生机。当地政府积极扶持发展年画，成立了“杨家埠年画改进委员会”。在原先基础上加工、改革、创新。1963年，“杨家埠木版年画社”成立，杨家埠年画进入了一个黄金时代。

1966年“文化大革命”开始，年画制作停止年画业遭到了严重的破坏。直到文革结束后，改革开放，潍县年画得到了又一次的复苏。将这一濒临失传的艺术品类进行抢救性整理，恢复了个体生产年画的传统方式，画品的艺术性和产量达到了近百年来的最好水平。

如今土生土长的杨家埠木版年画，一步步走上了高雅的艺术殿堂。1983年春节，中国美术馆展出了杨家埠年画。同年，杨家埠年画赴美洲、欧洲、非洲的9个国家巡回展览。1987年，民间艺人杨福元应邀到新加坡作木版年画的画、刻、印表演。到20世纪90年代，一批杨家埠年画艺人前后前往巴西、日本等国家作现场表演，深受好评。

（二）风格类别和制作工艺

杨家埠年画土生土长，反映农村的真实生活，地方特色浓重。虽然历经了几百年的风雨飘摇，却一直以其古朴稚拙的形象特征、喜庆吉祥的象征意义、浓艳强烈的色彩效果在中国年画历史中占据着重要的地位。

杨家埠年画题材广泛，以反映农村生产劳动、丰收景象的居多。但多有农民所喜爱的人物、山水、花鸟、鱼虫、戏曲故事、民间传说等题材。杨家埠年画的题材具体可以分为六类。神像类，如门神、财神、灶王、八仙等;农村生活类，如春耕图、秋收图、过新年图等；吉祥画像类，如富贵满堂、瓶升三级、福禄寿喜、连生贵子等；陶冶情操类，如渔樵耕读、四季花鸟；故事传说类，如二十四孝、梁祝等；戏剧类，如二进宫、李逵夺鱼等。这些题材所包含的祛邪避害、纳福迎祥以及多子多寿等观念，实际上反映了农民对自然、社会及人生的朴素认识，表达了他们对富足康乐生活的向往之情。

杨家埠年画的制作工艺别具特色。民间艺人通常用柳枝炭条、香灰作画，称为“巧稿”，然后在巧稿基础上进行其他操作。它给人的第一印象是大量使用红、绿、黄、紫之色，这些对比色构成的一幅画面，色彩强烈、跳跃而又和谐。

杨家埠年画的制作流程，大体可分为：勾，刻，印，画，裱五大工序。即勾描、刻板、印刷、彩绘、装裱。[5]

（三）杨家埠年画发展现状

通过和民间艺术大师杨明智老人的交谈，得知如今普通百姓的居室里不再张贴年画，年画早已淡出了人们的视线，它成为一部分人猎奇的对象，而学者们眼中的杨家埠木版年画的意义更在于它是一种具有欣赏价值的艺术品，是需要研究和保护的对象。年画市场不再红火了。

以上所讲到的那些“画决”在以前一定是秘不示人的。是一个画店的高度机密，所谓“宁增一锭金，不撒一句春”，“春”就是画决。是杨明智等几代民间艺术家一生经验的总结。如今，杨明智老人之所以毫不掩饰的透露这些“画决”，是因为当今社

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会，民族文化在渐渐流逝，年画濒临失传的险境。杨明智老人也是想把这些宝贵的经验制作作为重要遗产流传下去。为拯救和传承中华民族文化遗产做出了很大的贡献。

这些年来西方文化一拥而入，快餐式、消费式的商业文化像沙尘暴一样弥漫了中国人的精神空间。社会的发展，科学技术的进步，人们生活水平的提高，居住条件的变化，使得人们的欣赏水平也发生了变化。占我国人口总数90%的农民——这个庞大的年画市场日趋瓦解了。随着现代印刷、音像等文化传播手段的发展，运用传统的制版、印刷的木版年画是缺少竞争力的。人们艺术观念上的更新，而年画艺人的观念陈旧，在年画的印刷技术、表现内容上缺少创新，使年画这种传统艺术形式从根本上失去了再度发展的基本条件。今天的杨家埠木版年画，在部分经济不发达的落后地区还有一部分残余市场，但可以预见，要是我们还是对这些民族文化不加以保护和继承的话，这些残余市场将随着经济的发展而最终消失。

年画是中国民间文化的一块瑰宝，是一份丰厚的文化遗产。木版年画在民间文化遗产中处于龙头的地位，是影响力最广，文化含量最大，地域风格最浓，流派最多的民间文化代表。长期以来，它扮演着传播文化信息、表达民众朴实情感的重要角色。而现状不免让人担忧。

如何来继承、发扬这份文化遗产？ 我们应该行动起来。

四、杨家埠年画的开发与保护

民间年画在中国民间年画传统文化中占据着重要价值。它伴随着百姓岁末辞旧迎新、欢度春节的风俗走到今天，题材丰富、画风质朴、色彩鲜明、雅俗共赏。

（一）年画收藏的历史与现状

中国的年画很早就流传到国外。早在17世纪，国外的民俗学家对中国的年画产生了浓厚的兴趣，有大量的年画作品曾流传到法国、苏联和日本等国。1693年，英人卡姆培夫尔在日本江户得到一批中国流传过去的木版年画携回本国，现藏于大英博物馆，成为其珍藏贵品。据专家考察，日本的“浮世绘”中能隐约看到中国年画的痕迹，越南年画中杨家埠年画的影子也依稀可见。

清末民初，西方列强入侵中国，年画成了他们猎奇收藏的一项重要内容，海外很多图书馆、美术馆，如荷兰图书馆、德国莱比锡图书馆，就专门收藏中国年画。其中有一件辽金时代的《四美图》，是目前发现有记载的最早的木板年画。

现代中国最早注意收藏木版年画的是鲁迅先生。鲁迅所藏的开封年画，现藏于鲁迅纪念馆，经我国年画收藏研究专家考证，这些年画都已是孤品。

在当代，老年画收藏最多的是中国艺术研究院研究员王树村。王树村从20世纪40年代开始收藏我国主要年画产地的年画，现有藏品近一万件。

年画收藏目前被很多行家看好，不仅仅因为留存至今的古版年画或被焚毁殆尽，或辗转遗失，所剩无几，或者出于民间手艺多濒临绝迹，有着乐观的价值前景，还是因为它源远流长，底蕴深厚，一直埋藏着中国人民的一个共同心愿-----将中华千载文明之灯火传承下去，永世不灭！

（二）杨家埠年画的申遗及意义

1．杨家埠木版年画申遗

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国家非常重视非物质文化遗产的保护，2006年5月20日，潍坊市杨家埠年画遗产经国务院批准列入第一批国家级非物质文化遗产名录，同年6月6月，在国务院批准文化部确定并公布的第一批518项国家级非物质文化遗产名录中杨家埠木版年画为304Ⅶ－5 项。2007年6月9日国务院温家宝总理观看文化部主办的中国非物质文化遗产专题展，面对张殿英制作的32米长的《农家乐》木版年画，温家宝赞扬道：“构思得好。”

自2006年，杨家埠木版年画被列入第一批国家级非物质文化遗产名录以来，当地相关部门加大了对年画的挖掘整理和传承保护力度，使一些濒临失传的民间题材和工艺焕发生机，新人佳作更是层出不穷。在杨家埠，人们不仅可以欣赏到上百套年画佳品，目睹自明代以来的各种工具、原版，还可系统观摩完整的年画制作流程。

2．意义

杨家埠非物质文化遗产是中国民间艺术的一朵奇葩，是祖辈为我们流传下来的文化瑰宝，通过申报世界非物质文化遗产来推动对杨家埠民间艺术的挖掘与保护，可以更好的传承并将其发扬广大;杨家埠木版年画还间接地记录下了中国民居和民间社会生活的情况，对于中国古代文化的研究有一定的参考价值，申请非物质文化遗产对于中国古代文化的研究有一定的参考价值，有利于保护我国文化的多样性，促进其保护与发展；申请非物质文化遗产后扩大了杨家埠年画的知名度，让世界更好的了解潍坊，了解我们的年画，使民间艺术发扬光大的同时，还能取得经济、政治、社会效益，对杨家埠人来说，申报世界文化遗产可谓一举多得；杨家埠年画申遗后经国家文化部确定，山东省潍坊市的杨洛书为该文化遗产项目代表性传承人，并被列入第一批国家级非物质文化遗产项目226名代表性传承人名单，这将激励年轻一代加入到年画的刻制的行列中来。

（三）杨家埠年画的保护

1．抢救

中国许多地方都有刻印年画的地方。在一千多年的发展中，逐渐形成了潍坊杨家埠、天津杨柳青、苏州桃花坞、开封朱仙镇、广州佛山等名满天下的木版年画。这些地区的年画在清雍正、乾隆年间就已具有相当规模，曾盛极一时。而如今，在现代化大潮冲击下，年画面临危机，甚至有些地方的年画已经绝迹。更令人沮丧的是，一些清朝、民间时期年画生产鼎盛一时的地区，已经找不到一个年画艺人了！

“中国民间文化遗产抢救工程”正在进行，对保护和留住年画起到了一定作用。2003年12月24日，中国民间文化遗产抢救工程全国木版年画中期推荐会”在杨家埠举行。来自全国12个年画产地的有关代表，共同探讨了进一步推进木版年画抢救问题。

既然是抢救，也就是说年画已经濒危。年画作为中国人最喜爱的一种民俗版画，最重要文化遗产，也是中华民族宝贵文化遗产，如果在我们这一代人手中消亡或绝迹，我们将成为千古罪人，抢救年画，是每一个炎黄子孙的神圣职责。有人做过调查，称杨家埠目前会刻板的不超过5个人（这可能是指刻板高手）。当年家家刻板印画的辉煌已随时代潮流远去，正如人感叹：历经四百多年的杨家埠年画，正从一门大众手艺逐渐成为“绝技”。尽管杨家埠年画繁荣的盛况不再，但当地政府、当地民间艺人和各界有识之士仍在不懈努力。据介绍，2001年“中国木版年画抢救工程”启动以来，寒亭区全面系统地开展了年画的调查、记录、挖掘、整理和出版工作，已出版了《明清杨家埠年画孤本》、《明清杨家埠年画续集》

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等。甚至一些被国外博物馆、图书馆收藏的古老年画，也被寒亭区搜罗到了。除杨家埠年画艺人外，全区从事年画研究、古本年画收藏、年画雕版收藏的人数达二百多人，而当地的专职年画经销商，已发展到一千余人。

在几大年画产地中，寒亭区政府抢救年画的工作是比较成功的，因此杨家埠才得以保存有十多户家庭年画作坊，他们充分发挥了杨家埠木版年画资源的优势，促进了年画的发展繁荣。[6] 2．寻找和保护老雕版

上世纪50年代到80年代，在研究年画的过程中，张殿英（高级工艺美术师，中国工艺美术学会民间美术委员会会员，中国木版年画出版研究会副理事长）做了大量调研，一有时间就深入到民间艺人家里，和他们探讨沟通。

木版年画，是中国传统文化的活化石，古代雕版，不啻于国宝！然而，经过历次政治运动老雕版不仅分文不值，而且成为家里的灾星。上世纪70年代末，随着文艺春天的来临，老雕版终于从灾难的阴影中解放出来。然而，此时民间木版年画无人问津。

张殿英心里清楚老雕版的价值，把抢救年画雕版当作自己的责任。他走遍了潍县历史上生产年画的19个村，挨家挨户寻找老年画和老雕版，心中的忧虑越来越多。并在21世纪初写的《保护木版年画知行录》中说：“谁也不会想到，转眼之间，新一代的中国人对西方节日，如‘圣诞节’、‘情人节’之类，深感兴趣。对自己民族最大的节日-----新年，从‘意识淡薄’，发展到‘习俗变更’。”从张殿英坦然的表述中，足以感受到一个有责任心的民间艺人对中国传统木版年画存亡的忧心如焚。

张殿英认为，学术研究要以藏品实物为基础，抢救和保护年画，也要以抢救雕版实物为首要。为了获得更多的实物佐证，也为了保护和抢救潍县民间木版年画，他开始大量收藏年画，收购各个时期的年画雕版。

现在潍县年代最早的年画雕版是清朝的，张殿英的年画里有70多套清朝老版。对于这些老版，张殿英有自己的想法，他要用它们来传承中国传统年画，用它们建一座中国博物馆。即使它不能继续印年画了，也要把他们保存在国内，而决不能让它外流。他可以捐献国家，但决不被外国人的高利利诱！

3．对传承人的保护

杨家埠木版年画和风筝这对“并蒂姊妹花”，由于民间艺人600余年的坚守而生生不息，从85岁高龄年画艺人杨洛书在联合国教科文组织荣膺“民间工艺美术大师”，到风筝王杨同科孙女杨红卫频频出国献艺，走出小村落冲出大国门。

可以说非物质文化遗产是祖辈为我们流传下来的文化瑰宝，而如何保护、传承并将其发扬广大是当代人需要认真思考并解决的问题。近年来寒亭区在深入挖掘保护民俗文化资源的同时，坚持大力发展传统文化产业。而文化产业的大发展也为身怀技艺的杨家埠人敞开了发家致富之门。据寒亭区区委常委、宣传部长范连军介绍，在杨家埠村木版年画的制作为当地人带来了颇为丰厚的回报。村里年收入达几十万、甚至上百万的大有人在。而杨家埠村现在学习年画手艺的人每年也正在以300~400人的速度急速增加。为了满足大家对这项技艺的学习意愿，区委区政府同时还开办了培训班，每一期都能招收到上百名学员。而且传统技艺已逐步走进课堂，纳入教育体系，该区所有的小学都开设了风筝制作等课程，积极推动了非物质文化遗产的宣扬和普及。“民间艺人对民俗坚守和创新的特有传承方式成为民俗传续的不竭动力。杨家埠民俗的发展壮大，离不开艺人的推动，政府的保护开发也很重要。”该区宣传部副部长闫

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维兵介绍说，从1979年成立杨家埠木版年画研究院培养人才起，到2004年对明清古版挖掘整理，再到杨家埠木版年画和潍坊风筝在国家成功申遗，以及每年举办的民俗文化艺术节，30余年的官方推动，杨家埠民俗进入了繁荣发展时期。

思考

“年画是历史的缩影，有浓郁的乡土气息，独特的绘画语言，它以雕版工艺表达出一种年味和美感，是彼时彼地民俗民风的完美体现。”[4]年画联想着红色的装点，喜庆的笑脸，好吃的点心和压岁钱。年画，就是我们心中的年。

实际上，杨家埠木版年画也有可忧之处。一是年画题材缺乏新意，二是人才匮乏，现在除几位在世的老艺人，能系统并真正掌握木版年画技艺和精髓的接班人，几乎没有，而这将直接影响今后杨家埠木版年画的发展和生存。因此，民间文化抢救工程应尽快启动，为杨家埠木版年画的保护和发展创造有利环境。第一，结合当代实际对年画进行创新。深入研究、挖掘当代消费者的心理，从题材和形式上大胆突破，寻求合适的发展道路。将年画的发展与旅游市场相结合，打破传统观念，把移植到具有实用价值的商品中，使年画融入到旅游业的发展年画所特有的浓郁的乡土气息中。第二，作为非物质文化遗产的潍坊杨家埠木版年画，应该得到更好的研究、保护。要发挥好当前年画社和年画研究所的职能作用，培养接班人，做好对年画历史的保护，保护旧版年画。杨家埠木版年画是劳动人民在几千年的劳作生息中的产物，是劳动人民聪明才智的结晶。而如今，让非物质文化遗产回归生活，从专业走向民间、走向大众，重新在广大人民群众中生根发芽、开枝散叶，或许才称得上对其真正的保护。同时，正如我们所看到的，杨家埠年画是通过在文化产业建设中产生的实实在在的经济效益为其带来的巨大吸引力和关注度而焕发了生命活力，将传统的文化遗产保护与产业化的途径相结合或许不失为切实推进非物质文化遗产保护及传承的一条良策。

同时作为政府必须建立健全民间文化遗产保护体系，要确立一种民间文化遗产保护的长效机制，这对非物质文化遗产的进一步弘扬、传承和发展大有裨益。不能让整理好的文化遗产留在档案中，要赋予其长久不息的生命。冯骥才在论坛上提到，建立保护体系，进行档案保护，传承保护，教育保护和博物馆保护。全面大规模普查，弄清家底，进行多学科的调查，多角度的考察。要站在当代立场，全方位、地毯式地将历史、风俗、自然、艺术分类，工艺材料、艺术谱系、故事民俗等整理。有特色的地方，必须建立博物馆，法律，政府要支持，专家要研究，全民要宣传，老百姓喜欢，才能大发展。冯骥才并提出两个东西不能变，地方年画经典，必须保持代表作不能变，地域性不能变。

要把民间艺术变成一种文化，要研究如何将艺术的功能转化为文化功能。比如以前我们张贴年画，是为了驱鬼辟邪，而如今，我们要将其看作一种历史的文化符号和传统精神。如何从传统的市场进入现代的市场也是政府、学者必须考虑的问题，有很多地方旅游副产品发展滞后，就是因为纪念品市场缺乏文化内涵，文化意味不够独特。很多旅游景点的纪念品大同小异，就是因为没有开发好自己独有的民间艺术品牌，毕竟只有民间艺术才最具有地域特色。民间艺术不光作为旅游产品开发，也可以作为工艺礼品开发，“万同老店’’的传承人张继中就打算把他们的年画店开到北京去，他们店里现在主要靠的就是年画礼品的销售。

最后就是把政府行为转化为大众行为。民间艺术只有回归大众才有持久的生命力。我们经常临近春节讨论春节该怎么过，春节怎么过，要交给老百姓去“折腾”，而不是政府去“折腾”，否则就不是民间文化，而是计划艺术。民俗专家、理论家、艺术家及

潍坊学院本科毕业论文

艺术院校师生应多到田野去考察民间艺术，去帮助民间艺术家 发展民间文化。

作为一个国家、一个民族的文化现象和文化遗产，木版年画在历史上是有永恒价值的，如今木版年画已流播十几个国家。木版年画中透射出的人类纯朴自然的、稚拙的艺术情趣，是在现代高度文明发展的今天人们的精神追寻。同时，我们也应该看到正是劳动人民这些朴素的欣赏习惯，才保持了木版年画经久不衰的魅力，使这朵古老的民间艺术之花生命永存。年画是理想主义、浪漫主义的，核心价值观是追求祥和，“天人合一”是终极追求。如果我们能够将古今艺术及审美相结合，进行继承性的创新开发，那么木版年画这一中华民族民间文化艺术的瑰宝将会更加光彩照人。

注释：

[1] 民间木板年画的传承、开发与保护调研总结[R].http://wenku.com [2]《中国年画发展史》．王树村．天津人民美术出版社，2005.p80 [3]《民间年画》． 王月琴． 山西经济出版社，2009.P1 [4]《杨家埠年画之旅》.沈宏.中国画报出版社,2006.p147 [5]《民间年画》.王月琴.山西经济出版社,2009 [6] 沈宏．《杨家埠年画之旅》[M]．北京：中国画报出版社，2006.1 参考文献：

[1] 王月琴．《民间年画》[M]．太原： 山西经济出版社,2009.5 [2] 沈宏．《杨家埠年画之旅》[M]．北京：中国画报出版社，2006.1 [3] 刘勇，秦瑞鸿． 《北海（潍坊）韵景》[M]．天津：天津人民出版社，2007.5 [4] 李长山．《潍坊市民旅游和生活手册》[M] ．北京：中央文献出版社，2000 [5] 潍坊市旅游局．《潍坊人文与自然景观》[M] ．潍坊：齐鲁书社出版社，1996.3 [6] 李长江．《潍坊民间艺术精辟》[M] ．潍坊：山东文艺出版社，2002.2 [7] http大众网潍坊10月讯://weifang.dz/Thesis_Y1348625.aspx [9]王索洁.杨家埠民间工艺文化旅游开发研究[J].民俗研究，2002.4 [10]于洪文.《杨家埠木板年画》[Z].http:///Thesis_Y1348625.aspx

潍坊学院本科毕业论文

致谢

求学生涯即将结束，站在毕业的门槛上，回首往昔，奋斗和辛劳成为丝丝的记忆，甜美与欢笑也都尘埃落定。值此毕业论文完成之际，我谨向所有关心、爱护、帮助我的人表示最诚挚的感谢与最美好的祝愿。

由衷感谢历史文化与旅游学院领导、老师们给予我的培养和关怀，并特别感谢王峻老师的悉心指导，老师对我的论文撰写工作提供了有力的帮助，为我顺利完成论文奠定了基础。在此，我要向我的辅导老师致以最崇高的敬意和衷心的感谢!感谢您的教诲！

本论文从选题到完成，几易其稿，每一步都是在老师的指导下完成的，倾注了导师大量的心血！

最后感谢陪伴我一起渡过这段时间的同学和朋友，因为有了你们，这段时光 才显得那么珍贵和难忘！还要感谢一起完成毕业论文小组的同学们，正是由于他们的支持和帮助，我才能不断克服困难和疑惑，直至论文的顺利完成。同时，我在论文写作过程中参阅了大量的文献资料，在这里向这些作者一并致以我真挚的感谢!在这里我用一句话来表明我无法言语的心情：感谢你们！

由于本人学识能力有限,定有许多不足之处,恳请答辩场各位老师多多指正，同时,感谢你们为我付出的心血。

张莹

2012年5月18日

2.温室大棚毕业设计论文正文 篇二

1.1 课题背景及研究意义

中国农业的发展必须走现代化农业这条道路，随着国民经济的迅速增长，农业的研究和应用技术越来越受到重视，特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。例如：空气的温度、湿度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。在农业种植问题中，温室环境与生物的生长、发育、能量交换密切相关，进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证，通过对监测数据的分析，结合作物生长发育规律，控制环境条件，使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。以蔬菜大棚为代表的现代农业设施在现代化农业生产中发挥着巨大的作用。大棚内的温度、湿度与二氧化碳含量等参数，直接关系到蔬菜和水果的生长。国外的温室设施己经发展到比较完备的程度，并形成了一定的标准，但是价格非常昂贵，缺乏与我国气候特点相适应的测控软件。而当今大多数对大棚温度、湿度、二氧化碳含量的检测与控制都采用人工管理，这样不可避免的有测控精度低、劳动强度大及由于测控不及时等弊端，容易造成不可弥补的损失，结果不但大大增加了成本，浪费了人力资源，而且很难达到预期的效果。因此，为了实现高效农业生产的科学化并提高农业研究的准确性，推动我国农业的发展，必须大力发展农业设施与相应的农业工程，科学合理地调节大棚内温度、湿度以及二氧化碳的含量，使大棚内形成有利于蔬菜、水果生长的环境，是大棚蔬菜和水果早熟、优质高效益的重要环节。目前，随着蔬菜大棚的迅速增多，人们对其性能要求也越来越高，特别是为了提高生产效率，对大棚的自动化程度要求也越来越高。由于单片机及各种电子器件性价比的迅速提高，使得这种要求变为可能。当前农业温室大棚大多是中、小规模，要在大棚内引人自 动化控制系统，改变全部人工管理的方式，就要考虑系统的成本，因此，针对这种状况，结合郊区农户的需要，设计了一套低成本的温湿度自动控制系统。该系统采用传感器技术和单片机相结合，由上位机和下位机(都用单片机实现)构成，采用485接口进行通讯，实现温室大棚自动化控制。

中国农业的发展必须走现代化农业这条道路，随着国民经济的迅速增长，农业的研究和应用技术越来越受到重视，特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。例如：空气的温度、湿度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。1

在农业种植问题中，温室环境与生物的生长、发育、能量交换密切相关，进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证，通过对监测数据的分析，结合作物生长发育规律，控制环境条件，使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。以蔬菜大棚为代表的现代农业设施在现代化农业生产中发挥着巨大的作用。大棚内的温度、湿度与二氧化碳含量等参数，直接关系到蔬菜和水果的生长。国外的温室设施己经发展到比较完备的程度，并形成了一定的标准，但是价格非常昂贵，缺乏与我国气候特点相适应的测控软件。而当今大多数对大棚温度、湿度、二氧化碳含量的检测与控制都采用人工管理，这样不可避免的有测控精度低、劳动强度大及由于测控不及时等弊端，容易造成不可弥补的损失，结果不但大大增加了成本，浪费了人力资源，而且很难达到预期的效果。因此，为了实现高效农业生产的科学化并提高农业研究的准确性，推动我国农业的发展，必须大力发展农业设施与相应的农业工程，科学合理地调节大棚内温度、湿度以及二氧化碳的含量，使大棚内形成有利于蔬菜、水果生长的环境，是大棚蔬菜和水果早熟、优质、高效益的重要环节。

目前，随着蔬菜大棚的迅速增多，人们对其性能要求也越来越高，特别是为了提高生产效率，对大棚的自动化程度要求也越来越高。由于单片机及各种电子器件性价比的迅速提高，使得这种要求变为可能。

1.2国内外温室控制技术发展概况

温室是一种可以改变植物生长环境、为植物生长创造最佳条件、避免外界四季变化和恶劣气候对其影响的场所。它以采光覆盖材料作为全部或部分结构材料，可在冬季或其他不适宜露地植物生长的季节栽培植物。温室生产以达到调节产期，促进生长发育，防治病虫害及提高质量、产量等为目的。而温室设施的关键技术是环境控制，该技术的最终目标是提高控制与作业精度。

国外对温室环境控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温室控制技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。

从国内外温室控制技术的发展状况来看，温室环境控制技术大致经历三个发展阶段:

（1）手动控制。

这是在温室技术发展初期所采取的控制手段，其时并没有真正意义上的控制系统及执行机构。生产一线的种植者既是温室环境的传感器，又是对温室作物进行管理的执行机构，他们是温室环境控制的核心。通过对温室内外的气候状况和对作物生长状况的观测，凭借长期积累的经验和直觉推测及判断，手动调节温室内环境。种植者采用手动控制方式，对于作物生长状况的反应是最直接、最迅速且是最有效的，它符合传统农业的生产规律。但这种控制方式的劳动生产率较低，不适合工厂化农业生产的需要，而且对种植者的素质要求较高。（2）自动控制。

这种控制系统需要种植者输入温室作物生长所需环境的目标参数，计算机根据传感器的实际测量值与事先设定的目标值进行比较，以决定温室环境因子的控制过程，控制相应机构进行加热、降温和通风等动作。计算机自动控制的温室控制技术实现了生产自动化，适合规模化生产，劳动生产率得到提高。通过改变温室环境设定目标值，可以自动地进行温室内环境气候调节，但是这种控制方式对作物生长状况的改变难以及时做出反应，难以介入作物生长的内在规律。目前我国绝大部分自主开发的大型现代化温室及引进的国外设备都属于这种控制方式。（3）智能化控制。

这是在温室自动控制技术和生产实践的基础上，通过总结、收集农业领域知识、技术和各种试验数据构建专家系统，以建立植物生长的数学模型为理论依据，研究开发出的一种适合不同作物生长的温室专家控制系统技术。温室控制技术沿着手动、自动、智能化控制的发展进程，向着越来越先进、功能越来越完备的方向发展。由此可见，温室环境控制朝着基于作物生长模型、温室综合环境因子分析模型和农业专家系统的温室信息自动采集及智能控制趋势发展。

1.3 选题的目的和意义

温室是观赏植物栽培生产中必不可少的设施之一，不同种类观赏花卉对温度及湿度等生长所需条件的要求也不尽相同，为它们提供一个更适宜其生长的封闭的、良好的生存环境，以提早或延迟花期，最终将会给我们带来巨大的经济效益。随着现代科技的发展，电子计算机已用于控制温室环境。该系统可自动控制加热、降温、通风。根据需要，通过按键将温度信息输入MCU，根据情况可随时调节环境。温室环境自动化控制系统在大型现代化温室的利用，是设施栽培高新技术的体现。本文将使用8051型单片机对温度及湿度控制的基本原理实例化，利用现有资源设计一个实时控制温室大棚温度、湿度等的控制系统。目的是通过这次毕业设 3

计，让我们将课本知识与实践相结合，更加深刻的理解自动控制的运作模式及意义，也能够将所学知识和技能更多的运用于生活和工作中。

第2章 温室大棚自动控制系统的控制方案设计

目前 ,我国农村使用的简易日光温室绝大部分采用手动控制 ,生产效率低下 ,单位产品的生产成本偏高。随着温室产业的发展 ,温室作物趋向于多样化 ,对温室的控制要求也随之提高 ,手动控制因其控制精度低已开始不能满足温室生产的需求 ,需要设计一种控制器减少手动控制。而当今国内常见的智能温室系统都是采用工控机或者 PLC方案 ,价格昂贵 ,较大部分用户经济能力承受不起。因此 ,在系统的设计过程中要充分考虑用户的经济承受能力 ,减少温室设计中的各种成本 ,提高劳动生产率 ,这在温室上具有较为深远的意义。为此 ,针对简易日光温室对温度、湿度以及光照度等环境因素的控制要求 ,设计和开发了基于 STC89C58RD +单片机的低成本温室自动化控制系统。

2.1 控制方案设计

植物的生长是在一定环境中进行的 ,在生长过程中受到环境中各种因素的影响 ,其中对植物生长影响最大的是温度、湿度和光照度。环境中昼夜的温度、湿度和光照度的变化大 ,对植物生长极为不利。现代温室有内外遮阳系统、加温系统、自然通风系统、湿帘风机降温系统、补光系统、补气系统、环流风机、灌溉系统、施肥系统、自动控制系统等常用的环境系统，能够对植物的生长进行合理的控制 ,而如何才能合理地控制这些配套设备的运作和协同则需要有一套完善的硬、软件温室系统进行控制。因此 ,本系统就是利用价格便宜的一般电子器件来设计一个参数精度高 ,控制操作方便 ,性价比高的应用于农业种植生产的温室大棚测控系统。该系统由单片机对温度、湿度等参数进行巡回测量 ,并对测量的结果进行优化补偿 ,并进行调控 ,此外主控制器还可以同时完成系统参数测量 ,数据存储等，硬件总体设计结构如图2.1所示。由图2.1可知 ,整个系统采用 STC89C58RD +单片机为处理核心 ,通过温室现有的各种传感器检测温室的温度、湿度、光照度等环境因素 ,经由控制系统的 8路模拟量、数字量输入接口传输到 CPU中 ,并与系统设定值进行比较、判断、处理以及相关数据的存储。然后将 CPU处理后各种控制结果通过 16路开关量输出口传送到电机和电磁阀等执行机构上 ,从而实现对温室的控制。温室独立控制系统上还包扩各种人机界面和数据传输接口 ,实现了人机交换方式以及实时参数的设定。本控制系统采用宏晶科技公司生产 STC 51系列单片机控制器(STC89C58RD +)。该单片机具有强加密性 ,无法解密，具有超强的抗干扰性能 ,且芯片内部自带看门狗。STC89C58RD +单片机最 5

高时钟频率为0～80MHz,32k的 Flash存储器、1280字节的RAM、拥有 P4口适合需要多 I/O的系统设计、16k字节的E2PROM可以提供比其它单片机更多的存储空间。其不需要依靠任何烧录器 ,直接通过电脑上的串口以ISP方式进行烧录。这种单片机的烧录方式操作简单容易 ,程序的调试灵活 ,修改方便 ,且不受地域、时间和环境的影响和限制 ,可为以后产品的改进和升级提供方便。

图2.1 总体结构图

2.2 系统硬件结构

整个系统采用模块化设计，硬件结构由传感器和单片机、控制装置组成，传感器将物理参量转换为电压并完成信号的调理，再送人模数转换器ADC0809 ,由下位单片机AT89S51读取，单片机将数据通过485总线送给上位机，上位机设有显示功能，根据预先设置的参数决定要采取的措施，并将信息传给下位机，由下位机控制通风和喷灌装置，也可以通过键盘强制控制。智能温室大棚控制系统的组成基于两个方面：单栋温室大棚控制系统和集约化生产连栋温室大棚控制系统。6

后者建立在前者的基础上，前者适于我国农村个体经营的现状。对于单栋温室大棚控制系统，设置了独立的控制和显示等功能，并设置了RS-232 和 RS-485通讯接口，便于和上位机通信，实现集散控制系统，其模式如图2.2。另外，在设计过程中考虑到农生产的特点，每个系统的各部分接口都作了模块化设计，并增加备用接口和功能，便于大棚生产重建和生产场地的变化，也增加了系统的通用性，扩大了适用范围。

图2.2 集散控制系统实现

2.3 温室大棚的硬件组成

温室大棚的硬件组成原理如图2.3所示：

图2.3 温室大棚系统的主要硬件组成原理图

2.3.1 传感器

本系统设计了对与作物生长发育有关的环境温度、湿度、光照度、CO2含量及土壤水量等参数进行采集的功能，实现温室大棚内各种参数的数据采集任务，传感器负责对温室环境因子的采集，将采集信转换为0-5伏的电压信号，送入ADC0809, 再经过数模转换, 供单片机使用，而使用的各种类型传感器，分别介绍如下：

1.温度传感器

温度传感器的选择余地较大 可选用集成温度传感器 铂电阻传感器及数字式传感器本系统采用广州市科技发展公司自动化研究室生产的“可选通式温度传感器” 型号为KSG。优点是内置选通码和数字信号传输，测温范围为-10℃-50℃，精度为：≤0.3℃，适用于远距离传输。

2.湿度传感器

温室的湿度如果能控制在一定范围内，则可以大大降低双霉病、炭霉病及疫害病的发病率。本系统的湿度传感器选用 Honeywell公司的集成湿度传感器HIH3610, 该传感器采用热固,聚脂电容式传感头, 同时在内部集成了信号处理功能电路, 因此该传感器可完成将相对湿度值转换为线性电压输出的任务。传感器的输出电压为 0.8ⅴ-3.9ⅴ，A/D 采集电路的标准电压为0ⅴ-5ⅴ,故需进行电压变换。该传感器的性能指标如表2.1所示。但当该湿度传感器工作的温度发生变化时，相同的湿度值，其输出电压值也将不同，其输出电压与湿度的关系曲线如图2.4所示，因此该传感器在使用时还需进行温度补偿。

表2.1 HIH3610相对湿度传感器的性能指标

参数

RH精度 RH互换性 RH线性 RH迟滞 RH重复性 RH反应时间 RH稳定性 供电电压 消耗电流 输出电压 温度补偿

指标

±2%RH，13%～100%RH非凝结，25℃（供电电压=5VDC）

±5% RH,0%～-60% RH ±0.5% RH典型值 ±1.2%的RH最大量程 ±0.5%RH

30s，慢流动的空气中

±1%RH典型值，50%RH，5年时间内 4～9VDC（传感器在5 VDC下标定）0.2mA 5 VDC,2mA典型值 9 VDC V1=V0[0.0062(sensor%RH)-0.16] RH=(sensor %RH)/(1.0546-0.0216)8

图2.4 HIH3610输出电压与湿度的关系曲线

3.光照传感器

光照传感器选用硅太阳能电池的感应元件及滤光系统构成光照传感器, 该传感器将0-150000LX的光照信号转换为电压信号，此信号经运放电路放大为0ⅴ-5ⅴ电压输出。

4.土壤水分传感器

土壤水分传感器采用中科院南京土壤研究所研制的电阻式土壤湿度传感器，该传感器由陶头、塑料连接管、压阻传感器、真空表头四部分组成，该传感器输出为电压值 此电压值虽能反映出土壤水势的状态变化 但它不能直观地反映土壤水势指标值，所以需对传感器进行重新标定。

5.CO2传感器

CO2传感器选用红外线气敏传感器，此传感器具有精度高，选择性好，浓度检测范围大等特点，此传感器将质量分数范围在0-1000×10-6浓度的CO2转换为0-5ⅴ电压输出。传感器输出的电压信号，直接送至A/D转换器，经A/D转换后由单片机进行相应的运算、显示和储存。

2.3.2 单片机控制系统和微机系统

它主要包括：ADC0809 数模转换、单片机89C51、继电器、侍服电机、本系统采用启动三环计算机厂生产的 SCB-51-IU 单片机应用板，采用片选法 配备了89C51、2764、ADC0809、8155等芯片, 具有较强的抗干扰能力微机系统采用普 9

通的微机即可。

1.A/D 转换

该设计选用ADC0809 把各被检测电压信号转换为数字信号送至主控制器，其优点在于换精度高，抗干扰能力强，线性度高，并可通过软件程下直接实现温度、土壤含水率等参数的切换。

2.系统控制器

该设计选用20K 字节内存存储器和内部256 字节RAM 的单片机 AT89C55作为主控器。该系统由单片机对温度湿度等参数进行巡回测量，并对测量的结果进行优化补偿，并进行调控，此外，主控制器还可以同时完成系统参数测量，数据存储，以及与上位机通信等功能。主控器控制功能主要包括调湿、调温和室外保温等控制。调湿，通过AT89C55 控制加热炉和风机完成升温，室内降温主要通过排气扇完成和风机完成。土壤调湿主要通过浇水、加肥来实现，可自动完成或采用辅助报警，由人工完成。室外保温通风调光主要采用自动或半自动得外部设备完成。键盘和显示由HD7279A完成。

2.4 温室大棚的软件组成

系统软件设计包括单片机程序设计和微机程序设计。

2.4.1 单片机软件设计

它的主要功能模块有：采集模块、控制模块、通讯模块。1.采集模块

采集模块主要完成对ADC0809的通道的控制和转换结果的读取，并将结果暂存人数据区。通过对AT89S51定时器T0的计数实现定时，每15min 采集1 次，用定时器T ,定时来确定三个参量的采集时间间隔，定为0.50s。温室内布置有温度、湿度、土壤水分、光照传感器、温度传感器将采集的信号送到89C51内的定时器T0的输入端, 通过对定时器 T0的计数,实现温度的采集;度、土壤水分、光照传感器采集的电压值分别通过校正，转换为标准的0ⅴ-5ⅴ电压，送到ADC0809 的输入端，再经过数模转换，变换为数字信号，送到89C51。由于传感器、ADC0809 的采集、转换速度快，一分钟内可以采集成千上万条数据，温室内环境因子变化没有这么快，在实际应用中，没有必要对这些数据都进行处理，所以要对采集的周期加以控制。本实验每五分钟采集一次温度、湿度、土壤水分、光照传感器，将采集值送到89C51。

2.控制模块

控制模块分温度控制、空气湿度控制、光照控制、土壤湿度控制。根据不同的控制要求,发出不同的控制信号, 通过继电器、行程开关、电机, 控制开关窗、屋顶喷淋、遮阳网、滴灌, 达到实时控制的要求控制模块实现对通风和喷灌装置的控制，当接收到上位机的控制信号时，将相应的引脚置零即可开通通风和喷灌装置。控制模块分温度控制、湿度控制、光照控制，当温室内的温度高于设定的温度上限时，通过开窗装置开窗通风，喷淋装置在屋顶上喷淋，达到温室降温的目的，当温室内的温度低于设定的温度下限时，通过关窗来实现保温目的。湿度的控制同样是通过开关窗和温室内喷淋来实现光照控制是通过遮阳网来实现，当太阳的光照强度高于设定的光照值时，关遮阳网，低于设定的值，开遮阳网，滴灌控制是当土壤水分传感器的值低于设定的值时，打开滴灌装置进行灌溉。

3.通信模块

通讯模块可将采集到的参量传到上位机，并接收上位机发来的控制信息。实现上位机和单片机之间的通信，便于用户远程管理，单片机将采集的数据和控制装置当前的状态信息通过RS-485送到上位机，实现信息的上传。通讯模块首先需要初始化设置,设置串口的工作方式、波特率、定时器的工作方式, 设置串口中断位和全局中断位。其次设置传输数据的帧格式,向上位机发送的数据有温度、湿度、光照、当前设备的状态等,不同的数据之间需要有区分标志, 在数据区的头部加上联络标志和结束标志；接收到上位机的数据有各种控制信号, 在各个控制信号间有区分标志,同样在数据区的头尾有标志信号,目的是区分是有效数据还是误码。如果是误码, 则不处理,不执行控制处理程序, 直接退出中断；如果是有效数据, 则接收, 并根据控制信号进行操作,向控制部件发送命令,控制开关窗、遮阳网等部件, 达到实时控制的目的。最后在主程序中, 使用顺序方式向微机发送数据;使用中断方式接受微机发来的数据。

单片机串行通信的工作方式如下: MOV TMOD, #25H；选用定时器T1作为波特率发生器,工作模式 2。MOV TH1, #0F3H；定时器初植,波特率为 1200B/S。MOV TL1, #0F3H；8 位重装。

MOV SCON, #50H；串行口工作方式设置为方式 1,REN=1。MOV PCON, #00H；设置波特率的选择位。SETB TR1；启动定时器 T1。SETB ES；串口中断允许 SETB EA；中断允许。

2.4.2 微机软件设计

微机软件设计也由动态显示模块、控制模块、数据库模块、通信模块四个部分组成，通过动态显示模块可以及时监控各环境因子的变化，控制模块可对整个系统进行监控，如开关窗、喷淋等控制，数据库模块是为作物生长环境的设定而积累数据，通信模块是实现上位机和单片机之间的通信，上位机将控制信号通过RS-485送到单片机 实现信息的下传。

下面给出主程序流程图，如附录所示：

温室大棚种植提高了人们的生活水平并得到了迅速的推广和应用.温室大棚种植的环境 ,如温度、湿度和二氧化碳含量等是对农作物生长影响最大的因素 ,传统的人工检测方式难以实现对农业综合生态信息管理与科学种植的要求 ,国内对温室大棚参数自动监控系统的研究与应用尚在起步阶段 ,而引进国外具有多功能的大型连栋温室控制系统价格昂贵 ,很难适合中国农村的实际需求.为此 ,作者研制了一种性价比较高、运行可靠的自动测试系统 ,以适合中国温室大棚种植科学化管理的推广与应用。

2.5 测试系统的组成及原理

本系统采用最简捷的数字采集系统将其动态参数实时地测量并显示 ,设计分为硬件部分和软件部分.硬件方框图如图2.5所示。分为传感器及其整理电路模块、A/D转换模块、单片机模块、按键与显示模块.传感器把被测参数转换为电信号,并经过整理电路调理变为 0～5V的直流电压信号,再经过 A/D转换器转换为数字信号,送入单片机内,经过计算,以分时显示的形式,把 3个被测信号实时地轮流显示出来.软件采用汇编语言的程序模块构成。

图2.5 动态参数测试系统方框图

2.5.1 测试系统的设计

设计的关键是传感器及其整理电路。传感器性能的好坏直接影响到测量精度、测量范围和响应速度。因此，选择合适的传感器直接关系到整个系统的性能.温度传感器选用单片双端集成温度传感器AD590,湿度传感器选用湿敏电容 HS1100, CO2传感器选用固态电化学型 CO2传感器TGS4160。

（1）温度测量电路

采用温度传感器 AD590,其测温放大电路设计如2.6示。电路中的 ICL7650S芯片是斩波稳零运算放大器。直流电压 +12V通过电阻 R1、电位器RP1加到 AD590上 ,AD590的输出电流在 R1 , RP1上产生电压降 ,使放大器 I CL7650S反相输入端的电位随温度而变化 ,在其输出端获得与被测温度成正比的直流电压。电路中的电位器 RP1用于调零, RP3用于调满刻度 ,这样可以极大地改善 AD590非线性引起的误差 , R用于调节放大器 I CL7650S的输入失调 , I CL7650S输出端的 R5 和 C1 构成滤波器用于滤除斩波尖峰干扰。电路的测温范围为 0～100℃,相应输出为 0～5V,呈现线性关系。

图2.6 温度传感器 AD590的检测电路

（2）湿度测量电路

采用的 HS1100湿度传感器是 Sensation公司基于独特工艺设计的电容元件，HS1100湿度传感器的原理是由湿度传感器的干湿介质在外界的相对湿度变化时，吸附/脱附空气中的水汽分子 ,使感湿介质的介电常数发生变化,引起湿度传感器的电容值改变.湿度传感器实际上相当于1个可变电容 ,其电容的变化值与空气中 13 的相对湿度成一一对应的正比线性关系 ,相对湿度越大 ,湿度传感器的电容越大;相对湿度越小 ,湿度传感器的电容越小。

将电容的变化量准确地转变为单片机接受的信号 ,常用 2种方法:一是将该湿敏电容置于运放与容阻组成的放大器电路中,所产生的电压信号经直流放大、再经 A/D转换为数字信号；另一种是将该湿敏电容置于振荡电路中,将电容值的变化转为与之呈反比的电压频串信号,可直接被计算机所采集。在此采用第 1种测量方法 ,测量电路如图 2.7示。Uf为外加的 10 kHz方波信号。C2 是固定电容 ,为了获得最佳的灵敏度放大系数取其电容值为180 pF,由此将相对湿度的基准点定为 55%,并且与湿度传感器 HS1100的电容 CT构成一开关电容分压放大电路, CT 与 C2 的连接点电压UC为运放的同相输入电压信号, U02为运放输出电压信号,其输入/输出特性:当输入电压UC减小时,输出电压U02增大。当相对湿度减小时, CT 容抗增大,UC增大,而U02减小,反之当湿度增大时,U02增大。

图2.7 湿度/电压转换电路

（3）CO2含量测量电路

采用 TGS4160型 CO2 传感器测量 CO2 ,它是一种电化学型气体的敏感元件 ,当该元件暴露在CO2气体环境中时 ,就会产生电化学反应,通过监测 S(+),S(1,但根据温室大棚 CO2 含量的实际情况 ,在此设定所测量的 CO2 含量在 350～900 mL·L1,输出为 0～3.46 V。运用程序进行数据处理可达到要求的精度。

第3章 温室大棚的数据采集系统

随着我国经济的发展 ,农民增收缓慢的问题逐渐成为阻碍我国经济稳定发展的一大隐患。解决此问题的关键是大力发展农业科技 ,逐步走向农业现代化。温室大棚技术在农业中有着举足轻重的作用 ,是提高农业科技水平的关键。

3.1 系统设计

3.1.1 系统组成

本系统采用的是网络式的数据采集结构。上位机由AT89S51 单片机作为控制器 ,外加 LCD1602 和若干按键构成人机交互界面 ,同时设有报警装置。上位机硬件框图如图3.1所示:上位机主要完成的功能是接收下位机传递的数据并显示温室大棚中的平均温度和平均湿度。用户可以通过按键对进行温度和湿度的设定。同时 ,还具有报警机制 ,当某处的温度和湿度出现异常时进行声光报警并显示异常点。下位机由ATtiny2313和温湿度传感器组成。主要完成的工作是温度信号与湿度信号的采集,同时传输给上位机。ATtiny2313是 AT2MEL 公司发布的AVR 系列中的一款低端产品。该芯片采用的 RISC结构,比相同时钟的51单片机执行速度快约12倍。它有20个引脚,其中有18个是可编程的 I0口,具有丰富的扩展功能,并且内部集成了RC振荡器,无需外部晶振。芯片还具有三个定时器其中一个带有捕获功能,两个外部中断。芯片价格低廉也是其优点之一。上位机与下位机通信采用的 RS485总线形式,这种通信接口允许在简单的一对双绞线上进行多点双向通信,它所具有的噪声抑制能力、数据传输速率、电缆长度及可靠性是其他标准无法比拟的。

图3.1 上位机硬件框图

3.1.2 系统工作原理

数据采集系统的下位机采集现场温度和湿度 ,经过数字滤波处理后存储在控制器中 ,当上位机查询下位机时 ,下位机通过RS485 总线将温度值和湿度值传输至上位机。上位机每隔 10 分钟查询一次所有的下位机 ,将采集到的数据经行处理 ,排除干扰值 ,确定当前的温室大棚的温度和湿度 ,同时将其显示在 LCD 屏上。上位机根据当前温室大棚的温度和湿度 ,判断是否需要操作相应的执行机构。上位机除了正常的数据收集和显示作用外 ,还可以通过按键进行温湿度的设定 ,查询每个下位机的具体值。同时还具有报警功能 ,当系统检测到温湿度异常时能经行声光报警。

3.2 系统软件设计

3.2.1 上位机软件设计

上位机软件主要有键盘模块 ,显示模块 ,控制决策模块 ,通讯模块 ,和报警模块。键盘模块功能包括参数和功能设置,下位机查询。显示模块是用于同时显示测得的温度值和湿度值。控制决策模块根据下位机传输的数据判断当前是否需要调温或调湿。通讯模块功能是与下位机经行数据的传输。报警模块是指温度或湿度出现异常时,发出警报。

3.2.2 下位机软件设计

下位机软件主要有采集模块 ,通讯模块和控制模块。采集模块主要完成温度 19

采集和湿度采集。通讯模块主要完成向上位机传输数据的工作。控制模块功能是控制调温装置和调湿装置。

3.3 误差分析

系统误差来源有两个 ,一个是系统硬件 ,另一个是系统软件。硬件带来的误差包括传感器选型,采样电路器件选型和电路设计等方面。软件误差主要是指异常数据的干扰和数值处理的精度。

减小误差的方法有以下几种:（1）选择高精度的传感器。（2）设计抗干扰性强的电路。（3）选择支持浮点运算的控制器。（4）对数据进行数字滤波 ,排除干扰。（5）数值处理利用定点算法。

本系统在选择合适的器件和合理的电路同时 ,在软件上也采用了数字滤波和定点算法 ,减小了系统误差。

3.4 可靠性设计

用于工业控制场合的系统对可靠性有较高的要求, 只有具有较高可靠性的系统才具有实用价值。系统的可靠性包括软件的可靠性和硬件的可靠性。

3.4.1 硬件可靠性设计

单片机硬件系统的抗干扰能力与元器件质量、装配质量等因素都有关系, 但其中起决定作用的是设计过程, 因此在设计中我们采取了以下抗干扰措施:(1)采用光电隔离；(2)采用过压保护电路；(3)采用抗干扰稳压电源；(4)采用良好的接地系统。

3.4.2 软件可靠性设计

软件部分可靠性主要通过抗干扰设计实现, 其中本系统中的抗干扰设计主要包括以下部分:(1)采用数字滤波方法来抑制输入通道的干扰；(2)对数字输出信号处理；(3)对部分关键控制设备的运行状态进行监测；(4)采用指令冗余、软件陷阱、“ 看门狗” 等方法避免程序混乱。

第4章 温室大棚的GPRS监控系统

GRPS的温室自动控制系统,是基于目前我国温室大棚生产的特点,既能满足个体农民生产的需要,又便于企业规模的生产的需要。该系统不但能完成对温室大棚参数实时高精度测量,而且能实现棚内温湿度调节、灌溉等的智能控制及报警提示,而且也能自动实现保湿、通风和光照调节。并可联网实时显示及语音播报,进行温度报警。报警通过GPRS网络以短信的方式发送到管理员的手机上,以便及时处理。

4.1 系统结构

系统主要由两部分组成:下位机系统和上位机系统。下位机系统以AVR单片机ATmega16为核心,采用数字温湿度传感器SHT15测量温室温度和湿度。ATmega16接受多路传感器模块信息并进行处理、判断,控制LCD液晶模块FYD12864-0402B实时显示现场的环境参数；然后控制温度、湿度、光照控制器调节温室环境参数,最后通过GPRS网络传输到监控中心；监控中心为通过串口与GPRS模块连接的计算机,完成各种信息的存储、统计和控制命令发送功能。如系统出现异常,则通过控制GPRS模块将异常信号发送到管理员的手机上。本设计采用Sony／Ericsson公司工业GPRS模块GR64。该模块接收ATmega16指令信息, 将信息传输到上位机。上位机系统是以X86计算机为核心的C/ S 模型的网络,可以实现对数据的复杂处理和保存。数据存储是以数据库的方式存储的,以SQL Server 2005为数据库管理系统[3,4]。数据库数据访问采用ODBC方式,用SQL 语句进行数据库的操作。保存在数据库中的数据,可以通过表格控件显示其数据,也可以通过图形控件画出用户所需的各种曲线。用户还可以根据需要打印数据表格和图形。系统结构如图4.1所示。

图4.1 系统结构图

4.2 硬件电路设计

4.2.1 信号检测

温室大棚各点的温度、湿度及光照等与位置的不同而分布不均匀,各点差异较大,为提高测量精度, 对于室内不同位置,采用多点检测和循环检测的方式。

4.2.2 空气温湿度的检测

湿湿度的检测即温室内的空气温度和湿度,采用数字温度传感器 SHT15,该传感器是瑞士 Sensirion 推出的 SHTxx系列数字温湿度传感器,基于领先世界的CMOSens®数字传感技术,具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。全量程标定,两线数字接口,可与单片机直接相连,大大缩短研发时间、简化外围电路并降低费用。此外,体积微小、响应迅速、低能耗、可浸没、抗干扰能力强、温湿一体,兼有露点测量,性价比高,使该产品能够适于多种场合的应用。

4.2.3 温室参数的 LCD显示

LCD 模块选用带中文字库的FYD12864-0402B ,它是可以显示8 ×4 行16×16汉字的带背光的液晶模块。可以很方便地从LCD 直观地读出温度数据。

4.2.4 GPRS通信模块

GPRS 通用分组无线业务(general packet radio service)作为第二代移动通信技术(GSM)向第三代移动通信(3G)的过渡技术,采用先进的无线分组技术,将移动通信与INTERNET紧密结合GPRS数据终端支持TCP /IP、PPP协议和透明数据传输,每个用户可占用多个信道,同一信道又可以为多个用户共享。GPRS无线网的优势在于能提高资源利用率,在通信过程中不需要建立保持电路,符合数据通信突发性的特点,它组网迅速灵活、成本低、覆盖范围广、实时在线、按数据流量计费、登录网络快捷等。由于GPRS的这些特点,使它适合多点分散的远程数据传输。本系统选用GPRS通信取代GSM短消息的原因,是因为该设计对系统实时性要求较高,GPRS具有覆盖范围广、数据传输速度快、通信质量高、永远在线和按流量计费等优点,所以无论从性能或是经济角度, GPRS 较GSM 短信都有很大优势。设计中采用GPRS模块GR64, GR64是Sony/Ericsson公司最新推出的一款内嵌TCP/IP协议栈的GSM/GPRS模块,可向下兼容GR4,基于EGSM 900/GSM 1800 网络,串行接口符合V24 协议,支持语音、数据、传真和短信息功能。本文采用其串行接口,SIM卡接口和电源接口。通过连接开通GPRS 功能的SIM卡系统就能够通过GPRS 网络 22

连接到Internet上。在本系统中 ,它带有GSM /GPRS全套语音和数据功能,具有M2M通信解决方案的全部核心功能。GR64内嵌TCP/IP协议栈,通过其异步串行通信接口UART1,使用相应AT指令进行开发,可方便地实现GPRS通信。

4.2.5 系统控制器

该设计AVR单片机ATmega16作为主控器。该系统由单片机对温度湿度等参数进行巡回测量,并对测量的结果进行优化补偿,并进行调控。当启动温湿度转换后, SHT15 开始转换。转换结束后的数据值暂存在AVR单片机ATmega16的寄存器中,最后通过GPRS网络发送到监控中心。通过AVR单片机ATmega16控制SHT15 每3 s启动一次转换。此外,主控制器同时完成系统参数测量,数据存储, LCD显示以及与上位机通信等功能。主控器控制功能主要包括调湿、调温、调节光照、自动灌溉等控制。调湿调温通过AVR单片机ATmega16控制加热炉和风机完成升温,室内降温主要通过水帘、风机完成。土壤调湿主要通过浇水来实现,由自动喷头来完成。室外保温通风调光主要采用自动顶棚（带遮光布）、自动侧窗完成。当超过报警限时,通过语音芯片和发光二极管进行声光报警。GPRS通信通过ATmega16向GPRS模块发送AT指令实现。

4.3 软件系统设计

系统软件采用C51语言设计。该语言库函数丰富、运算速度快、占用资源少、可靠性高。在设计中采用模块化方式,主要由主程序,温度、湿度、光照、土壤湿度等参数采集子程序, 外围设备控制子程序, GPRS模块控制子程序等模块组成。软件系统主要包括两部分,一部分是单片机软件,一部分是控制中心计算机软件。

4.3.1 单片机部分软件

主要完成的功能是: 接收温度、湿度数据采集信息,与设定值进行比较, 如果超出设定范围向GPRS模块发送告警信息,通过GPRS网络向监控中心和管理者告警。接收手机模块中的控制信息控制温湿度等控制器,如果在预定的时间内接受不到控制信息, 则对于大棚参数数据按照默认参数自动调节。AVR单片机与GPRS模块的通信其实就是单片机通过AT 指令控制GPRS模块,通过向GPRS手机模块写入不同的AT 指令能完成多种功能,如网络登陆、发送GPRS消息、读取GPRS消息等。

4.3.2 计算机部分软件

主要完成对温室大棚的控制以及信息管理,通过串口与工业GPRS模块连接, 读取模块中接收到的信息流,进行相关处理,或者完成控制信息的发送。同样是通过AT 指令完成,也就是通过串口向GPRS模块发送AT 指令。

4.3.3 常用的GPRS AT指令以及设置

通过PC 的超级终端使用AT 命令对GPRS 模块进行控制,从而实现SOCKET 通信。

(1)建立一个TCP通信: AT*E2IPO=X,“XXX.XXX.XXX.XXX”,PORT 建立SOCKET 连接,XXX.XXX.XXX.XXX为监控中心计算机端IP 地址,PORT 为端口号。

(2)接收数据: AT*E2IPACT=XX=1时为接收数据共享是在局域网中共享的,通过Windows 套接字实现的。用户目前可以使用两种套接字,它们是数据报套接字(datagram socket s)和流式套接字(stream socket s)。数据报套接字使用用户数据报协议(UDP),流式套接字使用传输控制协议(TCP)。由于温度数据的共享是随机访问的,不需要一直访问数据,所以本文使用UDP方式。UDP典型的通信过程为：在服务器端一直采集串口的数据,默认情况下每5分钟存入一次数据库中,可以随时读取当前的温度值和画出温度曲线。在客户端也可以随时请求服务器端的数据,以达到温度数据的共享。

第5章 温室大棚监测控制系统

近年来，我国的设施农业得到了较大的发展，温室大棚作为新的农作物种植技术，已突破了传统农作物种植受地域、自然环境、气候等诸多因素的限制，对农业生产有重大意义。而温室大棚的检测控制系统是实现其生产自动化、高效化的最关键、最为重要的环节。

目前我国的温室大棚，多依靠人工经验进行管理，或以单片机控制的单参数单回路的较多，自动化程度不高，效率低下，就农作物的生长环境而言，温度、湿度、光照、二氧化碳是其最基本的要素，作为检测控制系统必须能够实现对以上要素的数据采集与分析处理，并进行相应的控制，以使温室大棚为农作物的生长提供一个良好的环境。

5.1 系统的总体结构和特点

5.1.1 系统的总体结构

温室大棚检测控制系统为满足室内环境检测的实时性要求，应采用多级子系统分布式结构。该系统总体结构包括传感器子系统、数据采集子系统、信息处理子系统和伺服子系统4部分。

1.传感器子系统

传感器子系统是检测控制系统的主要信息来源，它关系到整个系统检测，分析加工和控制的可靠性与准确性。传感器主要包括检测温室大棚内部温度的温度传感器、检测室内空气及土壤水分的湿度传感器、检测室内光照度的光照传感器、检测二氧化碳浓度的二氧化碳浓度传感器。由于温室大棚一般构造面积较大，传感器属定点使用的一次性仪表，故各类传感器的使用数量较多。

2.数据采集子系统

数据采集子系统主要完成对传感器子系统传送来的信号进行A/D转换和采样。在检测控制系统中，为满足实时性要求，一般应选用速度较高，多种采样触发方式，多路采样保持的多通道数据采集卡。为了减轻后级处理工作量，数据采集子系统对采得的原始数据应进行一定程度的预处理。

3.信息处理子系统

信息处理子系统是整个系统的核心部分，包括环境参数预设置、信号处理和控制3个部分。环境参数预设置一方面可将某一时间范围内，农作物正常生长对温 25

度、湿度、光照和二氧化碳浓度的要求进行设置。另一方面可将作物不同生长期对温度、湿度、光照和二氧化碳浓度要求进行设置，进而对其进行数据拟合，以确定其在整个生长过程中对上述因素的要求。信号处理实现测量数据与本阶段环境参数值进行比较分析，为控制提供决策依据，控制部分则由此发出各种相应的控制信号。

4.伺服子系统

该子系统包括温度调节机构，通过对降温设备（如湿帘风机）、加热设备（如热风机）的工作方式及时间的控制以实现对温度的调节功能。湿度调节机构，通过对温室天窗、侧窗启闭部件以及喷雾器的控制以完成对湿度的调节。照明机构，通过对照明灯的开或关，以实现对温室内光照度的调节。二氧化碳施放机构完成对温室内二氧化碳施放。

5.2 主要特点

5.2.1 信号检测的多元化

本特点指检测信号有温度、湿度、光照度、二氧化碳浓度等多种不同类型的信号，并且同一种类型的信号又有若干多个检测点。

5.2.2 信号检测的连续化

系统对温室内多种环境参数信息的检测是一个动态的连续过程。由于外界气候环境的变化具有很大的随机性，要实时保持温室内环境的相对稳定，必须对其进行连续监测。

5.2.3数据采集与处理的实时化

为了保证实时地检测温室内环境的变化，数据采集与处理要满足一定的时间限制，以便能实时做出评价，采取相应的控制措施，抵御自然灾害的袭击，预防意外事故发生。

5.2.4系统功能的易扩充性

系统设计采用面向对象机制和模块化结构设计，在不需改动系统结构的情况下，容易增加新的模块，使系统的功能扩充容易、方便。

5.3硬件结构

该系统的硬件结构如图5.1所示，它由3部分组成：（1）信号转换部分。其功能为通过传感器拾取温室大棚内的温度、湿度、光照度和二氧化碳浓度信号，以满足数据采集卡对信号的要求；(2)信号采集分析处理和控制部分。其功能为实现数据采集,对采集数据进行分析加工处理，输出相应的控制信号；(3)伺服机构部分。其功能是执行相应的控制命令。

图5.1 系统硬件结构

5.4系统软件设计

5.4.1控制系统软件结构

整个系统的结构如图5.2所示。从图中可以看出，整个系统软件由3大部分组成：1数据采集软件，包括系统的初始化、数据采集卡的初始化、数据采集和数据传输；2信号处理和控制软件。包括信号比较分析、决策控制信息的传输。数据 27

采集和数据处理两部分是互相联系的，它们之间用数据缓冲区作为联系的纽带；3伺服软件。包括温度调节、湿度调节、光照调节和二氧化碳施放程序。

图5.2 系统软件结构

5.4.2软件的实现

就一般的数据采集卡，一方面随卡提供的说明书包括了有关该卡的地址及功能说明，编程及硬件说明，并提供了相应的高级语言（常见的有BASIC、C语言）操作例程。另一方面随卡还提供了一个高级语言库的原码程序。这样整个系统软件的实现完全可以使用相应的高级程序设计语言通过调用原码库来完成，可以方便、灵活地设计出用户界面良好、质量优良的系统软件。

第6章 总结

整个设计报告共分为6章，其中第1章主要讲述了温室大棚的一般概况及工作原理；第2章讲述了温室大棚自动控制的工作原理和硬软件组成，讲述了温室，第3章主要讲述了温室大棚的数据采集系统，4--5章主要讲述了GPRS监测系统、监测控制系统及各自的工作原理。第6章为总结，这些数据都是真实可靠的。

温室大棚自动控制系统是近年来逐步发展起来的一种资源节约型高效农业发展技术，它是在普通日光温室的基础上，结合现代化计算机自控技术、智能传感技术等高科技手段发展起来的。温室控制主要是根据外界环境的温度、湿度、CO2，含量、光照以及风速、风向、雨量等气候因素，来控制温室内的温度、湿度、通风、光照，创造出适合作物生长的最佳环境，同时还需对影响作物生长的各种营养元素进行动态的配方管理。在这种控制中，温度、湿度、C02含量、光照等被控量之间存在着强烈的相互关系，某个被控量的改变，会影响到其他被控量的变化。所以对这些参数的控制是至关重要的。

本设计为一闭环控制系统，由89C51单片机，A/D转换电路，温度检测电路，湿度检测电路、控制系统组成。温度检测电路将检测到的温度转换成电压，该模拟电压经ADC0809转换后，进入89C51单片机，单片机通过比较输入温度与设定温度来控制风扇或电炉驱动电路，当棚内温度在设定范围内时，单片机不对风扇或电炉发出动作。实现了对大棚里植物生长温度及土壤和空气湿度的检测，监控，并能对超过正常温度、湿度范围的状况进行实时处理，使大棚环境得到了良好的控制。总结了温室环境控制系统的发展趋势，分析了现有温室环境控制系统存在的不足。温室环境控制的目的是把各被控变量(温室环境因子)，如光照、温度、湿度、CO2浓度等，维持在作物生长发育要求的范围内，所以本论文还分析了各环境因子对作物生长发育的影响以及各环境因子之间的相互耦合关系。该设计还具有对温度的实时显示功能，对棚内环境温度的预设功能。

温室大棚自动控制系统是配备有温室环境控制系统的资源集约型高效农业生产方式，它在调控温室内小气候环境以适应作物生长发育要求的同时，不仅实现了作物的反季节生产，还提高了作物的质量以及作物生产的效率。近年来随着传感器技术、计算机技术、网络技术、智能控制技术以及生物技术等高新技术和手段的飞速发展，带来了温室环境控制方面的一场革命。温室环境控制系统正在不断吸收相关领域新的理论和方法，结合温室作物种植的特点，不断创新，逐步完 善。

参 考 文 献

[1] 于海业.温室环境自动检测系统.农业工程学报，1997 [2] 牛皖闽，何立新.温室控制系统试验装置与系统分析.齐齐哈尔轻工学院学报，1995 [3] 韩冰, 李芬华.GPRS技术在数据采集与监控系统中的应用.电子技术, 2003 [4] 周振安.数据采集系统的设计与实践.北京：地震出版社, 2005 [6] 郑锋, 王巧芝, 孙西瑞.温室大棚自动控制系统的设计.农机科技与信息，2008 [6] 路康, 马斌强, 刘美琪, 袁超.温室大棚动态参数测试系统的设计.河南农业大学学报,2008 [7] 李敏，孟臣.温室大棚计算机测控系统的研制.计算机与农业，2001 [8] 丁镇生.传感器及传感器技术应用.北京：电子工业出版社，1998 [9] 何希才, 薛永毅.传感器及其应用实例.北京：机械工业出版社.2004 [10] 曹柏荣 , 瞿丹晨.温室大棚中 CO2浓度测量仪.仪表技术与传感器 , 2005 [11] 彭其圣 , 刘松龄.单片机温室大棚种植参数监控系统.中南民族大学学报:自然科学版 , 2004 [12] 周航慈.单片机应用程序技术.北京：北京航空航天大学出版社 , 2002 [13] 郑锋, 王巧芝, 孙西瑞.温室大棚自动控制系统的设计.农机科技与信息.2008 30

3.毕业论文正文（推荐） 篇三

早在1886年，陶瓷就开始应用于口腔修复，由于具有诸多优点而一直是牙科冠桥修复的重要材料。20世纪60年代,口腔修复领域爆发了美学革命,随着物质文化水平的提高,人们对口腔修复已不满足仅仅恢复其生理功能,而要求更好的审美效果。全瓷修复体是一种极有前途的牙科修复体，由于其表面光泽度高、具有透明性和半透明性及审美性极佳等优点，已越来越受到牙医和患者的青睐。许多患者，尤其是女性，对金属烤瓷修复常会发生过敏反映。这种过敏反应通常表现为在冠龈的边缘分发生严重的炎症或导致牙龈增生。但是否会引起系统性疾病目前还未知。所以，许多患者出于这方面的考虑，更愿意选择全瓷冠修复体。另外，绝大多数牙科医师和技师都承认，全瓷冠桥在某些方面可以达到更好的美学效果。

正 文

近年来，全瓷冠的需求在全球，尤其是发达、发展中国家呈明显上升的趋势。其优点是色泽美观，生物相容性好。与金属烤瓷冠相比，全瓷冠相对少的切割量就可获得足够的瓷层厚度，没有金属基底，无需遮色，具有独特的通透感，颜色更接近天然牙，颈缘不会变色，弥补了金属烤瓷冠容易出现牙龈染色、金属腐蚀、瓷面脱落等缺陷，所以在临床上应用越来越广泛。但全瓷冠修复体存在强度不够，不能制作多单位修复体，制作费用较高等问题，如果能够有效弥补瓷修复体的不足将会有更广阔的前景，相信随着材料学的不断发展, 全瓷修复在口腔修复中的应用会越来越广泛。

一、全瓷冠常见的类型

（一）二氧化铝全瓷牙

二氧化铝全瓷牙是近年来新出现的全冠修复体，由可铸造的新型陶瓷材料制作而成。氧化铝材料可以说具有全瓷冠的美观和接近金属烤瓷冠的硬度（其硬度介于铸瓷和氧化锆之间）。

（二）铸瓷全瓷牙

铸瓷也是全瓷烤瓷牙的一种，是铸造加工通体为同一的材料，透明性高，多用于前牙修复。铸瓷具有与天然牙相似的色泽。化学性能稳定，以铸瓷为全瓷烤瓷牙，在口腔无降解、无刺激性离子释出，有良好的生物相容性，对牙周组织几乎没有刺激。

（三）二氧化锆全瓷牙

二氧化锆全瓷牙是一种硬度极高的全瓷材料，不能通过常规的铸造、烧结等方式加工，必须通过计算机辅助设计与切削系统来加工制作。生物相容性好，牙龈无 1

刺激、无过敏反应。因其硬度极高，适合制作后牙单冠及联合桥。

二、口腔常用的全瓷冠修复材料及制作方法

（一）烧结全瓷技术：是将一定量的瓷粉用蒸馏水调拌成粉浆，涂塑在铂金箔基底或特种耐火代型 材料上，经过高温烧结制成全瓷冠的技术。常规烧结全瓷材料由于强度不高，边缘适应性略差，越来越被其他工艺所代替

（二）铸造陶瓷：是采用失蜡铸造工艺以玻璃态成型，后经热处理产生结晶而瓷化，因此又称玻璃陶瓷。这种陶瓷全冠临 床适应性强，但强度和断裂韧性较低，因用失蜡法铸造成型，再进行微晶化处理，需要专门着色，工艺过程比较复杂，目前应用逐渐减少。

（三）热压铸造陶瓷：又称为注射成型铸瓷技术，是采用专用设备及加热铸造技术，将牙色瓷块熔化加压铸造成修复体。典型产品为IPSEmpress，这种陶瓷，是一种新型无收缩的热压铸入型玻璃陶瓷，其制作过程是将磷酸盐包埋料型腔与Empress陶瓷块一同加热至

850℃，然后将瓷块放在型腔浇铸口，送入自动压力炉（1 0℃）预热20 min，经氧化铝棒压铸（约0.5 MPa压力）成型后，取出铸件，切割铸件，表面粗打磨，采用涂层（前牙）或上色（后牙）技术完成修复体。Empress陶瓷内含成核剂，在压铸及熔烧后，即可完成微晶化，因而操作简便，且其收缩可通过包埋材料的热膨胀加以控制，所以其边缘适合性较好，因此，热压铸瓷技术是目前最常用的全瓷修复技术之一。

（四）CAD/CAM技术：此技术将工业技术与牙科要求通过计算机辅助设计/计算机制作系统巧妙结合起来，是在力学性、生物相容性、化学稳定性等方面更为突出的全瓷修复材料。CAD为扫描仪扫描预备体代型并记录下数据，然后在计算机内经软件处理，形成彩色数字化代型。技工通过计算机在屏幕上经5-10 min就可设计出底层冠。CAM是计算机根据传送来的数据精确地将放大的数字化代型加工成机制代型，且可调改氧化铝底层胚体的外形。CAD/CAM技术可在短时间内为患者提供优良的修复体，减少了复杂的加工步骤，省时省力，受到临床医生和患者的欢迎。

（五）纳米复合陶瓷：纳米陶瓷克服了陶瓷的脆性，使陶瓷具有金属一样的柔韧性和可加工性。这种简便易行且低价无毒的改善牙科陶瓷性能的方法展现出广阔前景。

三、全瓷修复的优劣势

（一）全瓷冠的优点：

1、透明这是烤瓷不可能完成的任务，因为金属内冠的不透明，需用不透明瓷遮盖金属基底，影响修复体的透明度，使得烤瓷美容后有明显的白垩色，苍白，虚假，在牙颈部更有金属基底造成的“黑线”影响美观。全瓷则用良好的透明性与折光性而高强度的内冠解决

了这一美容顽症，使牙颈部也能达到良好的美观效果。

2、牙龈健康镍铬金属又称贱金属，对牙龈有较严重的刺激，部分人（尤其是女性）对其过敏，造成牙龈肿胀、出血，甚至有患者对贵金属也过敏；全瓷则基本没有发现敏感病例。

3、牙龈不变色金属在口腔内氧化形成灰色氧化物，散在沉积到牙龈边缘，引起边缘变灰，影响美观；全瓷冠没有这种问题。

4、内外冠结合金属和瓷的结合是薄弱的一环，经常可以见到瓷和金属剥离，露出灰黑的金属的情况。全瓷则是内外冠都是瓷，瓷和瓷的结合不会出现这种情况。

5、不会造成磨损烤瓷冠的硬度大于牙釉质，可造成对颌牙的磨损。而全瓷的硬度与牙釉质近似，不会对对颌牙造成磨损。

（二）全瓷冠缺点

1、强度差。全瓷冠的强度要低于金属烤瓷冠，临床中冠折率要高于金属烤瓷。

2、难以进行多单位修复体的制做。尽管全瓷材料也可用于制造多单元修复体，如三单位牙桥，但是其失败率远高于金属烤瓷牙桥。

3、需要树脂强化水门汀。几乎所有的全瓷冠都要用树脂强化水门汀来加强其强度，临床

应用表明，和使用复合离子体相比，使用强化水门汀会导致修复后过敏的发生，有时需要进行根管治疗来解决。

4、价格。高昂的价格也使许多人难以接受。

四、全瓷冠修复体在制作过程中可能出现的问题

（一）全瓷冠崩瓷

1、全瓷咬合面瓷层厚度在后牙应该为2-2.5mm，瓷层厚度不足或过后都会造成崩瓷。其实瓷层厚度的数值大家都知道，只是在临床上由于观察经验欠佳造成误判。建议在备牙前认真设计，必要时做好硅橡胶模板，备牙时仔细观测，认真修整形态，降低修复体破损风险。临床上必需尽可能给技工所创造充足的上瓷空间。

2、全瓷冠在制作过程中边缘过短或不密合。

3、喷砂过程中压力过大，一般应控制在4BAR。

（二）牙冠精度不良

从该崩瓷牙冠的颊侧和腭侧颈部边缘均能看到冠边缘的适合性较差；另外粘接剂的状态其实也能判断出冠内面与牙体的密合性较差，导致咬合力不能分散传导而某一点形成应力集中，最终冠破裂。

牙冠精度不良在临床上主要是印模精度的控制，因而临床医生应该着重进行印模的采集过

程，而把模型的灌注过程交给拥有更专业的器材的技工室。

（三）粘接剂选择错误全瓷冠主要分为两大类，一类是金属氧化物内冠，如氧化锆、氧化铝，这类全瓷冠的粘接剂即可用普通粘接剂，如玻璃离子或树脂加强型玻璃离子粘结，也可以使用纯树脂粘接剂粘结。另一类是铸瓷冠，它的粘结就必须使用纯树脂粘结剂粘结,用普通粘结剂粘结就容易崩瓷。

总结

综上所述，每一种全瓷材料都各有其优缺点，并不是十全十美，必须根据临床具体情况加以选择使用。随着高强度陶瓷的研究不断发展，全瓷修复体的应用将日趋广泛，国外的临床应用已从前牙冠扩大到后牙冠和桥的应用。全瓷冠修复的出路在于克服修复体碎裂，主要通过修改组成成分，提高陶瓷材料的抗碎性能，以及一系列防碎研究和预防措施，以满足临床要求。

参考文献：

[1] 姚江武主编，口腔技工工艺学，北京，科学技术出版社，2006，7

[2] 徐军等编著，口腔固定修复的临床设计，北京，人民卫生出版社，2006，12

[3] 韩栋伟主编，固定义齿工艺技术，北京，人民卫生出版社，2008，7

4.数据结构课程设计正文 篇四

比较与实现

摘 要：本次课程设计主要研究几种常用查找算法的比较与实现，查找的算法有很多种：静态查找表的顺序表、有序表、索引顺序表等查找结构；动态查找表的二叉排序树、哈希查找等查找结构。本次的课程设计主要研究两种常见的查找算法：顺序查找和折半查找，分析比较它们的时间复杂度，并且在此基础上用C语言对它们进行算法编程、调试和运行。

关键词：C语言；顺序查找；折半查找;时间复杂度。

１ 引 言

“数据结构”在计算机科学中是一门综合性的专业基础课，“数据结构”的研究不仅涉及到计算机硬件的研究范围，而且和计算机软件的研究有着密切的关系无论是编译程序还是操作系统，都涉及到数据元素在存储器中的分配问题。在研究信息检索时也必须考虑如何组织数据，一遍查找和存取数据元素更为方便。因此，可以认为“数据结构”是介于数学、计算机硬件和计算机软件三者之间的一门核心课程。

课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，是实践性教学的一个重要环节。而数据结构的课程设计，更要求学生在数据结构的逻辑特性和物理表示、数据结构的选择和应用、算法的设计及其实现等方面，加深对课程基本内容的理解。同时，在程序设计方法以及上机操作等基本技能和科学作风方面受到比较系统和严格的训练。

在日常生活中，人们几乎每天都要进行“查找”工作。例如，在电话号码薄中查阅“某单位”或“某人”的电话号码；在字典中查阅“某个词”的读音和含义等等。而同样地，在各种系统软件和应用软件中，也存在“查找”：如编译程序中符号表、信息处理表中相关信息的查找。所以，“查找”就是在一个含有众多的数据元素（或记录）的查找表中找出某个“特定的”数据元素（或记录）。

【1】在计算机中进行查找的方法也会随数据结构不同而不同。在此，引入“查找表”的概念：同类数据元素构成的集合。所以，这次的课程设计就可以从静态查找表的几种典型的算法来实现对数据元素的查找的算法和操作的实现和比较。

1.1课程设计背景

《数据结构》课程设计作为独立的教学环节，是计算机相关专业集中实践环节系列之一，是学习完《数据结构》课程后进行的一次全面的综合练习。所以需要我们了解并掌握数据结构与算法的设计方法，并且具备初步的独立分析和设计能力，同时要掌握软件开发过程的问题分析、系统设计、程序编码测试等基本方法和技能，提高综合运用所学的理论知识和方法独立分析和解决问题的能力。所以这次课程设计的目的在于：加强学生对C语言的基本知识和技能；加深对数据结构基础理论和基本知识的理解，提高解决实际问题的实践能力；同时帮助调动学生的积极性和能动性，培养学生的自学、动手能力。

２

1.2课程设计目标

本次课程设计，我准备用不同的两种常见的查找方法：针对顺序查找表中查找方法，如顺序查找、折半查找等。并且通过用这些算法实现对某个“特定的”数据元素（关键字）的查找，分析这些操作的性能：它们各自的时间复杂度、空间复杂度和其它的一些性能，同时记录每种查找方法的优缺点，比较得出它们的查找效率和查找范围。

３ 设计概要

2.1 问题描述

对于不同的查找算法，它们各自的时间复杂度和空间复杂度不同，查找的思想和算法也明显不同，所以要分析它们的特点和效率，我们要多方面比较：要比较时间复杂度，我们可以从它们的查找长度侧面比较出来；而它们算法的实现就要熟悉它们的查找思想，熟练应用C语言编写合适的程序。

2.2 设计思路

静态查找表有顺序表和链式表两种表示方法，在这次的课程设计里，我用顺序存储表来表示这两种查找算法的程序。我的设计思路及步骤如下：

（1）熟悉两种算法的编程思想,画出流程图。

（2）先编写两种算法的子程序，再遍写主程序调用它们。

（3）分步调试子程序和主程序，直到不再出现错误，然后运行程序，检查是否和 自己当初的设想一样，一直到结果能让自己满意。（4）比较得出两种查找算法的优缺。

2.3 相关的知识点

（1）C语言表示静态查找表的顺序存储结构 typedef struct { ElemType *elem;

//数据元素存储空间基址，建表时按实际长度分配，0号单元留空

int length;

//表的长度

} SSTable;

４（2）查找算法的衡量指标

查找可能产生“成功”与“不成功”两种结果，但在实际应用的大多数情况下，查找成功的可能性比不成功的可能性大得多，特别是在记录数中n很大时，查找不成功的概率可以忽略不计。当查找不成功的情况不能忽视时，查找算法的平均长度应该是查找成功时的平均查找长度与查找不成功时的平均查找长度之和，平均查找长度为： ASL= picii1n

其中，n为元素的个数； ci是查找第i 个记录需进行的比较次数；pi是查找第i个记录的概率，一般可认为查找每个记录的概率是相等的，即p1=p2=„=pn=1/n。【2】

５ 算法分析及程序编写

3.1.顺序表的查找

（1）基本思想

从查找表的一端开始，逐个将记录的关键字值和给定值进行比较，如果某个记录的关键字值和给定值相等，则称查找成功；否则，说明查找表中不存在关键字值为给定值的记录，则称查找失败。（2）顺序查找算法流程图

算法流程图如图3-1所示：

图3-1：顺序查找算法流程图

６（3）顺序查找算法代码如下

int Search_Seq(SSTable *table, ElemType key){

/*在顺序表ST中顺序查找其关键字等于key的数据元素。若找到，则函数值为该元素在表中的位置，否则为零。*/

table->elem[0]=key;

//设置哨兵 int result=0;

// 找不到时，返回0 int i;for(i=table->length;i>=1;i--)

{

//从后往前找

if(table->elem[i]==key)

{

} result=i;

//找到关键字的时候，该元素的位置 break;

}

return result;

//找不到时返回 } <4>顺序查找算法性能分析

对于顺序查找，不论给定值key为何值，查找不成功时和给定值进行比较的关键字个数均为n+1.假设查找成功与不成功的可能性相同，对每个记录的查找概率也相等，则Pi=1/（2n）,此时顺序查找的平均查找长度为[3]：

ASL= (ni1ni1)+(1/2)(n+1)

=(3/4)(n+1)

<5>结论

顺序查找的优点是算法简单，且对表的结构没有任何要求。它的缺点是查找效率低，因此，当表中元素个数比较多时，不宜采用顺序查找。

７

3.2.折半查找

（1）使用折半查找必须具备两个前提条件

a：要求查找表中的记录按关键字有序(假设：从小到大有序)b：只能适用于顺序存储结构

（2）基本思想

先取查找表的中间位置的关键字值与给定关键字值作比较，若它们的值相等，则查找成功；如果给定值比该记录的关键字值大，说明要查找的记录一定在查找表的后半部分，则在查找表的后半部分继续使用折半查找；若给定值比该记录的关键字值小，说明要查找的记录一定在查找表的前半部分，则在查找表的前半部分继续使用折半查找，直到查找成功，或者查找失败。

(3）查找流程图

流程图如图3-2所示：

８

图3-2：折半查找算法流程图

(4）折半查找算法的代码

int Search_Bin(SSTable *table, ElemType key){

/*在有序表ST中折半查找其关键字等于key的数据元素。若找到，则函数值为该元素在表中的位置，否则为0.*/

int low=1;

int high=table->length;

//置区间初值

int result=0;// 找不到时，返回0 while(low <= high)

９

{

} return result;int mid=(low+high)/2;

//中间的数据元素 if(table->elem[mid]==key){ result=mid;break;}

//找到待查元素 else if(keyelem[mid]){ high=mid-1;}

//继续在前半区间进行查找 else { low=mid+1;}

//继续在后半区间进行查找

}[5]

（5）折半查找算法性能分析

在折半查找的过程中，每经过一次比较，查找范围都要缩小一半，所以折半查找的最大查找长度为

MSL=[log2 n]+1 当n足够大时，可近似的表示为log2(n)。（6）结论

折半查找要求查找表按关键字有序，而排序是一种很费时的运算；另外，折半查找要求表是顺序存储的，为保持表的有序性，在进行插入和删除操作时，都必须移动大量记录。因此，折半查找的高查找效率是以牺牲排序为代价的，它特别适合于一经建立就很少移动、而又经常需要查找的线性表。

可见在查找速度上，折半查找比顺序查找速度要快的多，这是它的主要优点[4]。

１０ 测试分析

1.输入元素有误

（1）：若输入的元素个数不合理，元素个数少于n，这种输入造成的的结果是系统一直等待元素的输入，即得不到结果。如图4-1所示：

图4-1：输入元素个数少时的运行情况

（2）若输入元素个数大于n时，系统将从第一个元素起，自动选取前n个元素作为有效元素，进行程序的后续运行。这种情况下的结果如图4-2所示：

图4-2：输入元素个数多时的运行情况

１１

2.查找失败

这种情况是指在n个元素中没有与关键字相同的元素存在，所以程序运行的结果是查找失败。运行结果如图4-3所示：

图4-3：查找失败时的运行情况

3.查找成功

若查找成功，即元素输入无误，且有关键字存在的情况，这个时候的运行结果如图4-4所示[5]：

图4-4：查找成功时的运行情况

１２ 总结和体会

5.1 课程设计总结

“书到用时方恨少”。在这次课程设计，我感触最深的当属查阅大量的设计资料了，为了让自己的设计更加完善，查阅这方面的设计资料是十分必要的，看着那么大叠的书籍、资料摆在自己的面前，有些时候还要上网查阅相关知识点，并且还要整理出有用的知识点，这对于我来说，是在是个不小的挑战。所以，以后一定要多看自己专业方面的书籍，增长自己的知识。而且，写程序是一件十分需要耐心的活，一个不小心，后果就可能是几个小时的思考和调试，幸好这次的课题我并不陌生，所以，并没有自己想象中的艰难。但是，用的时间和精力却绝对也不少。

5.2 心得与体会

这次课程设计，使我对《数据结构》这门课程有了更深入的了解。《数据结构》是一门实践性较强的课程，为了学好这门课程，必须在掌握理论知识的同时，加强上机实践。一个人的力量是有限的，要想把课程设计做的更好，就要学会参考一定的资料，吸取别人的经验，让自己和别人的思想有机的结合起来，得出属于你自己的灵感。

在本课程设计中，我明白了理论与实际应用相结合的重要性，并提高了自己组织数据及编写大型程序的能力。培养了基本的、良好的程序设计技能以及合作能力。这次课程设计同样提高了我的综合运用所学知识的能力。程序的编写需要有耐心，有些事情看起来很复杂，但问题需要一点一点去解决，分析问题，把问题一个一个划分，划分成小块以后就逐个去解决。再总体解决大的问题。这样做起来不仅有条理也使问题得到了轻松的解决。

通过这两周的课程设计，我认识到数据结构是一门比较难的课程。需要多花时间上机练习。这次的程序训练培养了我实际分析问题、编程和动手能力，使我掌握了程序设计的基本技能，提高了我适应实际，实践编程的能力。

１３

参考文献：

[1]严蔚敏，吴伟民.《数据结构:C语言版》 清华大学出版社，2012.5 [2]Mark Allen Weiss.数据结构与算法分析——C语言描述（英文版第二版）.北京：人民邮电出版社，2005 [3]李峰，谢中科.C语言程序设计.上海：复旦大学出版社，2011 [4]Baloukas, C., Risco-Martin, J.L., Atienza, D., et al.Optimization methodology of dynamic data structures based on genetic algorithms for multimedia embedded systems[J].Journal of Systems and Software, 2009, 82(4): 590-602.[5]李春葆，尹为民.数据结构教程上机指导（第三版）.北京：清华大学出版社,2008

１４

附录：程序源代码：

#include #include #include

using namespace std;typedef int ElemType;

//用C语言定义顺序存储结构

typedef struct {

ElemType *elem;

//数据元素存储空间基址，建表时按实际长度分配，0号单元留空

int length;

//表的长度 } SSTable;

void Create(SSTable *table, int length);

// 构建顺序表

void Destroy(SSTable *table);int Search_Seq(SSTable *table, ElemType key);

void Traverse(SSTable *table, void(*visit)(ElemType elem));

void Create(SSTable **table, int length){

// 构建顺序表

SSTable *t =(SSTable*)malloc(sizeof(SSTable));

１５ t->elem=(ElemType*)malloc(sizeof(ElemType)*(length+1));t->length=length;*table=t;} void FillTable(SSTable *table){

// 无序表的输入

ElemType *t=table->elem;for(int i=0;ilength;i++){

t++;

scanf(“%d”, t);

getchar();} } void Destroy(SSTable *table){

//销毁表

free(table->elem);free(table);} void PrintTable(SSTable *table){

// 打印查找表中的元素

int i;ElemType *t=table->elem;

１６ for(i=0;ilength;i++){ t++;printf(“%d ”, *t);

} } //顺序（哨兵）查找算法

int Search_Seq(SSTable *table, ElemType key){

/*在顺序表ST中顺序查找其关键字等于key的数据元素。若找到，则函数值为该元素在表中的位置，否则为零。*/

table->elem[0]=key;

//设置哨兵 int result=0;

// 找不到时，返回0 int i;for(i=table->length;i>=1;i--)

{

//从后往前找

if(table->elem[i]==key)

} {

} result=i;

//找到关键字的时候，该元素的位置 break;

return result;

//找不到时返回 }

１７

void Sort(SSTable *table){

// 排序算法

int i, j;ElemType temp;

for(i=table->length;i>=1;i--)

// 从前往后找 {

for(j=1;j

}

int Search_Bin(SSTable *table, ElemType key){ /*在有序表ST中折半查找其关键字等于key的数据元素。若找到，则函数值为该元

} {

} if(table->elem[j]>table->elem[j+1]){

//从小到大排列

} temp=table->elem[j];table->elem[j]=table->elem[j+1];//元素后移 table->elem[j+1]=temp;素在表中的位置，否则为0.*/

int low=1;

１８

} int high=table->length;

//置区间初值

int result=0;// 找不到时，返回0 while(low <= high){

} return result;int mid=(low+high)/2;

//中间的数据元素 if(table->elem[mid]==key){ result=mid;break;}

//找到待查元素 else if(keyelem[mid]){ high=mid-1;}

//继续在前半区间进行查找 else { low=mid+1;}

//继续在后半区间进行查找

// 主函数

１９ int main(int argc, char* argv[]){

SSTable *table;

int r;

//元素的位置 int n;ElemType key;printf(“输入 n:”);scanf(“%d”,&n);

Create(&table, n);//建立表

cout<<“请输入”<

printf(“您输入的 %d 个值是：n”,n);

PrintTable(table);//打印无序表 cout<

printf(“顺序法查找运行结果如下：n ”);Search_Seq(table,key);//顺序（哨兵）查找算法 r=Search_Seq(table,key);

if(r>0)

printf(“ 关键字 %d 在表中的位置是： %dn”,key, r);

else

printf(“查找失败，表中无此数据。n”);

２０ Sort(table);//对无序表进行排序

printf(“数据排序后的顺序如下：n ”);PrintTable(table);//打印有序表 printf(“n”);

printf(“折半查找法运行结果如下：n ”);

r=Search_Bin(table,key);//折半查找算法 if(r>0)printf(“ 关键字 %d 在表中的位置是： %dn”,key, r);

else

{