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文檔簡介

編號: 第八屆“創(chuàng)新杯”天津師范大學(xué)學(xué)生科技立項申 報 書 作品名稱: 基于AVR單片機的校園路燈智能控制系統(tǒng) 學(xué)院全稱: 物理與電子信息學(xué)院 申報者姓名 (集體名稱): 105工作室 類別: 自然科學(xué)類學(xué)術(shù)論文 哲學(xué)社會科學(xué)類社會調(diào)查報告和學(xué)術(shù)論文 科技發(fā)明制作A類 科技發(fā)明制作B類擬申報的立項級別:15 / 15重大立項 重點立項 一般立項是否同意向下調(diào)劑立項級別說 明1.申報者應(yīng)在認真閱讀此說明各項內(nèi)容后按要求詳細填寫。2.申報者在填寫申報作品情況時只需根據(jù)個人項目或集體項目填寫A1或A2表,根據(jù)作品類別(自然科學(xué)類學(xué)術(shù)論文、哲學(xué)社會科學(xué)類社會調(diào)查報告和學(xué)術(shù)論文、科技發(fā)明制作A類和科技發(fā)明B類)分別填寫B(tài)1、B2、B3表。所有申報者可根據(jù)情況填寫C表。3.表內(nèi)項目填寫時一律用A4紙打印,凡簽字各項須用鋼筆填寫,此申報書可復(fù)制。4.申報立項級別由立項申報人填寫,批準立項級別由主辦單位根據(jù)評定結(jié)果填寫。5學(xué)術(shù)論文、社會調(diào)查報告及所附的有關(guān)材料必須是中文(若是外文,請附中文本),請以四號楷體打印在A4紙上,附于申報書后,學(xué)術(shù)論文及有關(guān)材料在8000字以內(nèi),社會調(diào)查報告在15000字以內(nèi)。6作品申報書須按要求由學(xué)院學(xué)生科技協(xié)會或?qū)W生會相關(guān)部門統(tǒng)一遞送。7.作品須有指導(dǎo)教師兩名,且須手寫指導(dǎo)意見和推薦材料。8.其他參賽事宜請向?qū)W校競賽組織協(xié)調(diào)機構(gòu)咨詢。9.遞送地址:天津師范大學(xué)主校區(qū)24號樓二樓223室,校學(xué)生科技協(xié)會。聯(lián) 系 人:程程 張佳逸 樊德佳聯(lián)系電話:23766731手 機 箱:A2申報者情況(集體項目)說明:1必須由申報者本人按要求填寫;2申報者代表必須是作者中學(xué)歷最高者,其余作者按學(xué)歷高低排列;3本表中的學(xué)籍管理部門簽章視為申報者情況的確認。申報者代表情況姓名岳崧性別男出生年月1990.10學(xué)院物理與電子信息學(xué)院系別、專業(yè)、年級電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè) 09級學(xué)歷本科在讀學(xué)制四年入學(xué)時間2009.09作品名稱基于AVR單片機的校園路燈智能控制系統(tǒng)通訊地址天津師范大學(xué)物理與電子信息學(xué)院郵政編碼300387辦公電住地通訊地址天津師范大學(xué)主校區(qū)學(xué)生公寓14號樓郵政編碼300387住宅電他作者情況姓 名性別年齡學(xué)歷所在單位于健博男20本科在讀天津師范大學(xué)物電學(xué)院張浩男21本科在讀天津師范大學(xué)物電學(xué)院資格認定學(xué)院學(xué)籍管理部門意見以上作者是否為2007年9月后正式注冊在校的全日制非成人教育、非在職的高等學(xué)校中國籍專科生、本科生、碩士研究生或博士研究生。是否 (學(xué)院行政章)年 月 日學(xué)院負責人或?qū)熞庖姳咀髌肥欠駷檎n外學(xué)術(shù)科技或社會實踐活動成果是否 負責人簽名:年 月 日B3申報作品情況(科技發(fā)明制作)說明:1必須由申報者本人填寫;2本部分中的科研管理部門簽章視為對申報者所填內(nèi)容的確認; 3本表必須附有可行性研究報告,并提供圖表、曲線、試驗數(shù)據(jù)、原理結(jié)構(gòu)圖、外觀圖(照片),也可附鑒定證書和應(yīng)用證書; 4作品分類請按照作品發(fā)明點或創(chuàng)新點所在類別填報。作品全稱基于AVR單片機的校園路燈智能控制系統(tǒng)作品分類( B )A機械與控制(包括機械、儀器儀表、自動化控 制、工程、交通、建筑等) B信息技術(shù)(包括計算機、電信、通訊、電子等) C數(shù)理(包括數(shù)學(xué)、物理、地球與空間科學(xué)等) D生命科學(xué)(包括生物、農(nóng)學(xué)、藥學(xué)、醫(yī)學(xué)、健 康、衛(wèi)生、食品等) E能源化工(包括能源、材料、石油、化學(xué)、化 工、生態(tài)、環(huán)保等)作品設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路,創(chuàng)新點,技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標目的、思路 照明系統(tǒng)是城市建設(shè)不可缺少的設(shè)施,節(jié)約能源、提高照明管理水平和保證城市夜間出行安全等,已經(jīng)成為對公共照明系統(tǒng)的一項基本要求。本作品以AVR單片機為工具,結(jié)合光控系統(tǒng),通過外界的光照強度,自動智能判斷和調(diào)整路燈的亮滅乃至路燈的亮度,從而在根本上解決了由于人為因素造成的夜晚路燈不能按時點亮以及白天路燈不能按時熄滅的現(xiàn)象,從最大限度上節(jié)省能源,也在實質(zhì)上保障了交通的安全。創(chuàng)新點 通過單片機以及光控系統(tǒng)實現(xiàn)對路燈系統(tǒng)的智能監(jiān)控。技術(shù)關(guān)鍵 光控系統(tǒng)通過光照強度對是否需要點亮或熄滅的判斷;有效采光位置的選??;AVR單片機編程實現(xiàn)上述監(jiān)控系統(tǒng)功能。技術(shù)指標 光照強度,時間,路燈系統(tǒng)電流、電壓、功率,路燈亮度作品的科學(xué)性先進性(必須說明與現(xiàn)有技術(shù)相比、該作品是否具有突出的實質(zhì)性技術(shù)特點和顯著進步。請?zhí)峁┘夹g(shù)性分析說明和參考文獻資料)在諸多的路燈監(jiān)控系統(tǒng)中,以人工手動監(jiān)控系統(tǒng)居多。由于人為因素,路燈夜晚不亮,白天不能按時關(guān)閉的情況時有發(fā)生。本作品的產(chǎn)生從根本上解決了這種問題。該做聘請采用目前主流AVR單片機,具有開發(fā)產(chǎn)品周期短、性能價格比高、抗干擾能力強、適應(yīng)性強等優(yōu)點,通過光控的監(jiān)測手段,基本思想是通過光控和時控技術(shù)對雙向可控硅進行控制,檢測到每條路段的亮燈率,實現(xiàn)城市路燈、節(jié)日燈和廣場燈等的自動啟閉,有效控制全夜或半夜燈;通過對電流和電壓實時監(jiān)控和測量,可對供電變壓器線路短路或開路等突發(fā)事件進行即時報警;通過電力線載波技術(shù)來傳輸控制信號和狀態(tài)信息,能對城市路燈進行智能監(jiān)控和管理,以使系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟且高效。根據(jù)光照強度通過AVR單片機智能控制路燈的亮滅乃至亮度,有效緩解能源壓力,提高能源利用率。參考文獻1關(guān)耀宗,胥布工,基于ZigBee 網(wǎng)絡(luò)的道路照明監(jiān)控及節(jié)能系統(tǒng)J,自動化與信息工程,2007(4):38-402鄧慶, 程明霄,基于PL2102 電力線載波的路燈控制系統(tǒng)J, 單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用,2007(7):57-593向敏,徐洋,崔萍,基于無線技術(shù)的光控路燈控制器設(shè)計J, 自動化與儀,2007(5):41-434 徐超群,高明煜. 低壓電力載波通信技術(shù)在城市路燈遠程監(jiān)控中的應(yīng)用J. 電訊技術(shù),2006(6):145-1495 胡杰,劉堅. 分時段控制在道路照明中的應(yīng)用J. 光源與照明,2006(2):21-22總體思路概述 摘要作品所處階 段(D)A實驗室階段 B中試階段 C生產(chǎn)階段D 研發(fā)階段 (自填)技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式 許可方式作品結(jié)題可展示的形式 實物、產(chǎn)品 模型 圖紙 磁盤 現(xiàn)場演示 圖片 錄像 樣品使用說明及該作品的技術(shù)特點和優(yōu)勢,提供該作品的適應(yīng)范圍及推廣前景的技術(shù)性說明及市場分析和經(jīng)濟效益預(yù)測隨著時代的發(fā)展,城市現(xiàn)代化建設(shè)步伐不斷加快,而能源的供需矛盾也越來越突出,節(jié)電節(jié)能、綠色照明的要求越來越迫切。結(jié)合以上路燈控制方案,提出一種智能路燈控制系統(tǒng)方案,系統(tǒng)框圖如圖。通過手動輸入,光控和鐘控結(jié)合的方式控制LED 恒流源的輸出電流來實現(xiàn)路燈的智能控制。正常狀態(tài)下,單片機控制器通過已寫入其中的程序,結(jié)合光敏電阻控制LED 恒流源的輸出電流值,從而達到控制路燈亮滅的目的。光控模塊對外界環(huán)境變化進行監(jiān)測,起主要控制的作用,管理者也可手動輸入來控制路燈的亮度。不論是從該系統(tǒng)可根據(jù)光照強度自動智能控制路燈亮滅的創(chuàng)新性,還是從系統(tǒng)有效節(jié)能的符合世界能源發(fā)展的必然要求的角度來說,智能路燈控制系統(tǒng)都有很強的市場競爭力和良好的發(fā)展前景。專利申報情況提出專利申報 申報號 申報日期 年 月 日已獲專利權(quán)批準 批準號 批準日期 年 月 日 未提出專利申請成果形式產(chǎn)品科研管理部門簽 章 (學(xué)院行政章) 年 月 日C.當前國內(nèi)外同類課題研究水平概述 說明:1.申報者可根據(jù)作品類別和情況填寫; 2.填寫此欄有助于評審。照明系統(tǒng)是城市建設(shè)不可缺少的公用設(shè)施,照明系統(tǒng)的維護管理水平是整個城市經(jīng)濟發(fā)展水平的綜合體現(xiàn)。節(jié)約能源、保證燈具壽命、提高照明管理水平、美化城市夜景和保證城市夜間出行安全等,已經(jīng)成為對公共照明系統(tǒng)的一項基本要求。路燈控制系統(tǒng)從最初路燈開關(guān)控制功能,逐漸演化到監(jiān)控節(jié)能控制功能。我們經(jīng)常會發(fā)現(xiàn),在校園內(nèi)外白天依然路燈全亮或是晚上路燈未開的情況,一方面帶來重大的交通隱患,另一方面這種情況造成了極大的能源浪費,調(diào)查發(fā)現(xiàn),現(xiàn)在校園內(nèi)使用的路燈,平均功率為400W,每條街平均有100盞,若白天多開三小時則會浪費掉120度電,這相當于一個宿舍一個學(xué)期的用電量,造成了極大的浪費,為了解決這個問題,校園路燈智能控制系統(tǒng)應(yīng)運而生。在國內(nèi)外該領(lǐng)域中,已有部分企業(yè)在開發(fā)這種控制系統(tǒng),譬如江蘇藍波電子有限公司等,但是,這些公司所做的系統(tǒng)大都從整個城市的用電調(diào)度上著手,沒有專門針對校園的設(shè)計系統(tǒng),這就造成了成本偏高的缺陷。為了彌補這方面的空缺,在節(jié)約成本的前提下,提高能源利用率,我們初步設(shè)計試想了“基于AVR單片機的校園路燈智能控制系統(tǒng)”。D.指導(dǎo)教師情況及對作品的說明說明:1由指導(dǎo)教師親筆填寫; 2指導(dǎo)教師必須具有高級專業(yè)技術(shù)職稱,并是與申報作品相同或相關(guān)領(lǐng)域的專家學(xué)者或?qū)I(yè)技術(shù)人員(教研組集體推薦亦可); 3指導(dǎo)教師填寫此部分,即視為同意推薦; 4指導(dǎo)教師所在單位簽章僅被視為對指導(dǎo)教師身份的確認。指導(dǎo)教師情況姓 名性別年齡職稱工作單位通訊地址郵政編碼單位電話住宅電話指導(dǎo)教師所在單位簽章(學(xué)院行政章) 年 月 日請對申報者申報情況的真實性作出闡述 請對作品的意義、技術(shù)水平、適用范圍及推廣前景作出您的評價指導(dǎo)教師簽字:其它說明指導(dǎo)教師情況姓 名性別年齡職稱工作單位通訊地址郵政編碼單位電話住宅電話指導(dǎo)教師所在單位簽章(學(xué)院行政章) 年 月 日請對申報者申報情況的真實性作出闡述 請對作品的意義、技術(shù)水平、適用范圍及推廣前景作出您的評價指導(dǎo)教師簽字:其它說明學(xué)院組織協(xié)調(diào)機構(gòu)確認并蓋章 (團委代章) 年 月 日 校級主辦單位確認蓋章 (校學(xué)生科協(xié)章) 年 月 日校級評委會評審意見 評委簽名: 年 月 日作品最終批準立項等級認定重大立項 重點立項 一般立項 不予立項 (校團委簽章) 年 月 日E.項目所需經(jīng)費預(yù)算電路所需元器件費用:300元;廠家PCB板印制費用:200元;ATmega168/V單片機開發(fā)板購買費用:200元;路燈電力系統(tǒng)相關(guān)書籍購買費用:180元;單片機相關(guān)書籍購買費用:230元;合計:1110元。注:請按項目分別列出所需經(jīng)費,并計算經(jīng)費總數(shù)。F.科研進度2010年12月第1周至2011年1月第2周:立項選題,確定研究方向;2011年2月第3周至第2周: 撰寫并上交立項申報書;3月第3周至4月第2周:等待評審結(jié)果發(fā)布;4月第3周至6月第1周:購買教材等相關(guān)參考書籍,學(xué)習(xí)路燈電力與單片機技術(shù);6月第2周至6月第4周:繪制PCB電路原理圖,進行仿真調(diào)試;7月第1周至7月第3周:將PCB圖交至廠家制作電路板;7月第3周至8月第4周:購買相關(guān)元器件,焊接制作,調(diào)試;9月第1周至9月第4周:提交中期報告,對電路設(shè)計不足之處進行進一步改進;10月第1周至10月第2周:將升級之后的PCB電路再次交予廠家印刷電路板;10月第3周至10月第4周: 完成第二次焊接、調(diào)試;11月第1周至2012年1月第4周:將電路調(diào)試到最佳性能,做好結(jié)題相關(guān)工作;2月第1周至2月第4周:撰寫結(jié)題報告;3月第1周至3月第4周: 立項答辯,結(jié)題;B3表附錄可行性研究報告一國內(nèi)、國際水平、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢照明系統(tǒng)是城市建設(shè)不可缺少的公用設(shè)施,照明系統(tǒng)的維護管理水平是整個城市經(jīng)濟發(fā)展水平的綜合體現(xiàn)。節(jié)約能源、保證燈具壽命、提高照明管理水平、美化城市夜景和保證城市夜間出行安全等,已經(jīng)成為對公共照明系統(tǒng)的一項基本要求。路燈控制系統(tǒng)從最初路燈開關(guān)控制功能,逐漸演化到監(jiān)控節(jié)能控制功能。各種節(jié)能技術(shù)融合到路燈監(jiān)控系統(tǒng)中,路燈監(jiān)控系統(tǒng)的功能從原來單一監(jiān)控功能,發(fā)展到集體監(jiān)控功能和節(jié)能控制于一體的新型路燈監(jiān)控系統(tǒng)。目前路燈主要的控制方法包括PLC控制,電力載波控制和無線網(wǎng)絡(luò)控制。二立項必要性隨著時代的發(fā)展,城市現(xiàn)代化建設(shè)步伐不斷加快,對城市道路照明及城市亮化工程需求也更大,而能源的供需矛盾也越來越突出,節(jié)電節(jié)能、綠色照明的要求越來越迫切,越來越高。本作品以AVR單片機為工具,結(jié)合光控系統(tǒng),通過外界的光照強度,自動智能判斷和調(diào)整路燈的亮滅乃至路燈的亮度,從而在根本上解決了由于人為因素造成的夜晚路燈不能按時點亮以及白天路燈不能按時熄滅的現(xiàn)象,從最大限度上節(jié)省能源,也在實質(zhì)上保障了交通的安全。不論是從該系統(tǒng)可根據(jù)光照強度自動智能控制路燈亮滅的創(chuàng)新性,還是從系統(tǒng)有效節(jié)能的符合世界能源發(fā)展的必然要求的角度來說,智能路燈控制系統(tǒng)都有很強的市場競爭力和良好的發(fā)展前景。三項目研究的主要內(nèi)容及技術(shù)關(guān)鍵 通過單片機

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