節(jié)能減排作品申報書

1、序號： 編碼： 第六屆大學(xué)生節(jié)能減排社會實踐與科技競賽作品申報書【科技作品類（含實物制作、軟件、設(shè)計等）】 作品名稱： 基于單片機的車前燈亮度自調(diào)節(jié)系統(tǒng) 學(xué)校全稱： 申報者姓名： 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須完整填寫A、B、C三類表格。3表內(nèi)項目填寫時一律用鋼筆或打印，字跡要端正、清楚。4序號、編碼由第五屆全國大學(xué)生節(jié)能減排社會實踐與科技競賽組委會填寫。5科技作品類的作品說明書全文請附于申報書之后，作品說明書格式規(guī)范見附件46作品申報書須由一位具有高級專業(yè)技術(shù)職稱的專家提供推薦意見。A作品作者團隊情況申報說明：1.必須由申報者本人按要

2、求填寫，信息填寫必須完善無空白否則視為無效； 2.申報者代表必須是作者中第一作者，其它作者按作品作者排序依次排列； 4.團隊分為本科生團隊和研究生團隊，其中有一位本科以上學(xué)歷者的團隊視為研究生團隊。 3.本表中的學(xué)籍管理部門簽章視為對申報者情況的確認。申報者代表情況姓名性別出生年月學(xué)校華南農(nóng)業(yè)大學(xué)系別、專業(yè)、年級工程學(xué)院學(xué)歷本科學(xué)制4年制入學(xué)時間作品名稱車前燈亮度自調(diào)節(jié)裝置通訊地址郵政編碼移動電話常住地通訊地址郵政編碼住宅電話其他作者情況姓 名性別年齡學(xué)歷所在單位本科華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院本科華南農(nóng)業(yè)

3、大學(xué)工程學(xué)院資格認定研究生團隊作品認定作品是否為研究生導(dǎo)師項目是否 導(dǎo)師簽字： 年 月 日學(xué)校學(xué)籍管理部門意見以上作者是否為2012年7月31日前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 （本科生學(xué)籍管理部門簽名蓋章）：年 月 日是否 （研究生學(xué)籍管理部門簽名蓋章）：年 月 日學(xué)校教務(wù)處或團委意見本作品是否為課外學(xué)術(shù)科技或社會實踐活動成果。是否（簽名蓋章）：年 月 日B申報作品情況（科技作品類，含實物制作、軟件、設(shè)計等）說明：1必須由申報者本人填寫； 2本表可附有研究報告，或提供圖表、曲線、試驗數(shù)據(jù)、原理結(jié)構(gòu)圖、外觀圖（照片）等必要的說

4、明資料； 3本部分中的管理部門簽章視為對申報者所填內(nèi)容的確認。作品名稱基于單片機的車前燈亮度自調(diào)節(jié)系統(tǒng)作品摘要（500字以內(nèi)；含作品設(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(biāo)）1、作品設(shè)計發(fā)明的目的：當(dāng)今社會汽車行業(yè)突飛猛進的發(fā)展，汽車數(shù)量越來越多，汽車能源和汽車污染也越來越受廣泛關(guān)注，城市公路照明設(shè)施也越來越健全，汽車在照明良好的地方大燈過亮就會有能源浪費,不僅如此,還會造成光污染,兩車相向而行時還增大危險性?；谶@些問題，我們所設(shè)計的LED光感控制節(jié)能燈能根據(jù)光亮強弱來調(diào)節(jié)汽車大燈亮度，使之既能滿足駕駛員的視線需求又不浪費電,從而實現(xiàn)節(jié)能減排，減少光污染，提高駕車安全性。2

5、、基本思路：該裝置包括單片機、與汽車前大燈連接的驅(qū)動電路和安裝于汽車前端的光傳感器，所述驅(qū)動電路和光傳感器分別與單片機連接。裝置通過亮度傳感器實時監(jiān)測車輛周圍的亮度，利用光敏電阻對環(huán)境光的敏感特性，采集環(huán)境光的變化狀況，將其轉(zhuǎn)換成電信號并送入到單片機中，由單片機進行信號處理，并按照一定的規(guī)律控制輸出PWM信號。在單片機與LED燈之間加一個開關(guān)調(diào)壓電路，實現(xiàn)單片機對車前燈的亮度調(diào)整。 將調(diào)整后的PWM 波對開關(guān)調(diào)壓電路進行控制，從而調(diào)節(jié)車前燈的輸入電壓的大小，最終實現(xiàn)車前燈的亮度控制。3、創(chuàng)新點：a.利用光感傳感器感應(yīng)外界環(huán)境光度，為調(diào)節(jié)大燈亮度提供依據(jù)。b.用兩級放大電路將光感傳感器所得信號放

6、大，對大燈電流供給 進行控制與調(diào)節(jié)。c.相對市場上現(xiàn)有的通過個光感傳感器來控制大燈開關(guān)更具有節(jié)能減排功效。d.有燈替換原先的車大燈，既能節(jié)能減排，又能減少光污染，提高駕駛安全性。e.裝置簡單方便易安裝，實用性、經(jīng)濟性強，可廣泛應(yīng)用于汽車環(huán)保節(jié)能。4、技術(shù)關(guān)鍵：a、用光敏傳感器感應(yīng)外界光度，將獲得信息發(fā)送到單片機，單片機發(fā)出相應(yīng)指令，實現(xiàn)對汽車前燈的亮度控制。b、利用單片機能準(zhǔn)確、迅速地響應(yīng)，達到最佳效果；5主要技術(shù)指標(biāo)1. 車前燈亮度調(diào)制電流*車供電壓2.調(diào)制電流測試光強*轉(zhuǎn)換系數(shù)作品的科學(xué)性先進性（500字以內(nèi)；必須說明與現(xiàn)有技術(shù)相比、該作品是否具有節(jié)能減排的實質(zhì)性技術(shù)特點和顯著效果。請?zhí)峁?/p>

7、技術(shù)經(jīng)濟分析說明。）作品的科學(xué)性與先進性：節(jié)能減排有廣義和狹義定義之分，廣義而言，節(jié)能減排是指節(jié)約物質(zhì)資源和能量資源，減少廢棄物和環(huán)境有害物（包括三廢和噪聲等）排放；狹義而言，節(jié)能減排是指節(jié)約能源和減少環(huán)境有害物排放。而車前燈亮度自調(diào)節(jié)裝置的目的在于通過亮度傳感器實時監(jiān)測車輛周圍的亮度，利用光敏電阻對環(huán)境光的敏感特性，采集環(huán)境光的變化狀況，從而調(diào)節(jié)車前燈亮度，達到節(jié)約能源和減少光污染的最終目的?，F(xiàn)有汽車大燈調(diào)節(jié)技術(shù)中，大部分都是通過感應(yīng)器感應(yīng)外界光度來進行大燈的自動開關(guān)或自動調(diào)節(jié)遠近光燈，只起到方便作用而沒有真正意義上起到較大的節(jié)能減排。而我們光感自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)則根據(jù)外界光亮強度來調(diào)節(jié)汽車大燈電

8、流的供給量，從實質(zhì)上節(jié)省發(fā)動機功率的浪費，從而實現(xiàn)節(jié)能減排更具有實際應(yīng)用意義。作品推廣應(yīng)用的可行性分析(200字以內(nèi))全球汽車年產(chǎn)量約7000萬輛，世界轎車總保有量約55億輛。隨著汽車行業(yè)的蒸蒸日上，越來越多的汽車步入中國普通家庭。然而，隨之而來的汽車排放，燃油價格不斷提升，光污染越來越嚴(yán)重等各種問題出現(xiàn)。所以我們就利用燈替換原有的汽車前大燈并且通過光感控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)光亮強度，一方面可以減少不必要的能源浪費，實現(xiàn)節(jié)能減排，同時也能一定程度上減輕車主的燃油消耗負擔(dān)，具有一定的市場推廣價值；另一方面能減少光污染。作品可展示的形 式實物 產(chǎn)品 模型 圖紙 磁盤 現(xiàn)場演示圖片 錄像 樣品作品的真實性及原

9、創(chuàng)性聲明：申請者鄭重聲明：所呈交的作品是由申請者完成的原創(chuàng)性課外科技成果。除了報告中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本作品不包含任何其他個人或集體創(chuàng)作的成果作品。申請者對申報內(nèi)容的真實性負責(zé)，申請者完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。申請者（簽名）學(xué)校管理部門推薦意見 簽字（蓋章）年 月 日C.推薦者情況及對作品的說明說明：1由推薦者本人填寫； 2推薦者必須具有高級專業(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推薦者填寫此部分，即視為同意推薦； 4推薦者所在單位簽章僅被視為對推薦者身份的確認。推薦者情況姓 名性別年齡職稱工作單位工程學(xué)院通訊地址郵政編

10、碼單位電話住宅電話推薦者所在單位簽章 （簽字蓋章） 年 月 日請對申報者申報情況的真實性作出闡述幾位同學(xué)對于科研的熱情很高，積極地查閱了大量的文獻資料，并開展了部分前期試驗研究工作，在科研的過程中，認真踏實，能夠有效地處理研究過程中出現(xiàn)的一系列問題，思路清晰。 本項目申請書的編寫認真、嚴(yán)謹(jǐn)，對問題的描述較完整，研究計劃大體可行，預(yù)計通過他們的努力，可以達到預(yù)期的效果，因此，建議支持本項。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此裝置一方面可以減少不必要的能源浪費，實現(xiàn)節(jié)能減排，同時也能一定程度上減輕車主的燃油消耗負擔(dān)，具有一定的市場推廣價值；另一方面能減少光污染，提高駕駛安全性

11、。相信隨著汽車工業(yè)的成熟以及LED芯片、封裝、散熱等技術(shù)突飛猛進的發(fā)展，亮度自適應(yīng)系統(tǒng)在汽車照明系統(tǒng)中的應(yīng)用會越來越廣，規(guī)模會越來越大。應(yīng)用前景非常光明。因此，推薦此作品。其它說明D競賽組織委員會秘書處資格和形式審查意見組委會秘書處資格審查意見 審查人（簽名） 年 月 日組委會秘書處形式審查意見 審查人（簽名） 年 月 日組委會秘書處審查結(jié)果合格 不合格 負責(zé)人（簽名） 年 月 日E競賽專家委員會預(yù)審意見基于單片機的車前燈亮度自調(diào)節(jié)系統(tǒng)“設(shè)計說明書” 設(shè)計者： 指導(dǎo)老師： 作品內(nèi)容簡介我們要研究的是汽車前大燈亮度調(diào)節(jié)控制裝置。該裝置包括單片機、與汽車前大燈連接的驅(qū)動電路和安裝于汽車前端的光傳感

12、器，所述驅(qū)動電路和光傳感器分別與單片機連接。裝置通過亮度傳感器實時監(jiān)測車輛周圍的亮度，利用光敏電阻對環(huán)境光的敏感特性，采集環(huán)境光的變化狀況，將其轉(zhuǎn)換成電信號并送入到單片機中，由單片機進行信號處理，并按照一定的規(guī)律控制輸出PWM信號。在單片機與LED燈之間加一個開關(guān)調(diào)壓電路，實現(xiàn)單片機對車前燈的亮度調(diào)整。 將調(diào)整后的PWM 波對開關(guān)調(diào)壓電路進行控制，從而調(diào)節(jié)車前燈的輸入電壓的大小，最終實現(xiàn)車前燈的亮度控制。該裝置具有智能化程度高、控制準(zhǔn)確、節(jié)能效果好的優(yōu)點。本裝置采用LED燈，LED是一種綠色光源，其主要優(yōu)點是發(fā)光效率高。隨著材料科學(xué)的發(fā)展進步，在未來10年內(nèi)的發(fā)光效率將會有較大幅度提高；能耗低

13、，使用壽命長，可回收的材料，不污染環(huán)境。與傳統(tǒng)車燈相比有一個顯著的不同點：發(fā)光亮度和發(fā)光二極管的正向電流流過大小基本成比例關(guān)系。使用它這一特性，通過光學(xué)傳感器測量周圍環(huán)境的亮度，根據(jù)測量值變化的發(fā)光亮度，保持周圍環(huán)境亮度變化的影響。這不僅創(chuàng)造了一個舒適的環(huán)境亮度，但也可以充分利用路況環(huán)境亮度，大大節(jié)約能源。因此,對車前燈LED自適應(yīng)調(diào)光技術(shù)的研究顯得格外地重要。另一方面，采用該裝置在路況燈光設(shè)備較好的環(huán)境中可以適當(dāng)降低車燈的亮度，從而有效地減少城市光污染，且在夜間兩車相會時適當(dāng)調(diào)節(jié)大燈亮度，避免燈光引起駕駛員眩眼而造成事故，提高行駛舒適性。同時根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB7258 2004機動車運行安全技

14、術(shù)條件 在用車遠光發(fā)光強度為：二燈制不小于15000cd，四燈制不小于12000cd； 新注冊車遠光發(fā)光強度為：二燈制不小于18000cd，四燈制不小于15000cd。我們的自適應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)會根據(jù)不同的車燈通過而設(shè)置不同的光度調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)，使得燈光的亮度變化在國家標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。關(guān)鍵詞：亮度自適應(yīng)；單片機；光敏傳感器；驅(qū)動電路聯(lián)系人： 聯(lián)系電話：EMAIL：1 研制背景及意義據(jù)不完全統(tǒng)計，全球汽車年產(chǎn)量約7000萬輛，世界轎車總保有量約55億輛。隨著經(jīng)濟的突飛猛進發(fā)展，汽車行業(yè)也蒸蒸日上，越來越多的汽車步入中國普通家庭。然而，隨之而來的汽車排放，燃油價格不斷提升，光污染越來越嚴(yán)重等各種問題也越發(fā)受廣泛關(guān)注

15、。所以我們就利用燈替換原有的汽車前大燈并且通過光感控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)光亮強度，一方面可以減少不必要的能源浪費，實現(xiàn)節(jié)能減排，同時也能一定程度上減輕車主的燃油消耗負擔(dān)，具有一定的市場推廣價值；另一方面能減少光污染，提高駕駛安全性。隨著超高亮度白光LED光源的出現(xiàn)，在照明領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)成為現(xiàn)實。那么,用LED等來取代現(xiàn)有的汽車大燈也將成為未來的一種發(fā)展趨勢。結(jié)合LED燈和光感傳感器，根據(jù)光亮強弱來控制大燈電流供給，在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)汽車大燈亮度，使之既能滿足駕駛員的視線需求又不浪費電,從而實現(xiàn)節(jié)能減排，減少光污染，提高駕車安全性。2 設(shè)計方案 本設(shè)計方案包括機械設(shè)計部分和電路控制部分。2.1機械設(shè)計方案機

16、械部分設(shè)計總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1信號處理單元將車頭前方光傳感器收集的信號進行分析對比，最后將處理結(jié)果傳輸給LED車前燈。車體將設(shè)置四個光傳感器，左右對稱分布，將收集的信息傳給信號處理單元。如圖2所示。圖22.2電路設(shè)計方案該系統(tǒng)由安裝于汽車前端的亮度傳感器，單片機與LED驅(qū)動電路三部分組成；光傳感器采用TSL2561光-數(shù)字傳感器，單片機采用STC90C51單片機，LED驅(qū)動電路采用LTC3783芯片驅(qū)動。具體工作流程如圖3所示。圖32.2.1電路工作原理1) 亮度傳感器TSL2561硬件連接圖如圖4所示。它是一種高速，低功耗，寬量程，可編程靈活配置的光強度數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片。它將光強轉(zhuǎn)換成數(shù)字信

17、號輸出，具有直接I2C接口。其內(nèi)部連接一個帶寬的光敏二極管和在單獨CMOS集成電路上的一個紅外響應(yīng)的光敏二極管，這個集成電路具有提供20bit動態(tài)范圍的近-適光響應(yīng)的能力。兩個集成的ADCs將對光敏電流進行積分，并轉(zhuǎn)換成兩個數(shù)字量輸出，在轉(zhuǎn)換結(jié)束后將轉(zhuǎn)換結(jié)果存入芯片內(nèi)部各自的寄存器中。當(dāng)一個積分周期完成以后，轉(zhuǎn)換器將自動開始下一個積分轉(zhuǎn)換工程。由于芯片內(nèi)部整合了積分式A/D轉(zhuǎn)換器，因此其抗干擾能力比同類芯片強。圖42) 單片機 STC90C51是一種超高速/低功耗/抗干擾強的單片機，其工作硬件連接如圖5所示。其能通過I2C總線與前端TSL2561傳感器傳輸數(shù)據(jù)，其管腳SCL與SDA通過I2C總

18、線讀取光-數(shù)字傳感器寄存器里的實時數(shù)字信號數(shù)據(jù)，并且可以通過程序?qū)崿F(xiàn)處理數(shù)據(jù)后的PWM輸出，輸出的一定占空比的控制脈沖信號通過驅(qū)動電路從而實現(xiàn)實時調(diào)節(jié)車燈亮度的目的。圖53 ) 驅(qū)動電路 電路原理圖如圖6所示。該電路采用PWM方法控制電流，從而實現(xiàn)對汽車前燈的亮度調(diào)節(jié)。LTC3783芯片的FREQ引腳外接電阻的大小決定了芯片的高頻控制信號頻率f；GATE引腳輸出一個峰值為7V的脈沖信號，它是PWMIN引腳接受的PWM控制脈沖和芯片LTC3783高頻控制輸出脈沖的“與”，GATE引腳驅(qū)動MOSEFET管M1,控制功率MOSFET管M1的通斷，引起流過電感電流的變化，產(chǎn)生的壓降與輸入電壓的和為輸出

19、電壓，PWOUT引腳輸出一個與PWMIN引腳相同的PWM控制脈沖信號，驅(qū)動MOSFET管M2,PWM脈沖的占空比決定LED電流的占空比，進而控制LED的亮度。FBN引腳接收檢測電阻反饋的電壓信號，當(dāng)輸出電流因輸入電壓發(fā)生改變時，調(diào)整電路占空比，保持輸出電流穩(wěn)定。圖6綜上所示，整個系統(tǒng)的工作工程如下：首先，安裝在車頭的亮度傳感器實時檢測車輛前方的亮度，并把亮度轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，數(shù)字信號通過單片機處理，得到此時最佳的占空比，占空比由驅(qū)動電路的LTC3783芯片的PWMIN引腳輸入，通過驅(qū)動電路后輸出一個控制脈沖信號，控制汽車前燈的電流大小，從而達到實時調(diào)節(jié)汽車前燈亮度的效果。5 創(chuàng)新點及應(yīng)用5.1裝置創(chuàng)新點1.利用光感傳感器感應(yīng)外界環(huán)境光度，為調(diào)節(jié)大燈亮度提供依據(jù)。2.相對市場上現(xiàn)有的通過個光感傳感器來控制大燈開關(guān)更具有節(jié)能減排功效。3.用燈替換原先的車大燈，既能節(jié)能減排，又能減少光污染，提高駕駛安全性。4.裝置簡單方便易安裝，實用性、經(jīng)濟性強，可廣泛應(yīng)用于汽車環(huán)保節(jié)能。5.2預(yù)計應(yīng)用前景據(jù)不完全統(tǒng)計，全球汽車年產(chǎn)量約7000萬輛，世界轎車總保有量約55億輛。隨著經(jīng)濟的突飛猛進發(fā)展，汽車行業(yè)也蒸蒸日上，越來越多的汽車步入中國普通家庭。然而