科技創(chuàng)新項目申報表

1、工程編號：大學生科技創(chuàng)新工程申 報 書創(chuàng)新工程名稱：基于單片機的多功能數(shù)字溫濕度計的設(shè)計創(chuàng)新工程負責人：xx工程負責人專業(yè)： 電子信息工程學校名稱：xx申報日期：2021年 12 月 25 日浙江省大學生科技創(chuàng)新活動方案新苗人才方案實施辦公室制填寫說明一、申報書要根據(jù)要求,逐項認真填寫,填寫內(nèi)容必須實事 求是,表達明確嚴謹.二、格式要求：申報書中各項內(nèi)容以 Word文檔格式填寫,表 格中的字體為小四號仿宋體,1.5倍行距；表格空間缺乏的,可 以擴展或另附紙張；均用 A4紙雙面打印,于左側(cè)裝訂成冊.三、申報書由所在學校領(lǐng)導審查、簽署意見并加蓋公章后, 一式三份均為原件,報送浙江省大學生科技創(chuàng)新活

2、動方案 新 苗人才方案實施辦公室.、工程簡介項 目 概 況工程名稱基于單片機的多功能數(shù)字溫濕度計的設(shè)計工程性質(zhì)根底研究,應(yīng)用根底研究工程來源V自主立題教師指導選題起止時間自2021年3月至2021年3月工程狀況,1、研發(fā)階段2、中試階段3、批量規(guī)模生產(chǎn)選項打,中 請 人姓名xx 性別男出生 年月xx入學 年月xx所在 院系物理與電子信 息工程學院聯(lián)系 xx電子 信箱xx工程組 主要成員姓名年齡性別專業(yè)具體分工xx20男電子 信息 工程方案制定,論文、報告撰寫xx21男資料查找、方案制定、實物制作xx21實物制作、調(diào)試、結(jié)果分析xx21男實物制作、調(diào)試、結(jié)果分析xx21男編寫程序、調(diào)試、結(jié)果分析

3、項 目 指 導 教 師姓名xx性別xx出生年月xx主要研究方問xx近三年獲獎成果：國家級 等獎項,省部級等獎一項近三年科研經(jīng)費 萬元,年均萬元項 目 主 要 內(nèi) 容 簡 介本課題的主要內(nèi)容是設(shè)計實現(xiàn)一款溫濕度數(shù)字顯示、超溫濕度 報警、溫度的華氏與攝氏轉(zhuǎn)換、語音播報等功能的數(shù)字溫濕度計. 該溫濕度計將由中央處理器、溫濕度檢測器、時鐘系統(tǒng)、存儲器、 顯示器、語音播報電路及鍵盤等局部組成.由單片機通過時鐘芯片 獲取時間數(shù)據(jù),對數(shù)據(jù)處理后顯示時間；溫濕度傳感器采集溫濕度 信號送給單片機處理,單片機再把時間數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)送液晶顯示 器顯示,鍵盤用來輸入和限制的.二、工程的研究目的及意義1、申請工程的必要

4、性、目的及意義眾多行業(yè)對于溫濕度條件都有著特定的要求.如在生命科學方面,需要冷藏 的疫苗的一般儲藏溫度在28c ,有些需要在-18 C冷凍,一旦溫度超過限定值, 將對這些生物制品的品質(zhì)產(chǎn)生非常大的影響；在化工電子方面,由于該行業(yè)主要面向環(huán)氧樹脂、高端復合材料、精密微電子、集成芯片、光電元器件等精細化工 產(chǎn)品諸如環(huán)氧樹脂、高端復合材料等在儲存運輸過程中, 對環(huán)境溫濕度條件都有 特殊要求,如果一些參數(shù)限制不當就會造成品質(zhì)不穩(wěn)定甚至產(chǎn)生廢品,如集成電路、液晶器件、硅晶片、作業(yè)過程中的電子器件及成品電子等,在高濕度環(huán)境下 存儲時間過長,將對一些焊盤和芯片引腳外表產(chǎn)生氧化導致接觸不良發(fā)生故障. 電子工業(yè)

5、產(chǎn)品的生產(chǎn)和產(chǎn)品的存儲環(huán)境濕度一般應(yīng)該在40%以下,有些特殊品種還要求更低的溫濕度.對于這些需要時時監(jiān)測溫濕度的場合, 很多傳統(tǒng)的治理方法是：由倉管 員或治理人員不定時查看、記錄倉庫和車間的溫濕度值,發(fā)現(xiàn)異常情況即使用加 溫濕或減溫濕設(shè)備限制倉庫、車間的溫濕度.這樣的治理方法有很多弊端,比擬 費時間和人力,而且記錄的數(shù)據(jù)由于有人為的因素,數(shù)據(jù)不是很客觀,不太符合 現(xiàn)代化企業(yè)治理的要求；而在物流方面,企業(yè)根本沒有方法治理運輸車輛中的溫 濕度變化；另外,在安裝了對溫濕度等運行環(huán)境要求非常嚴格的重要設(shè)備的房間 中,對于面積較大的房間,由于氣流分布的影響,溫濕度值可能會有較大的區(qū)別, 需要了解房間各個

6、點的實際溫濕度值o為解決這些問題,為各行業(yè)提供更合理、更有效的溫濕度限制方案,需要研 制庫房溫濕度監(jiān)測報警、電子溫濕度記錄儀等.本工程將以單片機為核心,配合 溫濕度傳感器、時鐘系統(tǒng)、存儲器、顯示器、語音播報電路及鍵盤等外圍電路, 實現(xiàn)一種具有溫濕度數(shù)字顯示、超溫濕度報警、華氏與攝氏轉(zhuǎn)換、語音播報等功 能的數(shù)字溫濕度計.2、工程的背景、主要內(nèi)容、技術(shù)水平及應(yīng)用范圍1 工程背景溫濕度測量在物理實驗、醫(yī)療衛(wèi)生、食品生產(chǎn)、化工電子等領(lǐng)域,尤其在熱 學試驗如：物體的比熱容、汽化熱、熱功當量、壓強溫度系數(shù)等教學實驗中, 有特別重要的意義.溫度測量方面,在傳統(tǒng)的測溫電路設(shè)計中,使用熱敏電阻之類的溫度傳感元

7、件,利用其感溫效應(yīng),將被測溫度轉(zhuǎn)換成電壓或電流采集過來,進行A/D轉(zhuǎn)換,將模擬溫度值轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的數(shù)字溫度值, 再通過顯示設(shè)備顯示出來.這種電路需 要A/D轉(zhuǎn)換電路,所以電路相對復雜.智能溫度傳感器集成了A/D轉(zhuǎn)換器,可以很容易的連接到單片機的I/O 口.20世紀90年代中期最早推出的智能溫度傳感 器,采用的是8位A/D轉(zhuǎn)換器,其測溫精度較低,分辨力只能到達1C.目前,國外已相繼推出多種高速度、高分辨力的智能溫度傳感器,所用的是912位A/D轉(zhuǎn)換器,分辨力一般可達0.50.0625 C.由美國DALLA芥導體公司新研制 的DS162的高分辨力智能溫度傳感器,能輸出13位二進制數(shù)據(jù),其分辨力高達

8、0.03125 C,測溫精度為±0.2C.為了提升多通道智能溫度傳感器的轉(zhuǎn)換速率, 也有的芯片采用高速逐次逼近式 A/D轉(zhuǎn)換器.以AD78195通道智能溫度傳感 器為例,它對本地傳感器、每一路遠程傳感器的轉(zhuǎn)換時間分別僅為 27d、9心.在常規(guī)的環(huán)境參數(shù)中,濕度是比擬難準確測量的參數(shù).用干濕球濕度計或毛 發(fā)濕度計來測量濕度的方法,早已無法滿足現(xiàn)代科技開展的需要.所以濕度傳感 器應(yīng)運而生.濕敏元件是最簡單的濕度傳感器.濕敏元件主要電阻式、電容式兩 大類.濕敏電容的主要特點是靈敏度高、產(chǎn)品互換性好、響應(yīng)速度快、濕度的滯 后量小、便于制造、容易實現(xiàn)小型化和集成化 ,但其精度一般比濕敏電阻要低

9、一 些.濕敏電容一般是用高分子薄膜電容制成的,常用的高分子材料有聚苯乙烯、 聚酰亞胺、酷酸醋酸纖維等.當環(huán)境濕度發(fā)生改變時,濕敏電容的介電常數(shù)發(fā)生變化,使其電容量也發(fā)生變化,其電容變化量與相對濕度成正比. 以Humirel公司 生產(chǎn)的SH1100型濕敏電容為例,其測量范圍是1%-99% RH,在55%RH寸的電容量為180pF 典型伯：.當相對濕度從0變化到100%寸,電容量的變化范圍是 163pF202pF.溫度系數(shù)為0.04pF/C ,濕度滯后量為±1.5%,響應(yīng)時間為5s.進入21世紀后,數(shù)字溫濕度計正朝著高精度、多功能、總線標準化、高可 靠性及平安性等高科技的方向迅速開展.2

10、002年Sensiron公司在世界上率先研 制成功SHT11 SHT15®智能化溫度/濕度傳感器,SHT11/15的產(chǎn)品互換性好,響 應(yīng)速度快,抗干擾水平強,不需要外部元件,適配各種單片機,可廣泛用于醫(yī)療設(shè)備及溫度/濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)中.2主要內(nèi)容本課題的主要內(nèi)容是設(shè)計實現(xiàn)一款溫濕度數(shù)字顯示、超溫濕度報警、華氏與攝氏轉(zhuǎn)換、語音播報等功能的數(shù)字溫濕度計.系統(tǒng)將由單片機主控模塊、時鐘模塊、溫濕度檢測模塊、語音模塊、顯示模 塊、鍵盤接口模塊共六個模塊組成如圖.溫濕度傳走芯器語音模塊顯示模塊單片機聲光報警鍵盤局部處理器采用單片機AT89C51,溫濕度檢測局部采用 DHT11溫濕度傳感器, 時鐘系統(tǒng)

11、用時鐘芯片DS1302,用液晶LCD1602作為顯示器.單片機通過時鐘芯 片DS1302獲取時間數(shù)據(jù),對數(shù)據(jù)處理后顯示時間；溫濕度傳感器DHT11采集溫 度信號送該給單片機處理,單片機再把時間數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)送液晶顯示器LCD1602顯示,鍵盤是用來輸入和限制的,本數(shù)字溫濕度計還可以具有攝氏溫度 與華氏溫度的轉(zhuǎn)換及語音播報等功能.3技術(shù)水平及應(yīng)用范圍本數(shù)字溫濕度計可測量并顯示溫濕度值,溫濕度測量誤差小,溫濕度顯示穩(wěn) 定；可交替顯示當前測量日期、時間、溫度和濕度；可設(shè)定最低、最高溫度報警 值；能設(shè)定整點自動播報時間、溫濕度和手動實時播報時間和溫濕度.在生命科學中常見的如疫苗、蛋白質(zhì)儲藏為了保證產(chǎn)品

12、的質(zhì)量, 對溫濕度要 求很高.又如在化工電子方面該行業(yè)的環(huán)氧樹脂、高端復合材料、精密微電子、 集成芯片、光電元器件等精細化工產(chǎn)品諸如環(huán)氧樹脂、高端復合材料等生產(chǎn)環(huán)境 及儲存運輸過程中,對環(huán)境溫濕度獨有特殊要求.3、實施該工程所具備的根底、優(yōu)勢和風險1根底及優(yōu)勢xx學院電子信息實驗中央的相關(guān)實驗室設(shè)備相對較為齊全,并且本校及學 院都大力支持學生的科研活動,實驗室有專門的開放制度,讓我們有充足的使用 相關(guān)實驗室及資源的時機,本課題的各功能模塊均可在這里完成.組員在經(jīng)過了兩年的理論知識學習和老師在單片機對我們的指導學習后,具備了一定的電子技術(shù)根底,通過自學熟練掌握了電子仿真軟件 Multisim、P

13、rotel 軟件,再者,通過根底技能實踐課,我們焊接電路的技術(shù)以及初步學會電路故障 檢查、電路調(diào)試及誤差分析的方法.雖然我們的專業(yè)根底不夠,但我們的求知激 情很高,相信勤能補拙.通過我們?nèi)w隊員的通力協(xié)作,我隊“27MHz£弦波發(fā)生器的設(shè)計課題在校級的同類電子類課題中期調(diào)查中,獲得優(yōu)秀.2風險本小組成員目前仍是在校大學生, 實踐經(jīng)驗的缺乏,必然會導致方案設(shè)計的 局限性及實際電路制作的缺陷.但在擁有校方的支持及自身的專業(yè)根底的前提 下,相信這些都是可以克服的.4、工程方案目標本次工程的方案目標分為三個階段：前期目標、中期目標及后期目標.1 前期目標：通過查閱資料,搜集與課題有關(guān)的文獻資

14、料,逐步了解工程的內(nèi)容.通過向指導老師的咨詢和學習深入了解工程的實施方案,掌握相應(yīng)的專業(yè)知識,比照各種方案可行性,確定一個可行的方案.為下一部的方案奠定理論 根底.2 中期目標：在積累了足夠的專業(yè)知識及對工程有了較為深入的理解后, 在指導老師的指導下,開始著手于工程實際電路的制作.工程PCEK的制作,實際電路的焊接都會在此階段內(nèi)完成.3 后期目標：在前兩個階段的根底上,開始對已經(jīng)制作完成的實際電路進 行系統(tǒng)調(diào)試和數(shù)據(jù)測量及記錄.比擬實際獲得的數(shù)據(jù)與理論值是否一致,并進一 步完善電路,使其獲得最正確的功能.最后完成論文的撰寫.四、預期成果、知識產(chǎn)權(quán)形成及經(jīng)濟、社會效益分析1、工程的預期成果及知識

15、產(chǎn)權(quán)歸屬情況1預期成果：制作完成多功能數(shù)字溫濕度計,并使其到達所要求的指標完成結(jié)題報告.制作該多功能數(shù)字溫濕度計的使用手冊.撰寫本次工程的論文并發(fā)表.2知識產(chǎn)權(quán)歸屬：知識產(chǎn)權(quán)屬于小組成員和xx學院,雙方共有.2、工程的市場前景分析本數(shù)字溫濕度計可測量可應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、氣象、環(huán)保、國防、科研、航天等經(jīng)常需要對環(huán)境溫濕度進行測量及限制的部門, 另外,在食品儲運、博物館文物、 檔案治理、建材實驗、農(nóng)業(yè)及畜牧業(yè)的應(yīng)用、氣候記錄、建筑驗收、重要醫(yī)衛(wèi)場所、 管路維護、血庫儲存、電站環(huán)境監(jiān)測等方面有廣泛應(yīng)用.3、工程的盈利水平分析及財務(wù)預算由于工程目前正處于研發(fā)階段,暫無盈利水平.財務(wù)預算：1材料及加工費

16、：2000元 用于購置實驗所必須的實驗器材和設(shè)備、 各類阻容 元件、杜邦線、芯片及PCB0版；2圖書資料費：3000元用于發(fā)表論文、購置參考資料、材料打印、調(diào)研等. 合計：5000元.4、工程的社會效益分析1所完成的多功能溫濕度器主要將應(yīng)用于教學研究, 給學生的學習和教師的實 驗教學提供方便.2多功能溫濕度計在食品儲運、博物館文物、檔案治理、建材實驗、農(nóng)業(yè)及畜 牧業(yè)、氣候記錄、建筑驗收、重要醫(yī)衛(wèi)場所、管路維護、血庫儲存、電站環(huán)境監(jiān)測 等方面有廣泛應(yīng)用領(lǐng)域.五、工程實施進度方案2021年9月至IJ 2021年11月：查閱資料和調(diào)研.利用課余時間進行查 詢資料,確立課題主題.2021年12月到2021年2月：熟悉課題,了解課題的研究狀況、掌握 課題涉及的各種知識和技術(shù)及實現(xiàn).2021年3月到2021年5月