科技創(chuàng)新項目申報表

1、項目編號：大學(xué)生科技創(chuàng)新項目申 報 書創(chuàng)新項目名稱：基于單片機的多功能數(shù)字溫濕度計的設(shè)計創(chuàng)新項目負(fù)責(zé)人：XX項目負(fù)責(zé)人專業(yè)：電子信息工程學(xué)校名稱：XX申報日期：2010 年 12月 25日浙江省大學(xué)生科技創(chuàng)新活動計劃（新苗人才計劃）實施辦公室制填寫說明一、申報書要按照要求，逐項認(rèn)真填寫，填寫內(nèi)容必須實事求是，表 達(dá)明確嚴(yán)謹(jǐn)。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；表格空間不足的，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(xué)校領(lǐng)導(dǎo)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(xué)生科技創(chuàng)新

2、活動計劃（新苗人才計劃）實施辦公室。、項目簡介項目名稱基于單片機的多功能數(shù)字溫濕度計的設(shè)計項目性質(zhì)（）基礎(chǔ)研究（2）應(yīng)用基礎(chǔ)研究項目來源（2）自主立題（）教師指導(dǎo)選題起止時間自2011年3月至2012年3月項 目 概 況項目狀況21、研發(fā)階段2、中試階段3、批量（規(guī)模）生產(chǎn)（選項打2）申 請 人姓名XX性別男出生 年月XX入學(xué) 年月XX所在 院系物理與電子信 息工程學(xué)院聯(lián)系 電話XX電子 信箱XX項目組 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男實物制作、調(diào)試、結(jié)果分析XX21男實物制作、調(diào)試、結(jié)果分析

3、XX21男編寫程序、調(diào)試、結(jié)果分析項 目 指 導(dǎo) 教 師姓名XX性別XX出生年月XX主要研究方向XX近三年獲獎成果：國家級 等 獎項，省部級 等獎 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部分組成。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，鍵盤用來輸入和控制的。、項目

4、的研究目的及意義1、申請項目的必要性、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(xué)方面，需要冷藏 的疫苗的一般儲藏溫度在28C ,有些需要在-18C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(fù)合材料、精密微電子、集成芯片、光電元器件等精細(xì)化工 產(chǎn)品諸如環(huán)氧樹脂、高端復(fù)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)控制不當(dāng)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表面產(chǎn)生氧化

5、導(dǎo)致接觸不良發(fā)生故障。 電子工業(yè)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)的管理辦法是：由倉管 員或管理人員不定時查看、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)備控制倉庫、車間的溫濕度。這樣的管理辦法有很多弊端，比較 費時間和人力，而且記錄的數(shù)據(jù)因為有人為的因素，數(shù)據(jù)不是很客觀，不太符合 現(xiàn)代化企業(yè)管理的要求；而在物流方面，企業(yè)基本沒有辦法管理運輸車輛中的溫 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(yán)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

6、有較大的區(qū)別， 需要了解房間各個點的實際溫濕度值。為解決這些問題，為各行業(yè)提供更合理、更有效的溫濕度控制方案，需要研 制庫房溫濕度監(jiān)測報警、電子溫濕度記錄儀等。本項目將以單片機為核心，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、項目的背景、主要內(nèi)容、技術(shù)水平及應(yīng)用范圍1 ）項目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(xué)試驗（如：物體的比熱容、汽化熱、熱功當(dāng)量、壓強溫度系數(shù)等教學(xué)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

7、設(shè)計中，使用熱敏電阻之類的溫度傳感元 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(jìn)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(fù)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(jì)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，分辨力只能達(dá)到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(dá)0.50.0625 C。由美國DALLAS導(dǎo)體公司新研制 的DS1624型高分辨力智能溫度傳感器，能

8、輸出13位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，其分辨力高達(dá) 0.03125 C，測溫精度為土 0.2 C。為了提高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AD7817型 5通道智能溫度傳感 器為例，它對本地傳感器、每一路遠(yuǎn)程傳感器的轉(zhuǎn)換時間分別僅為27 ys、9 ys。在常規(guī)的環(huán)境參數(shù)中，濕度是比較難準(zhǔn)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)代科技發(fā)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

9、化和集成化 ，但其精度一般比濕敏電阻要低一 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(dāng)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 （典型值）。當(dāng)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,濕度滯后量為土 1.5%,響應(yīng)時間為5s。進(jìn)入21世紀(jì)后，數(shù)字溫濕度計正朝著高精度、多功能、總線標(biāo)準(zhǔn)化、高可 靠性

10、及安全性等高科技的方向迅速發(fā)展。2002年Sensiron公司在世界上率先研制成功SHT11 SHT15型智能化溫度/濕度傳感器，SHT11/15的產(chǎn)品互換性好，響 應(yīng)速度快，抗干擾能力強，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。顯示模塊系統(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）。溫濕度傳感0IT語音模塊亠 分采用飛H鍵ii盤溫濕度傳感器,聲光報警單處理器采膜單塊機AT89C5，

11、溫濕度檢測部用液晶LC&1602作為顯示器。單片機通過時鐘芯時鐘系統(tǒng)用時鐘芯片DS1302,用溫度數(shù)據(jù)送液晶顯示器片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LCD1602顯示，鍵盤是用來輸入和控制的，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(dāng)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(xué)中常見的

12、如疫苗、蛋白質(zhì)儲藏為了確保產(chǎn)品的質(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(fù)合材料、精密微電子、 集成芯片、光電元器件等精細(xì)化工產(chǎn)品諸如環(huán)氧樹脂、高端復(fù)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、實施該項目所具備的基礎(chǔ)、優(yōu)勢和風(fēng)險1）基礎(chǔ)及優(yōu)勢xx學(xué)院電子信息實驗中心的相關(guān)實驗室設(shè)備相對較為齊全，并且本校及學(xué) 院都大力支持學(xué)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)實驗室及資源的機會，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(xué)習(xí)和老師在單片機對我們的指導(dǎo)學(xué)習(xí)后，具備了一定的電子技術(shù)基礎(chǔ)，通過自學(xué)熟練掌握了電子

13、仿真軟件 Multisim、Protel 軟件，再者，通過基礎(chǔ)技能實踐課，我們焊接電路的技術(shù)以及初步學(xué)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)基礎(chǔ)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正弦波發(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(fēng)險本小組成員目前仍是在校大學(xué)生，實踐經(jīng)驗的不足，必然會導(dǎo)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)基礎(chǔ)的前提 下，相信這些都是可以克服的。4、項目計劃目標(biāo)本次項目的計劃目標(biāo)分為三個階段：前期目標(biāo)、中期目標(biāo)及后期目標(biāo)。1 ）前期目標(biāo)：通過查閱資料

14、，搜集與課題有關(guān)的文獻(xiàn)資料，逐步了解項目的內(nèi)容。通過向指導(dǎo)老師的咨詢和學(xué)習(xí)深入了解項目的實施方案，掌握相應(yīng)的專業(yè)知識，對比各種方案可行性，確定一個可行的方案。為下一部的計劃奠定理論 基礎(chǔ)。2 ）中期目標(biāo)：在積累了足夠的專業(yè)知識及對項目有了較為深入的理解后，在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，開始著手于項目實際電路的制作。項目PCB板的制作，實際電路的焊接都會在此階段內(nèi)完成。3 ）后期目標(biāo)：在前兩個階段的基礎(chǔ)上，開始對已經(jīng)制作完成的實際電路進(jìn) 行系統(tǒng)調(diào)試和數(shù)據(jù)測量及記錄。比較實際獲得的數(shù)據(jù)與理論值是否一致，并進(jìn)一 步完善電路，使其獲得最佳的功能。最后完成論文的撰寫。四、預(yù)期成果、知識產(chǎn)權(quán)形成及經(jīng)濟、社會效益分析

15、1、項目的預(yù)期成果及知識產(chǎn)權(quán)歸屬情況1）預(yù)期成果：制作完成多功能數(shù)字溫濕度計，并使其達(dá)到所要求的指標(biāo)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。撰寫本次項目的論文并發(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(xué)院，雙方共有。2、項目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(jìn)行測量及控制的部門， 另外，在食品儲運、博物館文物、 檔案管理、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(hù)、血庫儲存、電站環(huán)境監(jiān)測等方面有廣泛應(yīng)用。3、項目的盈利能力分析及財務(wù)預(yù)算由于項目目前正處于研發(fā)階段，暫無盈利能

16、力。財務(wù)預(yù)算：1）材料及加工費：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PCB制版；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、項目的社會效益分析1）所完成的多功能溫濕度器主要將應(yīng)用于教學(xué)研究， 給學(xué)生的學(xué)習(xí)和教師的實 驗教學(xué)提供方便。2）多功能溫濕度計在食品儲運、博物館文物、檔案管理、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(hù)、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、項目實施進(jìn)度方案2010年9月到2010年11月：查閱資料和調(diào)研。利用課余時間進(jìn)行查詢資料，確立課題主題。2010年12月到2011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)。2011年3月到2011年5月：比較設(shè)