大功率電器智能檢測及報警系統(tǒng)設計

1、附件2項目編號：浙江省大學生科技創(chuàng)新項目申 報 書創(chuàng)新項目名稱：大功率電器智能檢測及報警系統(tǒng)設計 創(chuàng)新項目負責人： XXX 學校名稱： XX學院 申報日期： 2014.11.23 項目類別：個人項目 團隊項目浙江省大學生科技創(chuàng)新活動計劃暨新苗人才計劃實施辦公室 制申報成員基本信息創(chuàng)新項目負責人： XXX 負責人所在學院： XX學院 負責人所在班級： 13自動化（1）班 負責人聯(lián)系方式： 1XXXXXXXXXXX 團 隊 成 員： 鄭XX、XX、曹XXX、XXXX申報日期： 2014.11.23 備注：申報書由所在學院領導審查、簽署意見并加蓋公章后，一式四份（均為原件），由各學院統(tǒng)一報送至學校團

2、委辦公室（行政樓109）。填寫說明一、申報書要按照要求，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；表格空間不足的，可以擴展或另附紙張；均用A4紙雙面打印，于左側裝訂成冊。三、申報書由所在學校領導審查、簽署意見并加蓋公章后，一式1份（均為原件），報送浙江省大學生科技創(chuàng)新活動計劃暨新苗人才計劃實施辦公室。一、項目簡介項目概況項目名稱 大功率電器智能檢測及報警系統(tǒng)設計 項目性質（）基礎研究 （）應用基礎研究項目來源（）自主立題 （）教師指導選題起止時間自 2014 年11 月 至 2015 年 1

3、1 月項目狀況1、研發(fā)階段2、中試階段 3、批量（規(guī)模）生產(chǎn)（選項打）申請人姓名帥永輝性 別男出生年月1994.09入學年月2013年9月所在院系電氣與信息工程學院聯(lián)系電子信箱986503050項 目 組主要成員姓名年齡性 別專業(yè)具體分工XXXX20男自動化系統(tǒng)開發(fā)XXX20女自動化系統(tǒng)設計XXX20男自動化方案制定XXXX20女自動化調研、總結項目指導教師姓名XXXX性 別女出生年月19XX.05姓名XXX性 別男出生年月19XX.04主要研究方向 智能計算，信息處理等近三年獲獎成果：國家級_等獎_項，省部級_等獎_項近三年科研經(jīng)費_XX_萬元，年均_XX_萬元項目

4、主要內(nèi)容簡介 高校安全一直以來是社會安全中的較薄弱環(huán)節(jié)，而在眾多高校安全隱患中，使用大功率電器引發(fā)的一系列火災事故在我國各地高校都時常發(fā)生。那為何在高校明令禁止使用大功率電器的情況下，大功率電器還是在寢室中出現(xiàn)？這與校方對大功率電器的監(jiān)控力度，與監(jiān)控方法有密切關系。本項目擬開發(fā)一個大功率電器智能檢測與報警系統(tǒng)，主要實現(xiàn)以下兩種功能： 1.大功率電器的檢測處理：本項目將擬采用自制的智能功率控制裝置時刻監(jiān)控寢室回路的主干線，一旦檢測到大功率電器接入回路，便會控制電箱跳閘，并使其在幾分鐘內(nèi)無法恢復通電。以確保電路的絕對安全。 2.采用消息推送的報警管理：本項目將擬采用智能功率控制裝置與另一個警報裝置

5、相連，一旦其智能功率控制裝置功能觸發(fā)，警報裝置便會記錄下相應跳閘時間與寢室編號以最快的速度傳達宿管人員，并在相關校方中做記錄，方便校方進行事后處理。二、項目的研究目的及意義1、申請項目的必要性、目的及意義 高校學生使用大功率電器而產(chǎn)生的火災事故時有發(fā)生。公寓人口密集，一旦發(fā)生火災就會造成人員傷亡和財務損失。為了盡可能避免悲劇的發(fā)生，我們必須從根源上解決由于使用大功率而引發(fā)的火災。 通過專業(yè)知識的應用，用專業(yè)的知識和方法來解決實際問題，不僅僅可以讓我們更好地掌握和運用知識，通過有效的嘗試和探索，也可以為當前的實際問題提供解決的思路和方法。該課題的目的在于設計一套科學有效的管理學生使用大功率的報警

6、系統(tǒng)。 目前高校學生公寓由于學生使用大功率電器引發(fā)的火災事件時有發(fā)生，嚴重的火災不僅造成學生的財產(chǎn)損失，甚至危及生命。悲劇的發(fā)生除了學生在安全意識方面的薄弱之外，與校方對大功率電器的監(jiān)控力度，與監(jiān)控方法有關。但是目前國內(nèi)在這些方面的管理還不夠完善，本課題的研究在于從學生的切身安全和學校的管理角度出發(fā)，解決實際問題，該項目的研究成果對于保護大學生財產(chǎn)和生命安全具有極大的現(xiàn)實意義，最大程度上保護我們的生命，這是對生命的關愛，對大學生安全的關愛。2、項目的背景、主要內(nèi)容、技術水平及應用范圍【項目背景】 每年，都有許多高校發(fā)生由大功率引起的火災。就如本校前幾年就因有學生把大功率電器插在插座上忘記拔掉而

7、引發(fā)火災，造成損失。由此可以看出，雖然本校大功率管理力度很大，但是因為使用都是人為的管理手段，有人檢查時學生就把電器藏起來了，沒人檢查時又拿出來用了。所以學校管理雖然嚴格，但是難免會存在管理上的漏洞，因此，無法從根本上解決大功率引發(fā)的安全事故。本項目提出的大功率電器智能檢測及報警系統(tǒng)可以很好解決這一問題，利用計算機技術管理大功率電器，從根本上杜絕了大功率電器引起的事故，而且也極大提高了學校后勤在宿管方面的管理效率?！卷椖康闹饕獌?nèi)容】 （1）大功率電器智能檢測系統(tǒng)的總體方案設計本項目設計的系統(tǒng)主要包括大功率檢測功能和系統(tǒng)消息推送功能，并采用了電工學的知識。設定好大功率的檢測裝置的最大電流限度，然

8、后將其與繼電器和系統(tǒng)消息推送裝置連接好后一同接入寢室的電路中。如果寢室內(nèi)有人使用大功率電器，就會增大電路中的電流，檢測裝置取樣分析后發(fā)現(xiàn)波形的振幅超過了先前設定的最大值后切斷該寢室的供電，同時根據(jù)波形振幅的超額觸發(fā)系統(tǒng)消息推送裝置，將消息反饋給計算機。系統(tǒng)的總體方案設計如圖1所示。圖1 系統(tǒng)的總體方案設計圖 （2）大功率電器檢測裝置的設計 本項目的大功率檢測裝置的設計系統(tǒng)由上位計算機、中繼器模塊、數(shù)據(jù)檢測模塊、控制模塊以及繼電器執(zhí)行模塊等幾部分組成。其中數(shù)據(jù)檢測模塊主要完成對原始數(shù)據(jù)的采集，經(jīng)過整流濾波，信號調理后，通過A/D轉換器將模擬信號轉換為數(shù)字信號，然后送到控制模塊中的單片機進行分析處

9、理，判斷是否學生宿舍使用了大功率電器；并將分析結果送到繼電器執(zhí)行模塊。而繼電器執(zhí)行模塊則主要是執(zhí)行單片機送過來的控制命令：通斷電。中繼器模塊則是數(shù)據(jù)檢測及控制模塊和上位計算機之間進行數(shù)據(jù)傳遞的橋梁；上位計算機則主要是人性化的顯示各用電參數(shù)，并通過它進行數(shù)據(jù)的調用和控制。大功率檢測裝置的設計框圖如圖2所示。圖2 大功率檢測裝置的設計框圖大功率的數(shù)據(jù)檢測模塊包括電流互感器、電壓形成放大電路、整流濾波電路和信號調理電路。該控制器采用的是由簡單的電流負感器采樣，經(jīng)橋式整流、濾波后再經(jīng)過一個簡單的限幅保護電路直接將線性的電壓信號送至A/D轉換器。其限幅保護電路主要是用來保護A/D芯片。數(shù)據(jù)檢測模塊如圖3

10、所示。圖3 數(shù)據(jù)檢測模塊流程圖（3）系統(tǒng)消息推送裝置的設計系統(tǒng)消息推送裝置采用了無線電技術，其裝置內(nèi)部含有微型電源、單工無線電臺自動傳話裝置。預先在單工無線電臺自動傳話裝置的芯片存儲每個寢室的寢室號，如果電路由于使用大功率電器而被斷電時就會通過觸發(fā)系統(tǒng)消息推送裝置，將其存儲的寢室號反饋給計算機?！炯夹g水平及應用范圍】隨著電子技術、計算機網(wǎng)絡技術和通訊技術的發(fā)展，人們已研制出全電子式智能計量系統(tǒng)，在計量方式上采用了遠程計算機管理信息網(wǎng)絡，基本實現(xiàn)了計量的自動化和網(wǎng)絡化，但是以往的研究都沒有涉及負載類型的識別問題。 不僅可以在高校學生公寓使用，而且在一些商業(yè)小區(qū)、公司員工的公寓等都可以推廣使用。3

11、、實施該項目所具備的基礎、優(yōu)勢和風險學校成立有校級的大學生科技創(chuàng)新項目組織協(xié)調機構，制訂切實可行的管理辦法和配套政策，提供支撐條件；為參與項目的學生配備有高、中級指導教師，負責指導學生進行科技創(chuàng)新項目；學院的電工電子實驗室、各類開發(fā)裝置、計算機實驗室和網(wǎng)絡實驗室向參與項目的學生開放，且學校給予相應的經(jīng)費支持等。此外，目前國內(nèi)外的相關方面的嘗試和研究成果也是我們參考和借鑒的重要資料。 本系統(tǒng)可以實現(xiàn)對整個公寓的集中監(jiān)控，可實現(xiàn)學生公寓各房間使用大功率電器的自動檢測和及時斷電處理，同時將該寢室的信息發(fā)送給學校保衛(wèi)處。所以可使公寓用電管理自動化、智能化，提高公寓管理水平，實現(xiàn)安全、節(jié)能、增效。項目在

12、設計開發(fā)過程中程度地提高了學生對專業(yè)知識的鞏固和面對實際問題時的應對能力。4、項目計劃目標（1）設計一套大功率電器檢測的總體方案；（2）根據(jù)選用硬件設備，設計開發(fā)出合適的大功率電器檢測裝置；（3）完成系統(tǒng)消息推送裝置的設計與實現(xiàn)；本項目完成后，實現(xiàn)大功率電器檢測系統(tǒng)一套，提交結題報告一份，發(fā)表學術論文兩篇。三、預期成果、知識產(chǎn)權形成及經(jīng)濟、社會效益分析1、 項目的預期成果及知識產(chǎn)權歸屬情況 項目的預期成果是：在充分調研的基礎上，設計出一款或者多款適合高校學生公寓使用的大功率警報器，通過調研報告、設計報告、設計說明書、論文等形式整體表現(xiàn)研究過程，通過效果圖等方式來綜合表達設計方案。 知識產(chǎn)權歸屬

13、情況：本項目知識產(chǎn)權歸屬于衢州學院。2、 項目的市場前景分析本項目的研究成果主要關注于高校的宿舍電路的安全使用，盡可能避免火災悲劇的發(fā)生，我們必須從根源上解決由于使用大功率而引發(fā)的火災。除此之外，對于公司企業(yè)等的職員宿舍的安全一樣有積極意義。本項目研究成果除了能在高校推廣外，本課題也可在社會上推廣，公司企業(yè)等的建設必然會有員工的增加，員工公寓的投放使用，企業(yè)的一體化讓員工更方便的工作生活，但是為了避免由于大功率電器的使用而造成的跳閘停電及電路火災，急需一套大功率電器智能檢測及預警系統(tǒng)。所以，本項目具有較大的市場前景。3、 項目的盈利能力分析及財務預算其實際的盈利能力要看后期的市場推廣情況。財務

14、預算：硬件及軟件購置(1)相關硬件模塊若干2,000元論文出版費2,500元(2)后臺服務器1臺3,000元資料費：1,000元(3)耗材：若干1,000元差旅費2,500元 合計：¥12，000元4、 項目的社會效益分析 大功率電器檢測及應對系統(tǒng)是對學生安全的保障及有利于學?？刂齐娖靼踩婪断到y(tǒng)，它不僅有效地控制了學生使用大功率電器，增強了校園安全性，是校園現(xiàn)代化安全建設的必不可缺的一部分。 另一方面，該技術還可用于其他各類不舍用大功率使用的地方，有利于提升社會的整體安全。四、項目實施進度方案（1）2014年11月：申請項目，并做好前期規(guī)劃，組建研究團隊，分頭展開調研，整理成調研報

15、告。（2）2014年12月至2015年2月：根據(jù)調研報告，展開方案設計，構思，討論，不斷修改和完善構思，確定最終設計方案，深化方案。（3）2015年3月至6月：根據(jù)最終方案，分別進行檢測系統(tǒng)、報警系統(tǒng)設計和組件。（4）2015年7月至10月：改善系統(tǒng)設計，完善系統(tǒng)組件，對該系統(tǒng)的使用進行調試。（5）2015年11月：總結和展望項目，總結項目研究取得的成果和不足以及后續(xù)的研究方向和需要注意的地方，整理書寫設計說明書、結題報告等，結題。五、項目組承諾承 諾 書以上所填內(nèi)容真實可靠，本項目組承諾：該項目立項后，將嚴格遵守有關規(guī)定、遵守本申報書和預算表中規(guī)定的條款和內(nèi)容，保證按計劃進度完成項目任務。項

16、目組全體成員（簽章）： 年月日指導老師審核意見： 項目前期調研工作充分，難度適中，研究方案合理，具有一定的實用性和可推廣性。同意申報。 指導教師簽名：年 月 日學院審核意見 單位（公章）： 年 月 日 學校專家組審核意見 單位（公章）： 年 月 日 六、學校審核意見： 負責單位（公章）：年 月 日七、專家組審核意見 專家組組長簽章： 年 月 日 八、實施辦公室審核意見 公章： 年 月 日 附件2項目編號：大學生科技成果推廣項目申 報 書 項目申請人： 申請人所學專業(yè)： 推廣項目名稱： 主要依托學科： 項目承擔單位（公章）： 填報日期： 年 月 日浙江省大學生科技創(chuàng)新活動計劃暨新苗人才計劃實施辦

17、公室 制申報成員基本信息創(chuàng)新項目負責人： 負責人所在學院： 負責人所在班級： 負責人聯(lián)系方式： 團 隊 成 員： 申報日期： 備注：申報書由所在學院領導審查、簽署意見并加蓋公章后，一式四份（均為原件），由各學院統(tǒng)一報送至學校團委辦公室（行政樓109）。填寫說明一、申報書要按照要求，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；表格空間不足的，可以擴展或另附紙張；均用A4紙雙面打印，于左側裝訂成冊。三、申報書由所在學校領導審查、簽署意見并加蓋公章后，一式1份（均為原件），報送浙江省大學生科技創(chuàng)新活

18、動計劃暨新苗人才計劃實施辦公室。22一、項目簡介項目概況項目名稱 項目性質（）基礎研究 （）應用基礎研究項目來源（）自主立題 （）教師指導選題起止時間自 年 月 至 年 月項目狀況1、研發(fā)階段 2、中試階段 3、批量（規(guī)模）生產(chǎn)（選項打）申請人姓名性 別出生年月入學年月所在院系聯(lián)系電話電子信箱項 目 組主要成員姓名年齡性 別專業(yè)具體分工項目指導教師姓名性 別 出生年月主要研究方向 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)容簡介二、項目目的意義（簡要說明項目背景及實施必要性）三、技術路線與組織管理（簡要說明項目試驗研究、示范、推廣等所采取的技術方案；為保證項目的順利開展，從組織領導和行政管理方面所采取的形式和措施。）四、基礎條件與保障措施（簡要說明項目的前期工作基礎，為項目實施所能提供的設備和試驗、示范基地及其它條件；保證項目正常實施所需要研究人員、技術人員的配備、落實與解決途徑。）五、實施內(nèi)容與任務分工（簡要說明項目實施中主要的工作與技術內(nèi)容；各項目參加單位在項目中的具體工作、任務和分工。）六、實施地點及示范推廣規(guī)模（簡要說明項目的各項工作與技術內(nèi)容進行示范、推廣的具體地點、基本情況與規(guī)模。）七、預期經(jīng)濟、社會及生態(tài)效益（項目實施后產(chǎn)生的經(jīng)濟、社會及生態(tài)效益）八、計劃進度與考核指標（指項目分年度實施的計劃安排、具體指標和項