1、 大學生科研訓練計劃項目申報書項目名稱： 多功能智能窗 所在學院： 光電工程學院 申 請 人： 李均 黨炫楊 孫學龍 聯(lián)系電話： 指導教師 李敏 教務處 制填表說明1、本表填寫內容必須與事實相符，表達準確。數字一律填寫阿拉伯數字。2、“項目開展所在實驗室”欄由需要在實驗室開展研究的項目組填寫。在“校級實驗室”、“院級實驗室”及“其他實驗室”前方框內打勾?！靶＜墝嶒炇摇敝感＜壔A教學實驗中心、“院級實驗室”指院級（專業(yè)）中心實驗室、“其他實驗室”指教師科研實驗室等。3、“提交成果方式”欄填寫：技術研究報告（調研報告）、論文、實物裝置（含照片）、軟件、專利申請材料、錄像片等。4、打印格式：（1）紙

2、張為A4大小，雙面打??；（2）文中小標題為小四、黑體；（3）欄內正文為五號、宋體。 項目名稱多功能智能窗項目開展所在實驗室校級實驗室、院級實驗室、其他實驗室 （名稱）項目組人數3項目實施時間 2013 年 9 月至 2014 年 9 月項目所需經費2000元項目組成員（含項目申請學生）姓 名學 號年級專業(yè)班聯(lián)系電話簽 名李均201230152012級電子科學與技術02班黨炫楊201229982012級電子科學與技術02班孫學龍201228792012級測控技術與儀器02班指 導 教 師姓 名職 稱學 院聯(lián)系電話簽 名李敏工程師光電工程學院應苑松助理實驗師光電工程學院研究內容（300字以上）研究

3、主要內容如下：1、研究多功能智能窗所使用的傳感器，滿足下面要求：當外界刮大風下大雨時，風雨傳感器檢測到這一下風雨信號（相當于觸發(fā)開關）并將信號傳送給單片機，單片機控制著電機及時關閉窗戶并報警，防止雨水進入室內損壞室內的裝飾和物品；當室內可燃性氣體、煙霧等超過一定的標準時，窗戶自動打開，并啟動排氣扇進行排氣防止煤氣中毒或火災事故的發(fā)生；當窗戶外有人駐留時，阻斷了紅外線探測器的發(fā)射接收通路，窗戶會立刻關閉并發(fā)出高分貝聲音報警。2、研究傳感器的信號預處理系統(tǒng)、數據處理系統(tǒng)以及顯示系統(tǒng)等。信號預處理系統(tǒng)主要是對傳感器輸出的信號進行放大、濾波等預處理；數據處理系統(tǒng)的核心是單片機，主要對與處理后的信號進行

4、運算，以便輸出合適的控制信號。 3、研究系統(tǒng)的主控系統(tǒng)：包括單片機的選擇和相應外圍電路設計，輸入輸出設備，包括液晶顯示、按鈕或開關、各類指示燈。為了能夠直觀的顯示出監(jiān)測信息、當前各個監(jiān)測點的狀態(tài)，系統(tǒng)需要顯示設備的支持，液晶顯示用于顯示文字，方便系統(tǒng)參數的設置等；按鈕或開關用于工作模式改變、系統(tǒng)電路調試工作或一些用到手工觸發(fā)的場合。4、研究語音電路和短信模塊：選用ISD1420作為基本錄、放音電路。短信模塊完成報警主機和網絡的連接，包括遇到各種警情時撥號遠程報警和短信提示。5、研究系統(tǒng)的機械結構，以滿足整個系統(tǒng)的設計要求。立項意義（含國內外究現狀。300字以上）課題的研究意義：當代社會對生活質

5、量的要求越來越高，普通窗戶已經不能滿足防火，防盜，防雨等一些智能要求。所以我們就設計了一種智能窗戶控制系統(tǒng)，這種智能窗戶控制系統(tǒng)由檢測單元、中央處理單元、通訊單元、控制單元、人機接口單元五部分組成，能實現防風、防雨、防盜、防氣體中毒、防煤氣爆炸、遠程控制、反饋調節(jié)控制、火災預警和滅火功能。其中遠程控制、滅火功能，反饋調節(jié)控制是我們的創(chuàng)新點。而其技術關鍵在于各種信息的檢測與采集，對信息的反饋，以及遠程控制。國內外研究現狀：最初的智能窗戶功能很簡單，比如通過檢測風雨，自動關窗戶；比如根據按鈕控制電機完成窗戶開關。這些都是很初級的智能控制，不能滿足居民們對智能窗戶的更多、更高要求。 所以現代智能窗戶

6、加入了很多創(chuàng)新功能，比如通過對風、雨、有害氣體、日照度等環(huán)境因素的檢測和采集，再通過中央處理器對窗戶進行相應的開關動作。目前來說，這些基本功能很多生產智能窗的企業(yè)都能滿足，比如臺灣省的曾勝克和廖俊慶先生在今年1月份通過一項智能窗戶的專利，其包含環(huán)境能發(fā)電模組、框體、內嵌式馬達、感測模組以及控制模組。環(huán)境能發(fā)電模組用以產生電力。 同時一些企業(yè)還在智能窗戶上加入了防盜報警系統(tǒng)、防火報警系統(tǒng)等更加實用的功能，但是整體來說，目前我們國內智能窗戶還不夠普及，技術還不夠完善，功能還不夠強大。所以我們就針對國內智能窗戶的一些不足，進行了創(chuàng)新設計，比如我們加入通訊單元，居民可以通過手機和系統(tǒng)互相發(fā)送信息遠程控

7、制和了解窗戶的開關狀況，這樣實現了智能遠程控制，方便省心。還添加了反饋系統(tǒng)，防止關窗戶時夾住窗戶邊的人，避免意外事故的發(fā)生，更貼心安全。利用組網控制功能，控制多套智能窗系統(tǒng)，實現了整合控制，節(jié)約資源。通過按鍵能夠隨時將智能窗系統(tǒng)切換到手動模式，更加人性實用。研究路線（或研究方案）該多功能智能窗框圖如上圖所示，主要由各種傳感器器、無線發(fā)射和接收模塊、單片機、顯示系統(tǒng)、語音電路、自動撥號報警系統(tǒng)以及電機等幾部分組成。整個系統(tǒng)是以單片機為控制核心，其工作過程為：實時監(jiān)測環(huán)境的具體情況，當外部濕度風速以及室內可燃氣體未達到一定閾值時，信號處理電路檢測到低電平信號，系統(tǒng)不做任何處理。當外部環(huán)境參數達到一

8、定閾值時，信號處理電路接收到高電平，從而啟動電機工作，當遇到限位開關時電機停止轉動，達到開窗的目的。紅外傳感器，當人體進入到傳感器的控測范圍內時，信號檢測電路處理信號，并向單片機發(fā)送一個中斷，單片機啟動計時器，當達到一定的時間，啟動電機回轉控制，使窗戶關閉；當時間未達到預定值時，電機信號不啟動，保持原來狀態(tài)。并且電路也時時顯示環(huán)境的情況。環(huán)境值的大小是：紅外線優(yōu)先于其他外部環(huán)境。上述所有的情況都可以用短信的方式發(fā)給戶主。創(chuàng)新點1、刮風下雨天智能關窗,雨過天晴后自動開窗保持室內空氣清新。2、具有人性化語音功能。便于老人盲人使用。3、智能短信發(fā)送功能。讓您時候掌握家里的動態(tài)。安全可靠。4、智能防盜

9、報警功能。同時發(fā)送短信到指定手機。5、煙霧 液化氣檢測排險。發(fā)現液化氣泄漏時自動打開窗戶老人孩子使用更安全。6、報警采用閃光燈與蜂鳴器結合幫助弱勢群體如盲人、聾啞人使用。具備的研究條件1、在硬件方面，擁有校級實驗室及院級實驗室的實驗硬件支持，對開展系統(tǒng)的設計與實現提供了物質基礎條件，通過在實驗室的檢測與模擬，可以找出方案中的不足，并進行修改，以便于幫組我們更好地確定系統(tǒng)的總體設計方案，達到預期目的；2、在軟件方面，學習了匯編語言、C語言等，能寫一定的數據處理程序和接口程序，能完成本系統(tǒng)所需要的軟件編程設計。進度安排1、2013年7月至2012年8月：項目組成員查詢資料進行討論，確定題目和初步設

10、計方案。2、2013年9月至2013年10月：項目組成員查閱大量與本課題的相關國內外文獻，對原設計方案進行論證比較，確定最終方案，完成系統(tǒng)各部分工作原理與工作流程設計。3、2013年11月至2014年1月：完成系統(tǒng)的硬件設計，包括多功能智能窗的設計制作，控制電路的設計與電路板的制作。4、2014年2月至2014年4月：搭建實驗平臺，編寫相應的軟件程序。5、2014年5月至2014年7月：將搭建好的實驗平臺進行測試，通過測試發(fā)現設計制作中的不足，并進行反復修改，使其達到預期的性能要求。6、2014年8月至2014年8月：根據所設計的系統(tǒng)，撰寫論文。預期研究目標多功能智能窗一套或專利1項預期提交成果多功能智能窗一套或專利申請材料、錄像片和結題報告。項目成員姓名項目成員分工李 均負責資料的整理文獻，合理安排系統(tǒng)的布局，并對系統(tǒng)進行綜合性能分析，使其達到最優(yōu)化的設計，并負責機械結構設計。黨炫楊負責硬件方面的設計，包括傳感器的設計、電路板的設計與制作等。孫學龍負責軟件方面的設計，包括傳感器的信號處理程序設計，驅動電機的速度檢測與控制程序設計和系統(tǒng)調試等。經 費 預 算序號