大学生课外学术科技作品竞赛-办公室智能节能系统.doc

序号： 编码： 第九届“挑战杯”河南省大学生课外学术科技作品竞赛作 品 申 报 书 作品名称： 办公室智能节能系统 学校全称： 河南理工大学 个人申报者姓名（集 体 名 称）： 智能测控与仪器创新团队 类别：自然科学类学术论文哲学社会科学类社会调查报告和学术论文科技制作小发明创造 a2申报者情况（集体项目）说明：1必须由申报者本人按要求填写；2申报者代表必须是作者中学历最高者，其余作者按学历高低排列；3本表中的学籍管理部门盖章视为申报者情况的确认。姓 名王栋性别男出生年月1990.5申报者情况学 校河南理工大学专业测控技术与仪器现学历本科年级三学制四年入学时间2008.9作品全称办公室智能节能系统毕业论文题 目通讯地址河南省焦作市高新区世纪大道2001号机械学院测控08-1班邮政编码454000办公电 住 地通讯地址河南省焦作市高新区世纪大道河南理工大学松园2#643邮政编码454000住宅电话其他作者情况姓 名性别年龄学历所在单位郑闯鑫男20本科河南理工大学机械与动力工程学院谢天钧男22本科河南理工大学机械与动力工程学院王路男21本科河南理工大学机械与动力工程学院陈永刚男22本科河南理工大学机械与动力工程学院张浩男20本科河南理工大学机械与动力工程学院任晓梦女20本科河南理工大学机械与动力工程学院王光男22本科河南理工大学机械与动力工程学院资格认定学校学籍管理部门意 见以上作者是否为2011年7月1日前正式注册在校的全日制非成人教育、非在职的的各类高等学校专科生、本科生、硕士研究生或博士研究生。是 否（部门盖章） 年 月 日院系负责人或导师意 见本作品是否为课外学术科技或社会实践活动成果。是 否 负责人签名： 年 月 日b3申报作品情况（科技发明制作）说明：1必须由申报者本人填写；2本部分中的科研管理部门盖章视为对申报者所填内容的确认； 3本表必须要有1000字以内的作品说明，并附有研究报告、图表、曲线、试验数据、原理结构图、外观图或照片，也可附鉴定证书和应用证书等，打印或粘贴到申报书后。 4作品分类请按照作品发明点或创新点所在类别填报。作品全称办公室智能节能系统作品分类（ a ）a机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控制、工程、交通、建筑等） b信息技术 （包括计算机、电信、通讯、电子等） c数 理 （包括数学、物理、地球与空间科学等）d生命科学 （包括生物、农学、药学、医学、健康、卫生、食品等）e能源化工 （包括能源、材料、石油、化学、化工、生态、环保等）作品设计、发明的目的和基本思路目的：为了解决在人走后饮水机、空调等用电器因忘记关闭而出现“零目的”工作状态的现象，本作品通过检测室内人数，并根据实际人数来自动控制用电器的供电通断，从而节约电能、为构建节约型社会做贡献。基本思路：1.以单片机为核心来控制信号的输出。2.通过置于门框上的两个光电传感器进行室内实际人数的检测。3.采用无线通讯协议控制用电器插座的通断。 创新点、技术关键和主要技术指标创新点：1.通过检测室内实际人数来自动控制用电器的工作状态。2.采用无线传输方式，安装方便。3.该作品既节能又环保，符合低碳要求。技术关键：对室内人数进行有效的检测并准确计数；延时阶段程序的设定；单片机对信号的智能控制，控制程序的稳定性及系统的灵敏度。 技术指标：1.系统工作电压：5v 0.5v；2.控制系统的工作频率：40mhz；3.系统工作环境温度：-3070 ；作品的科学性先进性（必须说明与现有技术相比、该作品是否具有突出的实质性技术特点和显著进步。请提供技术性分析说明和参考文献资料）本作品与现有技术相比：1.本作品没有对现有用电器内部进行改动，只是对用电器电源进行控制，从而间接控制用电器的工作状态，达到节能的效果。2.本作品能适用于不同的用电器，也能实现同时控制多个用电器的功能。其成本低、应用广的特点是目前市场上的产品所不具备的。本作品的技术特点和优势：1. 通过对室内进出人数的计数来自动控制用电器的工作状态。2. 采用无线传输和应用程序技术的方式，安装方便。3. 既可自动也可通过控制自锁开关来手动控制用电器的通断。4. 用电器坏掉或更换，该产品仍能继续使用。【参考文献】1.李式巨、姚庆栋、赵民建.数字无线传输.清华大学出版社，2009 2.郭培源、付杨.光电检测技术与应用.北京航空航天大学出版社，2009 3靳孝峰、张艳.单片机原理与应用.北京航空航天大学出版社，2009作品在何时、何地、何种机构举行的评审、鉴定、评比、展示等活动中获奖及鉴定结果该作品“办公室智能节能系统”于2010年7月在上海由中国21世纪议程管理中心举办的青年科技创新竞赛中获产品类的三等奖。作品所处阶 段（ a）a实验室阶段 b中试阶段 c生产阶段d （自填）技术转让方式作品可展示的 形 式实物、产品 模型 图纸 磁盘现场演示 图片 录像 样品使用说明及该作品的技术特点和优势，提供该作品的适应范围及推广前景的技术性说明及市场分析和经济效益预测使用说明：将检测模块和发送模块放置在办公室门框上，保持平行前后有一定间距，并把用电器插头插在装有接收模块和控制模块的插座上，插座通电即可开始自动检测并实现智能控制。技术特点和优势：本作品通过对办公室内实际人数的检测来自动或手动控制用电器的工作状态，能避免用电器“零目的”工作现象的发生；传输部分采用无线方式，无需布线；可同时控制多台用电器，并且可以用于不同的用电器，应用范围很广，使用限制小适用范围：本作品主要用于办公室、教室等场合内用电器的节能控制。技术性说明：1. 本作品在不改变现有用电器的情况下，只是对用电器电源插座进行控制，间接控制用电器的工作状态。2.本作品以单片机为核心，通过光电传感器实时检测室内实际人数，对用电器的工作状态进行控制。3. 本作品可以通过电插座上的按键自行设置延时时间。经济效益分析及预测：此套节能装置能广泛应用于室内的各种用电器，且与现有电插座的价格相当，使用极其方便，并且性能优于市场上的电插座，符合国家节能减排的要求，将会有广阔的市场前景。专利申报情况提出专利申报 申报号 申报日期 年 月 日已获专利权批准 批准号 批准日期 年 月 日 未提出专利申请科研管理部门盖章年 月 日c.当前国内外同类课题研究水平概述 说明：1.申报者可根据作品类别和情况填写； 2.填写此栏有助于评审。办公室中用电器比较多,耗费较多的电能,并且办公室内人员进出比较频繁,经常出现人走之后,用电器仍继续工作的状况,既耗费大量的电能又损害用电器的寿命,甚至会产生对人体有伤害的物质。而高端产品价格比较高，没有普遍应用，因此急需设计一套价格合理又具有节能效果的装置。因此我们设计出了一套“办公室自动节能装置”。以饮水机为例，目前市场上的节能饮水机价格普遍在200元以上，而普通饮水机一般不超过100元。“办公室自动节能系统”量产后的价格大约在30元左右，待技术进一步优化后还会更低，甚至接近普通电源插座，因此直接添加此套装置控制的电插座比更换全新的节能饮水机更经济。同时该装置能够控制多个用电器，实现同时控制多个用电器的工作状态。节能的显著效果：例如有一台忘记关闭的600w冷热两用饮水机在加热-保温-加热这样的工作状态下连续工作一夜约8个小时的情况下至少消耗0.5度电。而目前我国年饮水机产量约4000万台，办公室等公共场所饮水机使用量即使只占10%，使用该装置后，其每年节约的电能也将达到200万度。若能广泛使用，其节约的电能是巨大的。同时也能将减少火力发电产生的污染，有利于环保。 “办公室自动节能系统”依据室内实际人数来控制用电器的工作状态，能避免办公室或教室中人走后用电器仍工作的现象发生。传输部分采用无线方式，无需布线，可以满足同时控制室内多台用电器的需要。不需要对现有供电系统进行改进，只需安装此套装置控制的电插座即可工作，应用范围很广，使用限制小。此系统能达到节约电能的目的，减少浪费，减少火力发电带来的污染，为建设节约型社会做贡献。其次，产品成型并推向市场之后，能够解决办公室用电器长时间工作浪费电能的问题，将会产生良好的经济效益。d.推荐者情况及对作品的说明说明： 1由推荐者本人填写；2推荐者必须具有高级专业技术职称，并是与申报作品相同或相关领域的专家学者或专业技术人员（教研组集体）推荐亦可；3推荐者填写此部分，即视为同意推荐；4推荐者所在单位盖章仅被视为对推荐者身份的确认。推荐者情况姓 名张登攀性别男年龄35职称副教授工作单位河南理工大学机械与动力工程学院通讯地址河南理工大学机械与动力工程学院邮编454000单位电话0391-398751住宅电话手荐者所在单位盖章（盖章） 年 月 日请对申报者申报情况的真实性作出阐述请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景作出您的评价其它说明推荐者情况姓 名张洪良性别男年龄33职称工作单位河南理工大学机械与动力工程学院通讯地址河南理工大学机械与动力工程学院邮编454000单位电宅电话手荐者所在单位盖章 （盖章） 年 月 日请对申报者申报情况的真实性作出阐述请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景作出您的评价其它说明学校组织协调机构确认并盖章（团委代章） 年 月 日学校确认盖章（学校行政公章） 年 月 日省指导委员会资格和形式审查意见 合格 不合格审查人（签名） 负责人（签名） 年 月 日e省评审委员会评审意见预审意见评委（签名）： 负责人（签名）：年 月 日终审意见评委（签名）： 负责人（签名）：年 月 日g科技发明制作类作品说明（附件）打印或粘贴处第四届全国大学生机械创新设计大赛办公纸智能节能系统设计说明书 设计者：王栋 郑闯鑫 谢天钧 王路 陈永刚 张浩 任晓梦 王光指导老师：张登攀 张洪良河南理工大学2010年6月办公室智能节能系统设计者：王栋 郑闯鑫 谢天钧 王路 陈永刚 张浩 任晓梦 王光指导老师：张登攀 张洪良（河南理工大学机械与动力工程学院，焦作454000）【摘要】：节约能源已经成为当前研究的热点，“办公室节能系统”以单片机为核心，采用无线传输协议，通过无线模块控制插座的通断，从而达到节能的目的，减少了大量的资源浪费。关键词：智能节能 无线通讯 节约型社会作品简介：“办公室自动节能系统”依据室内实际人数来控制用电器的工作状态，能避免办公室或教室中人走后用电器仍工作的现象发生。传输部分采用无线方式，无需布线，可以满足同时控制室内多台用电器的需要。不需要对现有供电系统进行改进，只需安装此套装置控制的电插座即可工作，应用范围很广，使用限制小。此系统能达到节约电能的目的，减少浪费，减少火力发电带来的污染，为建设节约型社会做贡献。其次，产品成型并推向市场之后，能够解决办公室用电器长时间工作浪费电能的问题，将会产生良好的经济效益。通讯地址：河南理工大学机械与动力工程学院 张登攀 河南理工大学松园2#643 王栋联系电话：张登攀王栋）电子邮箱：(张登攀)1、研究背景：随着饮水机、空调等用电器的大量普及，经常出现饮水机或空调等用电器因忘记关闭而彻夜工作的现象，浪费大量电能，甚至会产生损害人体健康的物质。尤其是办公室这样的公共场所,用电器比较集中,消耗大量的电能。并且人员出入比较频繁,经常出现用电器“零目的”工作状态，因此对办公室这样特殊的场合实行节能控制已是必不可少。但是目前市场上的普通用电器大多不具备自动关机功能，高端产品又价格不菲，不适合一般人购买。为解决上述问题，我们设计了简便易行的“办公室自动节能系统”。2、目的及意义：“办公室智能节能系统”通过检测室内的实际人数,根据室内实际人数自动控制室内用电器的通断,避免办公室没人而同电器却接通的现象，能达到节约电能的目的，减少浪费，为建设节约型社会做贡献。此套装置的应用不需要对现有的用电器进行改装，也不需要对现有的室内供电系统进行改进，只需添加此套设备即可，操作方便。3、独特的结构设计：1.通过对室内进出人数的计数来自动控制用电器的工作状态，既方便实用，又在一定程度上达到了节约能源的目的。 2. 采用无线传输和应用程序计数的方式，体积小，无需布线，安装方便，能够用于多种用电器，可以满足同时控制室内多个用电器的需求。3.不需要对现有用电器进行更换或改装，只需要加装控制插板，节约成本。如果用电器坏掉或更换掉，本产品仍能继续使用，节约资源。4.可以根据自己的需要通过装置上的自锁开关控制不同用电器的通断，既可自动也可手动控制。4、原理结构图如下：5、产品图片 检测模块 发送模块 接收模块 电源 当检测模块检测到信号后，计数显示由0变为1时，接收模块指示灯亮有信号传入，则继电器将控制负载进行工作。当检测模块最后一次检测到相反的信号后，发送模块上的显示灯由1变为0时，接收模块再次有信号传入，此时其上的显示灯延时一段时间后将熄灭，继电器将断开。 当计数超过1后，发送模块不再有信号发出，因为接收模块有自锁功能，其一直向继电器发出高电平信号，此时继电器控制的负载处于正常工作的状态。6、作品的创新点和先进性：创新点：1. 采用无线传输和应用程序计数的方式，体积小，无需布线，安装方便，能够用于多种用电器，可以满足同时控制室内多个用电器的需求。2.不需要对现有用电器进行更换或改装，只需要加装控制插板，节约成本。如果用电器坏掉或更换掉，本产品仍能继续使用，节约资源。先进性：1.通过对室内进