创新教育大作业模板(1)

1 哈尔滨石油学院哈尔滨石油学院 20162016 20172017 学年第二学期学年第二学期 创新教育创新教育 课程大作业课程大作业 所属学院 所属学院 专业班级 专业班级 学学 号 号 姓 姓 名 名 课程导师 课程导师 作品名称 作品名称 智能门锁智能门锁 作品简介 作品简介 150150 字以内 字以内 当今旅游业火爆 相对于宾馆以及日租房的需求量加大 进入宾馆房间以 及进入日租房都会使用房卡或者钥匙 一些人会在这个时候将房间卡或者钥匙 进行复制 这使得房间安全系数下降 如今生活节奏的加快 使得我们经常会 把钥匙遗忘在家中 这对于一些上班族来说是致命的 因此我们把安全 简便 快捷结合在一起的智能门锁的想法应运而生 通过 Android IOS 客户端软件 及服务器软件 实现基于无线智能手机进行智能锁的开关 统计 查看及密钥 的授权 撤销 管理等功能 带给人们诸多方便 便于推广使用 设计的创新点 便捷开门 远程授权 安全保障 实时查看 应用的应用的 TRIZTRIZ 理论 理论 100100 字以内 字以内 首先 我们通过功能分析 九屏图 资源分析等方法对存在的实际问题进 行解剖和全面分析 再利用 TRIZ 理论中的技术矛盾 物理矛盾 物 场分析等 工具对需要解决的问题提出可实施方案并通过参考 TRIZ 相关的发明原理 主 要是反馈原理 制定了一系列的方案 最后 确定实现最终理想解的解决方案 找到问题的发展方向 个 人 照 片 2 两张具有代表性的作品照片 应对每张图片附加文字说明 两张具有代表性的作品照片 应对每张图片附加文字说明 便捷开门 便捷开门 手机 APP 可以通过两种模式对锁进行 控制 即自动模式和手动模式 自动模式时 当手 机从门外靠近门锁时自动进行解锁 远离门锁或手 机不在通信范围内时自动锁定 手机模式 则是需 要用户在 APP 上点击开关按钮才进行锁定与解锁 远程授权 远程授权 手机 APP 有访客功能 即开启访客 模式可以接收主人发送的临时密钥 密钥时效可 设置 访客可以用临时密钥开门 数据全部同步 安全保障 安全保障 在蓝牙协议基础上 协助制定私 有通讯交互协议 完成手机 APP 与蓝牙锁身份 认证 绑定 解绑 开锁 关锁以及状态确定 等功能的交互协议 手机 APP 与锁具蓝牙配对 有密码 支持加密算法完成秘钥的加密 插件 式支持后续升级 实时查看 实时查看 可通过网络交互协议查询锁体状 态 3 TRIZ 理论应用情况理论应用情况 本部分需要展现如下内容 请仔细阅读 认真领会 1 运用 TRIZ 解决问题时的步骤 2 体现运用 TRIZ 各种创新工具解决问题时的自然诚恳态度 3 重要的不单是获得结果 而是运用 TRIZ 的分析和思考过程 4 如实记录方案产生的思维过程以及附带产生的想法 5 发明问题可以有很多解决方案 因此展现你的评价技能和选择最佳方案也很重要 6 完美展现 诠释你的最佳方案 学会运用创新方法分析 思考 解决问题过程更重要 第一部分 问题描述第一部分 问题描述 1 项目概述 项目概述 当今旅游业火爆 相对于宾馆以及日租房的需求量加大 进入宾馆房间以及进入日租房 都会使用房卡或者钥匙 一些人会在这个时候将房间卡或者钥匙进行复制 这使得房间安全 系数下降 如今生活节奏的加快 使得我们经常会把钥匙遗忘在家中 这对于一些上班族来 说是致命的 现在门锁只局限于钥匙或者磁盘解锁 存在安全风险隐患 远房亲戚朋友探访 时 对于没有钥匙的他们来说 等待只能成为最好的办法 随着互联网的普及 在新的信息 化时代中 智能门锁将会成为这个时代的 潮儿 因此我们把安全 简便 快捷结合在一 起的智能门锁的想法应运而生 通过 Android IOS 客户端软件及服务器软件 实现基于无 线智能手机进行智能锁的开关 统计 查看及密钥的授权 撤销 管理等功能 带给人们诸 多方便 便于推广使用 便捷开门 手机 APP 可以通过两种模式对锁进行控制 即自动模式和手动模式 自动模 式时 当手机从门外靠近门锁时自动进行解锁 远离门锁或手机不在通信范围内时自动 锁定 手机模式 则是需要用户在 APP 上点击开关按钮才进行锁定与解锁 远程授权 手机 APP 有访客功能 即开启访客模式可以接收主人发送的临时密钥 密钥 时效可设置 访客可以用临时密钥开门 数据全部同步 安全保障 在蓝牙协议基础上 协助制定私有通讯交互协议 完成手机 APP 与蓝牙锁身 份认证 绑定 解绑 开锁 关锁以及状态确定等功能的交互协议 手机 APP 与锁具蓝 牙配对有密码 支持加密算法完成秘钥的加密 插件式支持后续升级 实时查看 可通过网络交互协议查询锁体状态 2 发明问题初始形势分析 发明问题初始形势分析 初始形式 初始形式 当今旅游业火爆 相对于宾馆以及日租房的需求量加大 进入宾馆房间以及进 入日租房都会使用房卡或者钥匙 一些人会在这个时候将房间卡或者钥匙进行 复制 这使得房间安全系数下降 如今生活节奏的加快 使得我们经常会把钥匙遗忘在家中 这对于一些上班族 来说是致命的 现在门锁只局限于钥匙或者磁盘解锁 存在安全风险隐患 远房亲戚朋友探访 时 对于没有钥匙的他们来说 等待只能成为最好的办法 4 发明问题 发明问题 将安全 简便 快捷结合在一起的智能门锁的想法应运而生 通过 Android IOS 客户端软件及服务器软件 实现基于无线智能手机进行智能锁设 计 最终理想解 最终理想解 设计一款实现基于无线智能手机进行开关 统计 查看及密钥的授权 撤销 管理等功能的智能锁设计 限制条件 限制条件 远程控制方案的设计 蓝牙安全协议的调整 第二部分 系统分析第二部分 系统分析 3 系统分析 系统分析 可能用到的工具有 因果分析 九屏分析 生命曲线 资源分析 功能分 可能用到的工具有 因果分析 九屏分析 生命曲线 资源分析 功能分 析等 析等 一 功能分析 系统的名称 主 要 功能 存在的问题 提出的方案 写出根据功能分析得出的解决办法 提出的方案 写出根据功能分析得出的解决办法 通过系统组件模型可以看出钥匙 锁芯 人 钥匙的作用都是不充分的 经过系统裁剪 方法得到如下解决方案 1 实施方案一 把锁换成智能锁 不需要普通钥匙进行机械开锁 比如通过指纹开 锁 面部扫描开锁或声音开锁等等 2 实施方案二 互联网 时代的来临 可以制作用通过电信号控制锁芯的开与合 经分析 方案一 虽然可以解决忘记带钥匙 提高安全度的问题 但是无法解决当人 不在近距离时进行远程遥控开门的问题 但是方案二却可以解决 并且从技术上可以实现方 案二比方案一成本更低 二 九屏图 传统带锁环的锁 生物门等高科技 材质门 木门 铁门 简单锁芯 锁环 现在嵌入 门中的锁 复杂防盗门 复杂机械锁芯 智能锁 各种带智能传感 器控制的锁芯 三 资源分析 设备的外部资源包括 硬件设备 Android ios 及 Arduino 开发软件 选择资源的顺序 如下表 5 资源属性资源属性程度程度 价值免费 廉价 昂贵 数量无限 足够 不足 质量有害 中性 有益 可用性成品 改变后可用 需要建造 利用资源类型 信息资源 资源类型资源类型价值价值数量数量质量质量可用性可用性 Android ios中等充足中性良好 Arduino中等足够中性良好 四 运用得到的 TRIZ 原理 提出的方案 写出根据资源分析得出的解决办法 提出的方案 写出根据资源分析得出的解决办法 原理 2 提取法则 从物体中抽出产生负面影响的部分或属性 把钥匙功能从必须插入锁 芯孔打开锁提取出来 用其它方式完成开锁功能 原理 3 局部质量改善法 物体的不同部分应具有不同的功能 蓝牙控制近距离开锁 WIFI 控制远程开锁 原理 5 组合法 把空间上相同或类似的操作联合起来 智能锁在开锁的同时完成了身份 认证 绑定 解绑 开锁 关锁以及状态确定等功能 原理 6 一物多用法 一个物体能够执行多种不同功能 通过在智能手机上安装一个 APP 软件完成身份认证 绑定 解绑 开锁 关锁以及状态确定等多种操作 原理 10 预先作用法 预先完成要求的作用 在智能锁系统中预先输入编写好的控制程序 原理 11 预置防范法 以事先准备好的应急手段补偿物体的底可靠性 当智能锁系统出现 异常或有人非法开锁时会根据事先设计规则进行提示或报警 原理 15 动态化法 将物体不动的部分变为动的增强其运动性 智能锁不再局限于直接接 触开锁而是随时随地 何时何地都能解锁 原理 18 机械振动法 利用无线信号和电磁场共同作用解决智能开锁问题 原理 23 反馈法 通过智能锁的状态反馈信号判断其是否处于安全状态 原理 24 中介法 利用可以迁移或有传递作用的中间物体 利用发射无线信号连接锁与控 制端 原理 27 替代法 保证功能可靠 选材上使用廉价 利用电子信号代替传统钥匙开锁 原理 28 机械系统替代法 用电场 磁场代替原来开锁的机械力 第三部分 运用第三部分 运用 TRIZTRIZ 工具解决问题工具解决问题 4 4 TRIZTRIZ 工具工具 可能用到的工具有 最终理想解 技术矛盾 物理矛盾 物 可能用到的工具有 最终理想解 技术矛盾 物理矛盾 物 场分析等 场分析等 一 最终理想解 6 提出的方案 写出根据最终理想解分析得出的解决办法 提出的方案 写出根据最终理想解分析得出的解决办法 方案方案 1 方案方案 2 方案方案 3 二 技术矛盾 改善的参数 改善的参数 No 12 形状 No 31 物体产生的有害因素 No 33 可操作性 No 35 适应 性及多用性 No 38 自动化程度 恶化的参数 恶化的参数 No 22 能量损失 No 27 可靠性 No 36 装置复杂性 由矛盾矩阵表查得 可利用发明原理为 改善改善恶化恶化 能量损失能量损失可靠性可靠性装置复杂性装置复杂性 形状形状 14 10 16 401 16 28 29 物体产生的有害因素物体产生的有害因素2 21 22 352 24 39 40 可操作性可操作性2 13 198 17 27 4012 17 26 32 适应性及多用性适应性及多用性1 15 188 13 24 3515 28 29 37 自动化程度自动化程度23 2811 27 3210 15 24 提出的方案 写出根据技术矛盾分析得出的解决办法 提出的方案 写出根据技术矛盾分析得出的解决办法 从上表中看到 解决这个问题可以从 2 10 11 15 18 23 24 27 28 中解决 采用的发明原理为 方案方案 1 原理 2 提取法 则 从物体中抽出产生负面影响的部分或属性 把钥匙功能从必须 插入锁芯孔打开锁提取出来 用其它方式完成开锁功能 方案方案 2 原理 3 局部质 量改善法 物体的不同部分应具有不同的功能 蓝牙控制近距离开锁 WIFI 控制远程开锁 方案方案 3原理 5 组合法把空间上相同或类似的操作联合起来 智能锁在开锁的同时完 问题问题分析结果分析结果 设计最终目标 远距离遥控智能门锁 实时监控锁的状态 理想化最终结果 智能门锁可以完全替代普通门锁 达到理想解的障碍是什么 门锁的安全性 出现这种障碍的结果是什么 门锁的 app 与门锁互联的安全性和既时性 不出现这种障碍的条件是什么 制定通信协议 创造这些条件所用的资源是什么 Arduino Android ios 7 成了身份认证 绑定 解绑 开锁 关锁以及状态确定等功能 方案方案 4 原理 6 一物多 用法 一个物体能够执行多种不同功能 通过在智能手机上安装一个 APP 软件完成身份认证 绑定 解绑 开锁 关锁以及状态确 定等多种操作 方案方案 5 原理 10 预先 作用法 预先完成要求的作用 在智能锁系统中预先输入编写好的控制 程序 方案方案 6 原理 11 预置 防范法 以事先准备好的应急手段补偿物体的底可靠性 当智能锁系统 出现异常或有人非法开锁时会根据事先设计规则进行提示或报 警 方案方案 7 原理 15 动态 化法 将物体不动的部分变为动的增强其运动性 智能锁不再局限于 直接接触开锁而是随时随地 何时何地都能解锁 方案方案 8 原理 18 机械 振动法 利用无线信号和电磁场共同作用解决智能开锁问题 方案方案 9 原理 23 反馈 法 通过智能锁的状态反馈信号判断其是否处于安全状态 方案方案 10 原理 24 中介 法 利用可以迁移或有传递作用的中间物体 利用发射无线信号连 接锁与控制端 方案方案 11 原理 27 替代 法 保证功能可靠 选材上使用廉价 利用电子信号代替传统钥匙 开锁 三 物理矛盾 1 朋友探访时 对于没有钥匙的他们来说 等待只能成为最好的办法 如何解决这一问题 空间分离 空间分离 通过远程无线信号控制解锁 2 如何控制智能锁的状态 时间分离 时间分离 完成手机 APP 与蓝牙锁身份认证 绑定 解绑 开锁 关锁以及状态确定等功 能的交互协议 提出的方案 写出根据物理矛盾分析得出的解决办法 略 提出的方案 写出根据物理矛盾分析得出的解决办法 略 方案方案 1 方案方案 2 方案方案 3 四 物 场分析 针对常规锁与钥匙建立物场模型 发现钥匙必须接近距离触锁才能解开 如果丢失会造 成很大的麻烦等缺点分析该模型属于效应不足的完整的物场模型 应用一般解法 4 改用新 的场 F2 或场和物质 F2 S3 来代替原有的场 F1 或场和物质 F1 S2 S1S2 F1 电磁场 锁芯智能手机 S1S2 F1 机械场 锁芯钥匙 8 提出的方案 写出根据物提出的方案