长江大学大学生科技创新项目立项申请书(袁晨阳)

序号： 编号： 长江大学大学生科技创新项目立 项 申 请 书项目名称： 教室智能照明节电系统的研究与设计 院系名称： 长江大学物理学院 申请者姓名（集体名称）： 袁晨阳 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（）科技发明制作类长江大学大学生学习创新中心制说 明1申请者应在认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。2表内项目填写时一律用钢笔或打印，字迹要端正、清楚，此申请书可复制。3序号、编码由学创中心办公室填写。4国家或省部级以上项目子项目须附相关证明材料。5所附的所有相关材料必须是中文（若是外文，请附中文本），请以4号楷体打印在A4纸上，附于申请书后，字数在8000字以内（文章版面尺寸14.522cm）。6其他相关事宜请向校团委科技部咨询。7地 址：长江大学东校区工字楼一楼科技与社会实践部办公室联 系 人：辛 清联系电话：申请者的承诺书我保证如实填写本表各项内容。如果获准立项，我承诺以本表为有约束力的协议，遵守学校关于大学生科研的有关管理规定，按计划认真开展研究工作，取得预期研究成果。学校有权使用本表所有数据和资料。 申请者（签章）： 年 月 日A. 申请者情况说明：1必须由申请者本人按要求填写，申请者情况栏内必须填写 2本表中的学籍管理部门签章视为对申请者情况的确认。申请者情况姓 名袁晨阳性别男出生年月1993年3月所在院（系）长江大学物理学院班 级物理11104班专 业物理入学时间2011年9月联系电话1联系电话2合作者情况姓 名性别年龄学历所在单位朱成峰男20本科长江大学物理学院骆华飞男20本科长江大学物理学院资 格 认定院（系）学籍管理部门意见 是否为目前正式注册在校的全日制非成人教育、非在职的学生（含专科生、本科生）。是 否若是，其学号为： （部门盖章） 2013 年 7 月 25 日院系负责人或导师意见 本项目是否为课外学术科技或社会实践活动。 是 否负责人签名： 年 月 日B. 项目基本情况项目全称教室智能照明节电系统的研究与设计项目来源（）自主项目（ ）国家“863”、“973”计划项目子项目 （ ）国家基金项目、国家科技攻关项目子项目（ ）其它省部级以上项目子项目项目指导教师专业指导教师预计完成时间2014年 7 月自然科学类项目选填作品分类（B）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）预期成果结题形式实物、产品 模型 图纸 磁盘 现场演示图片 录像 样品 论文 专利社会科学类项目选填作品所属领域 （C）A哲学 B经济 C社会 D法律 E教育 F管理调查方式走访 问卷 现场采访 人员介绍 个别交谈 亲临实践 会议 图片、照片 书报刊物 统计报表影视资料 文件 集体组织 自发 其它预期主要调查单位及调查数量 省（市） 县（区） 乡（镇） 村（街）单位 邮编 姓名 电话 调查单位 个 人次预期成果A.专著B.论文字数C.研究报告D.其他选题：1. 本项目国内外研究现状述评;选题的意义。2. 内容：本项目研究的基本思路和方法；主要观点。3. 预期价值：本项目理论创新程度或实际应用价值。4. 研究基础：项目负责人已有相关成果；主要参考文献（限填20项）。（请分4部分逐项填写，项目设计论证部分不超过4000字）。 1.本项目国内外研究现状述评和选题的意义为建立资源节约型和环境友好型社会，我国提出了“中国绿色照明工程”，照明节电成为节能的重要方面。据统计，我国照明用电量已占总用量的10%12%，提高电能利用效率，无疑将较大幅度降低能源消耗，有效缓解目前我国电力供应紧张的局面。高校作为社会大系统中的一个子系统，由于照明时间较长、照明场所较多，照明用电所占学校电能开销比例高达45%以上。大学中传统的照明控制方式由于其管理落后、能源浪费、舒适性差、布线复杂以及灯具寿命短缺点，造成了大学校园中普遍存在“长明灯”、“人走亮灯”等电能浪费的现象。因此，对教学楼照明节能的研究有很大的潜力和现实意义，也会产生巨大的社会和经济效益。智能节电控制系统采用创新控制模式，根据时段和情景，按需自动控制调节教室照明，将会十分有效的解决全国高校普遍存在照明用电浪费的不良现象，不仅极大限度地节约能源，而且还延长了照明设备的使用寿命，为学校节省一大批开支，可谓一举两得。2.内容：本项目研究的基本思路、方法和主要观点本项目在分析智能照明控制系统的发展背景和应用优势的基础上，研究了目前较成熟的集中智能照明控制系统的优缺点，提出了应用于大学教室智能照明控制系统的设计方案，对系统的现场控制器及智能管理系统进行了设计，并提出控制方案。项目分为六个部分详细介绍了系统的设计内容，具体安排如下:第一部分 研究智能照明控制系统的发展背景及应用的优势、研究现状，并结合大学教室的实际情况，提出应用智能照明控制系统的必要性。第二部分 分析大学教室照明控制的现状，针对其弊端，提出教室智能照明控制器的设计方法及系统所实现的功能及控制过程。第三部分 围绕第二部分的总体设计方案，对系统的教室智能照明控制器进行了相应的硬件电路设计，包括以MSP43OF149为核心器件的单片机最小系统及数据采集模块的设计，重点研究了光照度传感器和人体感应传感器的设计及布局。第四部分 根据第二部分中教室智能照明控制器的功能，设计了系统各部分的软件，包括控制器的初始化、模拟量和数字量数据采集模块程序等。第五部分 在实验室环境下对系统进行测试，分析数据，并验证系统控制策略的可行性。第六部分 总结全文的研究工作和在系统设计中的经验，并指出系统需要完善的部分。 C. 项目设计论证3.预期价值：按照有关规定,教室照明的功率密度约为10w/m2，一个标准教室的面积为96m2,假设每天正常用电时间为15h,每个教学年度按270d计,一个学校教室数量为200间,节电率以平均30%计算,则一年可节电2.33105kWh,节约电费12-20万元以上，估算还未包括线损和灯具长时间开启而损坏的部分。因此,研究大学教室的智能照明控制,在满足学校照明需求的基础上,实现大学教室的智能照明控制,不仅能满足室内人员对照明的要求,又节能,延长灯具寿命,降低运行费用,简化节省配电控制设备和管线工作量,其研究具有非常重要的现实意义。且本项目是通过对公共场所照明设备的精细化管理，达到舒适人性化且节能减排的目的，可在技术成熟之后可以应用推广到写字楼、大型超市等大型公共场所，有着广阔的应用。4.研究基础：（1）对当前大学校园教室照明控制系统的现状、设计原理、组成结构和使用过程中存在的不足都有较为详尽了解和认识。（2）以单片机为控制核心，通过软件编程对外围硬件进行驱动、控制和信号采集、处理、显示的技术都比较成熟，系统的智能化改进在技术上具有可行性。（3）团队具备有一定的创新和协调能力，长江大学物理科学与技术学院具有相关专业的指导教师能够给予相关指导。 参考文献：1程春.大学教室智能照明控制器及其系统的研究与开发发D.北京：北京化工大学学，20102 周健,左为恒,李昌春. 办公楼智能照明控制系统的设计J. 照明工程学报,2007(1):75-793 段小汇,冯俊青. 基于直接数字控制器的教室智能照明控制系统设计J.电子世界，2012（12）：106-1074 孙晓瑜. 智能照明控制系统在校园中的应用J. 安阳工学院学报,2007(6):25-275 陈涛. 照明控制与自动化系统的完美结合智能照明控制系统的再认识J. 照明工程学报,2003(3):26-326 解昊晗,孙雪,赵志斌等.教室智能照明节电系统技术的探究与使用J.电力电气，2013（8）：607 王健.电路理论基础M.北京：清华大学出版社，20058 沈建华.MSP430系列16位超低功耗单片机原理与应用M.北京：清华大学出版社,20129 沈艳,郭兵,杨平,巨辉.测试与传感技术M.北京：清华大学出版社,2009 D. 完成项目的条件和保证1.学校可以提供的条件（1）物理学院光学实验室可以提供相关的照明系统原型，为实验项目的改进和拓展训练提供了实物参考。（2）物理学院可提供进行创新训练的实验场地和相关配套设施。（3）物理学院具有相关专业的指导教师能够给予技术上的悉心指导。（4）学校和学院有专门的管理人员对创新实验训练提供资金支持和项目进度管理。2.本项目拥有合理的项目分工和进度安排2.1项目实施的分工：就实验的改进线路框图拟出具体的解决方案，并进行项目实施的具体分工。本研究团队具体分工如下：袁晨阳主要负责系统的总体设计，光照度测量和人体感应系统的开发。朱成峰要负责液晶屏显示系统和功率放大模块的安装与接口设计、调试，并完成相关驱动程序开发。骆华飞主要负责整个控制系统的外形设计、成形及论文的撰写，协助完成光照度传感器和人体感应传感器的设计及布局的开发。2.2 项目研究的各部分具体内容做出合理的进度安排（1）2013.112013.12: 查阅资料，完成系统的总体设计；（2）2014.012014.04: 采购电路模块和元器件，熟悉各模块相关资料，绘制系统电路图；（3）2014.052014.08: 完成光照度和人体感应传感器的设计及布局的开发、调试；（4）2014.092015.01: 完成信息显示模块和功率放大驱动模块的设计和调试；（5）2015.022015.05: 完成全部模块的组装调试；准备结题材料和报告，进行结题答辩。 E. 预期研究成果序号研究阶段（起止时间）成果名称成果形式承担人12013.112014.04智能照明系统各模块实物袁晨阳22014.042015.01智能照明系统整体模块实物袁晨阳32015.022015.05智能照明系统研究总结论文袁晨阳4567F.指导教师情况及对作品的说明说明：1由指导教师本人填写； 2指导教师必须具有中级以上专业技术职称，并是与申请项目相同或相关领域的专家学者或专业技术人员；3指导教师所在单位签章仅被视为对指导教师身份的确认。基本情况姓 名喻秋山性别男年龄35职称讲师工作单位物理科学与技术学院单位电话住宅电话指导教师所在单位签章 （签章） 年 月 日请对申请者申请情况的真实性作出阐述该申请团队经过近半年来通过参加大学生电子设计大赛的培训和自学，已掌握一定的电子技术知识理论基础和电路设计、制作实践操作能力，对本申请的设计内容也有一定的认识和创新理解，应有能力完成相关方面的设计工作。请对作品的意义、研究价值、适用范围及推广前景作出您的评价本智能节电控制系统采用创新控制模式，根据时段和情景，按需自动控制调节教室照明，将会十分有效的解决全国高校普遍存在照明用电浪费的不良现象，不仅极大限度地节约能源，而且还延长了照明设备的使用寿命，为学校节省一大批开支，可谓一举两得。且项目可以推广到写字楼、大型超市等领域，具有较好的社会效益和推广应用前景。方案利用目前比较成熟的自动控技术进行组合与改进，技术上具有可行性。由于整体设计与构思符合智能节电控制系统研究的具体情况，研制方案具有很好的科学性。所预期的成果也具有一定的创新性和实际应用价值，