周星如教室助手立项申请书

1、项目类别项目编号A科研立项（SRTP）立项申请书项目名称： 基于单片机的 “教室助手”设计 申 请 人： 周星如 所在学院： 机电与信息工程学院 科研导师: 王小利 共青团山东大学（威海）委员会大学生科技创新中心填 表 说 明（本页不用打印）一、 填写立项申请书前，请先咨询科研导师或有关专业教师。申请书的各项内容要求实事求是，逐条认真填写，表达明确、严谨。二、 山东大学（威海）科研立项（SRTP）立项申请书为参考模板，学院可针对学院实际进行修改和调整。三、 项目名称应切实反映研究内容和范围，最多不超过25个汉字(包括标点符号)。四、 每位申请人只允许主持一个项目。若申报作品以组织名义申请，申请

2、人请填写单位名称，如*学院学生会。五、 提倡并鼓励每一个立项作品团队吸收一名大一同学参加。六、 “项目组成员”不超过5人（含5人）。七、 申请书一律要求用A4纸的双面打印，于左侧装订成册。封面字体为仿宋小四；申请书内容字号为小五号，宋体，单倍行距。如表格不够，可以加附页。八、 “项目类别”一栏A为自然科学类，B为人文社科类，C为学生组织类，D为公益创新类；“项目编号”不填，由学校统一编号。承 诺 书我已经认真阅读了山东大学（威海）大学生科研作品立项实施办法，以及山东大学威海分校大学生科技创新中心的其他相关规定和政策,我保证如实填写本表各项内容。如果获准立项，我与本项目组成员承诺严格遵守学校有关

3、政策和规定，认真开展研究工作，按时报送有关材料，实现预期研究成果，保证做到节约开支、专款专用，恪守学术诚信。如有违反，愿意接受学校相应处理。山东大学威海分校有权使用本项目研究成果。申请者（签名）： 2015年 月 日确 认 函我已经认真评阅了该小组的科研立项申报书，以及山东大学（威海）大学生科技创新活动的相关规定和政策。我认为该件作品具有一定的研究意义、创新性和可行性。如果获准立项，我将认真负责地指导该项目小组成员按要求开展研究工作，监督项目经费的使用情况，取得预期研究成果。 指导老师（签名）： 2015年 月 日项目名称项目负责人姓名学号学院联系电话任务分工签名周星如201400800783

4、机电与信息工程学写文稿、设计电路、调试程序项目组成员沈思媛201400800403机电与信息工程学计电路、构架网页王哲201400800666机电与信息工程学计电路、调试程序周杰201400800169机电与信息工程学型搭建导师情况姓名王小利单位山东大学（威海）联系方务/职称实验师E-mailwxl姓名单位联系方式职务/职称E-mail项目来源1、指导老师子课题 2、URAP项目 3、企事业单位、学校相关职能部门课题3、通过专业学习而发现感兴趣的课题 4、观察社会，

5、观察生活发现的问题5、其他老师或同学推荐课题 6、社会实践项目 7、其他： （请注明）项目简介1. 本项目希望从“节流”出发来响应节能减排，本产品设计上是基于微机控制的传感器处理和数据云端处理的智能断电系统。该系统可统计教室里面的人数并数码显示，可智能控制教室内部的电灯关闭。2. 以学校为例，学校教室众多，教室用电是学校用电的一大方面，所以室内节能成为学校节能的重点。晚上，许多教室都亮起了“长明灯”，偌大的教室只有几个同学，甚至是没有同学。事实上，不仅是学校内部，很多室内办公环境都面临着同样的问题。3. 这样不仅极大的浪费了电能，还会减少灯的使用寿命，造成更大程度的浪费。为了解决这个问题，能更

6、好的实现节能和延长灯的使用寿命，可以在几乎0改变原有线路的基础上实现用电器的智能开关，并且可以尽快的投入到应用中，为学校，家庭等室内办公场所的智能化用电出一份力量。研究综述与现有技术相比：1.市面已有的智能灯控技术大多用于楼道等室外公共区域，而鲜少有用于室内公共区域或者是私人区域；本项目从室内节能角度出发，从源头解决电力浪费问题。2.市面已有的智能灯控技术可以做到“感应开灯”，但是不具备统计人数并且实现数据的共享，实时示数的功能；本项目从教室的实用性角度考率，完善这一类功能，使学生能够得知教室的使用情况，制定自习计划，使老师可以通过示数直接读出室内的实时人数。其他场合下可以统计室内人数，到场人

7、数。3.市面上的智能灯控技术大多数应用于个体电器件的开关上，但是不具备整体电路的控制。本项目不仅考虑到了整体电路的控制，还针对不同的用电器做出适当改变（如投影仪），使得其更符合实际需要。实质性技术特点：1. 所应用的红外感应设备低廉易得，所消耗的电能每个每年不超过一千瓦时的电，远远小于每个教室每年所浪费的电量。2. 智能灯控系统能够智能断电，完成“人走灯灭”的技术要求，从而杜绝的浪费电力的情况；3.预留“后门”，在系统长期使用可能出现故障的情况下，可由人工进行强制性断电，从而完全排除因技术故障带来的浪费。数据共享：1. 根据红外传感器感应到的信号生成数据从而完成统计人数的目的；2.通过串口将数

8、据由单片机上传至PC机，最终上传至新浪云平台，实现实时的数据共享。参考文献参考资料：8051系列单片机 C程序设计完全手册，求是科技，2006，人民邮电出版社；C程序设计（第二版），谭浩强，2000，清华大学出版社；新编MCS-51 单片机应用设计，张毅刚，2008，哈尔滨工业大学出版社；电路分析基础，刘原，2006，电子工业出版社；断路器操作机构，贾少荣，2011；基于双MCU控制的智能唤醒灯的设计与实现，余华芳，2012年6期计算机与现代化；微机控制技术，王用伦，2004，重庆大学出版社；室内照明线路设计施工中常见的问题与对策，霍大勇，2008；楼道人体红外感应系统的研究，江西理工大学，2

9、006；智能控制和智能自动化，巨永锋，2001，西安公路交通大学学报2001年 第3期研究方案研究内容进行产品级设计，从数据采集端，服务器端及客户端三个方面构建。一、数据采集端：实现功能： （1） 采集教室人员进出数据；（2） 教室人员人数能显示在LCD数码屏上，方便教师及使用者进行人员统计；（3） 能将教室人数数据上传给服务器端进行处理；（4） 教室多个门时也能正常计数；（5） 教室内人数可根据实际需要手动设置调整，不会出现“超额”导致计数混乱的现象；（6） 在用继电器关断教室照明电之前，可用报警音示警。2硬件模块：（1） 红外传感器；（2） 单片机系统用于采集数据并用串口传出教室人员数量：

10、（3） 用于显示人数的数码管；（4） 串口转wifi模块；（5） 555多谐振荡器及小喇叭。二、服务器端：实现功能：（1） 建立一个包含某一单位（学校）内各教室人员数量的数据库（2） 接收某一单位（学校）内上传的人员数量信息并保存至数据库；（3） 记录并保存某一单位（学校）内各个教室一段时间内的人数，每每隔一定时间（5分钟）判断一次上传数据是否更新，将更新的数据存入数据库中；（4） 记录并统计每个教室每日的人数变化情况；（5） 使用者可以通过互联网以网页形式访问服务器，以网页形式查询各个室内环境的人员数量，网页每隔一定时间（15分钟）自动刷新数据，显示更新数据；（6） 使用者可以通过手机以网页

11、形式访问或者以APP手机软件形式访问服务器，查询各个教室的人员数量； 三、数据传输端：实现功能：把单片机接收到的教室现有人数的数据通过蓝牙发送到电脑终端。（1） 预计在每个教学楼楼层安装一个电脑终端（类似于学校图书馆的选座系统）（2） 在本楼层的每个教室通过蓝牙模块把数据发送到此终端，学生可以直接从这里找到自己想要的教室。（3） 把此终端接收到的数据发送到数据库，从而使每个学生都可以从个人的手机和PC端查找教室，大大方便了学生，节约了时间，提高了教室的使用效率。研究方法一、 数据采集端：（1） 数据采集：根据每个门上安装的两个红外传感器来判断人员的进出；（2） 数据显示：教室人员数量可同步显示

12、在数码管上；（3） 信号上传：教室人员数量信息通过串口转wifi模块上传至服务器端的PC机。（4） 智能断路：利用简单易得的继电器实现电路的通短；（5） 拓展准备：利用了单片机不到一半的引脚，其他引脚还可以实现使用者的其他需求。二、 服务器端：利用新浪云平台 （SAE）建立一个服务器端网站，并在此网站用MySQL建立一个数据库管理系统，并运用JavaServerPages（JSP）来进行Web应用程序的开发，使用者可以以网页形式查询数据库的信息。三、 数据传输端：1. 设计实现：（1） 信号采集发送过程为红外对管检测模块将信号传给单片机，单片机将信号处理，并进行人数显示、控制教室电灯。处理后的

13、信号经串口发送给蓝牙发射模块发射出去。（2） 蓝牙接收过程为蓝牙适配器接收蓝牙接收信号，将信号通过串口传给PC机，通过串口调试助手显示出来。PC可以通过串口调试助手给单片机发送指令，控制数据的获取。四、 调试环境：1. Keil uvision4嵌入式软件开发、仿真平台2. 使软件开发者可以相应客户端请求，动态生成HTML、XML等web网页的技术标准。（1） 新浪云平台 （SAE）；（2） MySQL开源型关系型数据库管理系统；（3） JavaServerPages（JSP）；3. 硬件模块：（1） 发送模块：由红外对管采集模块、单片机控制模块、蓝牙发送模块、显示模块和电源模块等组成；（2）

14、 接收模块：由蓝牙接收模块、PC控制、串口调试模块等组成。五、 流程图设计研究设计进度安排1.2015.5-2015.8 完成对数电模电单片机等基础知识的整体学习；2.2015.9-2015.11完成电路图的初步绘制，单片机最小模块的焊接以及人数统计程序部分的汇编、预调试；3.2015.11-2016.1完成对传感器模块的焊制，以及传感器程序的最终调试；4.2016.2-2016.3完成对室内线路的分析，并完成对演示模型的制作，完成整体程序调试。5.2016.4 完善细节，结题。重点难点基础功能与实施：1.人数统计： （1）对C语言的延展性运用； （2）综合运用多种传感器，与环境相适应，实现精

15、确控制的精准性； （3）由于实际操作中所面临问题的多样性，需要程序对时间的掌控更精确；2.智能断路： （1）新型断路设备的改进与使用； （2）51型单片机的使用，用到80%左右的引脚， 最大程度运用已有微控制器；3.实际运用： （1）运用焊接技术搭建模型； （2）将抽象的电路图与实际相结合，引入更高级的电路知识。创新之处1.对电路系统的智能唤醒；2.室内所有用电器件的自动控制；3.唤醒与关闭器件不同；4.采用人体红外感应设备，对室内人员数量进行智能检测；5.对室内人数的统计普及上较难适应一些特定情况；6.智能断电的基础上保证人工断电的实施，较复杂电路图的构建；7.出于实用性考虑，要与已有的室内线路做比较，得出最优结果。研究基础（与本项目有关的研究工作积累或相关课程经验积累）预期研究成果及其展现形式1、论文发表 2、申请到专利（或获得专利申请号）3、调查报告 4、制作出实物（制作、发明、程序等） 5、专业论文 6、其他形式 （请注明）申请经费及开支预算申请金额（元）经费计算理由及依据支出项目金额依据指导老师意见指导教师（签字）：年  月  日评审意见学院评审意见 批准立项 不批准立项评审未通过原因：1选题不当；2课题论证不充分；3课题组力量不强或分工不当； 4资料准备不够；5不具备完成本课题所需的其他条件；6经过