创新项目申报书模板

院 系：

电子信息工程学院

项目名称：

智能台灯

项目类型：

■ 创新训练项目

□ 创业训练项目

□ 创业实践项目

负 责 人：

宋腾

指导教师：

项目名称

智能台灯

项目起止时间

2016 年 4 月 至 2017 年 4 月

负责人

姓 名

学号

所在院系年级专业

手机

E-mail

宋腾

P2*******

通信工程

181********

460434908@qq.com

项目组成员

朱宏武

P21414067

通信工程

188********

1291089647@qq.com

李振坤

P2*******

通信工程

181********

674758030@qq.com

指导教师

姓 名

职务/职称

所在单位

手 机

E-mail

一、项目简介（300字左右）

社会在不断进步，人类在不断追求，市场在不断变化，高科技应用含量决定着产品发展的新趋势和前景，智能化技术在电子产品领域的应用意义深远。随着电子产品的快速发展，家用电器也越来越偏向智能化，已经应用于实际中的有智能洗衣机，智能电饭锅，智能电磁炉等，而所用的智能化家用电器都用一个共同的特点，都是利用单片机作为中央控制单元。结合了单片机的智能家用电器和普通家用电器相比，功能上更强，使用更方便，安全可靠性也更高，最重要的是更节省电能，提高了家用电器的品质。 

家用电器因为单片机的加入而走向智能化，并且随着人们生活水平的提高日益走向平民化，我们的生活也随着家用用电器的发展越来越方便、舒适。随着家用电器的发展，作为家用电器当中的小台灯也要顺应科技的发展步伐走向智能化。虽然按键式的台灯还是台灯市场的主体。但是，随着现代电子技术的发展和人们的需求变化，传统的台灯已经感受到产品更新换代的威胁。与其他的智能化家用电器一样，智能化台灯有许多普通按键台灯所无法比及的优势，智能化台灯一方面可以更节省电能，有利于环保，另一方面可以纠正使用者的坐姿，预防脊椎变形和眼睛近视。同时，智能台灯在黑暗的时候自动开关灯的功能也让使用者使用起来更方便，省去黑暗摸灯的麻烦。智能型电器产品由于它们的巨大优势将渐渐进入人们的生活中。基于以上背景，我们提出了基于单片机控制的红外智能台灯的设计。 

2、申请理由（包括自身/团队具备的知识条件、特长、兴趣等）

宋腾：项目负责人，电子信息工程学院通信工程专业大二学生。热爱钻研电子专业知识，经常拆解一些家用电子设备进行研究。熟悉C语言编程，了解HTML语言，目前已掌握STC单片机操作，能熟练操作VC，Proteus等软件。

李振坤：团队主要成员，电子信息工程学院通信工程专业大二学生。专业理论基础扎实，有着很强的C程序编写能力，并自学VB编程语言。为人和善，善于与人沟通，动手能力强，执行效率高。目前，掌握C语言，电路分析知识，精通模拟电路、数字电路知识。 

朱宏武：团队主要成员，电子信息工程学院通信工程专业大二学生思维敏捷，头脑灵活，有一定的通信专业技能，在电路设计方面有较高能力，能对所设计的电路进行预期的功能检测，善于发现，总结，有一定的创新意识与团队协作能力

   团队成员均对电路知识具有一定研究兴趣，成员自身具有较好的自学能力，一直希望能得到一个动手实践的机会。此次创新实验项目是一次能够动手、将自身理论付诸实践的绝佳机会，本队成员不想错过此次展示自己、锻炼自己、提升自己的机会。

三、项目方案

（1）所设计的智能台灯主要有三项功能：第一，当人体在台灯的范围内且光强较弱时，自动感应开灯；第二，当人体太靠近桌面时，台灯自动感应，警告纠正坐姿，若在一定时间内未离开桌面则自动熄灭；第三，当人离开时则自动关灯，达到节约能源的目的。

（2）通过对系统功能的定义，可以将基于单片机控制的红外智能台灯系统采用人体热释电红外线传感器RE200B作为感应人体红外线的测量器件，它与光敏电阻以及传感信号处理集成电路芯片BISS0001构成传感器及信号处理部分。DAC0832数模转换芯片作为灯光控制电路的一部分实现由数字量到模拟量的转换。74LS138 3-8线译码器芯片、DAC0832数模转换芯片、LM324运算放大器共同组成灯光控制电路。整个系统控制由AT89S51单片机为核心构成。

（3）据系统功能要求，完成设计任务所需的系统硬件结构框图如下图所示：

（4）本系统组成如上图所示，主要有以下基本部分组成： 

1） 以RE200B、BISS0001及光敏电阻组成的传感器及信号处理部分：监测人体辐射红外信号及光强信号经过处理后变成可处理的数字信号； 

2） 以AT89S51为核心组成的中央处理单元：处理信号并发出控制命令； 

3） 以74LS138、DAC0832及LM324组成的提醒电路和灯光控制电路：给出提醒信号并根据AT89S51给出的命令控制灯光。

（5）功能模块分析

1） 中央控制单元 

在本系统中，中央控制单元居于非常重要的地位。它是整个系统的中枢，系统运行所需的每个操作指令都要由其发出。它一方面控制着传感器及信号处理部分对外部环境进行实时监测，另一方面也控制着提醒电路和灯光控制电路工作。从而使整个系统进行正常的运转和工作。 

针对以上分析本系统主控模块中的单片机芯片采用了AT89S52芯片，AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元[1]。此芯片功能强大，能够完全满足系统运行的需求。

2）信号处理单元 

传感器及信号处理部分对系统正常工作起着重要的作用。本本系统中采用RE200B作为实时监测人体辐射红外信号的传感器，采用光敏电阻作为监测光强信号的传感器。外部环境实时监测信号经传感信号处理集成电路芯片BISS0001处理后变成可处理的数字信号，交中央控制单元分析处理。 

  传感器实时监测的信号为模拟信号，并不能直接被中央控制单元的单片机所识别这就需要在系统中添加一个能将传感器模拟信号变为数字信号的电路。BISS0001就是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路。它配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关。它能将传感器的模拟信号迅速准确的转变为数字信号为单片机的正确控制起到很好的保证。

3）灯光控制电路和报警电路 

   灯光控制电路及报警电路作为本系统的功能具体体现的重要模块实现对台灯灯光的控制以及防止过于靠近台灯报警的功能。74LS138、DAC0832及LM324组成的提醒电路和灯光控制电路：给出提醒信号并根据AT89S51给出的命令控制灯光。3—8线译码器74LS138和数模转换芯片DAC0832实现灯光慢慢变亮（暗）的过程。LM324芯片作为放大器实现台灯的正常工作。

四、项目特色与创新

目前市场上出售的调光台灯多为手动式，即根据使用者的需要，用手转动调光旋钮，改变台灯的亮度，虽然有节约用电的作用，但无防近视功能。为使中、小学生在灯下看书或做作业时，不能离灯过近，若超过规定(即调定)的距离，灯光便自动变暗乃至熄灭，而离开规定距离，灯光则自动变亮，我们设计了一种智能台灯。它可以在使用者看书写字姿势不正确或者距离台灯太近的时候，灯光会慢慢变暗提醒你纠正，直到你坐姿完全正确为止。从而使你养成良好的读书写字姿势，保护好视力防止近视眼，这个功能都是台灯根据人体探测电路的输出信号来控制，如果晚上工作学习太累不小心趴在台灯下睡着了，台灯的传感器检测到你距离光源太近，经提醒电路暗灯提醒未离开则在单片机程序控制下自动熄灭台灯，同时起到了省电的作用。

五、项目进度安排

、2016年4月—2016年6月：开始着手研究设计产品具体功能，对所需材料及其成本等进行估算，完成项目策划书的编写。

2、2016年7月：开始选购项目所需材料，进入项目实施准备阶段。

3、2016年8月—2016年9月：开始正式实施项目，团队全身心投入项目的实行。

4、2016年10月—2016年12月：对产品进行实验，收集、获取实验数据，排查产品存在的问题，确保产品能够正常、安全的进行工作。

5、2017年2月—2017年4月：准备项目的成果的分析、撰写总结报告。如有必要，同时准备学术论文发表、专利申请工作。

六、项目经费使用计划

调研、差旅费：           3500元 

论文版面费：            1500元 

设施设备费：            6000元 

办公用品费：            1000元 

实验耗材费：            2000元 

图书资料费：            1000元 

打印复印费 ：           1000元 

验收鉴定费：            1500元 

设备租赁及代加工费 ：    2500元 

费用总计：             20000元

七、项目预期成果

本课题在立项后一年进行研究结题，研究成果主要以实物形式展现。产品能够实现预期的基本功能，并且控制低成本，高安全性，确保能应用于实际生产生活。

八、项目诚信承诺

本项目负责人和全体成员慎重承诺，该项目不抄袭他人成果，不弄虚作假，先诚实做人，再诚信做学问和研究，按项目进度保质保量完成各项任务。

项目负责人签名： 项目组成员签名：

年 月 日 年 月 日

指导教师意见：

签 名：

年 月 日

院系意见：

签名盖章：

年 月 日

学校意见：

签名盖章：

年 月 日