衡阳师范学院大学生研究性学习和创新性实验计划项目 (1)12页

衡阳师范学院大学生研究性学习和创新性实验计划项目申请书项目名称家用煤气智能监控系统项目负责人郑哲贤所在教学部门物理与电子信息科学系年级、专业2009级电子信息科学与技术专业联系电话15211462557电子邮箱zhengzhe@yahoo.cn指导教师许兵填表日期2010-5-6衡阳师范学院制二0一0年四月12 填写说明一、本表要按顺序逐项填写，内容要实事求是，表达要明确、严谨。空缺项要填“无”。要求一律用A4纸双面打印，于左侧装订成册。二、申请参加衡阳师范学院“大学生研究性学习和创新性实验计划”项目团队人数不得超过5人（1人为项目负责人，参与合作研究者1--4人），个人申报项目只需填写“负责人”相关信息，项目运行周期一般为1-3年。三、表中第一至第八项可依据内容多少适当调整高度。四、如填表有不明事宜，请致电咨询。（联系电话：8484955）12 项目名称家用煤气智能监控系统拟申请经费5000元起止时间年月至年月负责人姓名年级所在系、专业联系电话E-mail签字参加成员指导教师情况姓名许兵职称讲师学历/学位硕士研究生讲授课程模拟电路、数字电路、汇编语言、单片机原理、C语言主要科学研究工作简历时间项目名称获奖情况2009-2011基于ARM的图像监控系统的设计与实现所在院（系）物理与电子信息科学系E-mail电话12 一、申请理由（包括项目前期基础及项目成员具备的知识、兴趣、已取得的成绩及相关科研经历等）项目负责人担任班长，学习成绩优秀，理论基础扎实，动手能力强，富有创新精神，具有较强的团队组织管理能力。曾参加学院普通话暨口语艺术大赛并获得三等奖及优秀组织奖，2010年度被评为物理与电子信息科学系优秀学生干部。项目组成员专业理论基础扎实，学习成绩优秀，自学能力较强，团队协作意识强，对程序的设计与开发工作有浓厚的兴趣，有较强的科研创新潜力，具备了一定的开发设计能力和项目实施的基本条件。其中，李曼玲同学2010年度被评为学院优秀团支书，陈可可同学2009年参加学院举办的普通话暨口语艺术大赛并荣获三等奖及优秀组织奖。指导老师长期从事电子技术的理论与实验教学，具有丰富的理论知识和实践经验，非常熟悉本领域的国内外研究动态，发表了EI检索的科研论文1篇，曾主持衡阳师范学院科学基金青年项目1项，参与企业技改项目3项，积累了丰富的项目经验，能为本项目的开展提供有力的支持。12 二、选题依据（包括项目的学术价值、应用价值、国内外研究现状分析）近年来，随着经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，燃气行业发展迅猛，液化气、天然气、焦炉煤气等城市燃气作为清洁能源已在国家机关、餐饮业等得到广泛应用。由于煤气泄漏所引发的爆炸、中毒和火灾事故不断发生，为了减少并杜绝因煤气泄漏而发生的事故，因此本项目研发了一款家用煤气智能监控系统。在国内，济南瑞安仪表有限公司RBK煤气报警器，声光报警主备电动转化各通道故障自动诊断检测精度高，抗干扰能力强；济南万杰翔电子有限公司一氧化碳气体报警器采用四总线信号传输总线制通讯，抗RFI/EMI干扰。可实时显示气体浓度和时间，具有自动校准，自动跟踪传感器老化状况，三级报警，故障自动监测功能等功能；盐城市吉华电子有限公司一氧化碳报警仪CGD-1-ACO使用操作简便，声光报警，报警点可调，性能稳定可靠。在国外，美国英思科ISCT40-CO一氧化碳报警器,可持续显示CO或H2S浓度,高低浓度声、光、振动报警；Drager德尔格Pac1000-CO一氧化碳报警器，它适用于短期使用，该仪器可以检测环境空气中的一氧化碳，硫化氢或氧气的浓度并及时报警。英国迪泰克SEN168一氧化碳检测仪两级，三重警报（声、光，振动），警报声90分贝，带有简单的自动校准程序，减小测量误差。尽管国内外市场上存在大量的煤气报警器，但传统报警器报警方式单一、没有安全的煤气泄露防范措施，且价格昂贵、测量精度低、稳定性差，不能对煤气进行定量和多区域的监测。本项目旨在设计一款家用煤气智能监控系统，能通过声光、给业主拨打电话、发送短信等多种方式报警，大大提高了报警率。此外，该项目还具有多点检测功能和安全的防煤气泄漏措施，不仅稳定性高，还有着极高的安全可靠性，为人们的安全生活提供了保障。12 三、研究方案（包括研究目标、研究内容、研究方法、实验方案、技术路线、可行性分析等）（1）研究目标本项目旨在设计一款家用煤气智能监控系统，当一氧化碳浓度达到或超过50ppm时，该系统发出指令，自动关闭煤气管道阀门，打开风扇排气,同时发出声光报警，在一秒钟之内向业主发送报警短信并拨打预先设计好的报警电话。（2）研究内容①硬件平台的设计，包括主控电路、煤气管道阀门自动关闭电路、声光自动报警和报警数据发送电路、排风扇控制电路。②软件平台设计的设计与实现，包括信号采集模块、开关控制程序、报警程序。12 （3）研究方法与技术路线①查阅相关资料，广泛获取与煤气探测器有关的内容，了解国内外煤气探测器研究与应用现状，提出系统的整体设计方案。②计算机仿真。系统的硬、软件采用模块化的设计思想，利用proteus等计算机仿真软件，分模块进行仿真实验，检验系统在理想情况下的控制效果，针对可能出现的问题，修改和完善设计方法。③实物实验。制作电路板，进行实物实验。根据本设计的需求，选取实际的应用对象，检验智能监控系统的效果，并针对实验中出现的问题，进一步完善监控系统的各项性能指标。（4）实验方案根据市场调查、已有文献资料的进一步总结→系统需求分析→体系结构设计→硬、软件的设计（模块化的设计方法）→系统集成、调试、优化与改进。（5）可行性分析项目组成员理论基础扎实、动手能力强，成员间有共同工作的经历，团队合作意识强，具备了项目顺利开展的基本条件。指导老师从事过多年的项目开发，积累了丰富的实践经验，具有扎实的研究基础，为项目的顺利开展提供了强有力的支持。物理与电子信息科学系相关仪器设备齐全，学校高度重视，并能够提供资金、审阅、指导等方面的有力支持。四、项目的创新点、特色和解决的关键技术（1）创新点和特色12 本项目设计的家用煤气智能监控系统性价比高。该系统对煤气检测精度高，且能通过声光报警和自动拨号报警的方式提高报警率，此外还能通过自动关闭电磁阀门和开启排风扇有效地控制了煤气的泄露。（2）解决的关键技术①煤气浓度检测算法的实现。②煤气管道阀门自动关闭电路的设计。12 五、项目进度安排（查阅资料、选题、自主设计项目研究方案、开题报告、实验研究、数据统计、处理与分析、研制开发、填写结题表、撰写研究论文和总结报告、参加结题答辩和成果推广等）2010年9月——2011年1月，通过阅读大量相关资料文献，整合有用资源，提出系统的整体设计方案。2011年2月——2011年7月，系统硬件平台的设计与软件仿真，进一步改进系统的性能指标。2011年8月——2012年2月，智能软件的设计与系统硬、软件联调，制作样品并选取实际的监控对象，进行性能指标的测试，进一步完善系统的功能。最后设计产品的外观。2012年3月——2012年6月，发表论文，准备结题工作，同时申请专利。六、拟利用资源（科研教学设施、仪器设备、资料等）物理与电子信息系的实验室具备与项目相关的齐全的调试仪器和充足常用实验器材如高性能计算机、Proteus仿真软件、单片机实验系统、GSM模块等。通过图书馆、系资料室、中国知网和搜索引擎可获得丰富技术资料。这些均为项目的顺利完成打下了基础。七、经费使用计划序号支持项目金额（元）1设备费25002能源、材料费10003试验外协费50012 4差旅费3005会议费2006管理费3007其他相关费200合计5000八、项目预期成果（研究论文、设计、调研报告、申请专利、开发软件、研制产品、项目鉴定等）①提供可操作性的家用煤气智能监控系统设计步骤、电路图、结构图、电子元件清单及其样机一套。②发表科研论文至少1篇。③申请专利至少1项。12 九、项目诚信承诺本项目全体成员慎重承诺，该项目研究将遵守学校有关规定，恪守学术规范，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，按项目研究进度保质保量完成各项研究任务。如有违规行为，愿承担一切责任，接受学校的处理。项目组成员签名：年月日十、指导教师意见：（从项目学术性、创新性、可行性、研究性、可操作性和成效性加以评价）签名：年月日十一、系部意见：系主任签名：系部盖章：年月日12 十二、学院主管部门意见：负责人签名：（盖章）年月日12