新概念PPT控制筆申報(bào)書

1、附件1：序號(hào)： 編碼： 第八屆“挑戰(zhàn)杯”鄭州大學(xué)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽作 品 申 報(bào) 書 作品名稱： 新概念PPT控制筆 院系名稱： 電氣工程學(xué)院 個(gè)人申報(bào)者姓名（集 體 名 稱）： FUTURE 類別：科技制作 自然科學(xué)類學(xué)術(shù)論文 哲學(xué)社會(huì)科學(xué)類社會(huì)調(diào)查報(bào)告和學(xué)術(shù)論文 科技制作 小發(fā)明創(chuàng)造說 明1申報(bào)者應(yīng)在認(rèn)真閱讀此說明各項(xiàng)內(nèi)容后按要求詳細(xì)填寫。2申報(bào)者在填寫申報(bào)作品情況時(shí)只需根據(jù)個(gè)人項(xiàng)目或集體項(xiàng)目填寫A1或A2表，根據(jù)作品類別（自然科學(xué)類學(xué)術(shù)論文、哲學(xué)社會(huì)科學(xué)類社會(huì)調(diào)查報(bào)告和學(xué)術(shù)論文、科技制作和小發(fā)明創(chuàng)造）分別填寫B(tài)1、B2或B3表。所有申報(bào)者可根據(jù)情況填寫C表。3表內(nèi)項(xiàng)目填寫時(shí)一律打

2、印或用鋼筆填寫（字跡端正），此申報(bào)書可復(fù)制。4序號(hào)和編碼由第八屆“挑戰(zhàn)杯” 鄭州大學(xué)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽組委會(huì)填寫。5學(xué)術(shù)論文、社會(huì)調(diào)查報(bào)告及所附的有關(guān)材料必須是中文（若是外文，請(qǐng)附中文本），請(qǐng)以4號(hào)仿宋體打印在A4紙上，附于申報(bào)書后；學(xué)術(shù)論文及有關(guān)材料在8000字以內(nèi)，社會(huì)調(diào)查報(bào)告在15000字以內(nèi)（文章版面尺寸16×25cm左右）。6科技制作、小發(fā)明創(chuàng)造類作品要有1000字以內(nèi)的作品說明，并附相關(guān)的研究報(bào)告、圖表、曲線、試驗(yàn)數(shù)據(jù)、原理結(jié)構(gòu)圖、外觀圖（照片）、鑒定證書和應(yīng)用證書等，打印或粘貼到申報(bào)書后。7各院系通過初評(píng)的作品各一式兩份在規(guī)定時(shí)間內(nèi)報(bào)第八屆“挑戰(zhàn)杯” 鄭州大學(xué)競(jìng)

3、賽指導(dǎo)委員會(huì)辦公室（校團(tuán)委綜合辦公室）。8作品申報(bào)書由各院（系）統(tǒng)一報(bào)送，同時(shí)報(bào)送電子版。B3申報(bào)作品情況（科技制作和小發(fā)明創(chuàng)造）說明：1必須由申報(bào)者本人填寫； 2本表必須附有研究報(bào)告，并提供圖表、曲線、試驗(yàn)數(shù)據(jù)、原理結(jié)構(gòu)圖、外觀圖（照片），也可附鑒定證書和應(yīng)用證書； 3作品分類請(qǐng)按照作品發(fā)明點(diǎn)或創(chuàng)新點(diǎn)所在類別填報(bào)。作品全稱新概念PPT控制筆作品分類（ A ）A機(jī)械與控制（包括機(jī)械、儀器儀表、自動(dòng)化控制、工程、交通、建筑等） B信息技術(shù) （包括計(jì)算機(jī)、電信、通訊、電子等） C數(shù) 理 （包括數(shù)學(xué)、物理、地球與空間科學(xué)等）D生命科學(xué) （包括生物、農(nóng)學(xué)、藥學(xué)、醫(yī)學(xué)、健康、衛(wèi)生、食品等）E能源化工 （

4、包括能源、材料、石油、化學(xué)、化工、生態(tài)、環(huán)保等）作品設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路生活中，無論是公司會(huì)議、演講演示還是教師授課都活躍著PPT這一軟件的身影，而市場(chǎng)上也已充斥著一大批能夠控制PPT的器材。在實(shí)際操作中，使用者往往需要在屏幕上進(jìn)行涂寫標(biāo)注，然而工作臺(tái)卻極大地局限了使用者的操作，而且傳統(tǒng)的控制器材功能單一，使用不便，很難涉及到這一方面。如果有一種產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)在PPT上“空中書寫”，甚至進(jìn)行一些“姿態(tài)控制”，那該給使用者帶來多少便利啊！基于這一目的，我們?cè)O(shè)計(jì)了“新概念PPT控制筆”?；舅悸啡缦拢和ㄟ^6軸運(yùn)動(dòng)處理傳感器MPU6050進(jìn)行空間運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)采集，該傳感器能夠通過自身集成的3軸ME

5、MS陀螺儀，3軸 MEMS加速度計(jì)精確地獲得控制器的3軸角速度；通過歐拉角和四元數(shù)融和演算，得到橫滾角，航偏角，俯仰角，這一組數(shù)據(jù)通過單片射頻收發(fā)器件NRF24l01發(fā)送給接收板；最后接收板將數(shù)據(jù)通過PDIUSBD12按照既定的鍵鼠通訊協(xié)議傳送給PC，并調(diào)用畫筆功能，從而實(shí)現(xiàn)“空中書寫”。同時(shí)，利用MPU6050芯片強(qiáng)大的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集功能，實(shí)時(shí)收集不同的運(yùn)動(dòng)手勢(shì)所得到的數(shù)據(jù)。利用已有的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算分析，就能調(diào)用不同的PPT操作功能，這便是“姿態(tài)控制”。創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)該產(chǎn)品有如下創(chuàng)新點(diǎn)：1. 特定姿態(tài)控制調(diào)用相應(yīng)快捷功能。通過一鍵姿態(tài)控制，搜集姿態(tài)信息，進(jìn)行多種快捷功能的調(diào)

6、用，并實(shí)現(xiàn)PPT演示中人機(jī)無障礙交流的效果。2. 空中書寫。通過追蹤PPT控制筆在空中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)空中書寫，為使用者授課，演講提供方便的標(biāo)注功能。技術(shù)難點(diǎn)與技術(shù)關(guān)鍵：1. 實(shí)際操作中控制器對(duì)軌跡追蹤的靈敏度，姿態(tài)判定的可靠性。2. 單片機(jī)與NRF24L01組成的無線通訊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。3. 單片機(jī)按照USB協(xié)議與操作系統(tǒng)通訊的設(shè)計(jì)。主要技術(shù)性能指標(biāo)：1. 產(chǎn)品滿足使用者的握持習(xí)慣，外形美觀。2. 可控?zé)o線通訊距離不小于50米。3. 運(yùn)動(dòng)處理傳感器MPU6050對(duì)軌跡追蹤的準(zhǔn)確度與靈敏度。4. 基于USB1.0/2.0/3.0通訊協(xié)議與操作系統(tǒng)交流時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。作品的科學(xué)性先進(jìn)性（必須說

7、明與現(xiàn)有技術(shù)相比、該作品是否具有突出的實(shí)質(zhì)性技術(shù)特點(diǎn)和顯著進(jìn)步。請(qǐng)?zhí)峁┘夹g(shù)性分析說明和參考文獻(xiàn)資料）作品的科學(xué)性先進(jìn)性：1. 通訊按照既定的USB協(xié)議進(jìn)行，對(duì)操作系統(tǒng)適用性強(qiáng)，且方便快捷實(shí)用，便于推廣。2. 無線通訊模塊NRF24L01通訊距離在百米以上（無其他干擾），可通訊范圍廣，能夠解放控制臺(tái)對(duì)操作者的束縛。與此同時(shí)，NRF24L01功耗低，在以-6 dBm的功率發(fā)射時(shí)，工作電流也只有9 mA;接收時(shí)，工作電流只有12.3 mA，多種低功率工作模式（掉電模式和空閑模式）使節(jié)能設(shè)計(jì)更方便。3. 以六軸運(yùn)動(dòng)傳感器MPU6050為主的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集能力強(qiáng)，精度高。MPU605芯片集成

8、3軸MEMS陀螺儀，3軸MEMS加速度計(jì)，以及一個(gè)可拓展的數(shù)字運(yùn)動(dòng)處理器DMP,可通過I2C通信協(xié)議傳輸原始數(shù)據(jù)。陀螺儀可測(cè)范圍±500°/秒，加速度計(jì)可測(cè)范圍為±8g(最高可達(dá)到±16g)。4. 響應(yīng)速度快，對(duì)操作者的手勢(shì)操作能迅速給出響應(yīng)。5. 無需各種軟硬件支持，即取即用，方便高效。參考文獻(xiàn)：1黃真，李艷文，高峰.空間運(yùn)動(dòng)構(gòu)件姿態(tài)的歐拉角表示.機(jī)械設(shè)計(jì)與研究;2002.08.2張振友，李明，田應(yīng)仲.物體空間姿態(tài)的實(shí)時(shí)測(cè)量方法研究.機(jī)械設(shè)計(jì)與研究；2008.103宋鵬.嵌入式系統(tǒng)中USB接口技術(shù)應(yīng)用研究與開發(fā).計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2005.04;作品在

9、何時(shí)、何地、何種機(jī)構(gòu)舉行的評(píng)審、鑒定、評(píng)比、展示等活動(dòng)中獲獎(jiǎng)及鑒定結(jié)果作品所處階 段（ ）A實(shí)驗(yàn)室階段 B中試階段 C生產(chǎn)階段D （自填）技術(shù)轉(zhuǎn)讓方 式作品可展示的 形 式 實(shí)物、產(chǎn)品 模型 圖紙 磁盤 現(xiàn)場(chǎng)演示 圖片 錄像 樣品使用說明及該作品的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，提供該作品的適應(yīng)范圍及推廣前景的技術(shù)性說明及市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè) 在功能上，這款控制筆除了能夠?qū)崿F(xiàn)翻頁控制外，它最突出的功能就是“隔空書寫”和“姿態(tài)控制”。使用時(shí)，通過開啟“畫筆功能鍵”即可調(diào)用畫筆功能，隨后使用者手中筆的運(yùn)動(dòng)軌跡就能反映在PPT中進(jìn)行圈點(diǎn)批注等，從而實(shí)現(xiàn)“隔空書寫”；而“姿態(tài)控制”，則是在開啟該筆的姿態(tài)控制功能之后

10、，對(duì)控制筆發(fā)出一定的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)進(jìn)入/退出全屏、清屏等控制功能。 這款新產(chǎn)品不僅繼承了傳統(tǒng)產(chǎn)品的功能和優(yōu)勢(shì)，又彌補(bǔ)了傳統(tǒng)產(chǎn)品功能單一、對(duì)控制臺(tái)依賴性強(qiáng)的弊端。而“空中書寫”、“姿態(tài)控制”功能的實(shí)現(xiàn)將進(jìn)一步解放操作者，使之在完全脫離控制臺(tái)之后，更揮灑自如。傳統(tǒng)PPT控制器已比較普及，但它目前的不足更為我們的新產(chǎn)品提供了廣闊的產(chǎn)品市場(chǎng)；尤其是在需要PPT控制的場(chǎng)合，這款產(chǎn)品的功能將發(fā)揮的更加出色，為使用者提供最優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品體驗(yàn)。專利申報(bào)情 況提出專利申報(bào) 申報(bào)號(hào) 申報(bào)日期 年 月 日已獲專利權(quán)批準(zhǔn) 批準(zhǔn)號(hào) 批準(zhǔn)日期 年 月 日 未提出專利申請(qǐng)C.當(dāng)前國(guó)內(nèi)外同類課題研究水平概述 說明：1.申報(bào)者可根據(jù)作

11、品類別和情況填寫； 2.填寫此欄有助于評(píng)審。 對(duì)于本團(tuán)隊(duì)所研究的課題，我們進(jìn)行了相關(guān)的調(diào)查分析： 目前，市場(chǎng)上存在的PPT控制器品牌眾多，但功能單一且質(zhì)量參差不齊，給使用者帶來了諸多不便。另外還有一種被稱作空中鼠標(biāo)的產(chǎn)品；雖集成了無線鼠標(biāo)的功能，但從功能上講，它仍然只是一個(gè)無線鼠標(biāo)，而非PPT控制的專用工具。而市場(chǎng)上能實(shí)現(xiàn)書寫的PPT書寫設(shè)備，主要是“交互式電子白板”；確切地說，在使用該產(chǎn)品實(shí)際操作時(shí)，它就相當(dāng)于一塊面積特別大的手寫板；而且使用不便，需要其它軟硬件支持，價(jià)格不菲。 經(jīng)本團(tuán)隊(duì)的調(diào)查我們得出以下結(jié)論，市場(chǎng)上現(xiàn)有的PPT控制產(chǎn)品或功能單一，或需要其他軟硬件支持，不適合推廣為專用的PP

12、T控制類產(chǎn)品；但就其它方面而言，這些產(chǎn)品除了在技術(shù)和功能上給本團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)與研究提供了豐富的參考外，也為我們?cè)谄湓δ苌?jí)以及新功能的加入方面提供了一些借鑒和學(xué)習(xí)！D.推薦者情況及對(duì)作品的說明說明：1由推薦者本人填寫；2推薦者必須具有高級(jí)專業(yè)技術(shù)職稱，并是與申報(bào)作品相同或相關(guān)領(lǐng)域的專家學(xué)者或?qū)I(yè)技術(shù)人員（教研組集體推薦亦可）；3推薦者填寫此部分，即視為同意推薦；4推薦者所在單位簽章僅被視為對(duì)推薦者身份的確認(rèn)。推薦者情況姓 名性別年齡職稱工作單位通訊地址郵編單位電話住宅電話手機(jī)推薦者所在單位簽章 （簽章） 年 月 日請(qǐng)對(duì)申報(bào)者申報(bào)情況的真實(shí)性作出闡述請(qǐng)對(duì)作品的意義、技術(shù)水平、適用范圍及推廣前景作出

13、您的評(píng)價(jià)其它說明推薦者情況姓 名性別年齡職稱工作單位通訊地址郵編單位電話住宅電話手機(jī)推薦者所在單位簽章 （簽章） 年 月 日請(qǐng)對(duì)申報(bào)者申報(bào)情況的真實(shí)性作出闡述 請(qǐng)對(duì)作品的意義、技術(shù)水平、適用范圍及推廣前景作出您的評(píng)價(jià)其它說明F科技制作和小發(fā)明創(chuàng)造類作品說明（附件）打印或粘貼處附件1：新概念PPT控制筆工作報(bào)告（P14-P18）附件2：新概念PPT控制筆技術(shù)報(bào)告(P19-P35)附件3：新概念PPT控制筆調(diào)試報(bào)告(P36-P41)附件4：新概念PPT控制筆效益分析(P42-P47)附件5：新概念PPT控制筆圖片說明(P48-P55)附件6：新概念PPT控制關(guān)鍵算法數(shù)學(xué)原理闡述（P56P62）14

14、附件1：新概念PPT控制筆工 作 報(bào) 告新概念PPT控制筆工作報(bào)告1、 產(chǎn)品研究的背景自上世紀(jì)九十年代早期開始，由Microsoft開發(fā)的PowerPoint辦公工具便風(fēng)靡至今。自此之后，各式各樣的PPT輔助類控制產(chǎn)品也層出不窮。無論是商務(wù)會(huì)議、演講演示，還是教師授課，無一例外都閃爍著PPT控制筆的身影。誠(chéng)然，諸如PPT之類的辦公型軟件的出現(xiàn)給人們的學(xué)習(xí)和工作帶來了極大地便利，而PPT控制筆的出現(xiàn)更是錦上添花，讓人們的使用更加便捷。因此，使用PPT控制筆也成為眾多用戶一個(gè)必要選擇。然而，從PPT控制類產(chǎn)品誕生至今，這十幾年來它的發(fā)展卻微乎其微:仍是那幾個(gè)簡(jiǎn)單的按鍵，仍是一個(gè)“激光燈”加“上/下

15、翻頁”這樣簡(jiǎn)單的功能組合；使得用戶在使用時(shí)對(duì)鼠標(biāo)及控制臺(tái)的依賴性太大，這樣的PPT控制類產(chǎn)品再難滿足用戶日益多元化的需求。一種能讓人們?cè)诳刂茣r(shí)完全脫離鼠標(biāo)束縛、在遠(yuǎn)距離之外仍操作自如、甚至能夠?qū)崿F(xiàn)“隔空書寫”、“姿態(tài)控制”等高級(jí)功能的PPT控制筆亟待出現(xiàn)，這也必將為用戶提供更完美的操作體驗(yàn)！。目前，此類產(chǎn)品的開發(fā)基本處于停滯狀態(tài)，大多數(shù)廠商滿足于現(xiàn)有的技術(shù)與控制器現(xiàn)有的功能。然而，用戶的需求決定了PPT控制類產(chǎn)品必須便捷化、智能化，才能為這一產(chǎn)品行業(yè)注入全新的生命力、用戶體驗(yàn)也才能做到極致。正基于此，我們?cè)O(shè)計(jì)并開發(fā)了具有“空中書寫”、“姿態(tài)控制”等功能的“新概念PPT控制筆”。2.產(chǎn)品研發(fā)的目

16、的與意義2.1產(chǎn)品研發(fā)的目的眾所周知，使用工具的最終目的在于解放人類勞動(dòng)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、增強(qiáng)人類認(rèn)識(shí)世界和改造世界的能力。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，未來將出現(xiàn)越來越多的工具方便人類的生活。本團(tuán)隊(duì)所開發(fā)的新概念PPT控制筆作為一種控制工具，具體來說，它的開發(fā)目的在于方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)辦公軟件的控制，解放人的肢體，使用戶的操作更自如便捷，力爭(zhēng)為用戶提供最有效率的學(xué)習(xí)工作平臺(tái)。2.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)目前國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域產(chǎn)品市場(chǎng)魚龍混雜，沒有具體的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；針對(duì)這一現(xiàn)狀和本團(tuán)隊(duì)的研發(fā)目的，我們對(duì)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品制定具體的要求與基本的標(biāo)準(zhǔn)：（1） 操作實(shí)用性：產(chǎn)品的操作者是用戶，只有將用戶的需求放在第一位，充分發(fā)揮產(chǎn)品的功用才

17、算完成了我們研發(fā)目的的第一步。而這一步其根本在于實(shí)用性。針對(duì)這一點(diǎn)，作為開發(fā)者的我們將盡可能多的集成常用的快捷功能，例如PPT上/下翻頁、全屏及退出、畫筆調(diào)用等，從而方便用戶的操作。（2） 產(chǎn)品的可靠性：可靠性包括對(duì)精度和耐用性能。只有精度高，產(chǎn)品才更好的滿足用戶的需求，只有耐用性強(qiáng)才能適合作為商品推廣。 （三）節(jié)能環(huán)保性：一個(gè)優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品不僅要有良好的產(chǎn)品體驗(yàn)，更要有長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展眼光?？茖W(xué)的發(fā)展要求我們，作為一個(gè)有責(zé)任的團(tuán)隊(duì)，我們開發(fā)的產(chǎn)品雖小，但所進(jìn)行的每一步操作都要充分考慮它與環(huán)境“可持續(xù)性”。這就要求我們，降低產(chǎn)品能耗，采用盡可能省耗的元器件；同時(shí)合理安排程序時(shí)序，優(yōu)化產(chǎn)品軟硬件設(shè)計(jì)。（3

18、） 兼容性：當(dāng)前各大系統(tǒng)平臺(tái)都有PPT軟件，解決好控制器與各平臺(tái)的兼容性是提高產(chǎn)品性能的重要一環(huán)。2.2產(chǎn)品研發(fā)的意義新概念PPT控制筆在功能上滿足絕大多數(shù)用戶最基本的使用需求，在此基礎(chǔ)上，其“隔空書寫”、“姿態(tài)控制”等功能更顯出眾。用戶可以在沒有鼠標(biāo)、鍵盤甚至在百米之外的情況下通過簡(jiǎn)單的手勢(shì)操作調(diào)取功能，完成操作。這種設(shè)計(jì)不僅使操作更簡(jiǎn)單，也更使用戶的操作過程變得揮灑自如，甚至使用戶的使用過程變得妙趣橫生、事半功倍。從當(dāng)前國(guó)內(nèi)外此類產(chǎn)品的發(fā)展現(xiàn)狀來看，本產(chǎn)品的出現(xiàn)勢(shì)必給此類行業(yè)注入新鮮血液，引發(fā)新一輪投資及創(chuàng)新熱潮。由于其采用的“姿態(tài)控制”尚未被廣泛應(yīng)用于控制器類產(chǎn)品，此產(chǎn)品的開發(fā)也將為控制

19、器類產(chǎn)品的開發(fā)提供新的參考，從而引發(fā)一系列新的技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品改進(jìn)熱潮。3.產(chǎn)品的研發(fā)情況項(xiàng)目確定之初，我們通過技術(shù)資料的收集及現(xiàn)有同類產(chǎn)品的對(duì)比，制定了詳細(xì)的方法標(biāo)準(zhǔn)和初步的研發(fā)方案。在進(jìn)行必要的市場(chǎng)調(diào)研、走訪大量用戶的過程中，我們虛心學(xué)習(xí)，積極探索，以客戶的需求為目標(biāo)，遵循可靠、穩(wěn)定、節(jié)能的原則，修訂產(chǎn)品研發(fā)方案，優(yōu)化產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，確定了主要的研發(fā)內(nèi)容。具體如下：（1） 姿態(tài)控制功能的實(shí)現(xiàn)。利用6軸運(yùn)動(dòng)處理傳感器MPU6050芯片強(qiáng)大的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)收集功能，采集不同的運(yùn)動(dòng)手勢(shì)所得到的數(shù)據(jù)；通過單片射頻收發(fā)器件NRF24l01發(fā)送給接收板，接收板將數(shù)據(jù)通過PDIUSBD12按照既定的鍵鼠通訊協(xié)議傳送給

20、PC，調(diào)用相應(yīng)姿態(tài)對(duì)應(yīng)的功能，最終實(shí)現(xiàn)“姿態(tài)控制”。（2） 空中書寫功能的實(shí)現(xiàn)。6軸運(yùn)動(dòng)處理傳感器MPU6050芯片數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)大，通過采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行歐拉角和四元數(shù)融和演算，得到橫滾角、航偏角、俯仰角，得到移動(dòng)軌跡并調(diào)用畫筆功能，追蹤并顯示軌跡，從而完成操作。（3） 集成必要的鍵盤操作。通過單片射頻收發(fā)器件NRF24l01按照既定的鍵鼠通訊協(xié)議，判定用戶操作所對(duì)應(yīng)的按鍵選項(xiàng)，調(diào)用相應(yīng)的功能。（4） 可靠性的提高。對(duì)應(yīng)于產(chǎn)品的功能，優(yōu)化程序設(shè)置、選取最適宜的功率配置，提高軌跡追蹤的靈敏度及精確度，使其在盡可能遠(yuǎn)的范圍內(nèi)傳輸最可靠的數(shù)據(jù)信息，滿足最基本的功能需求。（5） 后期優(yōu)化任務(wù)。產(chǎn)品研發(fā)

21、后期，在各項(xiàng)功能運(yùn)行穩(wěn)定的情況下，進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，主要包括節(jié)能性、程序優(yōu)化、硬件電路布置調(diào)整、外觀尺寸等方面的改善提高。4.研發(fā)進(jìn)程安排表序號(hào)研發(fā)內(nèi)容時(shí)間安排a關(guān)鍵技術(shù)研究與功能分析2014.62014.7b實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、樣機(jī)設(shè)計(jì)加工及分步調(diào)試2014.72014.9c樣機(jī)組裝與總體調(diào)試2014.102014.12d完善功能，針對(duì)所發(fā)現(xiàn)的問題優(yōu)化性能2015.1e產(chǎn)品最終定型，項(xiàng)目總結(jié)2015.219附件2：新概念PPT控制筆技術(shù)報(bào)告新概念PPT控制筆技術(shù)報(bào)告摘要：隨著多媒體的迅速普及，各種演講、授課中PPT的應(yīng)用已經(jīng)成為不可或缺的一部分。作為PPT的手持控制設(shè)備，新概念PPT控制筆擺脫了傳統(tǒng)控制筆

22、功能單一，使用不便，造成使用者對(duì)多媒體控制臺(tái)依賴性強(qiáng)的缺點(diǎn)。該控制筆采用姿態(tài)控制方便的調(diào)用演講，授課中所需的快捷功能，并且能夠?qū)崿F(xiàn)空中書寫，直接在PPT上圈寫標(biāo)注。這些功能的設(shè)置，開啟了PPT控制的一種全新體驗(yàn)，極大地方便了使用者。PPT控制筆的設(shè)計(jì)提出了一種低成本的解決方案，詳細(xì)的論述了系統(tǒng)的組成及實(shí)現(xiàn)原理?？刂贫瞬捎玫凸牡腟TC12C5A60S2作為主控微處理器，使用NRF24L01進(jìn)行無線通信，接收器使用PDIUSBD12進(jìn)行USB通訊。傳感器采用MPU6050芯片，配合卡爾曼濾波算法，姿態(tài)解算算法，姿態(tài)判定算法及歐拉公式，實(shí)現(xiàn)姿態(tài)控制和軌跡追蹤。具有成本低，可靠性高，使用方便，功能強(qiáng)

23、大的特點(diǎn)。并且程序后期可擴(kuò)展性強(qiáng)，可以提供豐富的人機(jī)交互功能。PPT控制筆最大的特點(diǎn)是采用全新的設(shè)計(jì)思路，改變了傳統(tǒng)控制筆的操作方式，采用姿態(tài)控制和軌跡追蹤，將會(huì)極大地方便使用者。一、新概念PPT控制筆系統(tǒng)的概述 新概念PPT控制筆是以傳統(tǒng)PPT控制筆為基礎(chǔ)，根據(jù)用戶已有的操作習(xí)慣，設(shè)計(jì)的更便捷的控制方式。該控制筆利用航空芯片的姿態(tài)解算技術(shù)，無線通信技術(shù)，USB協(xié)議等，實(shí)現(xiàn)了單筆控制PPT演講，授課常用功能，極大地方便了使用者。1、課題研究的目的及意義應(yīng)用新概念PPT控制筆，您可以通過相應(yīng)的姿態(tài)命令調(diào)用演講、授課過程中常用的快捷功能。既包括傳統(tǒng)的上下翻頁，全屏退出等，又包括創(chuàng)新的畫筆調(diào)用，實(shí)現(xiàn)

24、空中書寫，在演講、授課的過程中真正實(shí)現(xiàn)一筆控制，脫離多媒體控制臺(tái)的束縛。新概念PPT控制筆的無線傳輸范圍大于50米，這意味著您使用該控制筆演講的時(shí)候可以直接走進(jìn)聽眾，拉進(jìn)與聽眾之間的距離，真正融入演講中。 從目前多媒體的普及程度及PPT的使用情況來看，更全面更便捷的PPT控制方式將會(huì)很容易得到普及，并在演講中開啟一種全新的人機(jī)交互體驗(yàn)。2、 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要任務(wù) 本系統(tǒng)應(yīng)用STC12C5A60S2作為主控芯片，使用三軸加速度陀螺儀集成傳感器MPU6050采集姿態(tài)及運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，通過NRF24L01進(jìn)行無線通訊，用PDIUSBD12進(jìn)行USB通訊，從而構(gòu)建出了一個(gè)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的設(shè)計(jì)包括：系統(tǒng)硬件

25、的設(shè)計(jì)與調(diào)試和控制程序的編寫與調(diào)試。最終該系統(tǒng)應(yīng)具有以下功能：1、 產(chǎn)品滿足使用者的握持習(xí)慣，外形美觀。2、 可控?zé)o線通訊距離不小于50米。3、 基于USB2.0協(xié)議與操作系統(tǒng)通信，保證數(shù)據(jù)交互的可靠性及與多種操作系統(tǒng)的兼容性。4、 姿態(tài)控制命令的算法解算的可靠性，便于快捷調(diào)用功能。5、 軌跡追蹤傳感器捕捉的靈敏度，可以實(shí)現(xiàn)精確的空中書寫。6、 各模塊調(diào)用與休眠的切換判定，既保證實(shí)時(shí)的快速響應(yīng)，又能夠使控制筆的耗電量降到最低。7、 主程序的設(shè)定使控制筆的功能有很強(qiáng)的擴(kuò)展性。同時(shí)可以根據(jù)用戶操作習(xí)慣的不同定制相應(yīng)的功能。3、 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)新概念PPT控制筆的設(shè)計(jì)分為兩部分，分別為手持控制發(fā)射模

26、塊及在多媒體控制臺(tái)USB接收模塊。手持控制模塊主要由運(yùn)動(dòng)傳感器MPU6050芯片完成運(yùn)動(dòng)參數(shù)的采集，用單片機(jī)運(yùn)行姿態(tài)判定算法和軌跡追蹤算法完成數(shù)據(jù)處理，并進(jìn)一步進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸封裝，傳遞給NRF24L01進(jìn)行無線通訊。人工控制命令有對(duì)應(yīng)的按鍵啟動(dòng)。無線接收模塊由NRF24L01接收無線信號(hào)，傳送給單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)拆封處理，并按照USB通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換成操作系統(tǒng)通訊數(shù)據(jù)格式，交由PDIUSBD12進(jìn)行USB通訊，最終完成對(duì)操作系統(tǒng)及操作軟件的控制。圖1.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖1.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)3.1 硬件電路設(shè)計(jì) 3.1.1 MPU6050模塊MPU6050為全球首例整合性6軸運(yùn)動(dòng)處理組件，相較于多組件方案，免

27、除了組合陀螺儀與加速器時(shí)之軸間差的問題，減少了大量的包裝空間。MPU6050整合了3軸陀螺儀、3軸加速器，并含可藉由第二個(gè)I2C端口連接其他廠牌之加速器、磁力傳感器、或其他傳感器的數(shù)位運(yùn)動(dòng)處理(DMP: Digital Motion Processor)硬件加速引擎，由主要I2C端口以單一數(shù)據(jù)流的形式，向應(yīng)用端輸出完整的9軸融合演算技術(shù)InvenSense的運(yùn)動(dòng)處理資料庫(kù)，可處理運(yùn)動(dòng)感測(cè)的復(fù)雜數(shù)據(jù)，降低了運(yùn)動(dòng)處理運(yùn)算對(duì)操作系統(tǒng)的負(fù)荷，并為應(yīng)用開發(fā)提供架構(gòu)化的API。圖3.1.1 MPU6050模塊3.1.2 MPU6050數(shù)據(jù)處理通訊模塊1、姿態(tài)解算時(shí)所用的是東北天坐標(biāo)系，正向放置模塊向左為x

28、軸，向前為y軸，向上為z軸。歐拉角表示姿態(tài)時(shí)的坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)順序定義為z-y-x，即先旋轉(zhuǎn)z軸，再旋轉(zhuǎn)y軸，最后旋轉(zhuǎn)x軸。2、由于三軸是耦合的，所以只有小角度時(shí)會(huì)出現(xiàn)獨(dú)立的變化，在大角度時(shí)姿態(tài)角會(huì)耦合變化。圖3.1.2 MPU6050模塊與單片機(jī)的連接3.1.3 STC12C5A60S2簡(jiǎn)介1、芯片性能1）增強(qiáng)型8051 CPU，1T，單時(shí)鐘/機(jī)器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051。2）片上集成1280字節(jié)RAM ，60K FLASH ROM。3）外部中斷I/O口7路,傳統(tǒng)的下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷,并新增支持上升沿中斷的PCA模塊。Power Down模式可由外部中斷喚醒。4）A/D轉(zhuǎn)換, 10

29、位精度ADC，共8路，轉(zhuǎn)換速度可達(dá)250K/S(每秒鐘25萬次)；支持通用全雙工異步串行口(UART)。 2、省電模式STC12C5A60S2系列單片機(jī)可運(yùn)行三種省電模式以降低功能，STC正常工作電流是2mA7mA，而掉電模式下<0.1uA，空閑模式下<0.1mA。1) 空閑模式：由電源控制寄存器PCON控制，進(jìn)入空閑（IDLE）模式后，CPU無時(shí)鐘停止工作，但外部中斷、外部低壓檢測(cè)、定時(shí)器、AD轉(zhuǎn)換、串行口等仍正常運(yùn)行?？撮T狗在空閑模式下不計(jì)數(shù)。中斷的產(chǎn)生貨外部RST復(fù)位都會(huì)導(dǎo)致退出空閑模式。2) 低速模式：低速模式通過對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行分頻，從而降低工作的時(shí)鐘頻率，減低功耗和EMI

30、。低速模式的分頻倍數(shù)由時(shí)鐘分頻寄存器CLK_DIV決定。可以從系統(tǒng)時(shí)鐘的1/2到1/128。3) 掉電模式： 掉電模式也為停機(jī)模式，無時(shí)鐘源。僅外部中斷繼續(xù)工作。3.1.4 NRF24L01通訊模塊 1、 NRF24L01是由NORDIC生產(chǎn)的工作在2.4GHz-2.5GHz的ISM 頻段的單片無線收發(fā)器芯片。無線收發(fā)器包括：頻率發(fā)生器、增強(qiáng)型“SchockBurst”模式控制器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器和解調(diào)器。廣泛用于無線鍵盤鼠標(biāo)，智能運(yùn)動(dòng)設(shè)備，工業(yè)傳感器等。圖3.1.3-1 NRF24L01收發(fā)電路圖2、基本電氣特性圖3.1.3-2 NRF24L01電氣特性3、PCB布線

31、圖圖3.1.3-3 NRF24L01 PCB布線圖4、工作方式（1）配置模式（2）空閑模式（3）關(guān)機(jī)模式工作方式由CE和內(nèi)部寄存器PWR_UP和PRIM_RX共同控制，見下表：圖3.1.3-4 NRF24L01工作模式選擇3.1.4 NRF24L01通訊模塊與MCU的連接VCC引腳的工作電壓為1.9V3.6V，超過3.6V芯片將會(huì)燒毀，推薦電壓3.3。其余引腳可以直接和51單片機(jī)引腳相連。圖3.1.4 NRF24L01通信模塊與MCU的連接3.1.5 PDIUSBD12模塊1、PDIUSBD12芯片是是荷蘭飛利浦（Philips）半導(dǎo)體公司的一顆通用USB接口芯片。它支持USB2.0的全速模式

32、（12Mb/s），具有軟連接功能和數(shù)據(jù)流指示燈，使用8位并行的數(shù)據(jù)口與MCU連接。圖3.1.5-1 PDIUSBD12引腳圖圖3.1.5-2 PDIUSBD12外圍電路圖1、 PDIUSBD12與MCU連接構(gòu)成模塊，負(fù)責(zé)與操作系統(tǒng)之間的通訊。圖3.1.5-3 PDIUSBD12和單片機(jī)連接3.1.6 USB通訊協(xié)議簡(jiǎn)介USB是一種支持在USB主機(jī)和USB設(shè)備之間進(jìn)行串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ艆f(xié)議。主機(jī)作為總線的主叫方，采用兩種信令模式：全速模式12Mb/s和低速模式1.5Mb/s。USB使用四種數(shù)據(jù)傳輸方式：控制傳輸（control）、中斷傳輸（interrupt）、批量傳輸（bulk）及等時(shí)傳輸（i

33、sochronous）。其中控制模式主要用于控制指令傳輸及USB規(guī)范的實(shí)現(xiàn)，等時(shí)傳輸主要用于音頻及視頻傳輸。USB通過兩次總線列舉（Enumeration and Renumertion）來實(shí)現(xiàn)設(shè)備識(shí)別以及驅(qū)動(dòng)程序析加載。其具體過程為：USB設(shè)備連到主機(jī)后，主機(jī)依據(jù)USB規(guī)范在特定地址通過端口0（endpoint0）與外設(shè)通信，并將外設(shè)視為默認(rèn)設(shè)備。外設(shè)與主機(jī)通信將其6設(shè)備標(biāo)識(shí)（DID、PID、VID）發(fā)給主機(jī)進(jìn)行第二次總線列舉。主機(jī)根據(jù)設(shè)備標(biāo)識(shí)，加載相應(yīng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，重新分配地址，并將控制權(quán)轉(zhuǎn)交給外設(shè)固件（firmware），通過固件與設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序及主機(jī)應(yīng)用程序的交互通信，來實(shí)現(xiàn)外設(shè)的功能。

34、通訊協(xié)議具有速度快，連接方便，支持熱插拔等特性，如今在各種與外設(shè)的通訊中獲得了廣泛的應(yīng)用。 圖3.1.6-1 USB金字塔型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖3.1.6-2 各種USB插座和插頭3.2軟件部分實(shí)際3.2.1 系統(tǒng)主程序流程圖 3.2.2 NRF24L01程序流程圖接收部分 發(fā)射部分設(shè)置接收地址KX_ADDR設(shè)置發(fā)射地址TX_ADDR 允許AUTO_ACK設(shè)置接收地址KX_ADDR開啟接收通道允許AUTO_ACK選擇通道頻率開啟接收通道設(shè)置接收數(shù)據(jù)有效寬度配置自動(dòng)重發(fā)次數(shù)配置接收參數(shù)選擇通道頻率，設(shè)置接收寬度配置收發(fā)狀態(tài)配置發(fā)射參數(shù)配置收發(fā)狀態(tài) 3.2.3 協(xié)議通訊流程圖 圖3.2.3-1 中斷事務(wù)流程

35、圖 圖3.2.3-2 等時(shí)事務(wù)流程圖 圖3.2.3-3 USB2.0定義的各種PID4.可靠性與便捷性研究無線傳輸控制中對(duì)于控制信號(hào)的打包，傳輸，解壓有著可靠性的要求。NRF24L01是一款單片射頻收發(fā)器件，工作于2.4 GHz2.5 GHz ISM頻段。內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器等功能模塊，并融合了增強(qiáng)型ShockBurst技術(shù)，其中輸出功率和通信頻道可通過程序進(jìn)行配置。廣泛應(yīng)用于無線鼠標(biāo)鍵盤等設(shè)備，具有極高的工作穩(wěn)定性。NRF24L01功耗低，在以-6dBm的功率發(fā)射時(shí)，工作電流也只有9 mA;接收時(shí)，工作電流只有12.3mA，多種低功率工作模式（掉電模式和空閑模式）使

36、節(jié)能設(shè)計(jì)更方便。USB是一個(gè)外部總線標(biāo)準(zhǔn)，用于規(guī)范電腦與外部設(shè)備的連接和通訊。USB接口即插即用和熱插拔功能。USB接口可連接127種外設(shè)，如鼠標(biāo)和鍵盤等。USB是在1994年底由英特爾等多家公司聯(lián)合在1996年推出后，已成功替代串口和并口，已成為當(dāng)今電腦與大量智能設(shè)備的必配接口。USB版本經(jīng)歷了多年的發(fā)展，到如今已經(jīng)發(fā)展為3.0版本。具有極高的通用性和便捷性。此外，控制筆中所使用的MPU6050模塊近年來研究應(yīng)用勢(shì)頭強(qiáng)勁。MPU6050的角速度全格感測(cè)范圍為±250、±500、±1000與±2000°/sec(dps)，可準(zhǔn)確追蹤快速與慢速動(dòng)

37、作，并且，用戶可程式控制的加速器全格感測(cè)范圍為±2g、±4g±8g與±16g。產(chǎn)品傳輸可透過最高至400kHz的I2C或最高達(dá)20MHz的SPI（MPU-6050沒有SPI）。MPU-6050可在不同電壓下工作，VDD供電電壓為2.5V±5%、3.0V±5%或3.3V±5%，邏輯接口VVDIO供電為1.8V± 5%。其他的特征包含內(nèi)建的溫度感測(cè)器、包含在運(yùn)作環(huán)境中僅有±1%變動(dòng)的振蕩器。在四軸飛行器，智能運(yùn)動(dòng)控制等領(lǐng)域已經(jīng)廣泛應(yīng)用。通過采用以上成熟的芯片和技術(shù)，保證了產(chǎn)品的可靠應(yīng)與設(shè)計(jì)生產(chǎn)的通用性。5、結(jié)

38、論本設(shè)計(jì)簡(jiǎn)要闡述了新概念PPT控制筆姿態(tài)控制，軌跡追蹤的軟件和硬件實(shí)現(xiàn)。主程序的設(shè)計(jì)中充分考慮了產(chǎn)品使用的實(shí)際情況，合理安排各個(gè)模塊的時(shí)序與工作狀態(tài)，保證了控制筆的使用熟悉性和低功耗性。38附件3：新概念PPT控制筆調(diào)試報(bào)告新概念PPT控制器調(diào)試報(bào)告1、概述此控制器在設(shè)計(jì)制作過程中的調(diào)試包括硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試三大部分。為加快進(jìn)度，調(diào)試工作與分析設(shè)計(jì)工作經(jīng)過同時(shí)展開；整個(gè)電路設(shè)計(jì)及功能實(shí)現(xiàn)的過程無不穿插著調(diào)試工作。這種工作安排也幫助我們更高效地發(fā)現(xiàn)問題、排除故障、優(yōu)化方案。軟件調(diào)試，主要是對(duì)各功能模塊的調(diào)試；由于分模塊調(diào)試的方法更便捷高效，也為后來的整體調(diào)試節(jié)省了不少時(shí)間。最后聯(lián)機(jī)調(diào)試

39、是我們調(diào)試工作的最后一步，也是核心部分；它主要包括對(duì)實(shí)驗(yàn)電路的整體運(yùn)行記錄與分析。最終，由于進(jìn)度安排得當(dāng)，調(diào)試工作在保證質(zhì)量的前提下提前完成。2.使用的儀器儀表及工具主要設(shè)備：（1） STC51實(shí)驗(yàn)板（2） PC（3） 相序儀（4） 示波器（5） 其它：萬用表、手持式電烙鐵等3.硬件制作與調(diào)試 3.1 系統(tǒng)PCB板的設(shè)計(jì)PCB線路板即印刷電路板，是電子元器件電氣連接的提供者。采用PCB板使我們的產(chǎn)品布線更少、裝配更快捷，便于提高效率。在設(shè)計(jì)時(shí)，我們以電路原理圖為藍(lán)本，同時(shí)借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件Altium公司的PROTEL系列軟件完成從SCH到PCB的設(shè)計(jì)；并由主要負(fù)責(zé)人員完成對(duì)了電路的焊接以

40、及整機(jī)的裝配工作。優(yōu)秀的PCB板能夠承載良好的電路性能，因此在線路設(shè)計(jì)中我們也充分考慮了外部連接的布局、電磁保護(hù)、熱耗散、串音等各種因素；力求達(dá)到最好的電路性能和散熱性能。 3.2 硬件調(diào)試本文硬件調(diào)試分析，針對(duì)調(diào)試過程中體現(xiàn)出來的突出問題，詳細(xì)論述如下： (1)電源調(diào)試電源的選擇是最基礎(chǔ)的電路調(diào)試過程，不適當(dāng)?shù)碾娫闯３２荒苁箻訖C(jī)正常工作，甚至損壞器件。調(diào)試過程中，充分考慮電源選擇時(shí)常有的問題電壓值不符合設(shè)計(jì)要求，電源引出線和插座不對(duì)應(yīng)，電源功率不足、負(fù)載能力差等，選出最合適的電源供電。盡管如此，在對(duì)NRF24L01模塊進(jìn)行調(diào)試時(shí)，也還是因?yàn)榉治霾坏轿?，?dǎo)致芯片損壞；這一分析失誤導(dǎo)致問題的過程

41、也提醒了我們?cè)诤竺娴恼{(diào)試工作。 圖1-1 MPU6050的調(diào)試(2)器件調(diào)試 本產(chǎn)品的器件調(diào)試，只要是對(duì)NRF24L01芯片以及MPU6050芯片的元器件 進(jìn)行的。調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)，部分芯片偶有失效現(xiàn)象。后得 知元器件失效一方面可能是器件本身損壞或性能不符合要求造成的；另一方面也可能是由于組裝錯(cuò)誤造成的，如電解電容、二極管的極性錯(cuò)誤，集成塊安裝方向錯(cuò)誤等。在經(jīng)過上述分析之后，本團(tuán)隊(duì)重新分析并調(diào)試，最終確定了如下失效原因：對(duì)于NRF24L01模塊，由于距離設(shè)置不當(dāng)導(dǎo)致數(shù)據(jù)包丟失；MPU6050則是因?yàn)椴ㄌ芈试O(shè)置不對(duì)，致使不能正常工作。圖示為各模塊的調(diào)試過程：圖1-2 MPU6050調(diào)試數(shù)據(jù)記錄圖1

42、-2 USB通訊調(diào)試(3)可靠性調(diào)試在該產(chǎn)品的研發(fā)目的中就明確提出產(chǎn)品要有足夠的可靠性，這一點(diǎn)使我們不得不對(duì)其可靠性進(jìn)行分析調(diào)試。在影響系統(tǒng)可靠性的因素中，插接件接觸不良、采樣周期選擇不當(dāng)、存在擾動(dòng)信號(hào)、電源紋波系數(shù)過大、器件負(fù)載過大等造成控制邏輯混亂等，在這一調(diào)試過程中都有所體現(xiàn)。除此之外，由于PCB板的布線與組裝有瑕疵，也對(duì)樣機(jī)的可靠性產(chǎn)生了影響。4. 軟件及聯(lián)機(jī)調(diào)試4.1 主控程序調(diào)試本項(xiàng)目軟件調(diào)試過程主要是對(duì)數(shù)據(jù)采集與收發(fā)程序、數(shù)據(jù)分析處理程序的調(diào)試?；诖耍覀儾捎昧四K程序設(shè)計(jì)技術(shù)，逐個(gè)模塊調(diào)好以后，再進(jìn)行系統(tǒng)程序總調(diào)試。此款產(chǎn)品的數(shù)據(jù)收集處理主要是通過歐拉角與四元數(shù)之間的轉(zhuǎn)換完成

43、的，由于加速度二次積分誤差累積較大，且算法復(fù)雜，著實(shí)給調(diào)試工作帶來了不少阻礙。然而最終還是打開思路，完成了對(duì)這一部分的調(diào)試；這對(duì)產(chǎn)品的可靠性又是一次不小的提升。軟件調(diào)試時(shí)分時(shí)分模塊進(jìn)行的，在一次調(diào)試中沒有錯(cuò)誤穩(wěn)定運(yùn)行后，又對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行合并調(diào)試。而不能確定定時(shí)精度、等問題。在反復(fù)運(yùn)行多次之后，最終保證了產(chǎn)品定時(shí)精度高、CPU的實(shí)時(shí)響應(yīng)正常、長(zhǎng)時(shí)間聯(lián)機(jī)工作穩(wěn)定等性能。5. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果經(jīng)過測(cè)試，現(xiàn)階段研發(fā)的產(chǎn)品已完全能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。45附件4：新概念PPT控制筆效益分析報(bào)告新概念PPT控制筆效益分析報(bào)告一、市場(chǎng)前景新概念PPT控制筆，可以通過多種快捷功能的調(diào)用，實(shí)現(xiàn) PPT演示的“姿態(tài)控制”

44、，人機(jī)無障礙交流。同時(shí)，它可以通過追蹤PPT控制筆空中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)“空中書寫”，為使用者授課，演講提供方便的標(biāo)注功能。從而極大的改變了傳統(tǒng)的PPT控制器材功能單一、不便屏幕上進(jìn)行涂寫標(biāo)注的局限，這將大大提升和改善PPT演示人員的演示效果。當(dāng)前社會(huì)，科技創(chuàng)新速度快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，企事業(yè)單位為了緊跟社會(huì)的發(fā)展，大多不惜投入了大量資金，配置計(jì)算機(jī)、投影儀、視頻會(huì)議系統(tǒng)，提高其硬實(shí)力，以達(dá)到高效的會(huì)議演示及方便的教學(xué)授課。然而當(dāng)前公司會(huì)議演示及學(xué)校教學(xué)授課使用的大多是傳統(tǒng)的PPT控制器材。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查顯示，當(dāng)前市場(chǎng)中并無這種可以“姿態(tài)控制”和“空中書寫”的PPT控制筆；面對(duì)這一市場(chǎng)空白，該產(chǎn)品將有

45、巨大的發(fā)展空間。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)有90%以上的企事業(yè)單位有意愿采購(gòu)這種智能PPT控制筆，僅學(xué)校和企業(yè)的需求量就相當(dāng)大。所以，此種智能PPT控制筆的批量生產(chǎn)有望成為新的朝陽產(chǎn)業(yè)！二、產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)分析1、產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)境 租用廠房300平米，庫(kù)房100平米，構(gòu)建全自動(dòng)流水組裝生產(chǎn)線一條，配備相應(yīng)的組裝工具，數(shù)字式示波器，數(shù)字萬用表，電腦等檢驗(yàn)、檢測(cè)設(shè)備等，招聘生產(chǎn)線普工50人，銷售人員8人，管理人員6人。2、產(chǎn)品生產(chǎn)及銷售規(guī)模預(yù)測(cè)新概念PPT控制筆屬于小型儀器類，公司可構(gòu)建單一生產(chǎn)線批量生產(chǎn)。產(chǎn)品的殼體、按鈕、激光燈等由競(jìng)標(biāo)成功且經(jīng)過審核的合格的外協(xié)廠家生產(chǎn)，其他元器件主要通過招標(biāo)的方式在市場(chǎng)大批量采購(gòu)。生產(chǎn)采

46、用流水作業(yè)生產(chǎn)，完成產(chǎn)品的組裝、測(cè)試、檢驗(yàn)、包裝、發(fā)貨。根據(jù)市場(chǎng)需求調(diào)研，此產(chǎn)品可日均銷售約300件，調(diào)試公司生產(chǎn)線流水作業(yè)的產(chǎn)能，預(yù)計(jì)日均生產(chǎn)約300件，年均生產(chǎn)完工約10萬件。預(yù)計(jì)產(chǎn)品的市場(chǎng)銷售價(jià)格為300元每件，年總收入預(yù)計(jì)3000萬元。三、產(chǎn)品效益預(yù)測(cè)1、產(chǎn)品成本預(yù)測(cè)1.1 原輔材料采購(gòu)費(fèi)序號(hào)名稱單位數(shù)量單價(jià)（元）合計(jì)（元）一結(jié)構(gòu)部分4.91上塑料殼個(gè)10.80.82下塑料殼個(gè)10.80.83按鈕個(gè)50.10.54USB串口個(gè)11.21.25緊固螺絲個(gè)80.21.6二電氣部分64.291激光燈個(gè)10.80.82STC12C5A60S2個(gè)12.82.83MPU6050模塊個(gè)136364N

47、RF24L01個(gè)24.69.25STC89C52個(gè)10.890.896電路板（含電阻電容）個(gè)112.612.67其它-2三總計(jì)69.19單件產(chǎn)品的主要原輔材料采購(gòu)費(fèi)按消耗定額和預(yù)測(cè)市場(chǎng)價(jià)確定的材料成本如下表：公司的原材料采購(gòu)一般根據(jù)銷售訂單量采購(gòu)，預(yù)計(jì)年末不存在剩余原材料，且產(chǎn)能預(yù)計(jì)與銷售訂單量相符，則原材料的年均采購(gòu)費(fèi)預(yù)計(jì)約為692萬元（69.19*100000），另采購(gòu)運(yùn)輸費(fèi)年均約8萬元，共計(jì)700萬元。1.2人工費(fèi)公司人員由生產(chǎn)人員主要是熟悉電氣元件的普工，經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)后，可熟練完成產(chǎn)品的流水線生產(chǎn)。普工預(yù)計(jì)共50人，人均薪酬福利約每年5萬元，預(yù)計(jì)全年產(chǎn)品的人工費(fèi)為250萬元。1.3燃料

48、動(dòng)力費(fèi)公司主要燃料動(dòng)力為水、電。燃動(dòng)費(fèi)根據(jù)消耗定額及現(xiàn)行價(jià)格計(jì)算，預(yù)計(jì)達(dá)產(chǎn)年燃料動(dòng)力費(fèi)用為50萬元。1.4制造費(fèi)用廠房及庫(kù)房年租金約為30萬元，生產(chǎn)線機(jī)器設(shè)備年折舊約為20萬元，電子設(shè)備年折舊約5萬元。預(yù)計(jì)達(dá)年產(chǎn)制造費(fèi)用約為55萬元。根據(jù)以上預(yù)測(cè)分析，公司主營(yíng)業(yè)務(wù)成本年總約為1055萬元。2. 產(chǎn)品費(fèi)用預(yù)測(cè)2.1銷售費(fèi)用銷售費(fèi)用主要由銷售人員的薪酬福利及產(chǎn)品營(yíng)銷廣告費(fèi)構(gòu)成。預(yù)計(jì)銷售人員薪酬福利年均約10萬元，年總約80萬元。產(chǎn)品營(yíng)銷廣告費(fèi)預(yù)計(jì)達(dá)年產(chǎn)約為5萬元。預(yù)計(jì)達(dá)年產(chǎn)銷售費(fèi)用約為95萬元。2.2管理費(fèi)用管理費(fèi)用主要由管理人員薪酬福利及公司日常招待會(huì)議費(fèi)用構(gòu)成。預(yù)計(jì)管理人員薪酬福利年均約為6萬

49、元，年總約36萬元。公司日常招待會(huì)議費(fèi)用年均約14萬元。預(yù)計(jì)達(dá)年產(chǎn)管理費(fèi)用約為50萬元。2.3財(cái)務(wù)費(fèi)用財(cái)務(wù)費(fèi)用主要由公司構(gòu)建生產(chǎn)線的借款利息構(gòu)成。公司總投資2600萬元，并向銀行借款800萬元，利息費(fèi)用預(yù)計(jì)年均50萬。2.4增值稅及營(yíng)業(yè)稅金及附加公司預(yù)計(jì)年總收入預(yù)計(jì)3000萬元，預(yù)計(jì)公司增值稅稅負(fù)率為2個(gè)百分點(diǎn)，營(yíng)業(yè)稅金及附加共計(jì)10%，增值稅及營(yíng)業(yè)稅金及附加年預(yù)計(jì)70萬元。2.5企業(yè)所得稅費(fèi)用由以上預(yù)測(cè)分析，公司預(yù)計(jì)年均利潤(rùn)總額為1680萬元（3000-1055-95-50-50-70=1680）。公司憑借產(chǎn)品項(xiàng)目?jī)?yōu)勢(shì)，申請(qǐng)成為高新技術(shù)企業(yè)，享受企業(yè)所得稅優(yōu)惠政策，企業(yè)所得稅稅率為15%，預(yù)

50、計(jì)年企業(yè)所得稅費(fèi)用為252萬元。 3.產(chǎn)品稅后凈利潤(rùn)預(yù)測(cè) 公司稅后利潤(rùn)凈額為1428萬元，提取10%的法定盈余公積和5%的任意盈余公積共計(jì)約214萬，余下的未分配利潤(rùn)年均約1214萬元。四、產(chǎn)品效益分析1、投資利潤(rùn)率本產(chǎn)品總投資為2600萬元，公司年產(chǎn)利潤(rùn)總額為1680萬元。經(jīng)計(jì)算，投資利潤(rùn)率為64.61。2、銷售凈利率本產(chǎn)品預(yù)計(jì)年銷售收入約為3000萬元，年產(chǎn)凈利潤(rùn)為1428萬元。經(jīng)計(jì)算，銷售凈利潤(rùn)率為47.60。3、資產(chǎn)負(fù)債率預(yù)測(cè)年末資產(chǎn)總額約為4828萬元（2600+214+1214+800），負(fù)債為800萬元，資產(chǎn)負(fù)債率為16.57%。4、利息保障倍數(shù)利息保障倍數(shù)=（稅前利潤(rùn)+利息費(fèi)用

51、）/利息費(fèi)用，由此可得公司的利息保障倍數(shù)為34.60。綜合以上產(chǎn)品效益分析可知，公司具有較強(qiáng)的營(yíng)運(yùn)能力，公司產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^。52附件5：新概念PPT控制筆圖片說明一 PCB板原理圖（1） 發(fā)射端圖1-1 發(fā)射端原理圖（2） 接收端圖1-2 接收端原理圖（3） 發(fā)射端PCB設(shè)計(jì)圖圖1-3（a） 發(fā)射端PCB設(shè)計(jì)圖圖1-3（b） 發(fā)射端PCB設(shè)計(jì)圖（正面）（4） 接收端PCB設(shè)計(jì)圖圖1-4（a） 接收端PCB設(shè)計(jì)圖圖1-4（b） 接收端PCB設(shè)計(jì)圖（正面）二 3D模型（1）接收模塊圖2-1 接收部分（2）發(fā)射模塊圖2-3 發(fā)射部分（3）正面圖圖2-3 模型正面圖（4）底面圖圖2-4 模型底面圖（5）底面艙蓋圖2-5 模型底面艙蓋三.實(shí)物模型圖圖3-1正面圖3-2 側(cè)面圖3-3 細(xì)節(jié)圖61附件6：新概念PPT控制筆關(guān)鍵算法數(shù)學(xué)闡述一姿態(tài)信息的處理：利用歐拉角對(duì)空間物體進(jìn)行姿態(tài)描述是研究空間運(yùn)動(dòng)的常用方法，在此我們也采用歐拉角對(duì)控制筆的姿態(tài)進(jìn)行描述。我們首先定義一個(gè)絕對(duì)的直角坐標(biāo)系稱之為固定參考系，而在控制筆上建立一個(gè)新的直角坐標(biāo)系稱之為動(dòng)參考系。則動(dòng)參考系相對(duì)于固定參考系的變化反映出空間構(gòu)件控制筆的姿態(tài)調(diào)整。假定開始時(shí)兩參考系對(duì)應(yīng)軸重