2023年廣東省大學生電子設計大賽參賽作品

1、2023年廣東省大學生電子設計大賽廣東石油化工學院校內選拔方案表參賽團隊名稱：明月笑正參賽編號：參賽人員姓名：1. 吳明正專業(yè)班級： 物理11-2 2.梁為俊專業(yè)班級：體育教育11-13.專業(yè)班級：參賽題目：綠色智能光伏窗多場景模式照明平安防盜系統(tǒng)作品設計背景概述： 填寫內容，可拓展為多頁隨著經濟的快速開展，人們對居住環(huán)境的追求越來越高，一個舒適、平安、環(huán)保的居住環(huán)境，會給居民對美好生活的愿望得到一定的滿足。該設計針對中高檔的住房的照明，給出一個舒適、平安、環(huán)保的設計方案。照明作為住宅很重要的一個模塊，不同的亮度和色調會給人帶來不一樣的感受，一種自然柔和的光照會給人舒適溫馨的感覺，直接影響居住

2、戶的情緒，照明是居住設計中的重點局部，該設計在照明上給出了一個智能的設計。現在的住宅內，由于人們生活水平的提高，貴重的物品很多，這也成為了很多不法分子關注的對象，解決好防盜這個方面，成為保障居民的人生平安和財產平安的重中之重。該設計就此，也提出了一個解決方案。現在的住宅內，都安裝有很多大功率的用電器，也配備有爐具及液體天然氣。這些的使用，在一定程度上也對居民的平安構成威脅，準確迅速的判斷是否失火和煤氣泄漏，及時地做出警報和處理，也是很重要的一項內容，該設計也對此參加了警報模塊。環(huán)保智能是當今時代的一個主題，該設計應用了太陽能發(fā)電技術，使用綠色能源太陽能。在光源的控制上參加智能控制模塊，使得設計

3、充滿了人性化及一種與自然和諧開展的氣息。作品設計方案描述：填寫內容應包括機械方案、硬件方案、軟件方案設計等，可拓展為多頁綠色智能光伏窗多場景模式照明平安防盜系統(tǒng)設計方案分為三項內容：機械方案機械方案設計主要是智能光伏窗運動設計，該設計使用了多葉片型多軌電機驅動模式，窗口由三扇窗門組成，窗口的整體結構與普通的窗口相似，只是在窗門的下端安裝驅動電機，由主電路來驅動電機控制窗門的翻開和關閉。而在窗門的設計上，那么與普通的窗門有很大的差異，因為該窗門的設計，參加了多葉片型多軌太陽能電池板，窗門的厚度為4.5cm，在窗門的兩側安裝有0.5cm厚的高強度透明玻璃，而在窗門之間3.5cm的空間里，那么安裝有

4、多葉片型多軌太陽能電池板，該設計如以下圖1-1：圖1-1窗門長為72cm，高為125cm，里面分為7個軌道，一共安裝14塊太陽能電池板，其中左右區(qū)域各有7塊，其排列如圖1-1所示，每塊太陽能電池板長為5cm，高為110cm，開路電壓值為18v。太陽能電池板的上下端各有一金屬滑片，分別與上下軌道接觸，作為太陽能電池板正負電極的引出。每塊太陽能電池板的功率約為：故每扇窗門的太陽能電池安裝功率為：即整個窗口安裝的太陽能電池總功率為：另外，每扇窗門完全翻開時太陽能電池的排列如圖1-1的右側圖示。由于窗口內裝有太陽能電池，它的左右有二。一是用于在陽光強烈遮光或者遮蔽外面的視線時作為窗簾使用，內部的控制電

5、路可根據場景或者用戶控制自動或手動調節(jié)太陽能電池板的張合程度，圖1-1的左側是完全閉合狀態(tài)時的窗門，圖1-1的右側完全張開時的窗門。另外還可以調節(jié)移出的太陽能電池板的數目，可以使窗門處于圖1-1左側和右側之間的任何狀態(tài)。使得窗口的通光量可以輕松滿足居民的要求。同時，在每扇窗門的底下，裝有轉動電機，可以通過設置的場景或者用戶控制，自動或者手動調節(jié)窗口的翻開程度，使得室內保持良好的通風，在緊急情況如煤氣泄漏，窗口會自動翻開，并且自動開啟換氣扇。另外，關于窗門內部的太陽能電池板平動裝置設計，見圖1-2。圖1-2上圖1-2中，左圖為窗門頂部的正視圖，中圖和右圖均為窗門的俯視圖。在左圖中，太陽能電池板的

6、上下兩端都固定有電池板滑軌，它使電池板能平行的在平動裝置的帶動下在窗門內部移動，電池板滑軌由防銹合金組成，上下端的電池板滑軌分別與電池板的正負電極相連，作為電池板電能的引出電極，同時，窗門滑軌也由防銹合金鑄成，與電池板滑軌良好接觸，上下滑軌均與窗門絕緣，且上下滑軌分別焊接有導線，作為整個窗門安裝的太陽能電池電能輸出接口。排線是平動裝置與主電路板之間的信號傳輸線路及電力輸送線路，平動裝置內安裝有微型電機，可以調節(jié)平動條的伸縮狀況。而平動裝置的運動那么由安裝在其中的電機驅動。平動裝置內裝有光傳感器，與電池板滑軌的傳感孔組成一個傳感裝置，用于準確地使得可伸縮平動條帶動對應的電池板滑動軌與打印機噴嘴的

7、設計相似。同時，每扇窗門下都安裝有驅動電機，由控制電路自動或手動控制窗口的開合。硬件方案該設計的硬件包括八大模塊，分別為：光伏發(fā)電模塊安裝上述設計，共安裝三扇窗門，每扇窗門安裝有14塊長為5cm，高為10cm的太陽能電池板，總電池板安裝功率為390W。由于太陽能電池板一般不會受到垂直的光照，并且當室內需要陽光透過時太陽能電池板需要局部閉合或者全部閉合，按此推算，太陽能電池板平均的工作功率約為100W，日均工作時間約為3小時，那么日均發(fā)電量為0.3kwh。電力儲存模塊白天一般情況不需要啟用電力光源，整個設備的工作功率約為5W設備待機消耗，防盜系統(tǒng)、氣體檢測系統(tǒng)、溫度與光照監(jiān)測系統(tǒng)工作消耗。此局部

8、功率直接由太陽能電池供給，不需要由電力儲存系統(tǒng)供給，此局部的用電量約為0.05kwh，而剩余額0.25kwh電能那么先儲存在電力儲存模塊，用于夜間照明和夜間其他模塊電路供電及陰雨天氣供電。蓄電池使用14.8V 80Ah鋰電池。傳感器模塊傳感器模塊包括溫度傳感器用于火災報警、自動空調啟用在用戶設置“啟用時有效、自動換氣啟用當用戶設置“啟用時有效、紅外傳感器防盜、防火，氣體傳感器氧氣濃度監(jiān)測、有毒氣體濃度監(jiān)測發(fā)生異常自動啟用換氣，震動傳感器用于警報盜竊敲擊，地震警報，電子眼在監(jiān)測到有盜竊跡象時啟用攝像并儲存數據、光照傳感器智能啟用光源。無線電傳輸與控制模塊用于室內遙控，設置各種情景模式，設置防盜火

9、災氣體異常報警，設置照明，設置窗口的開合，設置通風、設置自動化模式，設置外出防護。防盜防火平安及數據采集和數據記錄與可編程智能電路模塊該系統(tǒng)的核心局部，全局分析和控制各種參數，電路集成微計算機，優(yōu)化各種情景，優(yōu)化電池充放電，對用戶控制處理和記錄照明模塊節(jié)能高亮度LED照明系統(tǒng)，多種照明模式，多種燈光色彩，計算機可編程照明控制。LED作為一種較新的光源，具有節(jié)能、長壽命、高亮度的特點，照明模塊的總最大功率為50W。應急模塊突發(fā)事件如火災，地震、氣體中毒時及時翻開窗口，啟用換氣，發(fā)出警報等其他附加電路模塊如魚缸清潔換氣模塊結合室內魚缸，智能供給魚缸電力以為魚缸增氧，清潔水，魚缸燈光控制等。遙控模塊

10、使用遙控器控制這個系統(tǒng)個模塊的工作，遙控器采用加密技術，外來遙控器不能控制該系統(tǒng)。軟件方案整個設備由微機全局控制，電路的核心局部中由rom中燒入的程序驅動，保證電路正常初始化，及警報系統(tǒng)的正常工作。里面寫入可編程模塊，可由用戶設置各種模式，其中包括：外出無人在家：系統(tǒng)最節(jié)能化，防盜系統(tǒng)最強化工作。太陽能電池板全部張開，最大接收光照回家有人在家：各模塊正常工作，智能調節(jié)各組件的工作狀態(tài)，智能調節(jié)室內光照，居民也可手動設置場景明亮最大亮度，使人精神激昂、柔和光照適中，使人安靜閑適，幽暗光照較低，使人鎮(zhèn)靜專注，手動調節(jié)窗口的開閉，手動開啟照明，同時手動降低防盜警示級別。燈光模式：七彩繽紛多色彩，多旋律色彩變幻，暖色調采用淡黃光，增添家的暖和感，明亮白色光照，讓夜晚如白天，休息