国家级大学生创新创业训练计划.docx

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国家级大学生创新创业训练计划

国家级大学生创新创业训练计划

项目申报表

推荐学校：

（盖章）

项目名称：

长寿命节能吸顶灯的研制及产业化

项目类型：

□创新训练项目

□创业训练项目

■创业实践项目

所属一级学科名称：

项目负责人：

联系电话：

指导教师：

联系电话：

申报日期：

填报说明

一、申请书内各项内容，要实事求是，逐条认真填写。

表达要明确、严谨，字迹要清晰易辨。

外来语要同时用原文和中文表达。

第一次出现的缩写词，须注出全称。

二、各栏空格不够时,请自行加页。

一式四份,由学生工作处签署意见后，报送学院创新工程指导委员会一份,本人和院（系）、学生工作处各存一份。

三、简表填写要求：

项目名称——应确切反映研究内容，最多不超过25个汉字（包括标点符号）

申报等级——分为一般和重点两个等级

基础研究——指以认识自然现象、探索自然规律为目的，不直接考虑应用目标的研究活动。

应用基础研究——指有广泛应用前景，但以获取新知识、新原理、研究方法为主要目的的研究。

起止年月——起始时间从申请的下月算起，完成时间为完成年度的十月。

项目组主要成员——指在项目组内对学术思想、技术形成的制定与理论分析及对项目的完成起主要作用的人员。

四、研究内容及意义摘要：

要求反映确切的内容，文字表达正确，以160字为限。

五、申请经费预算表填写说明：

1、资料费：

用于购买有关书籍、资料和复印。

此项支出一般不得超过总经费的20%

2、材料费：

原材料、试剂、药品等消耗物品购置费、标本、样品采集加工费。

3、原则上不得从本经费中支出劳务费、咨询费。

项目名称

长寿命节能吸顶灯的研制及产业化

项目所属

一级学科

计算机科学与技术

项目类型

（）创新训练项目（）创业训练项目（√）创业实践项目

项目实施时间

起始时间：

2013年6月完成时间：

2015年6月

申请人或申请团队

姓名

年级

学号

所在院系

/专业

联系电话

主

持

人

成

员

指导教师

第一指导教师

姓名

王忠友

单位

湖北科技学院

年龄

50

专业技术职务

主要成果

一、申请理由

通过在校学习已初步掌握电路与模拟电子技术，数字电路，单片机，《高级语言程序设计》、《离散数学》、《数据结构》、《计算机组成原理》、《数据库原理及应用》、《操作系统原理》、《软件工程》、《无线传感网原理及应用》《无线通信技术原理》《计算机网络》、《嵌入式系统开发》等方面的知识，对C语言、C++有较强的学习能力，能够自主编相关的程序，在一些课外的时间自学VC语言、Zigbee、VB语言，对RFID射频识别技术的学习正在深入，在单片机应用方面具有较强的实践操作能力。

具备扎实的通信技术、网络技术、传感技术等信息领域专业基础,具有较强的综合应用无线传感网络和嵌入式系统的相关知识解决实际问题的能力、综合试验能力与工程实践能力。

已有的实践创新成果有：

卡尔赛车视频寻迹的设计与控制、基于RFID的智能取物小车设计实现、Android应用开发、基于单片机的交流电压与电流测量仪的研制、嵌入式图像处理等等。

二、项目方案

1、一．项目的研究意义

LED吸顶灯是选择LED为光源的一种吸顶灯，具有光效高、耗电少，寿命长，易控制，免维护，安全环保等多种功能，是新一代冷光源，比管形节能灯省电，亮度高，投光远，投光性能好，使用电压范围宽，光源通过微电脑内置控制器，可实现LED[1]七种色彩变化，光色柔和、艳丽、丰富多彩、低损耗、低能耗，绿色环保。

二．国内外研究现状分析

从全球来看，半导体照明产业已形成以美国、亚洲、欧洲三大区域为主导的三足鼎立的产业分布与竞争格局。

美国Cree、Lumileds，日本Nichia、ToyodaGosei，德国Osram等垄断高端产品市场。

随着市场的快速发展，美国、日本、欧洲各主要厂商纷纷扩产，加快抢占市场份额。

从芯片产能的分布来看，中国台湾地区的InGaAlP系、GaN系芯片产能均为全球第一，目前全球市占率分别为60%、30%；日本GaN系芯片产能位居全球第二。

从封装企业的分布来看，主要分布在日本、中国大陆及台湾等国家和地区。

目前，我国也已将发展LED和光伏产业提上重要的议事日程，国家近期出台的电子信息产业振兴规划将发展LED、太阳能光伏产业作为主要任务之一。

2、项目研究目标及主要内容

3、项目创新特色概述

4、项目研究技术路线

5、研究进度安排

6、项目组成员分工

日本Nichia、ToyodaGosei,美国Cree、Lumileds、GelCore、欧洲Orsam等国际厂商代表了LED的最高水平，引领着半导体照明产品产业的发展。

日本和美国两大区域的企业利用其在新产品和新技术领域中的创新优势，主要从事最高附加价值产品的生产。

其中日本几乎垄断全球高端蓝、绿光LED市场，为全球封装产量第二大、产值第一大的生产地区。

半导体照明产业已形成以亚洲、美国、欧洲三大区域为主导的三足鼎立的产业分布与竞争格局。

全球LED产业主要分布在日本、台湾两大地区，其中日本2005年的LED产值达28.7亿美元，占据全球LED产值近50%;台湾（包括台湾岛内及大陆分厂生产）LED产值2005年达12亿美元，约占全球LED产值的21%列第二

自2003年实行半导体照明工程以来，我国LED产业已进入快速发展时期，我国下游封装已实现了大批量生产，正在成为世界重要的中低端LED封装基地。

受国内下游应用产品巨大的制造能力及市场消费的吸引，除积极介入的民营资本外，台湾地区、香港、韩国及日本的众多投资者都已在我国投资，在提高我国的半导体照明产业技术水平和产业国际竞争力同时，也加剧了国内市场的抢夺大战。

2、研究目标、设想理念、研究内容

和拟解决的关键问题

一．研究目标：

通过本项目的研究，旨在开发出以keiluVision4为开发环境的，运用无线遥控步进式循环继电器和双向可控硅交流调压器等先进设备开发出的一种无线调光式长寿节能吸顶灯的全套智能操作系统。

二.设想理念：

LED的出现打破了传统光源的设计方法与思路，目前有两种最新的设计理念。

1．情景照明：

是2008年由飞利浦提出的情景照明，以环境的需求来设计灯具。

情景照明以场所为出发点，旨在营造一种漂亮、绚丽的光照环境，去烘托场景效果，使人感觉到有场景氛围。

2．情调照明：

是2009年由凯西欧提出的情调照明，以人的需求来设计灯具。

情调照明是以人情感为出发点，从人的角度去创造一种意境般的光照环境。

情调照明与情景照明有所不同，情调照明是动态的，可以满足人的精神需求的照明方式，使人感到有情调;而情景照明是静态的，它只能强调场景光照的需求，而不能表达人的情绪，从某种意义上说，情调照明涵盖情景照明。

情调照明包含四个方面：

一是环保节能，二是健康，三是智能化，四是人性化。

。

三.研究内容：

该项目是研究无线调光式长寿节能吸顶灯的全套系统，包括LED吸顶灯灯芯的研究，无线调光开关的研究，LED吸顶灯的电源的研究。

下面对其具体的

1.无线调光开关的研究；

（1）LED吸顶灯采用红外遥控调光，虽然红外遥控可以实现采用PWM连续调光，但在实际使用时，也可以用作分段调光;

（2）在这里需要运用到无线遥控步进式循环继电器和双向可控硅交流调压器来控制开关电源;

（3）其智能控制需要keiluVision4的环境下运用编程实现。

处理的信号再通过传感器反馈到控制系统，从而达到对LED吸顶灯的智能控制。

2.LED吸顶灯的电源的研究

对于LED吸顶灯的自身结构，以及功率等因素，对其电源的要求很严格，这里必须要采用恒流二极管的非隔离恒流源和采用高压直接降压的开关式恒流源两种特定的电源作为拟定电源。

四.拟解决的关键问题

1.LED吸顶灯的无线调光的研究中遇到的问题及解决方法：

我们拟采用PWM连续调光,具体实现PWM调光的方法就是在LED的负载中串入一个MOS开关管，这串LED的阳极用一个恒流源供电。

然后用一个PWM信号加到MOS管的栅极，以快速地开关这串LED。

从而实现调光。

也有不少恒流芯片本身就带一个PWM的接口，可以直接接受PWM信号，再输出控制MOS开关管,

具体获得PWM信号的方法为在墙上的PWM开关和电位器里安装一个PWM发生器。

这个PWM发生器可以很容易地用一个555芯片形成。

里面用keiluVision4编译的代码进行操控，我们再利用一种叫作EZ-Dimming的GM6182的四段开关调光，它只利用无线遥控四级调光灯开关就能实现4段调光，第一次开为全亮，第二次快速开关为60%亮度，第三次快速开关为40%亮度，第四次快速开关为20%亮度。

采用红外遥控发射装置，将外部信息输入已经编译好代码的555芯片中控制此吸顶灯。

2.LED吸顶灯的电源的研究中遇到的问题及解决方法：

由于LED吸顶灯不像球泡灯那样容易被用户用手触摸到，而且由于不需要接触式导热，它的内部结构很容易把铝基板或印制板和金属底板绝缘起来，所以采用非隔离电源是可以很容易通过CE、UL等安全认证。

再加上它的安装通常是由专业的电工来安装，也减小了用户触电的危险。

我们知道LED必须采用恒流源来驱动，否则由于它的负温度系数，而会使电流急剧上升导致结温升高，寿命缩短。

恒流源分为线性和开关式两种，线性恒流源的优点是不会产生电磁干扰（EMI），简单，成本低。

恒流二极管是一种线性恒流源，它的恒流作用可以用来驱动LED。

最简单的方法就是把恒流二极管直接和LED串联。

但是我们在用于LED驱动时必须注意选择恰当的电流和耐压，确保其最低电压，最高电压，最大电流等，以减轻吸顶灯的损伤，恒流二极管的作用就是要在输入市电电压变化时，保持输出电流不变，当然也可以消除由于LED负温度系数所引起的电流增大。

所以就将恒流二极管直接和LED串联作为其供电系统。

3、项目创新特色概述和可行性分析

一、项目特色

1．室内会变得更加干净卫生整齐。

不含铅、汞等污染元素，对环境没有任何污染；耐冲击，抗雷力强，无紫外线（UV）和红外线（IR）辐射。

LED灯不会产生噪音，对于要求安静的场合为上佳之选。

2．低热电压下工作，安全可靠。

双强LED灯泡采用直流电恒流工作，把交流电直接转换为直流恒定电流驱动，能有效保护灯珠减少LED光衰，启动快，无闪烁，光线柔和，无紫外线能有效的保护眼睛和皮肤。

3．LED灯泡的组装部件可以非常轻易的拆装。

LED灯泡不用厂家回收都可以通过其它人回收。

无灯丝及玻璃外壳，没有传统灯管碎裂题目，对人体无伤害、无辐射。

4．智能保护功能。

有效地避免使用场所引起火灾等事故。

5．LED灯泡可以工作在高速状态。

节能灯假如频繁的启动或关断灯丝就会发黑很快的坏掉.LED灯泡固态封装，属于冷光源类型。

二、项目创新之处

1．大大提高了使用寿命。

LED的寿命为10万小时，做成灯具以后，现在实际上公认的寿命为至少3万小时，高质量的可以做到5万小时，要比荧光灯长10倍以上，即使最高寿命的三基色荧光灯的寿命为1万小时，也还高出5倍以上。

2．能耗大幅减小，LED本身的发光效率已经到达130lm/W以上，所以LED吸顶灯的整体光效已经可以达到100lm/W。

而且这个效率还在每年增长，据估计，到2020年，LED本身的发光效率将会达到240lm/W。

光效高就意味着节能。

根据实测的结果，一盏8W的LED就可以取代一盏32W的吸顶灯。

电功率可以节省4倍以上。

3．可根据室内光线的明暗情况通过无线控制，