课程设计申请书实例.docx
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课程设计申请书实例
项目申请编号
项目批准编号
附件：
科学研究训练项目
申请书
项目名称：
全自动感光控温窗帘技术研究
学科领域：
申请人：
所在单位：
申请日期：
2010-11-01
北京石油化工学院机电工程系制
二ΟΟ年月
填表说明
一、填报《申请书》前，请先查阅《机电工程系科研方法训练要求与管理办法》的有关规定。
《申请书》所填各项内容要实事求是，逐条认真填写，表达要明确、严谨。
采用国家公布的标准简化字。
外来语要用中、英文同时表达，第一次出现的缩写词，须注出全称。
二、《申请书》以WORD文档格式录入，用A4纸打印，一式四份，分别于左侧装订成册，按要求日期报送到机电工程系。
各栏空格不够时，请自行加页。
三、《申请书》封面的学科领域按“一级学科名称·二级学科名称”的形式填写。
一级学科名称和二级学科名称请按国务院学位委员会、原国家教育委员会1997年公布的《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录》的学科名称和学科代码填写。
四、简表说明
1．凡选择性栏目，将相应提示符A、B等之一填入相应空栏。
2．项目名称：
要确切反映研究内容，汉字字数最多不超过25字。
3．简表中一级学科名称和二级学科名称填写依据同封面。
4．工作单位：
班级。
5．申请金额：
用阿拉伯数字表示，以万元为单位，小数点后取两位。
起止年月：
起始时间从申请时的次年1月算起，资助时间最长不超过三年。
申请人：
如系两人以上联合申请项目，只填第一申请人（项目负责人）情况，其他申请人可在“项目组主要成员简况”中说明情况。
6．项目组主要成员：
指在项目组内对学术思想、技术路线、理论分析及项目的完成起重要作用的研究人员，每年参加本项目研究工作应在四个月以上。
一、简表
研
究
项
目
名称
中文
全
自
动
感
光
控
温
窗
帘
技
术
研
究
英文
Studyofautomaticphotosensitiveandtemperaturecontrolcurtaintechnical
申报
学科
学
科
1
一级
学科
名称
机械工程学院
二级
学科
名称
机械电子工程
学
科
2
一级
学科
名称
二级
学科
名称
申请金额
万元
起止年月
2011年1月-2012年6月
申
请
人
姓名
中文
性别
B
A.男
B.女
出生年月
民族
满
拼音
Pengxuan
身份证号
专业技
术职务
学位
C
A.博士B.硕
士C.学士
学位授予单位
所在单位
北京石油化工学院
住宅电话
移动电话
正高级
副高级
中级
初级
博士后
博士生
硕士生
研究内容和意义
主题词
（≤3个）
中文
感光
控温
自动
英文
photosensitive
temperaturecontrol
automation
摘
要
（
限300字
）
研究新型的克服现有窗帘需要人为控制缺点的全自动感光控温窗帘，包括光电开关技术、微处理器及光强检测装置技术、太阳能采集及储存转换技术、以及感温、感光调控技术、电采暖散热技术。
采用吸收太阳能材质窗帘，利用感光、控温设备解决不同光照下窗帘开合程度自动调控，以及吸收储备太阳能待室温低于某一特定温度时释放热量以增加室温的问题。
本新型研究的效益是节能环保，全自动控制，省去人为的手动操作,方便实用。
姓名
年龄
学位
学位授予
单位名称
所授学位学科名称及所在门类
所从事研究的学科领域（一级学科）
工作单位
（班级）
在项目中的
主要分工
20
机械工程
机械工程
申请报告
技术进步工作报告
21
机械工程
机械工程
开题报告
20
机械工程
机械工程
技术经济分析报告
同类产品分析报告
20
机械工程
机械工程
外文资料翻译
技术报告
21
机械工程
机械工程
技术报告
20
机械工程
机械工程
查新报告
产品使用说明书
二、立项依据
本项目研究概况（现状及发展趋势）；本项目研究的实际意义和理论意义
◆现状
21世纪是信息化的世纪，各种电信和互联网新技术推动了人类文明的巨大进步。
智能家居控制系统可以定义为一个过程或者一个系统。
利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、将与家居生活有关的各种子系统，有机地结合在一起，通过统筹管理，让家居生活更加舒适、安全、有效。
与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，提供舒适安全、高品位且宜人的家庭生活空间。
还将原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，提供全方位的信息交换功能，帮助家庭与外部保持信息交换畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金。
系统的网络化功能可以提供遥控、家电控制、照明控制、室内外遥控、窗帘自控、防盗报警、电话远程控制、可编程定时控制及计算机控制等多种功能和手段。
使生活更加舒适、便利和安全。
因智能家居控制系统布线简单、功能灵活，扩展容易而被人们广泛接受和应用[1]。
对新型能源的利用，现在对于人类来说一件非常迫切的事情，尤其是最为清洁的太阳能的利用。
在之前已经有过很多关于利用太阳能利用方面的设想。
日前，又有人想出了太阳能窗帘的主意，将窗户变成供应日常小电器电力的“发电站”。
这款太阳能窗帘在内部整合了一种柔软的太阳能电池板，这样一来，既不影响窗帘的正常使用，还能够在拉上窗帘的同时吸收太阳能并储存起来以备日后之用。
人民日报报道，美国南加州大学的研究人员最近成功研制出一种柔韧性很好的碳原子薄膜透明材料，并用它制作出有机光伏电池。
研究人员说，这种碳原子材料用途广泛，比如有望用来生产太阳能窗帘和自行发电的衣服。
研究人员在新一期学术期刊《美国化学学会·纳米》上报告说，这种新材料名为石墨烯，由一层导电性极好的碳原子组成，厚度为几个原子，用它制成的石墨烯有机光伏电池可把光能转化为电能。
目前，研究人员已能制作多种尺寸的石墨烯，其中面积最大的为150平方厘米。
石墨烯有机光伏电池造价低，而且柔韧性好，因此应用前景看好。
参与研究的刘易斯·德阿科举例说，新材料可做成家用窗帘，甚至可以做成会发电的衣服[2]。
◆发展趋势
从目前的窗饰发展趋势来看，未来窗饰产品具备的特点已经较为清晰：
全智能产品——具备中央集成与智能控制的全屋窗饰管理系统，通过触摸终端有效管理全屋所有窗饰产品的开合、角度等，可根据个人喜好设定自动工作程序，享受光影生活更为舒适便捷。
此类产品已在部分国际豪宅获得尝试。
全智能产品研发的主导厂家，全球顶尖时尚窗饰品牌亨特道格拉斯全球精品廊中，亦已开放体验。
主动光感应——第三代光伏太阳能及更新技术的运用，也展现出与窗饰产品融合的趋势，不仅为窗饰产品增加光伏太阳能转化存储的功能，可供应全屋窗饰动能，其对阳光的敏感，也可同时实现全屋窗饰主动光感应控制，自主均衡屋内光线与热能，带来舒适光影体验与最大程度的节能减排。
此项技术已在亨特道格拉斯一些试点项目中概念试用，正式商用已不遥远。
创新型材料——正如石头、兽皮、草帘逐渐被纸质、布艺窗饰取代，当前主流的时尚简约窗饰的材料创新也在不断更进：
更多功能、更加个性、更易塑形、更易安装清洗……人类对现代家居光影艺术的追求，依然无止境。
国际文献资料表明，由澳大利亚昆士兰大学的两名研究人员创建的XeroCoat公司，拥有一直国际化的研发团队，致力于光学材料和太阳能材料的研发，并持续不断将创新的涂料产品引进应用市场，带动太阳能行业的科技进步。
目前XeroCoat已经同一家大型的太阳能领域制造商签订了防反射吸收涂料的供应合同，将此涂料应用在该企业的生产线上。
另外，这家太阳能领域制造商还将使用XeroCoat公司的其他光学涂层和热能系统涂层材料。
使用XeroCoat防反射涂料的太阳能吸收板材，具有更高的光能转化率，尤其是在月光（增加3%）和清晨（增加6%）的条件下。
这就意味着太阳能板制造商可以提升本公司产品的能量转化率，提高产品在市场的竞争力。
根据XeroCoat的评估显示，在不调整太阳能电池性能的情况下，新的涂层还可以提高太阳能电池0.5%—0.75%的使用效率[3]。
◆实际意义
全自动感光控温窗帘是在利用光电开关、微处理器及光强检测装置、太阳能采集及储存转换装置、以及感温、感光调控装置、电采暖散热器装置的基础上实现窗帘闭合程度的自动控制以及太阳能的吸收、储存及转换功能。
当光线达到一定程度时，便能将光能转换成电能，使窗帘自动提升或降落，从而保证室内始终处于适宜的光亮环境。
屋内阳光刺眼的时候我们必须手动去拉窗帘，虽然不需要花费太大的力气，但是对于上班一族的年轻人来说，繁忙的工作已经令他们发指，再一雪上加霜，他们心情定然更加烦躁，那么，利用光去让窗帘智能自动拉关即解决了这一难题，人性化的设计也令房间更加别具一格。
联想到太阳能热水器的原理，我们何尝不能再窗帘上下些功夫，让窗帘吸收太阳能，然后再屋内室温较低，人们感到寒冷时，将窗帘吸收的太阳能释放出来，去为人们供暖，从而节省了烧煤、燃气取暖的成本。
经济高速发展，能源资源供给严重不足，已成为制约我国经济社会发展的瓶颈。
太阳能资源是《可再生能源法》规定的六种可再生能源中，可最直接利用的能源[4]。
◆理论意义
如今，全自动、智能化等词语离我们的生活越来越近，全自动洗衣机，智能空调的诞生告诉我们一切皆有可能。
感光窗帘作为一项一直处于发展中的科学研究，已被各种方法研发成功。
近几年来，随着城市建设步伐的加快，一栋栋居民楼、写字楼、宾馆拔地而起，与此同时，窗帘作为装修业不可缺少的一部分，也日益火爆起来。
从目前的窗帘发展趋势来看，未来窗帘产品具备的特点已经较为清晰，全智能化、主动光感应、创新型材料即将成为其不可或缺的组成。
我国对新型窗帘的研究方向及成果也日趋明朗，电动窗帘已不再是奢侈的想象。
各种功能新颖、外观时尚、操作方便的窗帘产品层出不穷。
电动卷帘、电动罗马帘、电动百叶帘，各种打着“电动”旗号的窗帘产品逐渐融入到人们的工作，生活中，其智能化的操作深受人们喜爱，具有良好的发展前景和创新前景。
◆参考文献
[1]作者不详，电动窗帘控制器设计[D]，武汉理工大学学士学位论文.
[2]高原.美研制出新型碳原子材料有望生产太阳能窗帘[J]，人民网-人民日报，2010年07月26日，第15版.
[3]作者不详.XeroCoat防反射太阳能吸收涂料投放市场[J].中国新能源网，2010年7月23日新闻.
[4]村森正直、山崎弘郎编著孙宝元译高守义校.传感器工程学[M].P22.
[5]王丽君，杨伟峰.电机无线遥控系统设计的研究大众科技[J]，2009,11:
124-125.
[6]刘大茂.智能仪器:
单片机应用系统设计[M].北京:
航空工业出版社,1998:
20-22.
[7]周航慈,朱兆优.智能仪器原理与设计[M].北京：
北京航空航天大学出版社，2005:
34-35.
[8]刘印春.传感器原理[M].北京国防科技大学出版社，2006:
76-79.
[9]孟志永.单片机外围电路设计[M].北京:
电子工业出版社，2004:
23-24.
[10]沙占有.中外集成传感器实用手册[M].北京:
电子工业出版社，2005:
12-13.
[11]胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京:
清华大学出版社,2003:
24-26.
[12]吕俊芳.传感器接口与检测仪器电路[M].北京:
北京航空航天大学出版社，1995:
78-79.
[17]S.L.Loyka．ASimpleFormulafortheGroundResistanceCalculation[J].IEEETrans．OnElectromagneticCompatibility,1999,41
（2）:
152-154．
[21]Jullian,E,Electromagneticradiation[J]．RBM-RevueEuropeennedetechnologieBiomedicale,Vol.20NO.4.June,1998．
[20]JohnB.Peatman．DesignWithPICMicrocontrollers[M]．Prentice-HallInc,1997．
三、研究内容
本项目研究的基本内容，预期取得的突破和创新
研究新型的克服现有窗帘需要人为控制缺点的全自动感光控温窗帘，包括光电开关技术、微处理器及光强检测装置技术、太阳能采集及储存转换技术、以及感温、感光调控技术、电采暖散热技术。
采用吸收太阳能材质窗帘，利用感光、控温设备，解决不同光照下窗帘开合程度自动调控，以及吸收储备太阳能待室温低于某一特定温度时释放热量以增加室温的问题。
为实现窗帘的感光、控温自动化控制，必须解决光电开关技术、微处理器及检测装置技术、太阳能采集及储存转换技术、以及感温、感光调控技术。
光电开关的实现就是利用光敏电阻阻值随光照强度增大而减小的特性。
利用光敏电阻，以光源为媒介，控制电路的通断，这样的开关，就是光电开关。
光电开关是由发射器、接收器和检测电路三部分组成。
发射器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管（LED）、激光二极管及红外发射二极管。
光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。
受脉冲调制的光束辐射强度在发射中经过多次选择，朝着目标不间接地运行。
接收器有光电二极管或光电三极管、光电池组成。
在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。
在其后面的是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。
此外，光电开关的结构元件中还有发射板和光导纤维。
三角反射板是结构牢固的发射装置。
它由很小的三角锥体反射材料组成，能够使光束准确地从反射板中返回，具有实用意义。
它可以在与光轴0到25的范围改变发射角，使光束几乎是从一根发射线，经过反射后，还是从这根反射线返回。
图1光电开关的电路图
微处理器及光强检测装置，实际上就是一个光强传感器，传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。
国际电工委员会（IEC:
InternationalElectrotechnicalCommittee）的定义为：
“传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号”。
按照Gopel等的说法是：
“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”，而“传感器系统则是组合有某种信息处理（模拟或数字）能力的系统”。
传感器是传感系统的一个组成部分，它是被测量信号输入的第一道关口。
传感器把某种形式的能量转换成另一种形式的能量。
有两类：
有源的和无源的。
有源传感器能将一种能量形式直接转变成另一种，不需要外接的能源或激励源。
图2光强传感器功能的实现
太阳能吸收材质窗帘，利用美国南加州大学的研究人员最近成功研制出一种柔韧性很好的碳原子薄膜透明材料，并用它制作出有机光伏电池。
研究人员说，这种碳原子材料用途广泛，比如有望用来生产太阳能窗帘和自行发电的衣服。
研究人员在新一期学术期刊《美国化学学会·纳米》上报告说，这种新材料名为石墨烯，由一层导电性极好的碳原子组成，厚度为几个原子，用它制成的石墨烯有机光伏电池可把光能转化为电能。
目前，研究人员已能制作多种尺寸的石墨烯，其中面积最大的为150平方厘米。
石墨烯有机光伏电池造价低，而且柔韧性好，因此应用前景看好。
参与研究的刘易斯·德阿科举例说，新材料可做成家用窗帘，甚至可以做成会发电的衣服。
太阳能储存转化装置，就是利用全钒氧化还原液流电池（VanadiumRedoxBattery,VRB），它是一种新型电能储存和高效转化装置，具有规模大、寿命长、成本低、效率高、无毒无害环境友好等特点，适合大规模电能储存和高效转化设备使用。
预期取得的突破和创新
石墨烯是一种新型材料，由它制成的石墨烯有机光伏电池也更是一种新型的设备，使用并不普遍。
此次研究希望用石墨烯材料制成家用窗帘，利用其柔韧性好、可把光能转化为电能的特性，可以说是一种新的突破，并结合光电开关和光强传感器使其成为全自动感光控温窗帘，应用前景广泛。
四、研究方案
本项目研究的思路和方法；研究工作进度计划;预期阶段成果
◆研究方法
1.围绕所选研究课题搜集，查阅相关文献、资料。
分析比较目前国内外市场同类产品的发展状况及优缺点，在产品性能、可靠性、节约环保以及技术可行性分析比较的基础上设计出一套相对更加完善的全自动感光控温方案。
2.通过互联网、图书馆资源及实地调研等手段查询相关资料，了解国内外研究状况和研究速度，充分掌握有关课题的第一手资料，为设计奠定好基础。
3.通过比较与分析，设计了一套完整优化系统，并对实际运用能力进行了模拟。
为了提高系统的运行能力，提升系统性能采用最理想原材料，但是在某种程度上该窗帘不可能达到我们所预想的感光控温效果。
4.仔细阅读所查的相关资料，设计出整体控制路线。
5.控制系统方案设计：
设计出光电开关的光控电路。
6.从功能可靠性，成本控制，稳定性，环保节能等因素出发设计出更完善的控制系统。
◆研究思路
我们首先只是想做感光窗帘，教室里阳光太强烈的时候可以自动拉上。
后来通过上网查阅才知道这种窗帘早在十多年前就已经研发成功，于是我们又想到现在最节能环保的太阳能，想在这个方向定一个题目，于是，我们的最终讨论结果就是设计一款既能感光又能利用太阳能的自动环保窗帘。
提出这个设想，我们开始查阅资料。
这个过程是长久且复杂的。
首先窗帘感光的部分就有很多实现的可能，红外线的，传感器的，很难选择，最终，定了使用光电开关和光强传感器的方法。
然后就是更复杂的太阳能利用方面了，最初的设想就是希望在阳光充足时吸收太阳能，等到室温低于某一特定值就散发热量，这个方案就这么定了下来，没有改动。
但它的实现却比较艰难，如何吸收太阳能，有没有这样的材质可以制成窗帘，吸收的太阳能如何储存和转化，这些问题困扰我们很久，查了很多文献资料才找到最终解决的办法。
所有资料的查完后，开始写报告，把资料一点点整理，就成了我们最后的成果。
◆研究工作进度
2010年10月-2011年3月
完成窗帘感光部分的设计，包括光电开关的电路与光强传感器的选用
2011年3月-2011年6月
完成窗帘材质的选择
2011年6月-2011年12月
完成窗帘控温部分的研究，包括太阳能的吸收转化，热能的利用方法
2011年12月-2012年6月
完善实验结果，项目总结鉴定
◆预期阶段成果
1.完成窗帘感光部分设计
2.完成控温部分设计
3.完成整体总结、报告
4.发表高水平论文一篇
5.把研究运用到实际生活中
五、研究基础
项目申请人及成员的各类研究与设计经历
北京石油化工学院机械电子工程专业，主要研究方向为特种机器人技术、现代焊接技术与装备、机电一体化技术、先进过程装备与控制技术。
1）2009年，在多处实习基地进行学习和研究，已经具备初步研究能力
2）2010年，独立完成机械设计课程设计，收获颇丰
3）2010年，集体完成电子技术实习
彭轩，现就读于北京石油化工学院，多次参加校内组织的活动
王中雨，现就读于北京石油化工学院，多次参加机器人比赛
李艳彬，现就读于北京石油化工学院，多次参加校内组织的活动
邢嘉伟，现就读于北京石油化工学院，多次参加校内组织的活动
祝文颖，现就读于北京石油化工学院，多次参加机器人比赛和URT项目
王一哲，现就读于北京石油化工学院，多次参加校内组织的活动
六、成果形式
本项目研究的成果形式，成果转化方式、去向及预期效益：
◆研究成果形式
报告类包括：
1、申请报告和开题报告、外文资料翻译20000字符以上
2、鉴定文件（装订成册）
1）技术进步工作报告（设计研究工作总结）
2）技术报告（总体方案和详细设计）
3）查新报告
4）技术经济分析报告
5）同类产品分析报告
6）产品使用说明书
实践类包括：
1、设计研究日记
2、全自动感光控温窗帘整体设备
◆成果转化方式
1.自行投资实施转化；
2.向他人转让科技成果；
3.许可他人使用该科技成果；
4.以该科技成果作为合作条件，与他人共同实施转化；
5.以该科技成果作价投资，折算股份或者出资比例
◆预期效益
项目研发成功之后，将逐步推广到人们的生活中，代替传统的手动窗帘。
不仅会给生活注入了新鲜元素，也在此同时让人们的生活大为轻松，省去了每天拉窗帘的繁琐。
此外，利用太阳能制热的环保设想将被付诸实践，节省能源并不污染环境，效益可观。
七、经费预算单位：
万元
（1）项目经费来源
（2）项目经费支出：
市教委科技经费
2
设备购置费
20
国家其它有关部门拨款
6
能源材料费
1
项目依托单位匹配经费
10
试验外协费
1
项目承担单位自筹经费
6
资料印刷费
1
银行贷款
20
租赁费
2
其它来源
差旅费
2
鉴定验收费
2
人员费
6
管理费
6
其它费用
2
合计
44
合计
43
八、单位学术委员会意见
申请人所在单位学术委员会的审查、推荐意见（包括对项目的意义、特色、创新之处，所填内容的真实性，研究方案的可行性，经费预算的合理性及申请人的研究水平与学风签署具体意见）：
九、单位意见
申请人所在单位领导的审查意见与保证：
已按填报说明对申请人进行了资格审查，对《申请书》内容进行了审核，同意学术委员会意见，并保证在项目获准立项后做到以下几点：
（1）保证对研究计划实施所需的人力、物力和工作时间等条件给予支持。
（2）严格遵守北京市教育委员会和北京市自然科学基金委员会有关资助项目管理、财务管理等各项规定。
（3）督促项目负责人和本单位项目管理部门，按北京市教育委员会和北京市自然科学基金委员会的要求，及时报送有关材料，认真履行项目合同。
需要说明的其他问题：
单位公章：
单位负责人签章：
200年月日
十、综合评审意见
专家组组长签章：
200年月日
十一、审批意见
批准立项：
是否
批准资助经费：
万元
单位公章：
负责人签章：
200年月日
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