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人們?nèi)ヒ巴庥瓮鏁r(shí)，有時(shí)候因?yàn)闇囟冗^高，而使人中暑；所以在外游行，都希望能隨時(shí)了解和觀測(cè)到出行環(huán)境，以便在最佳的環(huán)境和時(shí)機(jī)旅行?！疤?yáng)能多功能帽”利用太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)周圍環(huán)境的溫度和紫外線進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
原理：太陽(yáng)能電池板通過吸收光能轉(zhuǎn)化為電能，為測(cè)溫器、LED燈、小型風(fēng)扇、MP3、顯示設(shè)備提供電源，智能測(cè)溫器對(duì)所測(cè)到數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并由控制器通過微型LED顯示屏顯示出來(lái)。

一、前言
1、背景
隨著生活水平的提高，人們開始追求身心健康。人們對(duì)健康問題越來(lái)越看重，都希望有個(gè)好身體。為使自己心里喜悅，大部分人會(huì)選擇去野外游玩；在游玩之際，人們又擔(dān)心身體健康問題。野外有可能因溫度過高，而使人中暑；或者因紫外線過強(qiáng)，而使人引發(fā)種種疾病。所以在外游行，都希望能時(shí)時(shí)觀照身邊環(huán)境。以便在旅途中玩得盡興。
并且人民生活水平提高了，人民對(duì)環(huán)境污染很敏感，都希望能用上無(wú)污染的產(chǎn)品，節(jié)能又輕小，而且無(wú)需人為的增加能量便能夠自給能源并能夠隨身攜帶；那就是一種很理想的產(chǎn)品。隨著太陽(yáng)能光伏技術(shù)的發(fā)展，太陽(yáng)能的利用得到大多數(shù)人的贊同。太陽(yáng)能光伏技術(shù)的提高，一些小的產(chǎn)品得到發(fā)展，太陽(yáng)能多用帽就是利用這一特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的。

2、描述：
野外游玩是我們大部分人喜愛的一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)。野外游玩可以讓我們心情放松，也可以讓我們身體健康；但野外游玩的不注意項(xiàng)又常常給我們帶來(lái)麻煩。如（1）溫度過高可能會(huì)使人中暑，輕者昏迷重者死亡。（2）紫外線強(qiáng)度過強(qiáng)，從而引起人的皮膚過敏，使人的健康受到威脅。（3）在旅途中，想進(jìn)一些危險(xiǎn)性不大的山洞參觀，但因?yàn)楣饩€不足而不能進(jìn)去，這不是掃興嗎？或者在旅途中遇到突發(fā)情況，夜晚到了卻未回到安全地方，但又因夜黑，又沒帶電筒，這無(wú)疑是給生命帶來(lái)威脅。這些問題看似微小，但是足以危及我們的身心健康。太陽(yáng)能多用帽就是據(jù)這一問題來(lái)設(shè)計(jì)的。它通過太陽(yáng)能電池板吸收光能轉(zhuǎn)化為電能，為測(cè)溫器、紫外線檢測(cè)器、LED燈、語(yǔ)音或顯示設(shè)備提供電能。這些負(fù)載利用電池板所提供的電能，在控制器的調(diào)控下，完成各自的使命。時(shí)時(shí)為游客提供環(huán)境情況，讓游客有一個(gè)輕松而愉快的旅程。
3、特點(diǎn)
太陽(yáng)能多用帽設(shè)計(jì)理念：為自己身心健康著想。 其重量不大，便于攜帶，外表美觀，具有一定實(shí)用性。價(jià)格是有點(diǎn)貴，但作為一種時(shí)尚追求并非不可能，且還可以作為禮物的饋贈(zèng)品。

二、太陽(yáng)能多功能帽的組成
太陽(yáng)能多用帽由以下幾個(gè)部分組成：太陽(yáng)能薄膜電池板、太陽(yáng)能控制器、小蓄電池、風(fēng)扇、MP3、LED燈、智能測(cè)溫器、紫外線檢測(cè)器、LED數(shù)字（語(yǔ)音）顯示屏、帽子、USB接口、電線。
1、太陽(yáng)能電池板：
太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能多用帽中的核心部分，也是太陽(yáng)能多用帽中價(jià)值最高的部分。其作用是將太陽(yáng)的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能，或送至蓄電池中存儲(chǔ)起來(lái)。在眾多太陽(yáng)光電池中較普遍且較實(shí)用的有單晶硅（薄膜）太陽(yáng)能電池、多晶硅（薄膜）太陽(yáng)能電池及非晶硅（薄膜）太陽(yáng)能電池等三種。在太陽(yáng)光充足日照好的地區(qū)，采用多晶硅（薄膜）太陽(yáng)能電池為好，因?yàn)槎嗑Ч瑁ū∧ぃ┨?yáng)能電池生產(chǎn)工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，價(jià)格比單晶低。在陰雨天比較多、陽(yáng)光相對(duì)不是很充足的地區(qū)，采用單晶硅（薄膜）太陽(yáng)能電池為好，因?yàn)閱尉Ч瑁ū∧ぃ┨?yáng)能電池性能參數(shù)比較穩(wěn)定。非晶硅（薄膜）太陽(yáng)能電池在陽(yáng)光不足的情況下比較好，因?yàn)榉蔷Ч瑁ū∧ぃ┨?yáng)能電池對(duì)太陽(yáng)光照條件要求比較低。所以綜合對(duì)比充分發(fā)揮其性能，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，根據(jù)不同類型帽子選擇不同類型的太陽(yáng)能電池板（建議用薄膜電池板）。
2、太陽(yáng)能控制器
無(wú)論太陽(yáng)能多用帽大小，一個(gè)性能良好的充電放電控制器是必不可少的。需要的控制器不僅延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命，且對(duì)它的充電放電條件加以限制，防止蓄電池過充電及深度充電。在溫差較大的地方，合格的控制器還應(yīng)具備溫度補(bǔ)償功能。具有時(shí)控功能，并具有定時(shí)自動(dòng)切控負(fù)載功能，便于時(shí)刻反應(yīng)環(huán)境變化情況。而且能夠控制測(cè)量數(shù)據(jù)的處理與輸出。
3、蓄電池
由于太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸入能量極不穩(wěn)定，所以一般需要配置蓄電池系統(tǒng)才能工作。現(xiàn)在市面上大部分的公司采用蓄電池大多為鉛酸蓄電池。鉛酸蓄電池由于其鉛酸的腐蝕性和可再生利用性均無(wú)法達(dá)到環(huán)保和節(jié)能，并且體積比較大，占地方；因此考慮到用可充電鎳鎘電池蓄電，利用太陽(yáng)能充電，無(wú)須更換電池，寶貝科技含量高，既能免去電源充電、更換非充電電池所產(chǎn)生的費(fèi)用，又符合環(huán)保要求，具有很強(qiáng)的實(shí)用性！
4、風(fēng)扇
風(fēng)扇可以在炎熱的天氣開啟，具有制冷的作用，當(dāng)天氣比較沉悶的時(shí)候，可以通過該裝置加快空氣對(duì)流，改善空氣質(zhì)量。
5、MP3
MP3具有音樂的功能，當(dāng)戶外旅行疲勞的時(shí)候可以聽聽音樂，放松肌肉、緩解疲勞之作用。
6、LED燈
考慮到用途，所選的LED燈應(yīng)為L(zhǎng)ED貼片燈或者LED燈帶（硬光燈）?？筛鶕?jù)不同要求選擇不同功率，不同電壓的貼片燈或者燈帶。（要求電壓要低，性能穩(wěn)定）
7、智能測(cè)溫器
考慮到在室外測(cè)量，要求測(cè)溫器要有良好的性能，能夠定時(shí)測(cè)量、分析測(cè)得的數(shù)據(jù)并且把數(shù)據(jù)顯示出來(lái)（通過LED顯示屏或語(yǔ)音播放）
8、紫外線檢測(cè)器
根據(jù)預(yù)先設(shè)定波段范圍，進(jìn)行測(cè)量，并把數(shù)據(jù)處理和表達(dá)出來(lái)。時(shí)刻把紫外線強(qiáng)度反應(yīng)出來(lái)，讓人民了解環(huán)境情況，以便于做好預(yù)防工作。
9、LED顯示屏
根據(jù)不同外形的帽子，選擇不同大小的LED顯示屏；要求所選LED顯示屏能夠接收測(cè)溫器和紫外線強(qiáng)度檢測(cè)器所測(cè)得的數(shù)據(jù)并顯示出來(lái)。要求其工作電壓不能高于3V，功率不大于1W。考慮到顯示屏不太方便看可以用語(yǔ)音播放設(shè)備代替，再加上一個(gè)小型收音機(jī)（帶耳塞）
10、帽子
根據(jù)不同人的喜好，選擇不同類型的帽子，并在所選的帽子上制作一些我們國(guó)家的傳統(tǒng)，如在固定太陽(yáng)能電池板旁邊，刺上一些圖案。這樣可達(dá)美觀和固定作用。
11、電線
用于連接太陽(yáng)能電池板、蓄電池、用電器。
12、USB
USB接口用于供電，如供手機(jī)、MP3、MB4、MP5等用電器充電
三、太陽(yáng)能多功能帽設(shè)計(jì)
1、夜間照明與適用范圍
根據(jù)不同的要求在帽子前面安裝一個(gè)智能LED燈（有各種形狀，根據(jù)美觀而定）一般選用0.5W—1W功率，適用于野外游行，不能及時(shí)回到安全地點(diǎn)或需進(jìn)入一些黑暗地方使用。
2、照明時(shí)間
LED燈的工作要求，我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)充分考慮突發(fā)情況，并保證其工作時(shí)間應(yīng)能在10小時(shí)之上。在連續(xù)無(wú)陽(yáng)光工作狀況下我們?cè)O(shè)計(jì)工作在2天。在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮太陽(yáng)能電池板及蓄電池的容量大小。
3、環(huán)境檢測(cè)
根據(jù)要求在帽子上安裝智能測(cè)溫器和測(cè)紫外線儀器，要求各自體積要很小并能對(duì)所測(cè)到數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并由控制器控制輸出。處理后的數(shù)據(jù)通過微型LED顯示屏顯示出來(lái)及由語(yǔ)音表達(dá)出來(lái)。
四、太陽(yáng)多用帽外形設(shè)計(jì)
根據(jù)市場(chǎng)上現(xiàn)有的，按不同需求在現(xiàn)有的帽子加以改裝，并且增添一些新穎的東西；如一些比較令人喜愛的圖像或文字等。。。在固定太陽(yáng)能電池板的四周用我們國(guó)家的一些傳統(tǒng)作秀方法，在電池板四周紡上一些圖案，這既可以其固定作用又達(dá)到美觀。在安裝蓄電池，可以在帽子上紡一個(gè)口袋；這樣既可以放蓄電池也可以把控制器一起裝進(jìn)去。并且在口袋上繡上圖案或標(biāo)志?；蛘甙袻ED顯示屏固定在這個(gè)口袋上，或者把測(cè)溫器（與檢測(cè)紫外線儀器一起）固定在上面。也可以把檢測(cè)系統(tǒng)安裝在帽子的頂部。關(guān)于太陽(yáng)能電池板，根據(jù)帽子不同形狀具體安裝。如有鴨嘴的，可以把它安裝在鴨嘴上（薄膜電池）、如功率要大點(diǎn)，可在帽子前面的中間向兩邊部分各安裝一個(gè)，如果是圓的，就把它安裝在帽子的圓邊上（薄膜電池）比如把帽子做成一個(gè)笑臉的形狀。在安裝USB接口時(shí)，考慮到后面有一個(gè)控制帽子口大小的夾子，把USB接口粘貼在夾子上。
五、電池板和負(fù)載設(shè)計(jì)
負(fù)載包括LED顯示屏、測(cè)溫器、紫外線檢測(cè)器、LED照明燈。電池板為0.5W-3W的輸出電壓為4V以下（如60*90mm 3v 60mA _15元 、60*75mm 2.5v 40mA_10元 ） 。負(fù)載功率為：LED顯示屏為0.1W、測(cè)溫器及紫外線檢測(cè)器為1W、LED照明燈為1W的。工作電壓為3V以下。

第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品 省賽三等獎(jiǎng)
5月27到29日在江西省贛南師范學(xué)院參加“第十二屆 全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)知識(shí)競(jìng)賽”并參加作品展覽，通過專家組的評(píng)審榮獲“三等獎(jiǎng)”。