基本信息
- 項目名稱：
- 濕度感應(yīng)自動升降防雨簾開發(fā)研究
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 現(xiàn)實生活中經(jīng)常出現(xiàn)這種情況：當人們出門在外卻突遇下雨，而此時家中窗戶未關(guān)，由此導(dǎo)致雨水淋入房間造成地板受潮甚至家電損壞。 本項目就是基于對現(xiàn)實生活中普遍存在的棘手問題的思考，設(shè)計開發(fā)了一套具備在下雨天可以通過傳感器、驅(qū)動裝置和控制系統(tǒng)實現(xiàn)自動化操作功能的防雨簾；為了便于操作，還設(shè)置有手動控制、遙控控制和自動感應(yīng)控制三種操控方式，所研發(fā)的產(chǎn)品能夠為人們的日常生活帶來極大的便利。
- 詳細介紹：
- 1 引言 1.1背景及意義 隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異和生活水平的迅速提高,人們的生活節(jié)奏也急劇加快。當人們出門在外突遇下雨而家中窗戶未關(guān)，由此造成雨水淋入房間造成家電損壞甚至地板腐爛的例子比比皆是，而能否避免此類財產(chǎn)損失很大程度上取決于家中是否安裝有防雨裝置。但是目前在國內(nèi)，人們采用的解決辦法多是在窗戶外加裝防雨篷，但是這種防雨篷一般都是固定物，或者要靠人手工啟閉，操作十分不便且效果也不甚理想，關(guān)鍵缺陷是不能實現(xiàn)無人自動化操控的功能；另外，在風雨交加的天氣，大風有時會將防雨篷卷起或吹落，由此而造成的財產(chǎn)損失甚至砸傷人事件更顯得此方案得不償失。據(jù)此，我們提出了這么一個設(shè)想：能否開發(fā)一套設(shè)備使其具備在下雨天可以通過傳感器及程序的控制實現(xiàn)自動化操作的功能？ 經(jīng)檢索相關(guān)文獻資料后，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)目前尚沒有同類產(chǎn)品的成熟設(shè)計，且在市場推廣上依然處于類空白階段。一個類似方案的設(shè)計是：當雨水掉落在蓄水槽通過排水管流入杯體內(nèi)，杯體重量增大時自動下移，當杯體壓迫彈性開關(guān)閉合時，電機開始工作，帶動轉(zhuǎn)動軸旋轉(zhuǎn)，滑動桿向下移動，把塑料罩拉下，罩在窗戶上。顯然，這個設(shè)計存在一些不足之處：（1）通過蓄水槽蓄水會花費大量時間，這會造成設(shè)備啟動時響應(yīng)不夠迅速，且電路可靠性及使用效果也值得懷疑；（2）整體設(shè)計顯得不夠精致，而且在現(xiàn)代房屋外安裝蓄水槽會嚴重影響美觀。 結(jié)合我們團隊的設(shè)想和現(xiàn)有設(shè)施的不足，我們希望開發(fā)出一套設(shè)備使其在下雨天能夠通過傳感器及程序的控制實現(xiàn)自動化操控的防雨簾設(shè)備，但是，經(jīng)過三個多月的前期探討，由于傳感器的檢索和選擇出現(xiàn)了很大的困難，幾乎沒有任何進展。正當我們快要放棄的時候，有一天，靈感幸運地光顧了我的大腦——濕度感應(yīng)，只要在下雨天收集到空氣中的濕度范圍就可以通過程序精確控制整套設(shè)備的調(diào)試，其間我們還探討過使用雨量傳感器進行調(diào)試的可能性，最終在綜合各方面的考慮下選定課題為《濕度感應(yīng)自動升降防雨簾開發(fā)研究》。 本設(shè)計濕度感應(yīng)自動升降防雨簾作為智能家居終端設(shè)備的一部分，實現(xiàn)了系統(tǒng)信息的采集、信息輸入、邏輯處理、信息輸出、聯(lián)動控制等家居生活智能化功能，不僅可以連入整個家居系統(tǒng)中，也可以單獨使用。濕度感應(yīng)自動升降防雨簾相比傳統(tǒng)防雨裝置具備自動化程度高、防雨效果好、外表美觀等一系列優(yōu)勢，我們團隊研究這一課題之初就著眼于填補這一領(lǐng)域的空白，為社會帶來一定的經(jīng)濟效益和應(yīng)用價值。首先，研究一套濕度感應(yīng)自動升降防雨簾裝置，可為人們的生活帶來極大的方便；其次，窗戶的使用范圍非常廣，由于目前市場上還沒有成熟的此類防雨設(shè)備，顯然，開發(fā)并批量生產(chǎn)這種自動防雨簾，有著非常好的市場前景，可獲得很好的經(jīng)濟效率；再者，通過實際產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)及制作，可加深我們對理論知識學(xué)習(xí)的消化與理解，培養(yǎng)知識應(yīng)用、理論聯(lián)系實際的思想意識，補充與完善知識結(jié)構(gòu)，增強大學(xué)生的創(chuàng)新意識和自信心；同時，也可培養(yǎng)我們從事科學(xué)技術(shù)工作的素養(yǎng)以及團結(jié)協(xié)作的精神，掌握產(chǎn)品研制的全過程及方法，鍛煉并提高解決工程實際問題以及實踐動手和創(chuàng)新的能力。 而一旦這個設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)并成功在市場上推廣的話，就可以有效解決當人們出門在外遇到下雨而家中窗戶未關(guān)造成雨水淋入房間致使家電損壞甚至地板腐爛的問題，假如這樣的一個社會性問題得以解決，那么不僅可以造福于廣大人民，還可以填補市場上的這一空白，由此可見，研究此項科技設(shè)備具有戰(zhàn)略前瞻性，以及重大的實際應(yīng)用價值和社會效應(yīng)價值，同時也能夠產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益，為國家發(fā)展做出貢獻。 1.2設(shè)計發(fā)明的目的 窗戶是民用和工業(yè)建筑物的必須設(shè)施，經(jīng)常開閉窗戶是人們?nèi)粘Ｉ畹男枰?。然而，在現(xiàn)實生活中，經(jīng)常會發(fā)生這種情況：在晴天，當人們打開窗戶離開住宅后，突遇天氣變化下起了大雨，窗戶開著而人卻不在家，雨水就會濺入陽臺及房間，從而有可能損壞室內(nèi)各種用具，給人們造成一些不必要的麻煩甚至財產(chǎn)損失。目前，人們普遍采用的解決辦法是在窗戶外加裝遮陽或防雨篷，但是，這種遮陽或防雨篷一般都是固定物或者要靠人手工啟閉，操作十分不便且效果也不甚理想，關(guān)鍵缺陷是不能實現(xiàn)無人自動化操控的功能；另外，若遇到風雨交加的天氣，大風有時會將遮陽或防雨篷卷起或吹落，由此而造成財產(chǎn)損失甚至砸傷人事件。 顯然，為了能夠有效解決上述存在的問題，研制一套能感應(yīng)天氣變化并能自動啟閉的防雨簾裝置，就有著十分迫切的市場需要和重要的現(xiàn)實意義以及應(yīng)用價值。 1.3設(shè)計的基本思路 整個裝置可分為： 1）檢測、信號處理和控制系統(tǒng)； 2）電動機及驅(qū)動裝置； 3）雨簾、卷軸及雨簾框裝置。 該設(shè)備主要包括濕度（下雨）傳感器、自動控制器件、電動機及減速器、卷軸及升降裝置、雨簾及雨簾框等機件。這里，濕度（下雨）傳感器用于探測雨水或環(huán)境的濕度，自動控制器件能將檢測到的信號經(jīng)過處理后，控制電動機促使其驅(qū)動卷軸轉(zhuǎn)動從而將防雨簾自動降落或升起，在雨簾降落后即可將整個窗戶完全遮閉。為了便于操控，該設(shè)備還設(shè)置了手動、電動及遙控裝置，并通過行程開關(guān)控制防雨簾的上、下止點。 該裝置可獨立裝設(shè)在民用單一的窗戶外使用，也可在工業(yè)建筑的各個窗戶上安裝上防雨簾，再將傳感器和自動控制系統(tǒng)集成為一個模塊，這樣就可集中控制整幢樓的防雨簾的自動升降，操作方便且成本較低，又達到了節(jié)能、節(jié)電的目的。 2 總體結(jié)構(gòu)與工作原理 2.1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 該濕度感應(yīng)自動升降防雨簾主要由滾輪、垂軸、防雨簾、雨簾滑道、軸承、鍵、電動機、軸承座、卷軸及、卷筒等組成。這里，防雨簾用螺釘固定在垂軸上，垂軸兩端各裝有一個滾輪；滾輪嵌入雨簾滑道內(nèi)，如圖所示，這樣，垂軸及滾輪就可以在雨簾滑道（固定在窗臺墻壁）內(nèi)滾動升降，此結(jié)構(gòu)既減小了摩擦，又可避免當風雨交加時，大風將防雨簾吹起的弊端。 卷筒（空心）上用螺釘固定著防雨簾，卷筒兩端各裝有1個卷軸，左卷軸通過鍵與電動機伸出軸直接聯(lián)接。左、右卷軸上分別裝有一個向心球軸承，2個軸承裝在軸承座內(nèi)，軸承座用螺釘固定在安裝板上。 電動機伸出軸也可以通過一對齒輪與左卷軸聯(lián)接 防雨簾采用普通防雨布制作，其寬度和高度可根據(jù)窗的戶實際尺寸來定制。 2.1.2技術(shù)關(guān)鍵 本裝置的技術(shù)關(guān)鍵主要有三點： 第一，濕度（雨水）信號的檢測方法（包括傳感器的靈敏度、測頭的安裝方法及位置）； 第二，檢測到的信號（包括濕度（雨水）信號、手動、電動和遙控信號、行程開關(guān)信號）處理方法和控制系統(tǒng)； 第三，防雨簾的展平和防風方法及確保設(shè)備的安全性。 對于第一點，我們選用了目前市售的較先進下雨傳感器產(chǎn)品（傳感器只需接觸到雨水就有信號反應(yīng)），也可在布置傳感器時加裝集雨槽；對于第二點，我們采用了通過單片機并編寫相關(guān)程序來實現(xiàn)；而第三點是采用上卷軸、下垂軸，且垂軸上安裝有滾輪并嵌套在雨簾框滑道中來解決的。 2.1.3 主要工作機構(gòu)的選擇 該防雨簾機械結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部件是減速裝置。為了減少傳動環(huán)節(jié)，作品選用GX32R-395型行星齒輪直流減速電機（功率12W，減速比139），電動機伸出軸與卷筒、卷軸直接聯(lián)接（如上圖1所示）。也可以采用如圖4所示的結(jié)構(gòu)，電動機軸與卷軸平行布置并通過一對齒輪（傳動比1：1）傳動來實現(xiàn)。另外，也可以采用一對錐齒輪傳動，那么，電動機軸就與卷軸垂直布置。 左、右卷軸及滾輪采用尼龍材料制作，垂軸及卷筒采用空心鋁管制作，兩個軸承選用深溝球軸承。 2.2 工作原理 首先將整套防雨簾設(shè)備用螺釘通過安裝孔固定在窗臺墻壁上。 電動控制時，先接通電源，按下開關(guān)就能控制電機的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，電動機驅(qū)動卷軸及卷筒，防雨簾即可實現(xiàn)升降；當防雨簾降至最低點或者升至最高點時，觸及雨簾位置行程控制開關(guān)，防雨簾可自動停止； 自動感應(yīng)控制時，只要接通電源，根據(jù)雨量大小，由下雨傳感器測得雨水信號，并經(jīng)單片機和程序?qū)π盘栠M行分析處理后，即可啟動電動機，自動實現(xiàn)防雨簾的升降； 遙控控制時，遙控器上有兩個控制電機正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的按鈕，按下方向鍵按鈕就會驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動，再次按下同一按鈕就會使電動機停止轉(zhuǎn)動。遙控模塊為自鎖型，按下按鈕，電機就會啟動，再次按下按鈕，電機則停止，該遙控裝置采用無線信號，最遠控制距離可達30m。 本作品具備防雨、遮陽、遮光及擋風等功能；可以通過濕度（下雨）傳感器檢測雨水信號，自動實現(xiàn)防雨簾的關(guān)閉；采用機電一體化的雨水信號自動檢測、單片機集中信號處理、自動控制防雨簾的升降，其傳動原理合理、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，并且具有手動、遙控、自動感應(yīng)和行程控制方式；可單一使用，也可多簾使用集中控制。 3控制系統(tǒng)設(shè)計 3.1總控模塊設(shè)計 使用單片機為核心的濕度感應(yīng)自動升降防雨簾，能夠根據(jù)外界環(huán)境的變化，或是用戶通過開關(guān)，無線遙控器的控制，通過單片機的控制，實現(xiàn)電機的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)防雨簾的升降。其工作原理是：通過濕度傳感器檢測雨水及濕度變化信息，通過控制系統(tǒng)控制電動機的啟動，以驅(qū)動軸卷裝置帶動防雨簾在卷簾滑道中自動升降，從而可保證下雨天在無人關(guān)閉窗戶的情況下，將窗戶完全遮蔽，達到防止雨水淋入房間的目的。 裝置主要由濕度感應(yīng)器、控制系統(tǒng)、驅(qū)動電動機、減速器、軸卷升降機構(gòu)、防雨簾及升降滑道等組成。這里的濕度感應(yīng)器用于探測雨量或環(huán)境的濕度；控制系統(tǒng)根據(jù)濕度感應(yīng)器的信息來控制電動機的啟動；電動機輸出速度通過減速器減速后，驅(qū)動軸卷升降機構(gòu)帶動防雨簾沿升降滑道上升或下降，從而將整個窗戶完全遮閉。該裝置可獨立裝設(shè)在單一的窗戶外，也可將濕度傳感器和控制系統(tǒng)集成為１個模塊，集中控制數(shù)個窗戶防雨簾的自動升降。 自動防雨簾主要有以下幾大功能： （1）手動控制：該功能使防雨簾具有手動正傳、反轉(zhuǎn)的功能。窗簾的下端有一個開關(guān)，通過開關(guān)來控制防雨簾的打開和閉合； （2）遙控控制：通過遙控器實現(xiàn)對防雨簾的控制。利用紅外遙控器發(fā)出的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止信號，與防雨簾相連接的控制電路接收到紅外控制信號后，根據(jù)遙控命令來控制電機的運行狀態(tài)，從而達到遠距離控制防雨簾的打開、閉合和停止。 （3）濕度感應(yīng)控制：通過傳感器檢測外界的濕度信號和雨水信號，能夠自動完成防雨簾的開啟或關(guān)閉。 防雨簾的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止功能通過單片機通過電機驅(qū)動器來控制直流電機的運轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的。半自動控制通過接收電路獲取紅外遙控器發(fā)射的信號，再將信號傳遞給單片機。濕度感應(yīng)的控制通過濕度傳感器來控制單片機繼而控制電機的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)。 3.2系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計 自動窗簾的控制系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集模塊、紅外遙控模塊、控制器、電機驅(qū)動器等組成。 數(shù)據(jù)采集模塊主要是對雨水信號的采集，無線遙控模塊是對遙控器信號的接收，開關(guān)是手動控制，將這三個信號接入單片機，通過單片機的控制，實現(xiàn)電機的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)窗簾的升降。 3.2.1 控制器 系統(tǒng)采用ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C52單片機，它是一種低電壓、高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含有8KB的可反復(fù)寫的只讀程序存儲器和256KB的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），期間采用ATMEL公司高密度、非易失性存儲器技術(shù)制造兼容MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)。偏上Flssh允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有8位CPU和Flash存儲單元，使得AT89C52在眾多領(lǐng)域內(nèi)有較靈活的應(yīng)用。 3.2.2電機驅(qū)動器 針對防雨簾實際的重量以及其簡潔的外觀，要求直流電機的驅(qū)動器既有較小的體積，又能提供較大的電流、電壓輸出。采用達林頓三極管大致H橋?qū)崿F(xiàn)PWM,脈寬調(diào)制控制，由于分立器件各個元件的特性并不相同限制，調(diào)速性能并不太好，而且電路不能達到很高的穩(wěn)定性。相比而言，采用美國國家半導(dǎo)體公司(NS)退出的專用于運動控制的H橋組件LMD18200具有很大的好處。 、 LMD18200是美國國家半導(dǎo)體公司（NS）生產(chǎn)的、用于電機驅(qū)動的功率集成芯片。其內(nèi)部集成了四個DMOS管，組成一個標準的H型驅(qū)動橋，具備完善的邏輯控制電路和芯片保護電路，工作電壓55V，峰值電流6A，額定電流3A；功率晶體管導(dǎo)通電阻為0.3nΩ；TTL和CMOS兼容的控制信號輸入；內(nèi)含防橋臂單側(cè)直通電路；芯片過熱報警輸出和自動關(guān)斷。 本設(shè)計采用單極性的驅(qū)動方式，單片機輸出的電機控制信號3個：電機使能信號、電機運動方向信號、電機速度控制信號。 LMD18200可采用兩種不同類型的PWM信號：①PWM信號中既包含方向信息又包含幅值信息，50%占空比的PWM信號代表零電壓。使用時，該信號應(yīng)加于方向輸入端（DIR），同時將PWM信號輸入端置邏輯高電平。②分別由方向信號與幅值信號組成。幅值由PWM信號的占空比決定，零脈沖代表零電壓。在實際使用時，DIR接PWM信號，PWM邏輯高電平BPEAK接邏輯低電平。 3.2.3數(shù)據(jù)采集模塊 數(shù)據(jù)采集模塊主要是對雨水信號的采集，因而需要用到濕度傳感器。濕度傳感器是基于其功能材料能發(fā)生與濕度有關(guān)的物理效應(yīng)或化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ)上制造的。濕度的測量方法有很多種，常用的有絕對濕度、比濕、混合比、相對濕度和露點等。本設(shè)計采用南京千里通信息技術(shù)有限公司生產(chǎn)的下雨傳感器。它是一種表面接觸性水汽傳感器，根據(jù)雨水具有一定的導(dǎo)電性，當傳感器表面接觸到水之后，雨水兩端產(chǎn)生一定的電壓。 3.2.4遙控模塊 PT2262/2272是臺灣普城公司生產(chǎn)的一種CMOS工藝制造的低功耗低價位通用編解碼電路,PT2262/2272最多可有12位(A0～A11)三態(tài)地址端管腳(懸空,接高電平,接低電平),任意組合可提供531441地址碼,PT2262最多可有6位(D0～D5)數(shù)據(jù)端管腳,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出,經(jīng)調(diào)制后以調(diào)幅波的形式在315MHz上向外發(fā)射 ,可用于無線遙控發(fā)射電路。編碼芯片PT2262 發(fā)出的編碼信號由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字， 解碼芯片PT2272 接收到信號后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對后，VT腳才輸出高電平，與此同時相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會連續(xù)發(fā)射。PT2262 特點：CMOS 工藝制造，低功耗，外部元器件少，RC振蕩電阻，工作電壓范圍寬：2.6～15v ，數(shù)據(jù)最多可達6位，地址碼最多可達531441種。 當發(fā)射機沒有按鍵按下時，其17腳為低電平，所以 315MHz 的高頻發(fā)射電路不工作，按鍵按下時，其第 17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號，當17腳為高電平期間315MHz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號，當 17 腳為低平期間 315MHz 的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全受控于 PT2262 的 17 腳輸出的數(shù)字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ASK 調(diào)制）相當于調(diào)制度為100％的調(diào)幅。 數(shù)據(jù)發(fā)射模塊的工作頻率：315MHZ ，頻率穩(wěn)定度：±75KHZ ，發(fā)射功率：≤500MW，靜態(tài)電流：≤0.1UA ，發(fā)射電流：3～50MA 7，工作電壓：DC 3～12VDF。采用聲表諧振器 SAW 穩(wěn)頻，頻率穩(wěn)定度極高，特別適合多發(fā)一收無線遙控及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。 工作電壓為5伏，靜態(tài)電流4毫安，接收靈敏度為－105dbm 。天線輸入端有選頻電路，而不依賴1/4 波長天線的選頻作用，控制距離較近時可以剪短甚至去掉外接天線。接收電路自身輻射極小，可以減少自身振蕩的泄漏和外界干擾信號的侵入。 3.3系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.2.1系統(tǒng)控制程序設(shè)計 自動防雨簾擁有一個集手動、遙控、自動感應(yīng)于一體的智能控制系統(tǒng)。 系統(tǒng)循環(huán)檢查是否有下雨信號、開關(guān)信號、無線信號，當檢測到任意信號發(fā)生時，系統(tǒng)調(diào)用關(guān)窗子程序。關(guān)閉窗簾后，系統(tǒng)循環(huán)檢查紅外信號和開關(guān)信號，若任意信號發(fā)生時，系統(tǒng)調(diào)用開窗子程序。若始終沒有，經(jīng)過一個定時程序后，系統(tǒng)自動檢測是否還有下雨信號，若沒有，則執(zhí)行開窗程序，否則繼續(xù)保持。 4 推廣前景分析 4.1推廣目標及對象定位分析 該作品主要的推廣目標就是贏得防雨簾的大部分市場份額。我們所設(shè)計的這款防雨簾的市場價格定位在350-500元人民幣，因此400元以上的產(chǎn)品市場份額是主要目標，其次我們可以爭取300元左右的產(chǎn)品市場份額。 4.2推廣策略分析 4.2.1產(chǎn)品策略分析 窗簾不同于其他消費品，它屬于生活必需品，因此在消費者有眾多選擇的情況下比的就是功能性。濕度感應(yīng)自動升降防雨簾從多個角度考慮到消費者的需求，一方面在功能上做到人無我有，另一方面在價格定位以及外觀上都做到符合現(xiàn)代人的生活要求。 4.2.2價格策略分析 走性價比高的價格路線，控制在400元左右。既在消費者的承受范圍之內(nèi)，又滿足了消費者消費相對高端產(chǎn)品的欲望與心理。而相對于價格較低的產(chǎn)品又占據(jù)技術(shù)優(yōu)勢。 4.2.3渠道策略分析 借助平面媒體，報刊雜志等； 借助移動電視，公交車是人們出門必會關(guān)注的地方，可以大規(guī)模投放。此外，在辦公寫字樓進行電梯廣告的投放也不易被忽視； 借助網(wǎng)絡(luò)，在各大網(wǎng)站上投放網(wǎng)絡(luò)廣告。人們在上班關(guān)注新聞時久可看到，而且成本不高。 4.2.4營銷策略分析 在上述渠道投放廣告，并在銷售點舉辦免費體驗活動。讓消費者在了解產(chǎn)品的同時可以親身感受它，通過大眾傳媒將產(chǎn)品的口碑傳出去。 舉辦促銷或組合銷售活動，使人們附帶消費該產(chǎn)品，久而久之便會體會到該產(chǎn)品的優(yōu)勢。 售前： 在最經(jīng)濟的水平下考慮并充分滿足用戶要求的條件下進行市場研究，設(shè)計，生產(chǎn)，服務(wù)。 收集潛在客戶（包括各大酒店、學(xué)校、醫(yī)院及高消費群體） 定期發(fā)送關(guān)于品牌的介紹新產(chǎn)品的信息，并發(fā)送試用邀請函給予折扣優(yōu)惠。積極參與各種質(zhì)量認證 如QS9000，ISO9000認證。 售后： 在3個月內(nèi)實行包換制度，3年內(nèi)提供免費上門維修服務(wù)。積極利用各種渠道了解用戶感受，盡可能與消費者溝通。 4.3推廣效果分析 4.3.1經(jīng)濟價值分析 據(jù)調(diào)查，現(xiàn)在市面上的普通防雨篷的價格在80-2000元人民幣不等，伸縮防雨篷的價格在100-2000元人民幣不等，當然質(zhì)量也跟價格一樣分多種層次。大多數(shù)用戶都會選擇有質(zhì)量保障的（即使價格貴一些）的產(chǎn)品。 根據(jù)我們制作過程中的材料消耗、購置的元氣件、加工費用等估算，單套濕度感應(yīng)自動升降防雨簾（樣機）的成本價格在250－300元。我們預(yù)計本產(chǎn)品（獨立安裝）的市場定價在350—500元。若整幢樓按照窗戶分散安裝而集中控制（采用一套控制系統(tǒng)），總價格還會降低，同時又減少了使用成本。 4.3.2社會價值及現(xiàn)實意義分析 首先，研究一套濕度感應(yīng)自動升降防雨簾裝置，可解決人們?nèi)粘Ｉ钪械募謫栴}，為人們的社會活動帶來極大的方便性，提高人們的生活質(zhì)量。 其次，通過本次科技創(chuàng)新活動，從市場調(diào)研、課題提出、結(jié)構(gòu)設(shè)計，到產(chǎn)品加工制作與調(diào)試，我們掌握了產(chǎn)品研制的全過程及方法，受到了方方面面的訓(xùn)練，加深了對理論知識學(xué)習(xí)的消化與理解，培養(yǎng)了知識應(yīng)用、理論聯(lián)系實際的思想意識，補充與完善了知識結(jié)構(gòu)，增強了大學(xué)生的創(chuàng)新意識和自信心，培養(yǎng)了我們從事科學(xué)技術(shù)工作的基本素養(yǎng)以及團結(jié)協(xié)作的精神，鍛煉并提高了大學(xué)生解決工程實際問題以及實踐動手和創(chuàng)新的能力。 5.市場分析和經(jīng)濟效益預(yù)測 5.1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)水平分析 作為一種新型的、科學(xué)智能的、具有競爭力的產(chǎn)品，“濕度感應(yīng)自動升降防雨簾”較以往人們接觸較多的傳統(tǒng)的防雨簾、遮陽簾，有著諸多優(yōu)勢：操作方式簡易、在防雨遮陽的基本功能下，還能兼顧室內(nèi)的通風功能，而無需安裝玻璃窗。 在人們生活水平不斷提升的今天，人們已經(jīng)不滿足于傳統(tǒng)的防雨簾、遮陽簾給人們帶來的基本功能了，“濕度感應(yīng)自動升降防雨簾”的出現(xiàn)就能很好的填補這一市場空白。 5.3產(chǎn)品銷售狀況分析 “濕度感應(yīng)自動升降防雨簾”在防雨遮陽類產(chǎn)品市場中，主要面向的是400元以上產(chǎn)品的市場份額，并且爭取在300-400元價位也贏得一定的市場份額。面對的主要是具備一定審美能力、追求實用美觀和體驗高科技產(chǎn)品的消費群體。 5.4產(chǎn)品生產(chǎn)成本分析 “濕度感應(yīng)自動升降防雨簾”由窗框、控制器、下雨傳感器、電機、限位開關(guān)、卷簾盒、滑道、轉(zhuǎn)動軸、滑動桿和防雨簾等設(shè)備組合而成，轉(zhuǎn)動軸橫向裝入卷簾盒內(nèi)并固定置于窗框頂部，電機通過軸承裝于固定端上直接驅(qū)動轉(zhuǎn)動軸；窗框兩側(cè)開設(shè)滑道，轉(zhuǎn)動軸表面纏繞防雨簾，防雨簾伸出端固定在滑動桿上，滑動桿具有一定質(zhì)量且兩端插入滑道；當雨水掉落在下雨（濕度）傳感器上時，檢測到的數(shù)據(jù)信號通過執(zhí)行程序控制電機開始工作，帶動轉(zhuǎn)動軸旋轉(zhuǎn)，滑動桿向下移動，把防雨簾降下，保護在窗戶上。 6結(jié)論 經(jīng)過一年多的文獻檢索、資料查找和系統(tǒng)設(shè)計，現(xiàn)已基本完成了設(shè)計任務(wù)，得到了防雨簾樣機一臺及全套設(shè)計圖紙。本設(shè)計濕度感應(yīng)自動升降防雨簾使用單片機為核心，能夠根據(jù)外界環(huán)境的變化，或是用戶通過開關(guān)，遙控器的控制，通過單片機，實現(xiàn)電機的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)窗簾的升降。濕度感應(yīng)自動升降防雨簾相比傳統(tǒng)防雨裝置具備自動化程度高、防雨效果好、外表美觀等一系列優(yōu)勢，我們團隊研究這一課題之初就著眼于填補這一領(lǐng)域的空白，為社會帶來一定的經(jīng)濟效益和應(yīng)用價值。 在整個研究過程中我們學(xué)到了許多知識，培養(yǎng)了調(diào)查研究能力，鍛煉了動手實踐技能，也增強了創(chuàng)新意識，真正做到了理論知識和實際應(yīng)用的統(tǒng)一，讓我們受益匪淺。調(diào)研的過程也就是探索如何將設(shè)計變?yōu)楝F(xiàn)實的過程，通過這次調(diào)研，讓我們深深地感覺到我們在學(xué)校所學(xué)知識的重要性。設(shè)計知識在實際工程設(shè)計環(huán)節(jié)中必不可少，這也讓我們感覺到自己所學(xué)知識的優(yōu)勢及不足，覺得平時的知識積累還不夠，仍然有好多東西等著我去學(xué)習(xí)。 今后我們?nèi)匀灰粩嗟厝ヌ岣咦陨淼木C合素質(zhì)，同時也要認識到實踐也是一個不可缺少的環(huán)節(jié)，只有不斷地通過理論與實踐相結(jié)合，不斷發(fā)現(xiàn)問題解決問題，才能創(chuàng)作出更好的作品，體現(xiàn)出更好的應(yīng)用價值和社會效益，為國家的現(xiàn)代化發(fā)展做貢獻。
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作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 一、作品設(shè)計、發(fā)明的目的：在現(xiàn)實生活中，經(jīng)常會發(fā)生這種情況：在晴天，當人們打開窗戶離開住宅后，突遇天氣變化下起了大雨，窗戶開著而人卻不在家，雨水就會濺入陽臺及房間，從而有可能損壞室內(nèi)各種用具，給人們造成一些不必要的麻煩甚至財產(chǎn)損失。為了能夠有效解決上述存在的問題，研制一套能感應(yīng)天氣變化并能自動啟閉的防雨簾裝置，就有著十分迫切的市場需要和重要的現(xiàn)實意義以及應(yīng)用價值。 二、設(shè)計基本思路 整個裝置可分為： 1）檢測、信號處理和控制系統(tǒng)； 2）電動機及驅(qū)動裝置； 3）雨簾、卷軸及雨簾框裝置。 三、創(chuàng)新點 1、采用自動檢測雨水信號、自動控制防雨簾升降的主體設(shè)計思想，實現(xiàn)了防雨簾裝置的機電一體化； 2、采用了手動、遙控和自動感應(yīng)三種操控方式； 3、采用上雨簾卷軸、下雨簾垂軸，采用將垂軸通過滾輪嵌套在雨簾框滑道中的結(jié)構(gòu)，可保證防雨簾的平展； 4、整個裝置設(shè)計新穎、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動準確可靠。 四、技術(shù)關(guān)鍵 本裝置的技術(shù)關(guān)鍵主要有三點： 第一，濕度（雨水）信號的檢測方法； 第二，檢測到的信號處理方法和控制系統(tǒng)； 第三，防雨簾的展平和防風方法及確保設(shè)備的安全性。 五、主要技術(shù)指標 雨簾尺寸：（樣機）寬2.0米 ，高1.1米（可根據(jù)窗戶實際尺寸變更設(shè)計）； 升降速度：0.2m/s； 信號檢測方式：濕度（下雨）傳感器檢測； 遙控距離：最遠控制距離30米； 雨簾位置控制：行程開關(guān)控制； 電源：驅(qū)動220V，控制24V。
科學(xué)性、先進性
- 經(jīng)檢索相關(guān)文獻資料可知，目前，與本作品相同或類似的已有技術(shù)或者產(chǎn)品還比較少。特別是在社會生活中，幾乎沒有看到這種能夠自動檢測濕度（雨水）信號的、無人自動控制升降的窗戶防雨簾。因此，與現(xiàn)有技術(shù)或產(chǎn)品相比，本作品具有的技術(shù)和功能特點總結(jié)如下： 1、具有防雨、遮陽、遮光及擋風等多項功能，且其外觀精致，符合現(xiàn)代住宅的建筑美； 2、通過濕度（雨水）傳感器檢測雨水信號，自動實現(xiàn)防雨簾的升降，解決了目前使用的普通遮雨蓬的諸多弊端； 3、采用機電一體化的濕度（雨水）信號自動檢測、單片機集中信號處理、自動控制防雨簾的升降，其傳動原理合理，工作可靠，使用方便； 4、單片機集中處理各種信號，程序化控制整個裝置的動作，自動化程度高。具備手動、遙控、自動感應(yīng)和行程開關(guān)多種控制方式，方便了設(shè)備的使用； 5、 可獨立安裝在普通民宅的窗戶外，也可分散安裝在各種公用建筑物（例如辦公樓、校舍等）并采用單一的控制系統(tǒng)集中操控整幢樓房的所有窗戶上的防雨簾，既節(jié)電又可大大降低客戶的使用成本。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 1、該作品作為浙江省大學(xué)生科技創(chuàng)新項目（新苗人才計劃）于2009年12月通過浙江省有關(guān)部門審核并得到立項資助（項目編號為2009R417011）,現(xiàn)已完成項目規(guī)定的研究任務(wù)，并于2011年2月通過學(xué)校組織的結(jié)題驗收報送省廳有關(guān)部門審定； 2、以項目研究得到的核心技術(shù)撰寫了兩篇科技論文，在期刊《價值工程》上發(fā)表了一篇題為《基于單片機的智能防雨簾控制系統(tǒng)》的科技論文、在期刊《嘉興學(xué)院學(xué)報》上發(fā)表了一篇題為《雨量感應(yīng)自動升降防雨簾的開發(fā)研究》的科技論文。
作品所處階段
- 作品目前處于樣機階段，已經(jīng)經(jīng)過多次、多方面的技術(shù)測試，技術(shù)較為成熟，初步具備了批量生產(chǎn)的能力。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 目前，已經(jīng)提出申請實用新型專利一項，技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式待協(xié)商。
作品可展示的形式
- 圖紙、圖片、錄像、樣品、實物和現(xiàn)場演示。
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 電動控制時，先接通電源，按下開關(guān)就能控制電機的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，電動機驅(qū)動卷軸及卷筒，防雨簾即可實現(xiàn)升降；當防雨簾降至最低點或者升至最高點時，觸及雨簾位置行程控制開關(guān)，防雨簾可自動停止；自動感應(yīng)控制時，只要接通電源，根據(jù)雨量大小，由下雨傳感器測得雨水信號，并經(jīng)單片機和程序?qū)π盘栠M行分析處理后，即可啟動電動機，自動實現(xiàn)防雨簾的升降；遙控控制時，遙控器上有兩個控制電機正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的按鈕，按下方向鍵按鈕就會驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動，再次按下同一按鈕就會使電動機停止轉(zhuǎn)動。 本作品具備防雨、遮陽、遮光及擋風等功能；可以通過濕度（下雨）傳感器檢測雨水信號，自動實現(xiàn)防雨簾的關(guān)閉；并且具有手動、遙控、自動感應(yīng)和行程控制方式；可單一使用，也可多簾使用集中控制，應(yīng)用于各種工業(yè)和民用建筑的窗戶上。 通過大量市場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前還未見到在窗戶上使用該類型的防雨簾，由于建筑物的窗戶數(shù)量是非常之大，所以，本產(chǎn)品的市場需求量是極其可觀的，應(yīng)該有非常好的市場應(yīng)用前景，可實現(xiàn)較好的經(jīng)濟效益。
同類課題研究水平概述
- 當前，市場上的窗簾種類繁多，但是，還沒有發(fā)現(xiàn)安裝有濕度（雨水）自動感應(yīng)、自動升降的防雨簾。 同類產(chǎn)品的專利情況是：2009年由遲禮東申請的專利涉及一種自動防雨窗簾，包括窗框、蓄水槽、電機、轉(zhuǎn)動軸、滑動桿和塑料膜，轉(zhuǎn)動軸橫向插入窗框頂部兩端內(nèi)，電機控制轉(zhuǎn)動軸；窗框兩側(cè)開設(shè)滑道，轉(zhuǎn)動軸表面纏繞塑料膜，塑料膜伸出端纏繞在滑動桿上，滑動桿具有較大質(zhì)量且兩端插入滑道；轉(zhuǎn)動軸上方安裝帶有排水管的蓄水槽，排水管插入杯體，杯體底面設(shè)有彈性開關(guān)。當雨水掉落在蓄水槽通過排水管流入杯體內(nèi)，杯體重量增大時自動下移，當杯體壓迫彈性開關(guān)閉合時，電機開始工作，帶動轉(zhuǎn)動軸旋轉(zhuǎn)，滑動桿向下移動，把塑料罩拉下，罩在窗戶上。但是，由于其采用了蓄水槽的結(jié)構(gòu)，必然需要一定時間才能存儲足夠的雨水再去壓迫彈性開關(guān)，這會造成設(shè)備在時間響應(yīng)上的不足； 2009年由井清泉申請的專利，涉及一種自動防雨窗簾，主要由卷簾盒、啟動器、自控器和電源等組成；其卷簾盒內(nèi)裝有卷筒和防雨簾，卷簾盒兩端安裝啟動器，啟動器由微電機、傳動輪和啟動伐構(gòu)成；自控器內(nèi)設(shè)置感應(yīng)體和接線開關(guān)，按照電路接通啟動器、自控器和電源。在使用過程中，雨滴滴在自控器的導(dǎo)線上，如果導(dǎo)線能夠順利接通，那么自控器便可接通電源，啟動器開始工作，撥開滑桿，將防雨簾落下。但是，由于雨水的導(dǎo)電性能造成設(shè)備在時間響應(yīng)上會有一定的遲滯，而且雨水并不能順利導(dǎo)通導(dǎo)線電路且其并不能完全保證電路的可靠性，所以對于設(shè)備的長期使用及維護的要求較高。 顯然，以上兩件專利與本產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)以及采用的技術(shù)原理上有一定的差異。例如: 1、在結(jié)構(gòu)上，本產(chǎn)品采用上卷簾軸、下卷簾垂軸及滾輪嵌套在雨簾框滑道內(nèi)的結(jié)構(gòu)，可有效防止窗簾被風雨吹落； 2、采用的感應(yīng)方法及控制系統(tǒng)不同，本產(chǎn)品采用了下雨傳感器作為感應(yīng)裝置，只要有雨水滴在傳感器上，傳感器便能產(chǎn)生雨水信號再通過單片機和程序?qū)崿F(xiàn)對防雨簾的控制（如果采用濕度傳感器，則能夠在積雨云形成還未降水時就提前捕捉到降雨的信息——高濕度），從而真正達到快速響應(yīng)、及時關(guān)閉窗簾、保護室內(nèi)物品的目的，也提高了設(shè)備的可靠性； 3、在操控方式上，本產(chǎn)品具有人工、遙控和自動感應(yīng)三種控制模式，真正實現(xiàn)了人性化的創(chuàng)新設(shè)計。
