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清华大学2007年第25届挑战杯精品集
第二十五届 “ ”学生课外科技学术作品 竞赛暨展览精品集电类 .................................................................................................................................................. 9 自动化系 9 Freepen 智能无线手写笔 ............................................................................................. 9 “残疾”鼠标 ................................................................................................................. 10 基于 PowerPC 的嵌入式车载多媒体导航娱乐系统 ................................................ 10 电源集成控制系统 ..................................................................................................... 11 基于加速度传感器的无线鼠标 ................................................................................. 12 基于手机平台的服务机器人 ..................................................................................... 13 基于图像识别的电子类比赛通用平台 ..................................................................... 14 基于无线传感器网络的人员定位跟踪系统 ............................................................. 15 电子政务网站自动智能评估系统 ............................................................................. 16 家庭安防无线传感器模块的研发 ............................................................................. 17 旧书网上交易平台 ..................................................................................................... 18 具备手机自动录音、混音功能的 MP3 播放器 ....................................................... 18 基于寻线的过马路牵引机器人 ................................................................................. 19 智能仓库管理系统 ..................................................................................................... 20 网络化智能饮水机 ..................................................................................................... 21 主楼视频监控系统的研究 ......................................................................................... 22 智能图象插值 ............................................................................................................. 23 基于 FPGA 的学生电子实验平台开发板 ................................................................. 23 家用电器断电保护系统 ............................................................................................. 24 桌面调节器..................................................................................................................... 25 基于 MCU 和无线通讯技术的自行车辅助系统 ...................................................... 25 电机系 26 以太网控制器的研究 ................................................................................................. 26 智能复合开关 ............................................................................................................. 27 基于 C 的电能质量监测系统 .................................................................... 28 基于 NI-DAQ6015 的便携电能质量监测系统 ......................................................... 31 GPRS 无线传输在电能质量监控上的应用 .............................................................. 32 基于多种采集模式的智能车调试平台 ..................................................................... 33 光伏并网控制系统 ..................................................................................................... 34 电子系 35 ToBEE-“慧眼识图”数码相册管理与搜索系统 .................................................... 35 电子系科协信息管理系统 ......................................................................................... 36 IPv6 视频会议机器人 ................................................................................................ 37 基于 GPRS 的 P2P 手机 flash 视频流媒体编解码器 ............................................... 38 基于共享虚拟现实的交互操作设计与实现 ............................................................. 39 “Bomber-Blast” C 程序设计辅助教学平台 .......................................................... 40 基于微机的电子实验平台 ......................................................................................... 41 基于 CERNET2 的网络拓扑服务系统设计与实现 ................................................. 42 头部控制的计算机输入系统 ..................................................................................... 43 “烽火传输”网络演示平台 ..................................................................................... 43 城市水循环智能监控与路由系统 ............................................................................. 44 软件学院 451Balance II 倒立摆虚拟实验室 .................................................................................. 45 数据隐私处理工具 ..................................................................................................... 45 综合测评系统 ............................................................................................................. 46 SAFARY:一种基于注释的语义网络服务平台 ......................................................... 48 Trinity 综合社区系统 ................................................................................................. 49 分布式在线图书目录、搜索和分享服务 ................................................................. 50 面向企业的内容搜索引擎 ......................................................................................... 51 微电子与纳电子学系 52 模拟集成电路参数自动化设计与智能优化系统 ..................................................... 52 信息科学与技术国家实验室 EDA 平台管理系统 ................................................... 53 智能交通之自动报站系统 ......................................................................................... 53 汽车轮胎压力监测系统 ............................................................................................. 54 语音信息标注系统 ..................................................................................................... 55 医学院 56 基于 MEMS 技术的便携式输液器研制 ................................................................... 56 燃气灶具余热热能发电和自动控制空燃比的装置 ................................................. 57 中医舌诊自动化诊断系统 ......................................................................................... 58 人体成分分析仪 ......................................................................................................... 59 化工系 60 基于 PC 的医学电生理信号采集与实时显示系统 .................................................. 60 基于音乐控制的肌肉电刺激器 ................................................................................. 61 材料系 62 可扩展式便携电学性能测试仪 ................................................................................. 62 介电参数自动测试系统 ............................................................................................. 62 多功能转向灯控制系统 ............................................................................................. 64 工业工程 65 关于狭义 Web 呈现域的讨论.................................................................................... 65 基于 SVG 格式实现的动态电子楼层图 ................................................................... 66 计算机 67 Arnetminer: 学术研究网路检索系统 ....................................................................... 67 大规模视频点播系统 OrbitVoD ................................................................................ 68 基于 TI DM643 的网络摄像机解决方案 .................................................................. 69 IEToolkit-文本信息抽取工具 .................................................................................... 70 Semantic Finder 视频索引及检索系统..................................................................... 71 基于虚拟现实技术的无线网络管理 ......................................................................... 72 基于 XML 文档的关键字搜索引擎 .......................................................................... 73 身临其境车载导航系统 ............................................................................................. 74 松散的分布式文件共享系统 ..................................................................................... 75 uTable 多人笔式交互桌面 ......................................................................................... 76 第 11 届清华大学智能体大赛平台 ........................................................................... 77 文本匹配器 ................................................................................................................. 78 网页内容剪辑和订阅系统 ......................................................................................... 79 面向网络处理器的加密测试工具包 ......................................................................... 80 用于将数字照片转换成人像素描画的方法和设备 ................................................. 812网上答题系统 ............................................................................................................. 82 基于 web 2.0 的世界专利智能搜索分析平台 .......................................................... 83 精仪系 85 基于电力线载波原理的断线检测系统 ..................................................................... 85 基于电力线载波通讯的网络视频监控系统 ............................................................. 86 汽车系 87 基于 Bluetooth、J2ME 的车载事故紧急报警系统 .................................................. 87 校园公交自动导游系统 ............................................................................................. 88 基于网络应用的哼唱检索系统 ................................................................................. 89 机类 ................................................................................................................................................ 91 机械系 91 基于计算机视觉的人机五子棋对战系统 ..................................................................... 91 A SCII 汉字工程(5×5 内) 91 基于 DSP 的连铸保护渣加渣系统的自动控制............................................................ 91 TH-3 机器人拟人手实体造型 ....................................................................................... 92 转子临界转速计算软件 ................................................................................................. 92 一种新的特征点匹配方法及全景图生成 ..................................................................... 94 机架式服务器被动散热系统 ......................................................................................... 95 高层建筑火灾逃生装置 ................................................................................................. 96 精仪系 97 基于舵机驱动的小型机器人运动控制系统 ................................................................. 97 Bubbles 气泡滚动信息屏 ............................................................................................... 98 基于 USB 接口的笔记本电子防盗锁 ........................................................................... 99 纳米生物燃料电池 ......................................................................................................... 99 笔记本电脑防盗电子锁 ............................................................................................... 100 基于虚拟仪器的语音控制机电系统 ........................................................................... 101 针对灾难现场的机械外骨骼及其控制系统 ............................................................... 102 Mylab 学生用科学计算软件 ....................................................................................... 103 可重构多足仿生机械人 ............................................................................................... 104 多功能晾衣架? ........................................................................................................... 105 紫荆晾被架? ............................................................................................................... 105 静音闹钟枕? ............................................................................................................... 105 汽车碰撞时的驾驶员保护系统? ............................................................................... 106 新型耳机收线器? ....................................................................................................... 106 自动隐形蚊帐?……………………...……………………………………………….106 测距笔? ....................................................................................................................... 106 水面漂浮鞋? ............................................................................................................... 106 新型推进系统转动发生器? ....................................................................................... 106 紫荆火灾报警器的改进装置? ................................................................................... 107 深海底挖掘器? ........................................................................................................... 107 微星激光导航机器人? ............................................................................................... 107 万科分析器? ............................................................................................................... 107 回旋加速器的改进设想? ........................................................................................... 107 新型节水马桶?............................................................................................................1073热能系 108 基于蒸发相变的微型驱动原理 ................................................................................... 108 太阳能遮阳空调伞 ....................................................................................................... 109 清华大学紫荆公寓生活热水供应系统现状研究和太阳能热泵供热水方案初探 ... 110 实验室 SO2SO3 采样仪及分析方法的建立 ............................................................... 111 紫荆公寓 11 号楼太阳能与再生水热泵联合供暖方案讨论 ..................................... 112 风力发电机组状态监测及故障诊断 ........................................................................... 113 氢氧催化反应中生成水对反应的影响 ....................................................................... 114 汽车系 115 无障碍站台系统 ........................................................................................................... 115 Plastid2 智能车仿真平台……......……………......…...……...…………………...... 116 贝多芬再现――新概念助残乐器 ..............................................................................117 自主式节能按摩健身椅................................................................................................118 自动分度头....................................................................................................................119 基于 Zigbee 无线网络技术的高速公路 ETC 系统设计.............................................120 “普多米特”计步器?..................................................................................................121 紫荆公寓洗澡伴侣?....................................................................................................122 腱络欠驱机械手?........................................................................................................123 麦响开关?....................................................................................................................124 车速测量演示教具?....................................................................................................125 工业工程 126 优化管理策略在实验课预约管理系统中的应用探讨................................................126 十字路口交通仿真及改进.................................. ........................................... . . . . . . .129 清华大学图书馆书籍借阅的优化管理........................................................................130 航院 132 新型节能调温饮水机....................................................................................................132 无线电遥控电动载重模型飞机....................................................................................133 手持式简易机械手........................................................................................................134 节能型热风机.............................................................................................................. 135 材化类 .......................................................................................................................................... 136 机械系 136 空淬高硼合金耐磨衬板的研制 ................................................................................... 136 碳纳米管包覆氧化铝复合陶瓷 ................................................................................... 137 碳纳米管/活性炭圆筒式电脱盐器的研究 ................................................................. 138 材料系 139 新型可折叠柔性太阳能电池 ................................................................................... 139 化学工程系 140 纳米晶须微尺度测量软件 ....................................................................................... 140 络合萃取工业废水中的对羟基苯磺酸 ................................................................... 141 络合萃取工业废水中的对羟基苯磺酸 ................................................................... 141 氢键结合超分子水凝胶 ........................................................................................... 142 一种通用的化工生产过程技术数据库的设计及其软件实现 ............................... 144 T 型混合器反应流的评价 ........................................................................................ 144 生物系 1464鸭跖草花的形态与传粉、受精方式的关系研究――进化十字路口间的生命探索 ....................................................................................................................................... 146 电镜图像的三维重构原理与可视化实现的模拟 ................................................... 148 昆嵛山地区常见蝉类与蜻蜓的羽化过程探索 ....................................................... 148 化学系 150 Generation of Uniformly-Sized Alginate Microparticles for Cell Encapsulation ..... 150 电纺丝法与原位凝胶化法结合制备氧化铬纳米线及其气敏特性的表征 ........... 152 多功能纤维素膜的制备 ........................................................................................... 153 燃料电池制作、组装、测试系统 ........................................................................... 154 新型高分子活性聚合装置 ....................................................................................... 156 乙烯基膦环金属化合物的设计合成及其在催化反应中的应用 ........................... 156 土建类 .......................................................................................................................................... 159 汽车系 159 校园公交车内饰及候车站设计 ............................................................................... 159 校园公交车站设计 ................................................................................................... 160 校园公交车站设计 ................................................................................................... 161 环境系 162 “热得更快”光能加热器 ........................................................................................... 162 基于 GNU/Linux 的环境数据采集系统.................................................................. 162 家庭洗浴水净化回用装置 ....................................................................................... 163 利用城市污泥进行京西采石矿场的生态恢复项目方案 ....................................... 164 清华大学校园内纸利用情况调研及建议 ............................................................... 166 清华大学紫荆学生公寓热水系统改进方案 ........................................................... 167 生活节水技术中的节能效应 ................................................................................... 167 水体主要污染物质的化学结构及对光吸收影响的可能研究 ............................... 169 圆明园蓄水后的水质与生态监测研究 ................................................................... 170 中小学环境教育调研 ............................................................................................... 172 大学宿舍用节能安全开关制作方案 ....................................................................... 173 建筑系 174 “四国五校”国际生态建筑竞赛――法国马赛旧城军事建筑改造 ................... 174 城市拾荒者廉价居所设计 ....................................................................................... 175 多层太阳能生态住宅设计 ....................................................................................... 175 公交车站设计 BUStructure ...................................................................................... 176 基于有限资源的创作――南召县桐梓希望学堂全程策划与设计实践 ............... 177 建筑物内人员运动行为模拟软件 ........................................................................... 178 绿色新型公交车站设计 ........................................................................................... 178 清华大学学员交通车车站设计简介 ....................................................................... 179 学生宿舍新类型的探索与尝试 ............................................................................... 179 土木建管系 180 2006 北京农民工报告 .............................................................................................. 180 REITs 并非中国开发商理想融资手段 .................................................................... 182从经济学角度分析合理最低价法在工程建设评标中的适用性及实际问题的解决思路 .......... 184钢筋混凝土受弯构件延性折减法及其应用 ........................................................... 185 基于 Web 的基坑工程案例库设计.......................................................................... 1855不对称双跨桥梁模型 ............................................................................................... 186 楔形 Timoshenko 梁几何非线性振动分析 ............................................................. 187 廉租房 PPP 项目的风险分配策略 .......................................................................... 188 梅涅劳斯................................................................................................................... 190 中低收入者住房建设 PPP 项目的成本效益分析 .................................................. 191 中国房地产行业引入 REITs 机制的规范研究 ....................................................... 191 通过计算机仿真高精度分析超高车辆撞击对桥梁上部结构的损伤情况 ......... 193 推广绿色建筑：政府要“有所为有所不为” ....................................................... 195 弯矩包络图的精确计算及计算机程序的实现 ....................................................... 197 中、美混凝土结构设计规范正截面受弯承载力的计算对比分析 ....................... 198 水利系 199 测压排摄像自动读数法 ........................................................................................... 199 额济纳绿洲生态调研报告 ....................................................................................... 200 数物类 .......................................................................................................................................... 201 工业工程系 201 It’s Fair Play ........................................................................................................... 201 工物系 202 磁共振成像（MRI）在主动脉瓣膜病及置换术后的诊断应用研究.................... 203 回旋微米气泡发生器 ............................................................................................... 204 简易输运机器人 ....................................................................................................... 205 清华大学智能车对抗大赛电子竞技平台 ............................................................... 205 曲面自适应磁轮单元及爬壁机器人 ....................................................................... 206 微控制系统中网络连接的平台 ............................................................................... 207 我国 19 个城市土壤氡浓度调查 ............................................................................. 208 化学工程系 208 四色猜想的人工解法 ............................................................................................... 208 电子系 210 A Mixed Boarding Strategy....................................................................................... 210 物理系 210 CCD 光谱实验采集分析及数据处理软件 ............................................................. 210 等质量三体散射的能量分布计算 ........................................................................... 211 多壁碳纳米管薄膜制备和机理研究 ....................................................................... 212 基于微/纳米电极的单细胞电穿孔技术研究及系统设计 ...................................... 212 连接两个导体球的导线上的电荷 ........................................................................... 213 物理实验模拟等温边界条件下水冷却过程温度场随时间的函数与姆佩巴效应214 数码相机测量氢氘光谱 ........................................................................................... 215 数学系 215 器官移植系统分配模型 ........................................................................................... 215 选区划分的数学模型 ............................................................................................... 216 土木建管系 217 Qualitative and Quantitative: A Model for Kidney Exchange................................... 217 艾滋病疗法的评价及疗效的预测 ........................................................................... 218 人文类 .......................................................................................................................................... 220 医学院 2206清华大学医学院赴青海省湟中县教育状况调查支队实践论文 ........................... 220 清华大学医学院赴三峡库区环境及移民考察实践论文 ....................................... 221 机械系 222 清华大学赴贵州铜仁黔行支队-新农村考察报告――新农村农民的增收选择 ...... 222 汽车系 223 《浅析人才，定向生制度及国家战略与兵器工业 20 年兴衰》――兵四班暑期赴 西安兵器工业集团下属研究所报告 ................................................................... 223 中国汽车行业自主品牌的发展 ............................................................................... 224 工业工程 226 北京与香港交通之比较 ........................................................................................... 226 《清华大学暑期实践百色支队调查报告》 ......................................................... 227 沭阳，阳光的阳 ――2006 清华大学暑期社会实践赴沭阳支队总结 ........ 227 走进国企----对中石化长岭炼化公司与长岭分公司的调查报告 .......................... 229 自动化系 232 各地春节风俗习惯调查 ........................................................................................... 232 国内重点科技赛事调研 ........................................................................................... 233 走进特奥，关注智障人士 ....................................................................................... 233 化学工程系 234 “千里十三骑”内蒙古达来落日苏木义务教育落实情况调查 ........................... 234 政企和谐：余姚民企发展经验 ............................................................................... 236 热能系 237 奥运志愿者报名情况调研 ....................................................................................... 237 赴湘西社会实践论文 ............................................................................................... 238 依然范特西――热能系赴贵州省安顺市“支援辅导员”实践支队论文 ........... 239 电机系 240 当生态遭遇生存 ....................................................................................................... 240 清华大学赴江苏“关注留守儿童”实践支队实践论文 ....................................... 241 “难忘义工,绿色深圳那道亮丽的红”――清华大学赴深圳义工联实践支队实践 论文............................................................................................................................... 241 2006 暑期社会实践电机系赴四川东方电机厂考察实践报告 .............................. 241 “不能再等待”――清华大学电机系赴新疆风力发电考察支队实践论文集 ... 242 人文学院 242 1952 年院系大调整对学科发展之影响 .................................................................. 242 西南少数民族文化探源 ........................................................................................... 243 颜李学派探微 ........................................................................................................... 244 The Response to North Korea Nuclear Test: A Road Map of “Trust Engagement” ....................................................................................................................................... 244 关于北京奥林匹克公园地区的交通组织规划的一点设想 ................................... 246 璀璨夺目的民间艺术奇葩 ....................................................................................... 246 古典奇葩 开在流行――论古典元素与流行歌曲的融合 ..................................... 247 网络语言及其特点――对网络语言的研究及相关电子词典的开发 ................... 248 金沙江水电站潜在移民考察报告 ........................................................................... 250 中国稀土资源及其产业的现状与前景分析 ........................................................... 252 新闻与传播学院 2537清华大学本科生手机使用情况调查 ....................................................................... 253 首都农民工媒体接触与精神文化生活调查 ........................................................... 254 陕西华县皮影―湘西土家族文化生存现状、发展出路调研报告 ....................... 256 法学院 258 “需求－供给” 框架下的仲裁机构及其功能――结合武汉仲裁委员会发展模式的 经验分析....................................................................................................................... 258 被冤屈的《刑法》306 条――基于刑事辩护制度角度的一个分析 .................... 259 城市化进程中的农村犯罪问题初探 ――基于浙江省绍兴县的实证调查 ......... 261 断裂与重构：现代化背景下传统中药材市场的秩序变迁――以华北 A 县中药材 市场中的货款纠纷为视角 ........................................................................................... 262 法槌下的正当程序 ................................................................................................... 262 沙洋监狱治理状况考察报告 ................................................................................... 263 凉山彝族社会司法状况调查报告 ........................................................................... 263 茂腔之旅，非物质文化之行――记 2007 年寒假关于高密茂腔的田野考察报告 ....................................................................................................................................... 265 清华大学法学院诊所式法律教育开展状况调查及初步研究 ............................... 265 清华大学学生校内饮食纠纷解决及秩序形成探微 ............................................... 266 从主义到问题： 税收基本法若干问题研究――兼论债务关系说的概念、 实质和意 义................................................................................................................................... 267 我国农村信贷资金外流问题的分析及法律对策 ................................................... 267 乡政将往何处去？――农业税取消后乡镇政府的走向与职能转变 ................... 268 《寻找侗文化与法治的契合点》 ............................................................................... 270 一个制度，两个方向――公司法人格“反向否认”初探 ................................... 271 电子系 273 “还水木碧水，树环保新风”――对校河污染问题的调研 ............................... 273 内蒙古奶业发展状况调查 ....................................................................................... 274 物理系 274 【作品名称】 赴中科院上海分院暑期实践支队 ................................................... 274 环境系 275 观察与思考：汉服运动的参与者与旁观者 ........................................................... 275 精仪系 275 融水县少数民族女童教育社会捐助调查报告 ....................................................... 275 建筑系 276 为新农村建设节能――赴湖南省慈利县南方农村能源调查报告 ....................... 276 生物系 277 基于自生能力的区域经济发展战略研究简介 ....................................................... 277 土木建管系 278 沟通的原始失效模型探讨 ....................................................................................... 278 甘肃岷县农村调研 ................................................................................................... 2808电类自动化系【作品名称】 【第一作者】 【其他作者】 Freepen 智能无线手写笔 韦峻青（本科 自 44） 陈李维（本科 自 44） 杨明进（本科 自 44）雷绍泽（本科 自 44） 黄诗萌（本科 自 45）【作品简介】创意意图手写一直是一种最为自由而有效的信息记录方式， 我们发现目前各种手写笔是都无法在 纸上直接记录信息，还需要有携带不便的手写板配合，没有完全达到在纸上书写记录的感 觉与效果。 以上的缺陷启发我们提出了一种基于加速度与压力传感器内置的手写笔， 可以像 普通笔一样在纸上随意书写， 加速度压力信息通过笔内模块无线传输到计算机内进行记录并 辨识。系统结构Figure1-1. Freepen 实验笔模型9 9 9传感器：三轴加速度传感器，电容式压力传感器 笔内处理器：Cypress PSOC 可编程片上系统 无线传输：无线 USB 技术 X-No.1 X-No.2软件与算法设计可以发现，优势与前景? 99? 9 9 ?微型化的硬件电路 微型三轴加速度传感器； Y-No.1 Y-No.2 Cypress PSOC 单芯片对 模拟信号采集及可编程 滤波；内嵌行业标准的的 Wireless USB2.0 模块； 最终成本将控制在百元 之内，核心体积控制在 8mm*25mm。 Figure1-2. 两次书写数字”7”时，所产生的加速度源序列 补偿及识别方法 我们独立编写了计算机端的无线 USB 芯片的驱动和识别处理程序 在加速度传感器信息采集及进行进行变换滤波、模式识别等方面进行了研究 实现用 Freepen 在纸上正常书写笔记，笔记的内容被实时的存储到终端中，可以直接9?在计算机上对所写笔记进行整理。 目前尚未有此类产品或者类似于 Freepen 的相关专利出现【作品名称】 “残疾”鼠标 【第一作者】孙之杰 ( 本科生 ) 【作品简介】 对于肢残人士来说， 使用电脑是他们最大的障碍之一。 如何不用手或脚来操作鼠标是一 大难题。 本项目通过让他们戴一个配有激光笔的帽子， 并采用摄像头不断监控激光笔照在屏 幕上的轨迹来确定目前鼠标的位置。 同时可以配一个类似于口哨的空气开关衔在嘴里进行控 制来模拟鼠标单击。 【作品名称】 基于 PowerPC 的嵌入式车载多媒体导航娱乐系统 【第一作者】 张晓彬（自动化系 2006 级硕士研究生） 【其他作者】 方 晨（自动化系 2006 级博士研究生） 【作品简介】 本项目以飞思卡尔（Freescale）公司推出的基于 PowerPC 体系结构的 Total5200 嵌入 式开发平台为硬件原型， 完成嵌入式 Linux 操作系统的移植、 相关周边设备和接口的驱动程 序和图形化嵌入式桌面系统的开发、以及 GPS 导航和音视频多媒体应用的实现。图1Total5200 开发平台外形图图2基于嵌入式 Linux 的桌面图形系统Total5200 平台是目前应用在多种高档轿车上的车载嵌入式系统， 因此该项目的研究具 有相当高的实用性和一定的商业价值，具备商业化运作开发的潜力。 目前嵌入式操作系统的移植和图形化桌面系统的构建已经基本完成， 下一步将在现有的10软硬件平台上进一步进行 GPS 导航及音视频多媒体应用的开发。 其中的关键部分 “嵌入式桌 面系统的设计与实现” 的开发成果已经撰写成论文 “基于 PowerPC 的嵌入式 Linux 桌面系统 的设计与实现” ，并被国内计算机科学领域核心期刊――《计算机工程》杂志（EI Page One 检索）录用。【作品名称】电源集成控制系统【第一作者】 韦峻青（本科 自 44） 【其他作者】 李 栋（本科 自 44） 张 煦（本科 自 44） 【作品简介】本项目是针对目前办公及家居向自动化和智能化方向进步的趋势， 提出的一种具有总线 结构优势，而且相对基于电力线载波（Power Line Carrier，PLC）技术的实现成本很低的新 型解决方案。 用户以一台 PC 为控制中心，使用具有良好人机交互界面的软件发送控制指令，再由编 码器转换成有地址标志位的电平信号， 在室内电力线的基础上， 经一条信号线将信号串行传 送至内置于插线板中的译码器，根据地址标志位译出指定插座，经继电器控制用电器工作。 下面是工作原理的示意图：图1电源集成控制系统示意图? 创新特色：与已有技术相比的优势 1. 经济性 使用 PLC 技术进行家居智能化的大部分费用来自终端的接口。而本系统相当于一个控 制终端， 布线只要在房间内或家中布设一根信号线， 然后再对插座进行简单的成本仅需几元 的改装。考虑到一般家庭用户对智能化的要求，智能化的模块在本方案中由软件来实现，如 定时开关，远程控制等。这样只要将 PC 接入网络，便相当于与信号线相连的所有家用电器 或办公设备全部接入， 从而实现智能家居， 智能办公， 此即为本方案经济性优势之原因所在。 2. 扩展性 由于采用总线结构串行传输信号， 在需要扩展时可以简单地往总线上增加插座， 从而以 很小的代价将整个房间，整个住宅，甚至整座办公楼接入控制终端，极大的改变了以前的电 源控制方式，在程序设定好之后，昼夜工作而无需人力维护，可以精确到每一个房间，每一 个插座。进一步，可以通过网络将各个控制终端相连，实现整个宿舍区，整个住宅小区所有11电源的智能化管理。 3．易用性 在房间内，用户可以通过遥控器模块对 PC 发送指令或在各个模式之间切换，将电源的 开关操作交给控制电路， 而远程时可以使用网络连接到控制终端， 并且可将软件功能嵌入网 页或发布为 web 服务，用户可以方便的使用 PDA 或手机实现远程控制。 ? 应用前景：明确的市场定位 本项目在产品化后， 市场定位于各个住宅小区， 大中院校的宿舍区以及中小企业的办公 楼。针对这些单位的对电器的智能控制要求，本产品在精确，可靠的基础上，价格上的明显 优势将是在办公家居智能化的各个方案中制胜的决定性因素。【作品名称】 基于加速度传感器的无线鼠标 【第一作者】 马 乐（本科 自 42） 刘 【作品简介】 系统构成及功能波（本科自 56）加速度传感器接收用户输 入。DA 转换，无线传输MCU键盘输入如上图所示，本系统采用单片机采集加速度传感器传入 的模拟信号，并进行 AD 转换。采用数值积分方法得到位置信息，与从键盘得到的按键信息 经无线发送模块传输到电脑中。 通过自己编写的驱动程序识别运动信号， 并向操作系统提交。 从而显示为鼠标运动。 系统特色 该产品兼有无线鼠标和激光翻页笔（遥控激光笔，激光教鞭，激光投影笔）的优点，同 时克服了激光翻页笔功能简单的不足。外形小巧，便于携带。使用加速度传感器感知运动， 较之传统的光感应更加灵敏且不受场地条件限制。具有灵敏度高，适应性强，使用方便，对 场地要求低的特点。 z 采用无线数据传输装置，无须对准接收器，真正体现无线自由，可在 100 米范围内 随意演示文稿。不用配备专人操作 PC 或笔记本，简报演示、课堂教学只需一人就能轻 松完成。 z 外观精美，携带方便。适合学校、酒店、政府机构、培训中心、展览、投标、商务 交流等场合使用。具有很强的实用性，市场前景广阔。 应用前景12本产品适用于用于教学，会议，演讲等场合的电子文稿演示。鉴于目前电子讲稿的应用 越发广泛，且本产品较之市场上的遥控激光笔，电子教鞭等同类产品具有诸多优势。相信本 项目将拥有广阔的应用前景。【作品名称】 基于手机平台的服务机器人 【第一作者】 韦峻青（本科 自 44） 崔安颀 （本科 计 42） 黄诗萌（本科 自 45） 【作品简介】项目创意随着电子技术的不断进步， 手机的功能、 处理能 力越来越强， 价格却不断下降， 体积也越来越小。 这使我们产生了一个想法， 我们可以用手机来控 制机器人， 充分利用其中的语音采集与输出， 摄 像头，蓝牙，GPRS 等模块，实现系统的集成化， 并利用 J2ME 手机程序可移植性强的特点，实现 一套通用的手机机器人控制平台。并以此平台开发出导盲、购物助手、甚至新型玩具机器人 等功能， 这样就充分利用了手机这个相对低成本高集成度高普及率的系统， 可以使机器人与 人们日常生活的距离大大缩短。技术特点：? 多功能集成化的手机平台 手迹的处理能力现在已经大大增强，而且其中集成了很多微型功能模块，例如摄像头、MIC、 扬声器、蓝牙通信接口、GPRS 网络接口等，采用手机作为本系统的处理中心，极大的降低 了设备的复杂度。 ? 通用的软件平台 我们的手机端系统软件均采用 J2ME 编写， 可以在不同品牌， 不同型号的手机之间自由移植。 ? 主动导航算法的研究 我们利用电子地图的地理信息图像， 在计算机平台上进行预处理， 得到了道路及相关标志信 息。 机器人通过摄像头寻找这种特征来修正 GPS 定位的误差以及盲区， 这种动态视觉信息与13静态地图信息的结合提高了导航的精度。项目前景利用手机作为机器人智能的核心处理平台，有着很多优势： 9 由于手机的普及，手机平台的机器人将会是家庭机器人的一个容易被接受的解决方案 9 手机的集成化与大产量，可以降低机器人系统的生产成本，并不断增强机器人的功能 我们的平台可以用来开发： 9 卫星与罗盘定位的导盲机器人 9 手机遥控的电子玩具 9 有远程报警功能的家庭卫士，等多种功能的机器人产品 国内外尚未有把视觉识别，语音辨识，机器人控制等机器人核心功能均由 J2ME 平台实现的 机器人产品。【作品名称】 【第一作者】 【其他作者】基于图像识别的电子类比赛通用平台 谢 鹏（本科 自 43） 张 煦（本科 自 44） 马 乐（本科 林 铭（本科 自 42）自 42）【作品简介】 一、 总体架构 本系统采用场地+识别的模式，系统识别场地后，可以与场地进行通讯，控制场地，也 可与选手通讯，发送识别数据。 二、 硬件部分 场地要实现与控制系统的接口， 同时要有特殊标记的关键点 （初定用交叉点、 圆框标出） 。 三、 软件部分 大体上分为三大模块，并统一包装起来：图像获取图像识别比赛规则其中图像获取部分使用 DirectShow，保证了良好的扩展性，识别及规则部分要实现脚 本化。 三大组件经过.NET 包装，再包装以.NET 下开发的界面，成为一个较为完善的程序集。14三大组件 .NET包装 UI包装实际应用时，可以从不同层次调用程序内容，同时保证了良好的可扩展性。【作品名称】基于无线传感器网络的人员定位跟踪系统 丁 锐（本科 基科 31） 张 浩（本科 自 36） 王星石（本科 自 33） 毕建权（本科 自 36）【作者】【作品简介】设计目的 现有的卫星定位系统只能在露天环境下实现定位功能。 但是， 在一些复杂的室内环境中， 也需要实现定位跟踪功能。使用无线传感器网络可以有效地解决这个问题。而且，通过对传 感器功能的扩展，还可以在原有系统上实现环境检测等功能。 系统构成及功能 系统由底层传感器节点、基站、数据库和客户端组成。 底层传感器节点采用 ZigBee 协议，以 2.4GHz 频率通信。传感器节点收集感应数据、并 通过路由的发送或者转发数据到基站。基站负责对数据进行初步的处理，并接入以太网。数 据通过以太网发往数据库。 数据库负责对数据进行进一步处理和分类存储。 客户端调用数据 库来检测当前网络中的状况并通过定位算法绘出目标的位置和运动轨迹。15图1系统示意图系统特色 无线传感器网络通过电磁波的短距离传输进行通信，因此，相对于 GPS 而言，无线传感 器网络是目前在室内和卫星盲区实现定位功能的有效方法。本系统中，节点体积小、布置方 便、能耗低，这些特点给系统的应用带来了很大的便利。 同时，可以进一步使用传感器节点的其他传感功能，实现对环境的监测，从而丰富系统 的功能。 应用前景 定位跟踪的功能可以应用于交通、军事、矿井下人员定位等方面。环境监测可以用于森 林防火等方面。【作品名称】 【作 者】电子政务网站自动智能评估系统 刘辉辉（本科 自 42） 黄振尧（本科 谢洪瑞（本科 自 44） 张魏威（本科自 45） 自 55）【作品简介】 本作品源于国务院信息办公室牵头的电子政务网站评估项目。 目前， 电子政务网站的评 估都是人登陆网站，看栏目和内容等进行人工打分，既浪费人力、又容易出现错误，很难保 证客观公正。 通过我们开发的电子政务网站自动智能评估系统可以自动获取网站信息， 利用 建立的评估知识，进行推理，为政府网站评估打分，提高效率，节省了人力，保证评估结果 的公平准确。 电子政务网站自动智能评估系统的工作流程：首先，评估系统登录待评估的政府网站， 并将其中的网页下载到本地；然后，通过对网页源文件的解析，找到相应的网站信息，分析 网站的结构；接下来，将解析出来的网站信息（各网站表述的未必一致）通过关键词表转化 为标准的事实；最后，评估系统载入知识库和标准事实，进行推理解释。系统的工作流程图 如图一所示：图1政府网站自动智能评估系统的工作流程图我们开发的政府网站自动智能评估系统 （如图二所示） 可以用于评估各级政府的电子政 务水平。 根据各级政府网站的评估标准， 为政府网站建设情况打分， 并将打分结果进行排名、 统计分析。并给出各政府网站相应的建议，以指导未来的政府网站建设。通过对政府网站进 行评估，国务院信息办公室可以深入了解目前国内的电子政务水平，起到有效的督导作用。16政府网站自动本智能评估系统的经济价值比较显著： （1） 宏观上， 为国务院信息办公室的电子政务建设督导起到了决策支持的作用。 基于数 据挖掘的现状分析和改进建议将使国家电子政务建设的决策更加合理。 （2） 微观上， 为各级政府网站提供宝贵的建设性意见， 避免对电子政务网站的盲目投资， 节约财政投入。 （3） 同时，使用本系统可以为政府网站评估工作的执行部门节省大量的人力资源成本， 降低信息维护的成本。 电子政务正在全球范围内受到广泛的重视，它是未来国家核心竞争力的重点要素之一。 政府网站自动智能评估系统对于国家的电子政务建设具有积极的促进作用， 可以促进政务信 息公开，使政府更好的接受社会监督；不断增强电子政务的在线办公能力，提高政府工作的 效率；逐步提高公众参与的比重，丰富政府与群众的交流。综上所述，政府网站自动智能评 估系统有着及其重要的现实意义，这也是我们参加此项目并申请挑战杯的原因所在。【作品名称】家庭安防无线传感器模块的研发 陈小龙（本科 自 55） 赵彦博（自动化系 2006 级硕士研究生）【第一作者】 林路灿（本科 自 31） 【其他作者】 吴剑英（本科 自 55）来洪波（本科 自 53）【作品简介】PSoC 芯片（Programmerable System on Chip,可编程片上系统）是一种集 8 位微处理器、 可编程数字阵列和可编程模拟阵列于一体的可编程片上系统， 是目前最先进的小型可编程片 上系统，具有功能强、开发环境友好、可重复开发的优点。 本项目内容为基于 PSoC 芯片 开发的家庭安防报警系统， 通过一个主系统设备， 以无线方式接收来自多个传感器的信号报 警，并最后用短信的形式向不在家的主人通报。? ?系统功能 通过红外、 烟雾或者门磁等类型的传感器模拟检测人体或者可能表示火灾的、 煤气 泄漏等情况；17? ? ? ? ? ? ? ? ? ?根据报警情况的不同主系统做出不同的报警反应； 各传感器和主系统之间采用无线通信； 在需要的情况下使用短信报警。 优点 成本远低于市场同类产品，适合一般家庭使用 工作电流仅为约 3mA，节能效率高 无线收发采用跳频技术，不受外界其他信号干扰 功能齐全，能提供全方位的安全保护 有固定电话号码，便于主人随时在线查询监控家庭安防状态 市场前景 适用于家庭单户型环境，具有实际开发价值。【作品名称】旧书网上交易平台 【作 者】郭莹(本科生) 【作品简介】 在每学年的期末和开学伊始， 都会有许多高年级的同学要卖掉一些旧书， 同时也会有一 些同学希望能够买到自己需要的图书。 但现在在校内进行的旧书交易却始终没有能够统一起 来进行，以至于出现了有书卖不出，却只能以极低的价格转给收购旧书者。 针对这种情况， 我们设想如果能够有一个网上的旧书交易平台， 在这个平台上我们可以 实现及时、 合理的交易， 任何有旧书希望卖出的同学将能够及时地将自己的图书信息发布到 这个交易平台上， 同时， 如果有同学希望能够买到某本图书也可以在这上面进行搜索并和卖 主联系。 这个平台的实现将大大地降低因时间地点等因素造成的图书交易不畅， 图书资源浪费的 现象，同时，也能促进校内同学进行图书信息交流。 主要运用的技术是： linux 下 apache 支持 php 和 mysql 数据库为基础， 同时运用 JavaScript 和 CSS 以及最新的 ajax 技术实现基本管理系统的开发。对每个个人的页面会用到 Web2.0 中的 blog 技术，让每个人去管理自己的书籍信息，展现个人特色。【作品名称】 【第一作者】 【其他作者】具备手机自动录音、混音功能的 MP3 播放器 陈新明（本科 自 55） 曹圣皎（本科 自 55） 来洪波（本科 自 53） 胡春华（本科 自 53） 张寅达（本科 自 55）【作品简介】 录音电话是一项早已存在的发明， 在现在手机普及率越来越高的情况下， 固定电话使用 率越来越低，有时人们想录下手机谈话的内容，但一部分手机没有此功能，还有一部分手机 虽然能录音，但在启动方便性、录音时长、效果等方面都差强人意。而且，没有一款手机能 实现无人值守自动答录的功能。而在现有 MP3 上稍加改造，与手机连接就可以解决上述问 题。 本设计利用所有手机都有的耳机和麦克风插口与 MP3 连接，无需其他连线。使用一系 列混音系统实现各种音频信号的调度， 将处理后的音频信号输回到手机， 所以不会影响通话 的进行。 根据手机耳机输出线上是否有铃声信号来自动判断是否有来电， 因而不需要对手机18进行修改就可以很方便地适用于当前绝大多数手机型号。Sound Output to Ear PhoneOriginal Cell PhoneEar PhoneCell PhoneSound Input from MicrophoneMicrophonMixedOur DesignCell PhoneData& CommandMP3Sound dataEar PhoneMicrophone (On board)图 1 设计基本架构本作品的功能有： ① 普通 MP3 播放、录音功能 ②手机通话录音功能 ② 手机无人值守自动答录功能 ④为通话增加背景音乐功能 本作品的特点有： 1) 网上可查到的第一款无人值守自动应答手机来电的 MP3。 2) 大部分功能采用硬件完成， 软件只需修改少许， 因而便于融合进各种主流 MP3 方案。 3) 使用音频线接驳手机， 无需额外连线即可正常工作。 适用于当前绝大多数手机型号。 主要用途和应用前景： 1) 该项目完善化后可直接作为消费电子产品推出。 2) 电话录音功能可用于记者、公务员等职业。 3) 自动答录功能非常适合商务人士使用，以确保其不会漏接每一个电话。 4) 通话加背景音乐功能适合与家人、 亲友电话聊天时使用， 为通话增添温馨浪漫气氛， 会很受年轻人欢迎。有着广阔的市场前景。【作品名称】基于寻线的过马路牵引机器人【第一作者】 李 淼（本科 自 36 班） 【其他作者】 康世胤（本科 自 35 班） ，虞秀兰（本科 自 32 班） 【作品简介】现在盲人主要依靠手杖探路， 虽然马路一侧有连续盲道但行程复杂时并不方便。 由于没 有盲道连接马路两侧引导过， 过马路对盲人变得困难且不安全， 即使昂贵的电子手杖也束手 无策。针对此问题，结合斑马线黑白相间的特征，我们开发了基于光敏传感器寻线的牵引机 器人，可以作为公共设施，在固定的斑马线两端为有困难的行人提供牵引过马路服务，成本 低廉，维护简单。 这套系统主要由中央模块和牵引机器人组成。 中央模块主要运用单片机技术， 接收马路 两侧行人是否需要牵引的信息，结合机器人状态处理后通过无线通讯发射命令给牵引机器19人。牵引机器人主要由单片机、光敏传感器、无线通讯模块和红外探测部分组成。牵引机器 人接收中央的命令后， 通过巡线带领行人穿越斑马线。 红外探测部分用于探测道路前方是否 有障碍，对路线和速度做适当调整。图 1 牵引机器人模拟图该系统综合运用软硬件不同领域的知识， 是现代科技设计制作产品， 能够有效地解决老 弱病残过马路不安全的问题。 特别适合在人流少马路的斑马线处应用， 值得进一步开发和应 用。作为信息时代的一种新体验，它相对成本低，对环境要求不高，易于维护。在此项目基 础上进一步地实践完善，将取得很大的社会效益。【作品名称】智能仓库管理系统【第一作者】 李 淼（本科 自 36 班） ，虞秀兰（本科 自 32 班） 【其他作者】 康世胤（本科 自 35 班） 【作品简介】现代社会中， 仓库管理作为物流管理的组成部分， 已经成为生产和销售链中至关重要的 一个环节。针对传统仓库管理存在的物流管理效率低、管理成本高等问题，本项目计划开发 和研制一套基于智能机器人的智能化货仓管理系统，实现无线接收指令、自动识别货物、搬 运、自动识别目的地存放货物等功能。该系统节省人力，方便统一管理，提高管理效率，降 低管理成本。 这套系统主要由中央模块和智能机器人组成。 中央模块主要运用数字键盘和液晶显示屏 供管理者与该管理系统交互， 管理者输入货物运输指令后， 发送模块将通过无线通信发送指 令给机器人。智能机器人接收到指令后，通过光敏传感器，正确选择货物品种，负责拿取和 运送货物，同样通过识别绿色地面上的白色路标到达指定的目的地，存放货物。20无线发送、接收通过辨识信息， 正确拿取货物输入货物品种、 数量，目的地路面识别， 正确 选择目的地图 1 货物智能管理流程说明该项目的具体平台可用于餐馆的点菜送菜环节。 由顾客输入点菜信息后即可等待机器人 送菜上桌， 相对固定简单的工作由机器人代替服务人员完成， 节省了服务人员等顾客点菜的 时间，避免了餐馆繁忙时服务人员增加拥挤程度、人手紧张等问题。 智能仓库管理系统应用前景非常广阔，非常适合于物流管理行业，如商场，超市快递公 司、 物流中心等。 项目中涉及到的智能化控制技术同时也可以应用到其他智能化的大型自动 化管理系统中。【作品名称】 网络化智能饮水机 【作 者】 张 煦（本科 自 44） 【作品简介】 一、项目背景 本项目来自生活。 宿舍所订饮用水， 在用完后， 经常由于大家都有课， 而不能及时订水， 给生活带来不便，我们的初衷是解决自动定水的问题，随着项目的发展，我们赋予了使用者 控制水温等其他功能，并为水站提供一套信息化解决方案。 二、总体架构 改造饮水机，为其添加传感及控制模块，并由单片机通讯，及进行控制。客户机部分有 两种模式，若有多余的网络接口，或者无线网络接口，则直接由其与水站通讯，若无网络接 入手段，则需一台终端 PC 机（不影响其正常使用）作为中转，单片机通过蓝牙与 PC 通讯， PC 再通过网络访问水站。水站由 Web Service 统一提供服务，其上搭建一个客户网站，还有 水站用的信息平台。21三、操作模式 对客户来说，他可以在任何时间任何地点通过网络终端（手机、PDA、电脑等）与水站、 饮水机交互。 对饮水机来说，它可以自动地完成与饮用水服务有关的信息过程。 对水站来说，它可以通过各种数据和手段改善决策。【作品名称】主楼视频监控系统的研究【第一作者】 周光宇（本科 自 54） 【其他作者】 【作品简介】本项目的背景是：主楼五层实验室改建，对于安全监控问题提出了更高的要求。因此急 需找到一种成熟有效的解决方案来实现长时间全天候的视频监控系统楼 梯 电梯 及门厅 男 女配金 电工 室间ASEA以及 与PLC 连接的 物理模型楼 梯 楼 梯 节能环保中心电梯 电梯小 型实 验设 备公 用计算 机库 房&楼 梯 节能环保中心电缆井节 能 办女 男电梯 及门厅智能 机器 人办 公 室无需 与PLC 连接的 物理模型原 控 制 理 论 设 备办公室办 公 室网 络会议室绿色自动化&综合自动化（大屏展示）待定电 话小型 实 验设备待定公用 计算机运 动控 制 电 力电 子&红外探测器摄像头图1主楼视频监控的示意图本项目在主楼 4-7 层共挑选了 28 个需要监控的录像点。此后通过市场调研以及技术论 证，使用了数字硬盘录像机+摄像头的成熟监控方案，以实现真正 7*24 的持续时间。 在基本的录像功能以外， 本项 目还通过其他手段来实现附加功 能。 其中最迫切需要实现的功能 就是延长持续录像时间。 本项目正 试图通过两种技术来实现运动录 像（即只有人经过时才录），延长 有效存储时间。 技术一： 通过安装红外识别来 检测是否有人的经过，以红外摄像头来控制视频摄像头 技术二：通过对于截取视频的分析来提取背景，通过比较法来识别人像轮廓，只有在识 别出人像时才录像 目前视频监控的基本功能已经投入使用，获得了系内老师的好评。 本项目为 SRT 项目。22【作品名称】智能图象插值 【第一作者】董 悦(本科) 【其他作者】 【作品简介】 [设计背景] 随着数码相机逐渐普及，人们对数码相机的质量也有了更高的要求。数码相机 的像素数量不断提升就位了提高获得图片的分辨率。而事实上，后期很好的放大插 值算法可以极大的降低这个提高分辨率的成本。 这个基于分型的智能图象放大算法就可以通过针对现有自然图像的特征建立模 型，做到最大限度的提升插值放大后图像的效果 [优异功能] 1．基于自然图像景观建立模型，适合数码照片的放大 2．提供丰富的参数设定，增加自由度，获得更好的效果 3．实践证明本算法效果优于一般的插值算法，经测试比较，效果比 Photoshop 实现 的放大插值算法还要好。 [应用前景] 数码相机的数字变焦核心算法就是数字放大具有相当的市场应用前景。【作品名称】 基于 FPGA 的学生电子实验平台开发板 【作 者】 吕佳玮（本科 自 52） 李伟欣（本科 自 46） 【作品简介】 电子技术实验是学校电类专业的必修实验课程， 但是由于实验课程的实验内容众多， 往 往在连接实验电路上花费较多的时间， 造成同学们关注的焦点不是原理设计， 而是电路调试 和排错。 特别是在后期电路规模较大时， 同学们的注意力和大量精力都花在了面包板上的插 线排错等细节上，总体设计没有得到更高的锻炼。 另一方面，除了实验课上的实验，同学们在课下由于条件所限，难以将自己的一些关于 电子设计方面的想法方便地实现。 许多同学平时都会有不少的创新想法， 但苦于没有一个方 便的工具来实现，自己单独设计电路、制板的话则会很麻烦。若有一个价格低廉、功能较全 的电子综合开发平台， 为同学们提供一个快速实现自己发明的途径， 将会较有效地推动同学 中的科技创新氛围的形成。 基于以上想法，本项目旨在设计并制作一个较为全面的电子设计开发平台，以 FPGA 为 核心，辅以单片机、A/D、D/A、存储器等元器件，保证能实现绝大多数的常见电子电路能在 平台上可以实现。目前市场上已有的 FPGA 开发板大多规模较大，功能过全，有许多一般的 基本设计不会使用到的模块，对于同学们的平时使用明显功能冗余，性价比较低，本项目的 作品会始终考虑同学们的通常需要使用的资源， 尽量合理安排器件， 做到各个资源的最大化 使用。 系统构成及功能23FPGAFlash 总线 SDRAM SRAM用户接口 USB 串口 (EPCS4/RS232)系统时钟电路如上图所示， 整个开发平台核心部分为一片 FPGA 芯片， 板上资源包括 Flash 存储器 （用 于存储配置文件、系统镜像或其他常用数据） 、SDRAM 与 SRAM（高速内存） 、USB 与串口通信 模块（用于与上位机或其他外部电路通信） 、用户接口（包括液晶屏、键盘等基本器件和可 扩展部分） 。它们通过总线相连，由载入 FPGA 的片上系统完成用户的制定功能。 系统特色 本开发平台集中关注同学们在平时的数字电路开发中较为常用的各项功能， 在保证实用 性的同时较好地控制了器材的成本， 使得一定数量的制作成为可能， 能够促进同学们及时将 自己的发明想法迅速实施，减小这个过程的周期和成本。【作品名称】家用电器断电保护系统【作 者】 马乐（本科 自 42）谢鹏（本科） 【作品简介】系统概述： 本系统是一个具有断电保护的电源系统。 正常电源----通常情况下，它是一个普通的嵌入墙体的电源插座。能提供 220v 交流电。 断电保护----一旦检测到电源关闭，立即将输出开关关闭。恢复供电后，手动复位，将输 出开关打开。以防止电器误启动。 系统功能： 用于经常性停电的地方（如大学宿舍）可以防止来电后，电器设备的误启动。从而实现 节约能源，防止事故的作用。 实现概述： 在有电的情况下，按下控制按钮，通过电路设计，使继电器实现电磁自锁。从而保证稳 定的电源供应。 一旦断电，自锁消失，电路被断开。此时即使外界重新恢复供电，系统也不能对外输出。 需要重新手动按下复位按钮才行。 电路示意图如下：24【作品名称】桌面调节器 【作 者】孙之杰(本科生) 【作品简介】 在平时的物理实验或化学实验中，很多实验装置是需要水平的，或与水平成一定角度， 目前大多都是用手通过观察水平仪来达到的。 本项目旨在设计一个由计算机和单片机自动调 节的控制系统来自动达到这一目的。【作品名称】基于 MCU 和无线通讯技术的自行车辅助系统 代季风（本科 自 56）【作 者】 王新攀（本科 自 52） 【其他作者】 陈 雷（本科 自 52） 【作品简介】自行车是人们出行的主要交通工具之一。 但由于各种原因， 自行车的失窃事件时有发生。 而且像“无匙进入”等很多方便实用的功能，并没有很好地被应用到自行车、摩托车这些领 域。本系统集防盗、无匙开关锁、车位提示、里程表等多种功能于一体，将彻底打破人们对 二轮车使用的传统印象。 系统构成及原理 下图显示了本系统的基本构成。无线通信手持部分机械锁25锁控部分手持部分和车载部分分别由单片机控制， 两者之间通过无线通信模块进行联络。 在锁控 部分包含用于防盗的加速度传感器， 声光报警装置和测速装置。 手持部分带有显示屏和功能 按钮，用于系统控制和用户交互。 在开锁状态下， 手持和车载部分之间通过交换密码互相确认身份信息， 并由锁控部分执 行开锁动作。而监测到停放自行车事件时，系统将自动将车锁定。同时，在锁定状态下，系 统能够通过测量加速度的方式判断车是否被非正常移动。 另外， 在需要时系统还可通过与防 盗部分共用的声光报警装置告诉用户自行车的停放位置，方便用户找车。 制成成品后，手持部分将可以进一步提高集成度，压缩体积，可以用普通电池或者钮扣 电池供电。 而车载电路部分将采用防水设计， 整体嵌入到机械锁内， 使自身得到充分的保护， 令暴力破解的难度增大。进入实用阶段之后，可以单独为它设计电控锁，使整体结构更加合 理，更好地集成，获得更好的安全性。 系统特色 安全和方便是系统的最大特色。 将锁和防盗报警器结合在一起，使两者在功能上取长补短，大大提高了系统的安全性。 自动开车、 锁车功能的引入使得用户的日常使用变得更加轻松方便， 是对传统用车观念的巨 大冲击，将带来完全不同的用车体验。 应用前景 产品开发完成后可以用于所有二轮、三轮交通工具，包括摩托车、助力车等。它可以为 用户提供更高的安全保障， 和更舒适的使用体验， 可以在提供用户巨大方便的同时增强车辆 的安全性。如能推广，将使偷车盗车之风得到有力地遏制，净化社会环境。 而且本品在应用于车的同时， 其制作思路也同样可以用于门禁系统等场合， 减少各种安 全隐患。电机系【作品名称】 以太网控制器的研究【作 者】 张 宁（本科 电 33） ，朱 博（本科 电 32） 【作品简介】现代控制系统无处不在，有线控制与无线控制，单独控制与群体控制，各种各样的控制 器在工业生产， 日常生活中发挥了重要的作用。 当代信息社会快节奏的生产生活对于远程控 制有了更多的需求和更高的要求。 随着生产生活与互联网联系日趋紧密， 以互联网为信号传 输通道的远程控制器在其灵活性与易用性占有极大的优势。 本项目基于应用灵活， 控制便捷 的理念， 实现了一种以太网控制器。 该控制器通过在单片机上移植经过简化的 TCP/IP 协议， 实现单片机上的 Web 服务，通过获取和处理网络中的数据包实现经由以太网的远程控制。 该控制器硬件部分主要由网卡芯片 RTL8019AS， 松下单片机 MN101CF49K 与放大输出 环节组成， 通过单片机控制网卡收发数据包， 单片机从网卡芯片中读取 MAC 帧并进行处理， 并执行相应的命令。单片机中移植了瑞典计算机科学研究所 Adam Dunkels 开发的 uIP0.9， 完成从 Web 应用层到物理硬件层的过渡，从而在单片机中实现 TCP/IP 的功能。26图一以太网控制器原理示意图该款以太网控制器最大的特点在于其控制端的灵活性， 对于它的控制是通过提交网页请 求的方式进行的。 将该款以太网控制器接入互联网， 在互联网上任何一台设备均可以通过对 其 IP 进行访问的形式实现控制，最简单的方法就是通过网页浏览器进行控制，在浏览器地 址栏中键入在单片机中设定的 IP 地址即可浏览到存储于单片机中的网页，通过点击网页中 的按钮就可以方便的实现控制。 利用互联网作为信号的传输通道， 使得该控制器完全实现与 控制端的硬件无关， 只要该控制器接入网络， 在世界任何拥有网络的地方都可以实现对它的 控制。随着手机上网的普及，只要拥有手机信号的地方，都可以实现与该控制器的链接。 该控制器可以应用于低成本小型系统的远程控制， 如家庭用电器控制系统， 小型工业系 统等。下图是该控制器应用于家庭用电器控制系统的示意图。图二便捷自如的遥控方式使得用户的控制无时不刻，无处不在在实际使用当中，控制端不需要单独的投资，使得整个控制系统的成本很低。硬件成本 不到 300 元。该控制器在使用中可以直接实现双机互为热备用，可靠性高。因此将会具有极 大的经济效益和市场优势。 该以太网控制器已经成功应用在电机系未来电力系统演示沙盘的控制中。【作品名称】智能复合开关【第一作者】 李 颖（本科 电 41） 【其他作者】 魏 |（本科 电 41） 倪尚谦（本科 电 41） 【作品简介】本产品采用可关断电力电子器件（SCR）和接触器构成的复合开关，在投入和切除时使 用 SCR，正常使用时接触器工作，实现负荷的“软投切”功能，可以精确控制开关导通与关 断时刻， 可以有效防止电力系统中由于开关动作而引起的操作过电压等有害现象， 并能实现 多路电源的自动和手动无扰切换。为了保证对电器的可靠供电，采用互锁的两路（A 和 B） 对电器供电，可以在主供电线路发生故障时，快速切换到备用线路，避免损失。27应用前景： 1．软件算法和光电指示可用于监测电能质量指示电网状态， 或用于其它采样量监测的场合； 2．自动控制：采集、判断、控制投切一体 3．双电源开关 4．电网自动无功补偿 5．保护（弱电电路过压保护） 、闭锁（误操作时合理判断）功能【作品名称】基于 C 的电能质量监测系统 李 欢（本科 电 33） 张 宁（本科 电 33） 郭 彦（本科 杨鹏程（本科 电 33） 马 康（本科 电 33） 许 寅（本科 电 41） 边 霄（本科 电 41） 申 深（本科 电 41） 曹 政（本科 电 41） 电 41）【第一作者】 【其他作者】【作品简介】基于电力电子技术的工业设备和家用电器的大量应用导致电网污染和电能质量逐渐恶 化；随着科学技术的发展，各种复杂的、精密的、对电能质量敏感的用电设备不断普及，再 加上电力市场机制的不断完善， 越来越多的用户开始关注电能质量及其可靠性， 国家也制定 了相应的标准和电力法， 确保电能质量。 因此对电能质量进行长期在线监测就具有重要意义。 本项目背景为于庆广老师立项的两个 SRT 项目(编号：052T47)，旨在实 现对电力系统电网电能质量的长期实时在线监测。 该电能质量监测系统的技术指标如下。 1. 每周波采样 128 点， 16 位精度， 6 路同步连续采集 （包括三相电压信号和三相电流信号） ； 2. 具有开关量输入/输出接口、数模转换输出接口和电量的脉冲输出接口； 3. 具有 RS-485 网络接口和 128×64 的液晶接口； 4. 支持标准 MODBUS 通讯协议；28主控制器采用两片速度 100MIPS 的 C 单片机，一片控制数据的采样、分析、 计算；另一片控制液晶屏的显示和通讯； 6. 具有日历和时钟功能，能够准确计时； 7. 电压输入范围 100V 或 220V； 8. 电流输入范围：0-5A 或 0-20A； 9. 功率损耗：≤10W； 10. 实现了国标规定所有电能质量指标的计算：电压、电流的真有效值、频率、基波分量及 2 次至 31 次（国标规定监测到 25 次）谐波分量的有效值、总谐波畸变率、有功功率、 视在功率、功率因数； 11. 设计并实现了数字式电能质量表专用电源。 该电能质量监测系统的开发过程分为两个阶段。 第一个阶段的工作成果为制成了能够完 成预定功能的样机一台。如图 1、图 2 所示。5.图1第一阶段样机面板图2第一阶段样机侧面第二阶段的工作是在第一阶段工作成果的基础之上， 进行了较大规模的修改和完善， 制 成了第二台样机，如图 3 和图 4 所示。图 3 第二阶段样机的面板图 4 第二阶段样机的接线端子29最终的设计由如下五个模块构成：显示和键盘模块、液晶屏控制和通讯模块、运算分析 模块、电源模块、传感器模块。 显示和键盘模块如图 5 所示， 具备一块 128×64 的液晶屏， 用于显示电能质量分析的结 果；还具备六只按键，以便于对显示的内容进行选择或者对监测系统进行设置。 液晶屏控制和通讯模块如图 6 所示，具备一片 C 单片机，主要用于液晶屏的 显示控制，同时还完成与上位机的通讯功能，以便于运算分析模块的 C 单片机可 以“全力”进行数据采集和分析。图 5 显示和键盘模块图 6 液晶屏控制和通讯模块运算分析模块如图 7 所示，具备一片 C 单片机，用于控制数据的采样，并对 采样结果进行计算和分析。 合理安排数据采集和分析计算的任务， 使得对数据分析计算的同 时，仍然能够保证正常的数据采集，最大限度地发挥 C 单片机的运算能力，实现 对电压电流信号的不间断采集。 电源模块如图 8 所示， 为自行设计制作的基于 TOP224Y 芯片的 10W 三相四线制电表专 用电源模块，提供 3 路+5.0V 和+15V、-15V 以及+24V 输出。图 7 运算分析模块图 8 电源模块传感器模块如图 9 所示，使用淄博华科公司的 HKPT31C 型电压互感器和 HKCT23BM30型电流互感器，电网的电压和电流信号由背面的接线端子输入，变送至运算分析模块。图 9 传感器模块本作品在数据采集和分析的算法以及各项功能的硬件实现等方面有很大创新性， 且具有 很好的性能价格比。 该电能质量监测系统可以用于任何需要监测电能质量的部门， 包括工业生产部门、 医院、 机关、学校、住宅小区等等。 安装该电能质量监测系统，能够方便地为供电和用电双方提供电能质量状况的准确信 息，有助于供电电能质量的提高。 由于电能质量的重要性日渐突出， 该电能质量监测系统应用前景十分广阔， 必将广泛应 用于各种需要对电能质量进行长期监测的场合，创造可观的经济价值。【作品名称】基于 NI-DAQ6015 的便携电能质量监测系统【作 者】 褚正国（本科 电 32） 【作品简介】DAQPAD-6015 是 NI 公司推出的 USB 接口的便携式数据采集和控制装置，配合传感器、 控制器和 Labview 软件可以开发出各种便携式应用系统。本项目基于 NI-DAQ6015 数据采集 装置及 Labview 虚拟仪器，开发出了一套便携三相电能质量分析系统。 本项目基本内容为利用电压、电流电流传感器测量电源线路中的电压和电流，经 DAQ PAD-6015 采集后送往计算机，由 Labview 软件进行分析和显示，给出各种反应电能质量的 参数。用户根据需要设置采样通道，采样频率与采样点数。可以输出三相电路的实时电压电 流波形，时域特征值（如电压和电流的有效值，峰峰值，周期，频率等） ，以及能量特征值 （各相有功功率，无功功率，视在功率等） 。31图1测量系统的用户界面本项目是综合软件、硬件于一体的设计制作，便携且使用简易是其最大的特点。本项目 成果可初步用于反应电能质量的电类教学演示，进一步修改可以用于精度要求更高的场合。 具有很好的扩展性，可以根据实际需要修改 LabVIEW 后台程序，扩展功能。 制作已经基本完成。【作品名称】 GPRS 无线传输在电能质量监控上的应用【作 者】 李雪男（本科 电研 11） 【作品简介】本 作 品 是 DSTATCOM （ 配 电 静 止 同 步 补 偿 器 ） 的 人 机 接 口 部 分 ， 目 的 是 实 现 DSTATCOM 装置与监控台之间的双向、无线通讯，其主要作用是监控 DSTATCOM 的运行 状况以及校正装置的内部参数。32制作已经全部完成。【作品名称】基于多种采集模式的智能车调试平台【第一作者】 李 欢（本科 电 33） 张万君（本科 电 33） 【其他作者】 贺凡波（本科 电 31） 【作品简介】无线模块/电缆（a）赛道上的车模（b）即时传送车模采集的道路信息 用户编写程序/修 改参数 车模优化路线 行驶（d）优化行驶路径 图 1：车模调平台工作示意图（c）车模路径识别33本项目旨在为学生科技活动创造一个较为便捷的实验平台。 通过对两类传感器 （光电管 红外传感器，道路摄像）的整合，设计出可以根据需要随时插拨、拼装的车模。同时配备了 一个可以在线观测车模道路识别情况的系统， 该系统可以通过串行口通讯即时显示道路摄像 及光电管红外传感器接收到的道路信息， 并且提供编程接口， 可以方便地在显示器上监视到 车模对道路的识别情况，也可以现场更改车模的决策变量。这对已往的“跑车”式的车模调 试方式是一个很重要的改进。 该设计主要用于车模爱好者对车模调试时方便实现各种方案的比较， 直观地看出正在调 试的策略在实际道路上的执行情况，及时对其进行修改优化。也可成为一种比赛用车，专门 面向没有硬件基础的同学。使他们利用 C 语言就可以驱动一个在硬件上比较复杂的车模。 机会成熟可以开发成软硬件兼有的车模开发平台， 供全国各高校以参加类似比赛为目的 调试之用。也可以开发成一种新型的智能玩具。 [特点]： （1）按需求拼装。 （2）即时道路采集信息传送及显示。 （3）参数在线修改，道路识别结果显示。 （4）优化行驶路线。【作品名称】光伏并网控制系统【第一作者】 周德佳（博士 电研 42） 【其他作者】 蒋 栋（硕士 电研 42） 冯 博（硕士 电研