嘉定区教育科学研究项目

嘉定区教育科学研究项目申请书项目名称居室电器可编程智能控制器的设计与研究申请人付磊联系电话27882214申请人单位嘉定区职业技术学校联系电话69987307单位地址嘉定镇环城路2290号邮政编码201800申请日期2006年9月10号编号类别A7-1-填表说明一、每项课题限报负责人一人。课题申请人必须是该项目的实际主持者，并在该课题研究中承担实质性任务。二、每一申请人同一时间内只能承担一项教育系统区级研究课题。以前申报的区级课题尚未结题，未经市科研管理部门鉴定和验收者，不能再次申报。三、申请书须经课题负责人所在单位领导审核，签署明确意见，承担信誉保证并加盖公章后方可上报。四、本表数据将请申请人必须逐项认真填写。1、“类别”的填写。为便于分类我们已将各学科项目编号：A1——中学语文B1——小学语文A2——中学数学B2——小学数学A3——中学英语B3——小学英语A4——中学德育政治B4——小学德育政治A5——中学音体美史地B5——小学音体美A6——理化生B7——小学其他A7——中学其他C——学前教育请各申请人根据自己申报的课题类别将相应编号填在申请书左上角的“类别”框中。如，你申报的课题是小学语文一类的，那就在申请书左上角“类别”框中填入“B1”。申请书封面右上角的编号无需填写。2、部分栏目填写说明：项目名称：应准确简明，反映研究内容，最多不超过25字（包括标点符号）工作单位：按单位和部门公章填写全称课题组主要成员：必须是真正参加本课题的研究工作，不含课题负责人。不包括科研管理、财务管理、后勤服务等人员，人数不得超过11名。五、课题设计论证活页中不得出现与项目承担人相关的信息（包括姓名、所在单位、特定称谓等）六、本表用计算机认真如实填写，报送一份，课题设计论证活页一式三份单独装订，所有文本请双面打印。复印请用A4复印纸，于左侧装订成册。-2-一、数据表课题名称：居室电器可编程智能控制器的设计与研究姓名付磊性别男年龄32职称中学一级课题负责人工作单位嘉定区职业技术学校职务电气教学部德育主任、区骨干教师课题组主要成员姓名性别年龄职称工作单位专长分工付磊男32中学一级嘉定区职业技术学校电气负责周惠莉女29讲师上海市大众工业学校电气参加张彪男36讲师上海市大众工业学校电气参加沈元兴男58实验师嘉定区职业技术学校电气参加龚敏峰男29助教上海市大众工业学校电气参加-3-二、课题设计论证1、选题：本课题国内外研究现状述评，选题的理论价值和实践意义。2、内容：本课题主要研究思路（包括研究目标、内容、方法、途径），概念界定。3、本课题的创新程度。4、研究基础：已有相关成果，主要参考文献（限填20项）。（请分4部分逐项填写，限2500字内）一、理论价值和实践意义二十世纪九十年代以来，随着计算机、信息、电子、控制、通信等技术的迅速发展，人们的生产方式和生活方式发生了日新月异的变化。现代居室更加注重生活品质，健康、安全、舒适、便捷成为人们的迫切需要，这就导致人们从以往追求居住的物理空间和豪华装修向着享受现代精神内涵与浪漫生活情趣的方向发展，追求更高的层次和境界的居住环境，从而导致智能建筑的诞生，推动了居室电器智能化控制的发展，从智能大厦（IB）走向智能小区，进而走进智能家庭（SH）、智能居室。智能化最终体现在以居室为单元，运用多元信息技术，并达到监控与信息交互的能力。因此可以说实现智能化居室网络是实现人类居住方式变革的最终建设目标，然而在向往建设高端未来智能小区、建筑的同时，我们也要正视现实，着眼设计适宜传统居室、传统电器的产品。因为居住在这里的人们对智能化的控制同样充满渴望，因此极具个性化的居室电器可编程智能控制器在这一领域将有着广阔的发展前景。二、国内外居室智能化控制的发展状况1、高端产品，以智能家庭网络为主要思路的发展状况近年来，在智能化家庭网络的发展过程中，很多世界知名公司在这一领域做了大量的工作，如以美国微软公司及摩托罗拉公司等为首的一批国际知名企业，先后挤身于智能家庭网络的的研究及开发中，微软的开发了梦幻之家、IBM公司开发了家庭主任、摩托罗拉公司开发了居所之门家庭网络等等。目前，美国有7000万家庭依靠智能化家庭网络设备生活，一直处于世界领先水平。此外，Intel公司、松下电器、三星公司、清华同方、北京德达创先科技集团等诸多国内外公司也都纷纷投入该领域研发。2、中低端产品，以个体智能家庭为主要思路的发展状况国内比较成熟的智能化家庭产品有灯光与电器智能控制产品（通过电子开关、遥控器或电话进行控制）、家庭电话交换机、家庭控制主机等。-4-总的来说，由于国内智能化家庭网络产品的研发从九十年代后期起步，在整体水平上显得参差不齐，特别是中低端产品，软件功能较差，市场处于无序竞争期。这个产业各自为政，没有一个统一标准，产品的性能和可靠性还不够好。为了提高产品可靠性，改善产品性能增强智能化产品对不同场景的适应能力，本课题拟用当前硬、软件都十分成熟的PLC技术与电子电路相融合设计研发一种新的居室电器智能控制器。三、研究目标：1、尝试并验证引入PLC技术到居室电器控制这一新方法其实践应用的可操作性。2、为电气实训中心建立一套智能控制的家居实验房，为电气专业学生提供一个先进的实训场所。四、研究内容：1、解决信号输入端的问题。如首先要有一个通用型的遥控发射、接收装置。其次要处理好传感器工作电路2、输出信号与负载（各类被控电器）的联接方式大体上可分为无线和有线两种，本课题拟采用有线联接方式3、设计出合理的控制程序4、解决输入输出设备与PLC主机的传输接口5、通过实验调试发现并解决相关的细节问题，使控制器正常有序的工作五、研究方法：1、收集相关资料。2、进行实验六、研究过程：1、集中时间收集资料，小组成员进行方案设计。2、根据研究目标，分阶段进行实验3、根据课题撰写论文，并建造实训中心相关设施七、本项目拟解决的关键问题和特色创新之处：1、用户可根据实际所要控制电器的数量选择I/O点数。不同的控制器还-5-能灵活进行系统配置，组成规模、功能不同的控制系统，并且还可根据自己对控制的需要编制相应的程序。它可实现一个用户一套方案，能极大限度地适应传统居室千变万化的现状，适应力强，个性化好。2、控制方式更改方便快捷，无需改动外围I/O线路，只更改控制程序，且程序的录入也十分简单，只需通过PC机编程软件传输给控制器即可，甚至还可按用户需要事先编制好多个方案，需要时单独调用即可。3、输入端口灵活，可手动、遥控、也可利用各种传感器件如光敏、热敏、红外线等进行自动控制，且扩充也十分方便。4、本项目实训场所的建立将为电气专业学生提供一个科技含量极高的综合性的一流的实训基地。-6-三、完成课题的条件和保证负责人和主要成员曾完成哪些重要研究课题；科研成果的社会评价；完成本课题的研究能力和时间保证；资料设备；科研手段。现有的研究工作基础：1、区政府、区教育局花巨资在我校建成了一流的实训中心。2、学校已将2号楼三层近千平米的场地交给电气教学部使用。3、学校已批复将2号楼一楼数百平米用于家居电气装潢实训基地。4、本小组的成员在电子、PLC、传感器等相关知识方面有较多的教学和实验能力储备。研究外部条件：1、人们从以往追求居住的物理空间和豪华装修向着享受现代精神内涵与浪漫生活情趣的方向发展，追求更高的层次和境界的居住环境，从而导致智能建筑的诞生，推动了居室电器智能化控制的发展。2、各学校对家居电气装潢实训基地建设十分重视。课题组人员结构：付磊老师是电气教学部德育主任，嘉定区骨干教师，曾在上海市第四届中职校教师教学法改革评优活动中获一等奖，目前正在复旦大学攻读工程硕士学位。在技能上付磊老师已取得维修电工高级，家电维修高级证书，对理论和实践教学都有一定的经验。周惠莉老师是电气教学部专业主任，嘉定区骨干教师，一直参与上海市《电气运行与控制》专业标准课题的开发，是该项目牵头单位的核心成员。张彪老师是实训中心副主任，高级技师，维修电工国家考评员，一直参与上海市《电气运行与控制》专业标准课题的开发，是该项目牵头单位的核心成员。沈元兴老师是专业技能娴熟的老教师，精于电子控制领域，一直从事实验指导工作，有丰富的实践经验和很强的实践能力。龚敏峰老师是教务处副主任，正在进行电工技师培训，业务能力很强，对PLC控制非常熟悉。研究经费、设备等：我校领导十分重视对教育教学的研究，尤其对现代化实训中心的建设更为重视，他们对设备已作了大资金的投入，对于本课题一定会予以大力支持。-7-四、预期研究成果主要阶段性成果限报10项序号研究阶段（起止时间）阶段成果名称成果形式承担人12006年10月-06年11月完成可行的方框设计图课题报告付磊22006年12月-2007年3月完成合适的无线遥控器发射与接收技术电路课题报告付磊32007年4月-2007年6月完成对应课题的PLC控制器程序调试实验报告付磊42007年7月-2007年9月完成2、3步骤的接口调试及外围负载的模拟实验实验报告付磊52007年10月-2007年12月完成所有细节调试，样品工作稳定实验样品付磊62008年1月-2008年2月完成相关论文归纳整理材料阶段整理报告付磊最终研究成果（最多限报2项）序号完成时间最终成果名称成果形式负责人12008年4月居室电器可编程智能控制器的设计与研究论文和样品付磊-8-五、经费预算课题经费估算（包括研究所需的出差、调查、实验、资料、上机和小型会议等，分项填报）出差：1000元调查：1000元资料：1000元小型会议：500元设备：5000元（最终用于实训中心）共计：8500元申请人单位意见和信誉保证单位（盖章）负责人（签章）年月日区教育局审核意见单位（盖章）负责人（签章）年月日-9-课题设计论证课题名称（必须填写）：居室电器可编程智能控制器的设计与研究1、选题：本课题国内外研究现状述评，选题的理论价值和实践意义。2、内容：本课题主要研究思路（包括研究目标、内容、方法、途径），概念界定。3、本课题的创新程度。4、研究基础：已有相关成果，主要参考文献（限填20项）。（请份4部分逐项填写，限2500字内）一、理论价值和实践意义二十世纪九十年代以来，随着计算机、信息、电子、控制、通信等技术的迅速发展，人们的生产方式和生活方式发生了日新月异的变化。现代居室更加注重生活品质，健康、安全、舒适、便捷成为人们的迫切需要，这就导致人们从以往追求居住的物理空间和豪华装修向着享受现代精神内涵与浪漫生活情趣的方向发展，追求更高的层次和境界的居住环境，从而导致智能建筑的诞生，推动了居室电器智能化控制的发展，从智能大厦（IB）走向智能小区，进而走进智能家庭（SH）、智能居室。智能化最终体现在以居室为单元，运用多元信息技术，并达到监控与信息交互的能力。因此可以说实现智能化居室网络是实现人类居住方式变革的最终建设目标，然而在向往建设高端未来智能小区、建筑的同时，我们也要正视现实，着眼设计适宜传统居室、传统电器的产品。因为居住在这里的人们对智能化的控制同样充满渴望，因此极具个性化的居室电器可编程智能控制器在这一领域将有着广阔的发展前景。二、国内外居室智能化控制的发展状况1、高端产品，以智能家庭网络为主要思路的发展状况近年来，在智能化家庭网络的发展过程中，很多世界知名公司在这一领域做了大量的工作，如以美国微软公司及摩托罗拉公司等为首的一批国际知名企业，先后挤身于智能家庭网络的的研究及开发中，微软的开发了梦幻之家、IBM公司开发了家庭主任、摩托罗拉公司开发了居所之门家庭网络等等。目前，美国有7000万家庭依靠智能化家庭网络设备生活，一直处于世界领先水平。此外，Intel公司、松下电器、三星公司、清华同方、北京德达创先科技集团等诸多国内外公司也都纷纷投入该领域研发。2、中低端产品，以个体智能家庭为主要思路的发展状况国内比较成熟的智能化家庭产品有灯光与电器智能控制产品（通过电子开-10-关、遥控器或电话进行控制）、家庭电话交换机、家庭控制主机等。总的来说，由于国内智能化家庭网络产品的研发从九十年代后期起步，在整体水平上显得参差不齐，特别是中低端产品，软件功能