1、b3.申報作品情況（科技發明制作）說明：1.必須由申報者本人填寫；2.本部分中的科研管理部門簽章視為對申報者 所填內容的確認；3.本表必須附有研究報告，并提供圖表、曲線、試驗數據、原 理結構圖、外觀圖（照片），也可附鑒定證書和應用證書；4.作品分類請按照作 品發明點或創新點所在類別填報。作品全稱作品分類（a） a.機械與控制（包括機械、儀器儀表、自動化控 制、工程、交通、建筑等）b. 信息技術（包括計算機、電信、通訊、電子等）c. 數理（包括數學、物理、地球與空間科學等）d. 生命科學（包括生物、農學、藥學、醫學、健 康、衛生、食品等）e. 能源化工（包括能源、材料、石油、化學、化 工、生態、

2、環保等）作品設計、發明的 目的和基本思路， 創新點，技術關鍵 和主要技術指標（-）.產品設計與發明目的：一般的陽臺都有防盜鐵罩，所以通常情況下外出時，特別是夜間睡覺時，陽臺窗戶也是打開的。 但是天有不測風云，特別是夏天，大風大雨會經常 發生，為此，如果有遇到風或雨就自動關的窗就顯 得很方便，而設計這個風雨自動門窗就是要達到這樣的一個目的。（=）.作品的基本思路是：當刮大風或下雨或風雨交加時，風傳感器對大 風做出感應，雨水傳感器對雨做出感應，（兩部分電 路用“或”電路連接）發出相應的電信號，經放大， 帶動電動機，電動機工作帶動窗戶運動，實現關窗。 為了讓在窗戶剛好關緊時電動機停止工作，窗戶框 架

3、上裝有行程開關，窗戶運動到達位置后會壓下按 鈕，實現斷路。當沒風或沒雨時（剛停），原來風雨 傳感器沒有輸出信號，電動機反轉電路接通，實現 開窗。同樣，當窗戶運動到所設置的開度時，壓下開窗行程開關，實現開窗控制斷路，電機停止工作。 之后窗戶就會停在某一開度上。為使窗戶的開度能 得到控制，系統設置開度行程開關的位置可調，如 將電源拔掉，則可實現手動控制。(h).創新點： 實現無人值守，當有風雨時自動開關； 可根據個人喜好調節臨界風雨大小，即可設 定當風雨多大時再關閉窗戶； 控制電路較之于現在市場上的產品更為簡潔 有效，以簡單的電路實現智能自動關閉跟打 開窗戶，大大減低成本，使普通家庭也能消費。卿.

4、技術關鍵與指標. 風、雨傳感器能精確的反映風雨的有無和大小； 機械制動部分傳動良好，電機能精確控制窗戶； “或”電路正常工作并輸出相應的電信號。作品的科學性先 進性(必須說明與 現有技術相比、該 作品是否具有突 出的實質性技術 特點和顯著進步。 請提供技術性分 析說明和參考文 獻資料)經過我們團隊的認真查閱資料，發現查找的資 料只是單獨的風或雨報警器，而且沒有用到實現窗 戶的自動開關功能上。本作品就是從實際生活出發， 實現了這樣一個突破。在大風和下雨的情況下能實 現窗戶的自動開關。另外風和雨這兩部分傳感器還 可以調節，反映到現實中就是使用者能自己確定風、 雨多大時再去關窗。該功能是目前為止幾乎

5、沒被應用的。當調節雨傳感器電路中的可調電阻的大小就可 以實現雨的大小程度才輸出需要的電信號。也可以 在電路中的電壓比較器電路中調節，或是選擇恰當 的型號的電壓比較器，來控制在想要的輸入電壓值才偷出相應的電壓值實現電路的控制。整個系統實 現的功能比較完善、專一。且造價較低，能夠普及。 這也是其先進性所在。參考資料：1. 電工實用線路范例，李耀南，p260,下雨報警器， 華南理工大學出版，19952. 新編傳感器電路設計手冊，趙家貴付小美董平， 中國計量出版社20023. （圖解）繼電器與可編程控制器，岡本裕生著呂 硯山譯，科學出版社20074. 21世紀電子網：http: /www. 21eic

6、. com/index, asp5. 中國機械網：http: /www. jx. cn/6. cnki中國知網：http: /lsk. cnki. net/kns50/scdbsearch/cdbindex. aspx作品在何時、何 地、何種機構舉行 的評審、鑒定、評 比、展示等活動中 獲獎及鑒定結果作品于2009年3月在華南農業大學“挑戰杯”校內選撥賽中，經校內外專家評審，獲得校二等獎。作品所處(d ) a實驗室階段b中試階段c生產階段階段d計算機模擬仿真(自填)技術轉讓方式作品可展示的實物、產品模型圖紙磁盤現形式場演示圖片錄像樣品(-).使用說明：該作品是全自動的，在專業人士安裝后，使用

7、者只要控制簡單的工作電源就可以非常方便使用 了。當按下電源開關即可實現自動防風雨，再按下 開關就和普通窗戶一樣。(=).技術特點和優勢：品作和作推性析測 該點該及術分預 及特供圍技場益 明術費范的市效 說技，應景及濟 用的勢適前明經 使品優的廣說和該作品的整個系統有幾個部分組成，即感應部 分，控制部分和動力部分。感應部分是由熱線式的 風傳感器和濕敏傳感器組成，通過電路的控制使得 在下雨和刮風的情況下得到原始信號，這兩個信號 也將作為控制電路的輸入信號。控制部分主要是與 門電路和繼電器構成，對信號進行分析處理并且控 制電機。最后是動力部分，動力部分由電機、傳動 部件傳動主件構成，根據控制部分發出

8、的指令帶動 窗體運動。該作品采用機電一體化，集傳感技術，電子控 制和機械控制于一體，是擁有智能判斷的窗體系統。 由于自動控制的邏輯結構比較復雜，普通電路使得 作品的靈敏度和穩定性面臨著很大的挑戰。為此， 需要對傳感器進行優化選擇，合理的設計電路，精 確地設定元件的參數，同時要經過一系列的調試， 解決以上的技術問題。相信只要有了良好的技術保 障，將非常有利于推廣。現在很多家庭使用的都是普通的門窗，還沒有 實現自動化，而當出現風雨天氣而家里有沒有人的 時候，就會因為不能及時關好窗戶，給生活造成很 大麻煩。有了該作品這樣的問題就可以得到和好的 解決。此外，該產品成本較低，因此該產品使用范 s)就比較

9、廣泛了，可以遍及千家萬戶。同時，它能 調節電路工作的上下限，使用更加人性化。(h).使用范圍：作品適用于無人值守的地方，比如普通家庭、 工廠、倉庫、企業辦公樓等，使用范圍廣闊。推廣前景、市場分析及經濟效益:本作品的設計貼近生活實際，具有很強的使用價值 和推廣前景。當前，我國的窗戶制造業存在規模大、 品級低、功能差、無高檔、低水平等一系列問題， 提高窗體的質量和技術含量是主要發展趨勢，防風 雨自動窗體作為一種代表新興技術，與電子，機械， 傳感技術結合，能夠彳m居天氣的變化形成自動開啟 和自動關閉的新型產品，將成為窗體產品中最具競 爭力的新星。而目前國內外的自動防風雨窗體沒有 得到推廣的主要原因是

10、價格原因，但是我們設計的 作品的成本相對比較低廉，功能比較完善，可以滿 足普通家庭的需要，也可以用于工廠倉庫的地方的 無人值守。如果可以提供良好的技術保障，相信會 有非常巨大的市場前景，經濟效益也會非常可觀。提出專利申報申報號專利申報情況申報曰期年 月 曰已獲專利權批準批準號批準曰期年 月 曰未提出專利申請科研管理部門簽章年 月曰c.當前國內外同類課題研究水平概述說明：1.申報者可根據作品類別和情況填寫；2.填寫此欄有助于 評審。目前市場上自動防風雨窗戶并沒有得到彳艮好推廣，經過調查發現該 類型產品過于昂貴，讓不少家庭望而卻步。在歐美國家，許多產品集現代聲、光、機、電、通訊技術為一體， 通過風

11、雨傳感電路，當有風雨時感應電路就向控制中樞傳送信號，再由 中樞控制窗戶上的微型電機，實現窗戶機械運作。雖然比較精確，但是 它一般和其它設備相結合，一起通過中樞智能控制系統，達到控制整個 房屋的作用。因為單獨由中樞控制一個電路比較浪費。也就是說，它是 與其它設備相結合的，不可分割的，所以很少有單獨的防風雨自動門窗 產品。這種集合產品對于絕大多數家庭而言是沒必要的也是購買不起的。目前防風雨自動窗戶應用最成熟的是在汽車領域，國外汽車的擋風 玻璃的最下邊一般有一片濕度傳感器，經過加工，它制作成玻璃形狀， 與整塊擋風玻璃融為一體。它接通一個連接到制動車窗的精密機械控制 電路上，通過感應器的輸出實現下雨時

12、關車窗。但它的制作工藝要求非 常高，因此價格不菲。顯然，將它移植到一般家庭的窗戶是不經濟的， 也是不理想的在國內，該類型產品的市場就更少了，而單獨的防風雨自動窗戶 的產品很多都是手動控制的，并不能實現無人值守。下圖是一種類型的 產品，有風雨時，它的感應器向可移動控制端1傳送信號，控制器就發出聲音并亮起，當按下按鈕時，通過發射端發射信號到墻壁上的接收端2、 3,再控制電機運轉，實現關窗。控制端1接2接收端（簽章）情闡 報出 申作 者性 報實 申真對的 請況d.推薦者情況及對作品的說明說明：1.由推薦者本人填寫；2.推薦者必須具有高級專業技術職稱，并是 與申報作品相同或相關領域的專家學者或專業技術

13、人員（教研組集體推薦亦可）; 3.推薦者填寫此部分，即視為同意推薦；4.推薦者所在單位簽章僅被視為對推 薦者身份的確認。推薦者情況姓名性別年齡職稱工作單位通訊地址郵政編碼單位電話住宅電話推薦者所在單位簽章請對作品的意義、技 術水平、適用范圍及 推廣前景作出您的 評價其它說明姓名性別年齡職稱推薦者工作單位情況通訊地址郵政編碼單位電話住宅電話推薦者所在 單位簽章（簽章） 年 月 曰去目闡報出申作者性報實申真對的請況述請對作品的意義、技 術水平、適用范圍及 推廣前景作出您的 評價其它說明學校組織協調機構確認并蓋章校主管領導或校主 管部門確認蓋章年 月曰e.大賽組織委員會秘書處資格和形式審查意見組委會

14、秘書處資格審查意見審查人（簽名）年 月曰組委會秘書處形式審查意見審查人（簽名）年 月曰組委會秘書處審查結果合格不合格負責人（簽名）年 月曰f.參賽作品打印處防風雨自動窗戶指導老師：李明熱線式風傳感器比較器v02l=a+bv03 rv多1（圖1）總電路圖比于氣體流速。該電路由主控快速自動平衡電橋、線性電路和供橋電voi路三部分組成。在無風時，調節電位器見使橋路平衡，則va=vb，橋 路輸出電壓ve不變，加熱電阻rw恒定加熱時，其溫度k保持在設 定的控制點上。風速加大時，加熱電阻rw的溫度降低，阻值減小， vb發生變化，橋路不平衡，a、b兩點之間產生電位差，差壓經差動 放大器放大，經調整管調整，使

15、rw的電流增大，直到rw的溫度tw 回到原來的控制點上，電橋重新平衡為止。此過程，橋路輸出電壓經 線性處理電路處理后，輸出反映風速變化的電壓vg1。這樣，我們可 以通過輸出電壓voi知道風速的大小，通過與電壓比較器的連接可以 設置風速大過設定值時電動機工作。線性電路可采用精密的對數和反對數放大電路構成。通過線性電路我們可以控制voi的大小，然后作 為電壓比較器的輸入端電壓和vref作比較.（圖3）電壓比較器如圖3所示電壓比較器，輸入端vi和熱線式風速傳感器的輸出端連 接，輸入電壓vi和參考電壓vref比較，當vi大過vref時，電壓比較 器輸出高電平。在圖2中，可以通過測試風速，然后再調整vr

16、ef的大 小，通過按照人們的意愿自行設置臨界風速，使風速大過臨界值時，自動關閉門窗。電壓比較器用lm339。vcc5v ，vref 待測，電阻3到 5千歐。（四）r3330k濕敏傳感器r210kr110kviv2rp100kvd v3vdd1c0/pvss triosc856clc2 _220u51pr410k（圖4）下雨報警電器如圖4所示為下雨報警電路，如圖所示，該報警器由濕敏傳感器，延 遲放大電路，輸出報警電路及電源電路等組成。延遲放大電路由晶體管vi到v3,半導體二極管vd，充電電容器c1， 電位器rp1和有關外圍元器件組成 輸出報警電路由集成電路1c，放大管v4，電阻r和外圍阻容元件

17、組成。電源電路由電源開關s，電源gb和濾波電容器c3組成。接通電源開關s后，電源gb為整機各電路提供工作電壓。無雨時，濕敏傳感器兩端的電阻值幾乎無窮大，晶體管vi截止，v2 導通，二極管vd和晶體管v3均截止，集成電路1c因觸發端（tri） 始終為低電平而不工作，輸出低電壓。經過或門電路不作用。一旦下雨，濕敏傳感器兩端因水液導電而由高電阻狀態變為低電阻狀 態，使vi正偏導通，v2截止，電源電壓經rp對電容c1充電，當c1 充電結束后（1到2分鐘，這樣可防止一些非下雨因素，如樓上不小 心的流水），vd和v3相繼導通，v3發射極輸出的高電平使1c受觸發 而工作，從1c的輸出端（0/p）輸出電信號，

18、該信號經v4放大后，再 輸出高電壓，作用于或門電路。調節rp的電阻值，可改變報警電路動作的延遲時間，改變r3的電阻 值，可改變輸出電壓的大小，即可適應或門電路的門限打壓。元器件的選擇：r1-r4均選用1/4w或1/8w碳膜電阻器c1和c3均選用耐壓值為6v以上的電解電容器; c2選用高頻瓷介電容器。rp選用臥式微調電阻器或貼片式電位器。濕敏傳感器采用20mm x 20mm的敷銅板刻制。 v1_v3均采用s9014或3dg6硅npn型晶體管;v4采用s9013或c8050硅npn型晶體管。vd采用1n4148硅開關二極管。（五）a,v02v03、 l=a+b 彡1 b1（圖5）或門電路如圖5所示

19、，為或門邏輯電路，輸入端a、b分別與下雨報警電路輸 出端和電壓比較器輸出端連接，當有風大過設定值或有雨時，或門電 路輸出端輸出電壓，再通過功率放大電路帶動發動機工作。*直>接功流kmi率放大輸出端電器u 220v1.上銅導軌；2右限位開關s2;3.電動機；4.下銅導軌；5. 直流電源負極接線頭；6. 左限位開關s1;7. 直流電源正極接線頭；a（不動），b（可動）分別為窗戶兩扇（圖6）電動機工作電路如圖6所示，為電動機工作電路，上邊電路是用來控制下邊窗上電動機的電路圖，主要是要實現在有信號源的情況下（出現大風或下 雨），窗能實現自動關閉，且關閉完成后電動機立即停止工作。當沒 有信號源輸入情況下（沒風沒雨），窗就自動打開并最終停在最右端， 以等待新的信號。下面是對左邊的電路原理作分析：電路中主要有1個具有四套觸 點的繼電器（歐姆龍制my4），1個交流接觸器，2個限位開關，12v 直流電源，220v交流電源，電動機等。原來沒有信號源輸入時，由 于窗處于窗框的最右邊，s2處于斷開狀態，電