基本信息
- 项目名称：
- 湿度感应自动升降防雨帘开发研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 现实生活中经常出现这种情况：当人们出门在外却突遇下雨，而此时家中窗户未关，由此导致雨水淋入房间造成地板受潮甚至家电损坏。 本项目就是基于对现实生活中普遍存在的棘手问题的思考，设计开发了一套具备在下雨天可以通过传感器、驱动装置和控制系统实现自动化操作功能的防雨帘；为了便于操作，还设置有手动控制、遥控控制和自动感应控制三种操控方式，所研发的产品能够为人们的日常生活带来极大的便利。
- 详细介绍：
- 1 引言 1.1背景及意义 随着科学技术的日新月异和生活水平的迅速提高,人们的生活节奏也急剧加快。当人们出门在外突遇下雨而家中窗户未关，由此造成雨水淋入房间造成家电损坏甚至地板腐烂的例子比比皆是，而能否避免此类财产损失很大程度上取决于家中是否安装有防雨装置。但是目前在国内，人们采用的解决办法多是在窗户外加装防雨篷，但是这种防雨篷一般都是固定物，或者要靠人手工启闭，操作十分不便且效果也不甚理想，关键缺陷是不能实现无人自动化操控的功能；另外，在风雨交加的天气，大风有时会将防雨篷卷起或吹落，由此而造成的财产损失甚至砸伤人事件更显得此方案得不偿失。据此，我们提出了这么一个设想：能否开发一套设备使其具备在下雨天可以通过传感器及程序的控制实现自动化操作的功能？ 经检索相关文献资料后，发现国内目前尚没有同类产品的成熟设计，且在市场推广上依然处于类空白阶段。一个类似方案的设计是：当雨水掉落在蓄水槽通过排水管流入杯体内，杯体重量增大时自动下移，当杯体压迫弹性开关闭合时，电机开始工作，带动转动轴旋转，滑动杆向下移动，把塑料罩拉下，罩在窗户上。显然，这个设计存在一些不足之处：（1）通过蓄水槽蓄水会花费大量时间，这会造成设备启动时响应不够迅速，且电路可靠性及使用效果也值得怀疑；（2）整体设计显得不够精致，而且在现代房屋外安装蓄水槽会严重影响美观。 结合我们团队的设想和现有设施的不足，我们希望开发出一套设备使其在下雨天能够通过传感器及程序的控制实现自动化操控的防雨帘设备，但是，经过三个多月的前期探讨，由于传感器的检索和选择出现了很大的困难，几乎没有任何进展。正当我们快要放弃的时候，有一天，灵感幸运地光顾了我的大脑——湿度感应，只要在下雨天收集到空气中的湿度范围就可以通过程序精确控制整套设备的调试，其间我们还探讨过使用雨量传感器进行调试的可能性，最终在综合各方面的考虑下选定课题为《湿度感应自动升降防雨帘开发研究》。 本设计湿度感应自动升降防雨帘作为智能家居终端设备的一部分，实现了系统信息的采集、信息输入、逻辑处理、信息输出、联动控制等家居生活智能化功能，不仅可以连入整个家居系统中，也可以单独使用。湿度感应自动升降防雨帘相比传统防雨装置具备自动化程度高、防雨效果好、外表美观等一系列优势，我们团队研究这一课题之初就着眼于填补这一领域的空白，为社会带来一定的经济效益和应用价值。首先，研究一套湿度感应自动升降防雨帘装置，可为人们的生活带来极大的方便；其次，窗户的使用范围非常广，由于目前市场上还没有成熟的此类防雨设备，显然，开发并批量生产这种自动防雨帘，有着非常好的市场前景，可获得很好的经济效率；再者，通过实际产品的设计开发及制作，可加深我们对理论知识学习的消化与理解，培养知识应用、理论联系实际的思想意识，补充与完善知识结构，增强大学生的创新意识和自信心；同时，也可培养我们从事科学技术工作的素养以及团结协作的精神，掌握产品研制的全过程及方法，锻炼并提高解决工程实际问题以及实践动手和创新的能力。 而一旦这个设计能够实现并成功在市场上推广的话，就可以有效解决当人们出门在外遇到下雨而家中窗户未关造成雨水淋入房间致使家电损坏甚至地板腐烂的问题，假如这样的一个社会性问题得以解决，那么不仅可以造福于广大人民，还可以填补市场上的这一空白，由此可见，研究此项科技设备具有战略前瞻性，以及重大的实际应用价值和社会效应价值，同时也能够产生良好的经济效益，为国家发展做出贡献。 1.2设计发明的目的 窗户是民用和工业建筑物的必须设施，经常开闭窗户是人们日常生活的需要。然而，在现实生活中，经常会发生这种情况：在晴天，当人们打开窗户离开住宅后，突遇天气变化下起了大雨，窗户开着而人却不在家，雨水就会溅入阳台及房间，从而有可能损坏室内各种用具，给人们造成一些不必要的麻烦甚至财产损失。目前，人们普遍采用的解决办法是在窗户外加装遮阳或防雨篷，但是，这种遮阳或防雨篷一般都是固定物或者要靠人手工启闭，操作十分不便且效果也不甚理想，关键缺陷是不能实现无人自动化操控的功能；另外，若遇到风雨交加的天气，大风有时会将遮阳或防雨篷卷起或吹落，由此而造成财产损失甚至砸伤人事件。 显然，为了能够有效解决上述存在的问题，研制一套能感应天气变化并能自动启闭的防雨帘装置，就有着十分迫切的市场需要和重要的现实意义以及应用价值。 1.3设计的基本思路 整个装置可分为： 1）检测、信号处理和控制系统； 2）电动机及驱动装置； 3）雨帘、卷轴及雨帘框装置。 该设备主要包括湿度（下雨）传感器、自动控制器件、电动机及减速器、卷轴及升降装置、雨帘及雨帘框等机件。这里，湿度（下雨）传感器用于探测雨水或环境的湿度，自动控制器件能将检测到的信号经过处理后，控制电动机促使其驱动卷轴转动从而将防雨帘自动降落或升起，在雨帘降落后即可将整个窗户完全遮闭。为了便于操控，该设备还设置了手动、电动及遥控装置，并通过行程开关控制防雨帘的上、下止点。 该装置可独立装设在民用单一的窗户外使用，也可在工业建筑的各个窗户上安装上防雨帘，再将传感器和自动控制系统集成为一个模块，这样就可集中控制整幢楼的防雨帘的自动升降，操作方便且成本较低，又达到了节能、节电的目的。 2 总体结构与工作原理 2.1 总体结构设计 该湿度感应自动升降防雨帘主要由滚轮、垂轴、防雨帘、雨帘滑道、轴承、键、电动机、轴承座、卷轴及、卷筒等组成。这里，防雨帘用螺钉固定在垂轴上，垂轴两端各装有一个滚轮；滚轮嵌入雨帘滑道内，如图所示，这样，垂轴及滚轮就可以在雨帘滑道（固定在窗台墙壁）内滚动升降，此结构既减小了摩擦，又可避免当风雨交加时，大风将防雨帘吹起的弊端。 卷筒（空心）上用螺钉固定着防雨帘，卷筒两端各装有1个卷轴，左卷轴通过键与电动机伸出轴直接联接。左、右卷轴上分别装有一个向心球轴承，2个轴承装在轴承座内，轴承座用螺钉固定在安装板上。 电动机伸出轴也可以通过一对齿轮与左卷轴联接 防雨帘采用普通防雨布制作，其宽度和高度可根据窗的户实际尺寸来定制。 2.1.2技术关键 本装置的技术关键主要有三点： 第一，湿度（雨水）信号的检测方法（包括传感器的灵敏度、测头的安装方法及位置）； 第二，检测到的信号（包括湿度（雨水）信号、手动、电动和遥控信号、行程开关信号）处理方法和控制系统； 第三，防雨帘的展平和防风方法及确保设备的安全性。 对于第一点，我们选用了目前市售的较先进下雨传感器产品（传感器只需接触到雨水就有信号反应），也可在布置传感器时加装集雨槽；对于第二点，我们采用了通过单片机并编写相关程序来实现；而第三点是采用上卷轴、下垂轴，且垂轴上安装有滚轮并嵌套在雨帘框滑道中来解决的。 2.1.3 主要工作机构的选择 该防雨帘机械结构的关键部件是减速装置。为了减少传动环节，作品选用GX32R-395型行星齿轮直流减速电机（功率12W，减速比139），电动机伸出轴与卷筒、卷轴直接联接（如上图1所示）。也可以采用如图4所示的结构，电动机轴与卷轴平行布置并通过一对齿轮（传动比1：1）传动来实现。另外，也可以采用一对锥齿轮传动，那么，电动机轴就与卷轴垂直布置。 左、右卷轴及滚轮采用尼龙材料制作，垂轴及卷筒采用空心铝管制作，两个轴承选用深沟球轴承。 2.2 工作原理 首先将整套防雨帘设备用螺钉通过安装孔固定在窗台墙壁上。 电动控制时，先接通电源，按下开关就能控制电机的正转与反转，电动机驱动卷轴及卷筒，防雨帘即可实现升降；当防雨帘降至最低点或者升至最高点时，触及雨帘位置行程控制开关，防雨帘可自动停止； 自动感应控制时，只要接通电源，根据雨量大小，由下雨传感器测得雨水信号，并经单片机和程序对信号进行分析处理后，即可启动电动机，自动实现防雨帘的升降； 遥控控制时，遥控器上有两个控制电机正转和反转的按钮，按下方向键按钮就会驱动电机转动，再次按下同一按钮就会使电动机停止转动。遥控模块为自锁型，按下按钮，电机就会启动，再次按下按钮，电机则停止，该遥控装置采用无线信号，最远控制距离可达30m。 本作品具备防雨、遮阳、遮光及挡风等功能；可以通过湿度（下雨）传感器检测雨水信号，自动实现防雨帘的关闭；采用机电一体化的雨水信号自动检测、单片机集中信号处理、自动控制防雨帘的升降，其传动原理合理、工作可靠、结构简单，使用方便，并且具有手动、遥控、自动感应和行程控制方式；可单一使用，也可多帘使用集中控制。 3控制系统设计 3.1总控模块设计 使用单片机为核心的湿度感应自动升降防雨帘，能够根据外界环境的变化，或是用户通过开关，无线遥控器的控制，通过单片机的控制，实现电机的正转反转，从而实现防雨帘的升降。其工作原理是：通过湿度传感器检测雨水及湿度变化信息，通过控制系统控制电动机的启动，以驱动轴卷装置带动防雨帘在卷帘滑道中自动升降，从而可保证下雨天在无人关闭窗户的情况下，将窗户完全遮蔽，达到防止雨水淋入房间的目的。 装置主要由湿度感应器、控制系统、驱动电动机、减速器、轴卷升降机构、防雨帘及升降滑道等组成。这里的湿度感应器用于探测雨量或环境的湿度；控制系统根据湿度感应器的信息来控制电动机的启动；电动机输出速度通过减速器减速后，驱动轴卷升降机构带动防雨帘沿升降滑道上升或下降，从而将整个窗户完全遮闭。该装置可独立装设在单一的窗户外，也可将湿度传感器和控制系统集成为１个模块，集中控制数个窗户防雨帘的自动升降。 自动防雨帘主要有以下几大功能： （1）手动控制：该功能使防雨帘具有手动正传、反转的功能。窗帘的下端有一个开关，通过开关来控制防雨帘的打开和闭合； （2）遥控控制：通过遥控器实现对防雨帘的控制。利用红外遥控器发出的正转、反转和停止信号，与防雨帘相连接的控制电路接收到红外控制信号后，根据遥控命令来控制电机的运行状态，从而达到远距离控制防雨帘的打开、闭合和停止。 （3）湿度感应控制：通过传感器检测外界的湿度信号和雨水信号，能够自动完成防雨帘的开启或关闭。 防雨帘的正转、反转和停止功能通过单片机通过电机驱动器来控制直流电机的运转来实现的。半自动控制通过接收电路获取红外遥控器发射的信号，再将信号传递给单片机。湿度感应的控制通过湿度传感器来控制单片机继而控制电机的正转反转。 3.2系统硬件结构设计 自动窗帘的控制系统主要由数据采集模块、红外遥控模块、控制器、电机驱动器等组成。 数据采集模块主要是对雨水信号的采集，无线遥控模块是对遥控器信号的接收，开关是手动控制，将这三个信号接入单片机，通过单片机的控制，实现电机的正转反转，从而实现窗帘的升降。 3.2.1 控制器 系统采用ATMEL公司生产的AT89C52单片机，它是一种低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含有8KB的可反复写的只读程序存储器和256KB的随机存取数据存储器（RAM），期间采用ATMEL公司高密度、非易失性存储器技术制造兼容MCS-51产品指令系统。偏上Flssh允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有8位CPU和Flash存储单元，使得AT89C52在众多领域内有较灵活的应用。 3.2.2电机驱动器 针对防雨帘实际的重量以及其简洁的外观，要求直流电机的驱动器既有较小的体积，又能提供较大的电流、电压输出。采用达林顿三极管大致H桥实现PWM,脉宽调制控制，由于分立器件各个元件的特性并不相同限制，调速性能并不太好，而且电路不能达到很高的稳定性。相比而言，采用美国国家半导体公司(NS)退出的专用于运动控制的H桥组件LMD18200具有很大的好处。 、 LMD18200是美国国家半导体公司（NS）生产的、用于电机驱动的功率集成芯片。其内部集成了四个DMOS管，组成一个标准的H型驱动桥，具备完善的逻辑控制电路和芯片保护电路，工作电压55V，峰值电流6A，额定电流3A；功率晶体管导通电阻为0.3nΩ；TTL和CMOS兼容的控制信号输入；内含防桥臂单侧直通电路；芯片过热报警输出和自动关断。 本设计采用单极性的驱动方式，单片机输出的电机控制信号3个：电机使能信号、电机运动方向信号、电机速度控制信号。 LMD18200可采用两种不同类型的PWM信号：①PWM信号中既包含方向信息又包含幅值信息，50%占空比的PWM信号代表零电压。使用时，该信号应加于方向输入端（DIR），同时将PWM信号输入端置逻辑高电平。②分别由方向信号与幅值信号组成。幅值由PWM信号的占空比决定，零脉冲代表零电压。在实际使用时，DIR接PWM信号，PWM逻辑高电平BPEAK接逻辑低电平。 3.2.3数据采集模块 数据采集模块主要是对雨水信号的采集，因而需要用到湿度传感器。湿度传感器是基于其功能材料能发生与湿度有关的物理效应或化学反应的基础上制造的。湿度的测量方法有很多种，常用的有绝对湿度、比湿、混合比、相对湿度和露点等。本设计采用南京千里通信息技术有限公司生产的下雨传感器。它是一种表面接触性水汽传感器，根据雨水具有一定的导电性，当传感器表面接触到水之后，雨水两端产生一定的电压。 3.2.4遥控模块 PT2262/2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路,PT2262/2272最多可有12位(A0～A11)三态地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平),任意组合可提供531441地址码,PT2262最多可有6位(D0～D5)数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出,经调制后以调幅波的形式在315MHz上向外发射 ,可用于无线遥控发射电路。编码芯片PT2262 发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字， 解码芯片PT2272 接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。PT2262 特点：CMOS 工艺制造，低功耗，外部元器件少，RC振荡电阻，工作电压范围宽：2.6～15v ，数据最多可达6位，地址码最多可达531441种。 当发射机没有按键按下时，其17脚为低电平，所以 315MHz 的高频发射电路不工作，按键按下时，其第 17脚输出经调制的串行数据信号，当17脚为高电平期间315MHz的高频发射电路起振并发射等幅高频信号，当 17 脚为低平期间 315MHz 的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全受控于 PT2262 的 17 脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK 调制）相当于调制度为100％的调幅。 数据发射模块的工作频率：315MHZ ，频率稳定度：±75KHZ ，发射功率：≤500MW，静态电流：≤0.1UA ，发射电流：3～50MA 7，工作电压：DC 3～12VDF。采用声表谐振器 SAW 稳频，频率稳定度极高，特别适合多发一收无线遥控及数据传输系统。 工作电压为5伏，静态电流4毫安，接收灵敏度为－105dbm 。天线输入端有选频电路，而不依赖1/4 波长天线的选频作用，控制距离较近时可以剪短甚至去掉外接天线。接收电路自身辐射极小，可以减少自身振荡的泄漏和外界干扰信号的侵入。 3.3系统软件结构设计 3.2.1系统控制程序设计 自动防雨帘拥有一个集手动、遥控、自动感应于一体的智能控制系统。 系统循环检查是否有下雨信号、开关信号、无线信号，当检测到任意信号发生时，系统调用关窗子程序。关闭窗帘后，系统循环检查红外信号和开关信号，若任意信号发生时，系统调用开窗子程序。若始终没有，经过一个定时程序后，系统自动检测是否还有下雨信号，若没有，则执行开窗程序，否则继续保持。 4 推广前景分析 4.1推广目标及对象定位分析 该作品主要的推广目标就是赢得防雨帘的大部分市场份额。我们所设计的这款防雨帘的市场价格定位在350-500元人民币，因此400元以上的产品市场份额是主要目标，其次我们可以争取300元左右的产品市场份额。 4.2推广策略分析 4.2.1产品策略分析 窗帘不同于其他消费品，它属于生活必需品，因此在消费者有众多选择的情况下比的就是功能性。湿度感应自动升降防雨帘从多个角度考虑到消费者的需求，一方面在功能上做到人无我有，另一方面在价格定位以及外观上都做到符合现代人的生活要求。 4.2.2价格策略分析 走性价比高的价格路线，控制在400元左右。既在消费者的承受范围之内，又满足了消费者消费相对高端产品的欲望与心理。而相对于价格较低的产品又占据技术优势。 4.2.3渠道策略分析 借助平面媒体，报刊杂志等； 借助移动电视，公交车是人们出门必会关注的地方，可以大规模投放。此外，在办公写字楼进行电梯广告的投放也不易被忽视； 借助网络，在各大网站上投放网络广告。人们在上班关注新闻时久可看到，而且成本不高。 4.2.4营销策略分析 在上述渠道投放广告，并在销售点举办免费体验活动。让消费者在了解产品的同时可以亲身感受它，通过大众传媒将产品的口碑传出去。 举办促销或组合销售活动，使人们附带消费该产品，久而久之便会体会到该产品的优势。 售前： 在最经济的水平下考虑并充分满足用户要求的条件下进行市场研究，设计，生产，服务。 收集潜在客户（包括各大酒店、学校、医院及高消费群体） 定期发送关于品牌的介绍新产品的信息，并发送试用邀请函给予折扣优惠。积极参与各种质量认证 如QS9000，ISO9000认证。 售后： 在3个月内实行包换制度，3年内提供免费上门维修服务。积极利用各种渠道了解用户感受，尽可能与消费者沟通。 4.3推广效果分析 4.3.1经济价值分析 据调查，现在市面上的普通防雨篷的价格在80-2000元人民币不等，伸缩防雨篷的价格在100-2000元人民币不等，当然质量也跟价格一样分多种层次。大多数用户都会选择有质量保障的（即使价格贵一些）的产品。 根据我们制作过程中的材料消耗、购置的元气件、加工费用等估算，单套湿度感应自动升降防雨帘（样机）的成本价格在250－300元。我们预计本产品（独立安装）的市场定价在350—500元。若整幢楼按照窗户分散安装而集中控制（采用一套控制系统），总价格还会降低，同时又减少了使用成本。 4.3.2社会价值及现实意义分析 首先，研究一套湿度感应自动升降防雨帘装置，可解决人们日常生活中的棘手问题，为人们的社会活动带来极大的方便性，提高人们的生活质量。 其次，通过本次科技创新活动，从市场调研、课题提出、结构设计，到产品加工制作与调试，我们掌握了产品研制的全过程及方法，受到了方方面面的训练，加深了对理论知识学习的消化与理解，培养了知识应用、理论联系实际的思想意识，补充与完善了知识结构，增强了大学生的创新意识和自信心，培养了我们从事科学技术工作的基本素养以及团结协作的精神，锻炼并提高了大学生解决工程实际问题以及实践动手和创新的能力。 5.市场分析和经济效益预测 5.1产品结构水平分析 作为一种新型的、科学智能的、具有竞争力的产品，“湿度感应自动升降防雨帘”较以往人们接触较多的传统的防雨帘、遮阳帘，有着诸多优势：操作方式简易、在防雨遮阳的基本功能下，还能兼顾室内的通风功能，而无需安装玻璃窗。 在人们生活水平不断提升的今天，人们已经不满足于传统的防雨帘、遮阳帘给人们带来的基本功能了，“湿度感应自动升降防雨帘”的出现就能很好的填补这一市场空白。 5.3产品销售状况分析 “湿度感应自动升降防雨帘”在防雨遮阳类产品市场中，主要面向的是400元以上产品的市场份额，并且争取在300-400元价位也赢得一定的市场份额。面对的主要是具备一定审美能力、追求实用美观和体验高科技产品的消费群体。 5.4产品生产成本分析 “湿度感应自动升降防雨帘”由窗框、控制器、下雨传感器、电机、限位开关、卷帘盒、滑道、转动轴、滑动杆和防雨帘等设备组合而成，转动轴横向装入卷帘盒内并固定置于窗框顶部，电机通过轴承装于固定端上直接驱动转动轴；窗框两侧开设滑道，转动轴表面缠绕防雨帘，防雨帘伸出端固定在滑动杆上，滑动杆具有一定质量且两端插入滑道；当雨水掉落在下雨（湿度）传感器上时，检测到的数据信号通过执行程序控制电机开始工作，带动转动轴旋转，滑动杆向下移动，把防雨帘降下，保护在窗户上。 6结论 经过一年多的文献检索、资料查找和系统设计，现已基本完成了设计任务，得到了防雨帘样机一台及全套设计图纸。本设计湿度感应自动升降防雨帘使用单片机为核心，能够根据外界环境的变化，或是用户通过开关，遥控器的控制，通过单片机，实现电机的正转反转，从而实现窗帘的升降。湿度感应自动升降防雨帘相比传统防雨装置具备自动化程度高、防雨效果好、外表美观等一系列优势，我们团队研究这一课题之初就着眼于填补这一领域的空白，为社会带来一定的经济效益和应用价值。 在整个研究过程中我们学到了许多知识，培养了调查研究能力，锻炼了动手实践技能，也增强了创新意识，真正做到了理论知识和实际应用的统一，让我们受益匪浅。调研的过程也就是探索如何将设计变为现实的过程，通过这次调研，让我们深深地感觉到我们在学校所学知识的重要性。设计知识在实际工程设计环节中必不可少，这也让我们感觉到自己所学知识的优势及不足，觉得平时的知识积累还不够，仍然有好多东西等着我去学习。 今后我们仍然要不断地去提高自身的综合素质，同时也要认识到实践也是一个不可缺少的环节，只有不断地通过理论与实践相结合，不断发现问题解决问题，才能创作出更好的作品，体现出更好的应用价值和社会效益，为国家的现代化发展做贡献。
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设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 一、作品设计、发明的目的：在现实生活中，经常会发生这种情况：在晴天，当人们打开窗户离开住宅后，突遇天气变化下起了大雨，窗户开着而人却不在家，雨水就会溅入阳台及房间，从而有可能损坏室内各种用具，给人们造成一些不必要的麻烦甚至财产损失。为了能够有效解决上述存在的问题，研制一套能感应天气变化并能自动启闭的防雨帘装置，就有着十分迫切的市场需要和重要的现实意义以及应用价值。 二、设计基本思路 整个装置可分为： 1）检测、信号处理和控制系统； 2）电动机及驱动装置； 3）雨帘、卷轴及雨帘框装置。 三、创新点 1、采用自动检测雨水信号、自动控制防雨帘升降的主体设计思想，实现了防雨帘装置的机电一体化； 2、采用了手动、遥控和自动感应三种操控方式； 3、采用上雨帘卷轴、下雨帘垂轴，采用将垂轴通过滚轮嵌套在雨帘框滑道中的结构，可保证防雨帘的平展； 4、整个装置设计新颖、结构紧凑、传动准确可靠。 四、技术关键 本装置的技术关键主要有三点： 第一，湿度（雨水）信号的检测方法； 第二，检测到的信号处理方法和控制系统； 第三，防雨帘的展平和防风方法及确保设备的安全性。 五、主要技术指标 雨帘尺寸：（样机）宽2.0米 ，高1.1米（可根据窗户实际尺寸变更设计）； 升降速度：0.2m/s； 信号检测方式：湿度（下雨）传感器检测； 遥控距离：最远控制距离30米； 雨帘位置控制：行程开关控制； 电源：驱动220V，控制24V。
科学性、先进性
- 经检索相关文献资料可知，目前，与本作品相同或类似的已有技术或者产品还比较少。特别是在社会生活中，几乎没有看到这种能够自动检测湿度（雨水）信号的、无人自动控制升降的窗户防雨帘。因此，与现有技术或产品相比，本作品具有的技术和功能特点总结如下： 1、具有防雨、遮阳、遮光及挡风等多项功能，且其外观精致，符合现代住宅的建筑美； 2、通过湿度（雨水）传感器检测雨水信号，自动实现防雨帘的升降，解决了目前使用的普通遮雨蓬的诸多弊端； 3、采用机电一体化的湿度（雨水）信号自动检测、单片机集中信号处理、自动控制防雨帘的升降，其传动原理合理，工作可靠，使用方便； 4、单片机集中处理各种信号，程序化控制整个装置的动作，自动化程度高。具备手动、遥控、自动感应和行程开关多种控制方式，方便了设备的使用； 5、 可独立安装在普通民宅的窗户外，也可分散安装在各种公用建筑物（例如办公楼、校舍等）并采用单一的控制系统集中操控整幢楼房的所有窗户上的防雨帘，既节电又可大大降低客户的使用成本。
获奖情况及鉴定结果
- 1、该作品作为浙江省大学生科技创新项目（新苗人才计划）于2009年12月通过浙江省有关部门审核并得到立项资助（项目编号为2009R417011）,现已完成项目规定的研究任务，并于2011年2月通过学校组织的结题验收报送省厅有关部门审定； 2、以项目研究得到的核心技术撰写了两篇科技论文，在期刊《价值工程》上发表了一篇题为《基于单片机的智能防雨帘控制系统》的科技论文、在期刊《嘉兴学院学报》上发表了一篇题为《雨量感应自动升降防雨帘的开发研究》的科技论文。
作品所处阶段
- 作品目前处于样机阶段，已经经过多次、多方面的技术测试，技术较为成熟，初步具备了批量生产的能力。
技术转让方式
- 目前，已经提出申请实用新型专利一项，技术转让方式待协商。
作品可展示的形式
- 图纸、图片、录像、样品、实物和现场演示。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 电动控制时，先接通电源，按下开关就能控制电机的正转与反转，电动机驱动卷轴及卷筒，防雨帘即可实现升降；当防雨帘降至最低点或者升至最高点时，触及雨帘位置行程控制开关，防雨帘可自动停止；自动感应控制时，只要接通电源，根据雨量大小，由下雨传感器测得雨水信号，并经单片机和程序对信号进行分析处理后，即可启动电动机，自动实现防雨帘的升降；遥控控制时，遥控器上有两个控制电机正转和反转的按钮，按下方向键按钮就会驱动电机转动，再次按下同一按钮就会使电动机停止转动。 本作品具备防雨、遮阳、遮光及挡风等功能；可以通过湿度（下雨）传感器检测雨水信号，自动实现防雨帘的关闭；并且具有手动、遥控、自动感应和行程控制方式；可单一使用，也可多帘使用集中控制，应用于各种工业和民用建筑的窗户上。 通过大量市场调研发现，目前还未见到在窗户上使用该类型的防雨帘，由于建筑物的窗户数量是非常之大，所以，本产品的市场需求量是极其可观的，应该有非常好的市场应用前景，可实现较好的经济效益。
同类课题研究水平概述
- 当前，市场上的窗帘种类繁多，但是，还没有发现安装有湿度（雨水）自动感应、自动升降的防雨帘。 同类产品的专利情况是：2009年由迟礼东申请的专利涉及一种自动防雨窗帘，包括窗框、蓄水槽、电机、转动轴、滑动杆和塑料膜，转动轴横向插入窗框顶部两端内，电机控制转动轴；窗框两侧开设滑道，转动轴表面缠绕塑料膜，塑料膜伸出端缠绕在滑动杆上，滑动杆具有较大质量且两端插入滑道；转动轴上方安装带有排水管的蓄水槽，排水管插入杯体，杯体底面设有弹性开关。当雨水掉落在蓄水槽通过排水管流入杯体内，杯体重量增大时自动下移，当杯体压迫弹性开关闭合时，电机开始工作，带动转动轴旋转，滑动杆向下移动，把塑料罩拉下，罩在窗户上。但是，由于其采用了蓄水槽的结构，必然需要一定时间才能存储足够的雨水再去压迫弹性开关，这会造成设备在时间响应上的不足； 2009年由井清泉申请的专利，涉及一种自动防雨窗帘，主要由卷帘盒、启动器、自控器和电源等组成；其卷帘盒内装有卷筒和防雨帘，卷帘盒两端安装启动器，启动器由微电机、传动轮和启动伐构成；自控器内设置感应体和接线开关，按照电路接通启动器、自控器和电源。在使用过程中，雨滴滴在自控器的导线上，如果导线能够顺利接通，那么自控器便可接通电源，启动器开始工作，拨开滑杆，将防雨帘落下。但是，由于雨水的导电性能造成设备在时间响应上会有一定的迟滞，而且雨水并不能顺利导通导线电路且其并不能完全保证电路的可靠性，所以对于设备的长期使用及维护的要求较高。 显然，以上两件专利与本产品在结构以及采用的技术原理上有一定的差异。例如: 1、在结构上，本产品采用上卷帘轴、下卷帘垂轴及滚轮嵌套在雨帘框滑道内的结构，可有效防止窗帘被风雨吹落； 2、采用的感应方法及控制系统不同，本产品采用了下雨传感器作为感应装置，只要有雨水滴在传感器上，传感器便能产生雨水信号再通过单片机和程序实现对防雨帘的控制（如果采用湿度传感器，则能够在积雨云形成还未降水时就提前捕捉到降雨的信息——高湿度），从而真正达到快速响应、及时关闭窗帘、保护室内物品的目的，也提高了设备的可靠性； 3、在操控方式上，本产品具有人工、遥控和自动感应三种控制模式，真正实现了人性化的创新设计。
