智能车库引导系统

海南省海南中学

作者：吴吉娜

辅导教师：叶朝辉  张子为

项目简介

随着我国经济的发展，汽车普及率越来越高，随着居民汽车拥有量急剧增加，汽车与停车位之间的矛盾越来越突出。驾驶员开车进入停车场后，不能快速找到空车位，造成停车场道路拥堵，使用效率低下。如何充分利用有限的停车场资源来最大程度满足车辆的停泊需求，成了当前急需解决的问题。为了实现车库运行的高效化、自动化、环保化，我设计一种新型的智能车库引导系统，自动引导车辆快速进入空车位，消除寻找空车位的烦恼。

本智能车库引导系统是能够自动高效引导车辆顺利进入空车位的指示系统。该系统主要由光电传感探测器，地上引导线、区域引导信息显示屏、入口信息引导屏、车位显示灯组成，完成了数据采集、信息发布及导引功能。通过光电传感探测器对车库内部各车位的停车状态进行监测，将停车状态信息传到数据转换器，分析处理停车状态数据，并在引导信息屏中发布空车位信息，引导司机迅速找到停车位，实现轻松停车。

车库引导系统主要用于对进出停车场的停泊车辆进行有效引导。该系统可实现泊车者方便快捷泊车，并对车位进行监控，使停车场车位管理更加规范、有序，提高车位利用率；车库中车位探测采用光电传感监测技术，对每个车位的占用或空闲状况进行可靠监测。在每个车位定位柱上安装光电传感探测器即可探测到有无车辆停泊在车位上，管理系统将所有探测信息实时采集到系统中，系统实时将引导信息反馈给每个引导指示信号器。在司机看不到车位显示灯的情况下还可以通过地上引导线找到空车位。

该智能车库引导系统可以实时显示车位占用情况，空余数，提高车位使用率，更有效改善“停车难”的状况，实时提供车位信息，引导驾驶员查找空车位，减少因缺乏停车信息而引起的车位难找的情况。方便管理员更好的管理停车场，提高经济效益。消除停车烦恼，节省时间，提高效率，方便轻松停车。实现真正的智能化，高效化。

可加装、可监控的旋转门发电储能装置

黑龙江省哈尔滨市第三中学

作者：杨川皓

辅导教师：殷雨露

项目简介

1、项目摘要：本装置是一种可用于日常生活中的清洁无污染的搜集能量、储存能量的装置。适用于各类旋转门，采用机械增速装置与多磁极发电机结合使旋转门低转速发电；利用电能变换器提高充电效率；采用单片机和A/D转换芯片等进行储能的定量监控。

2、该项目的选题是怎样确定的：近年来，世界能源危机，对各种蓄能节能型产品的需求日益增加。很多公共场所安装了旋转门，在推动过程中流失了很多能量。如果通过一种有效的装置将这些零散能量搜集起来，进行储存，回收数量相当可观。

3、设计(或研究)该项目的目的和基本思路：将旋转门推动过程中产生的动能转换为电能有效储存起来。（1）采用机械增速器和多磁极发电机结合使旋转门低转速有效发电。（2）设计能量转换电路，使电能高效率储存在蓄电池中。（3)设计能量监控装置，定量监控储能过程。（4）设计连接件，使装置便于加装，适用于各类旋转门。

4、该项目的研究过程：搜集旋转门的参数和基础数据、设计机械增速器和多极发电机组成的发电系统、设计能量转换电路和蓄电池组成的储能系统、设计数字化显示的能量监控系统。

5、该项目应用了哪些科学方法、科学原理：利用了电磁感应原理设计发电机、利用电化学反应储存电能、能量控制电路工作原理采用逐次逼近法等数学方法。

6、该项目的主要贡献(创新部分)：（1）采用可调厚度的螺口套筒加销键或轴承连接使装置适用于各类旋转门。（2）采用机械增速和多极发电机结合使发电效率提高。（3）采用升压斩波非隔离式DC/DC变换器进行智能充电。（4）采用单片机，配合A/D转换芯片对储能过程定量监控。（5）可作为电磁阻尼器代替旋转门普通阻尼器使用。

7、他人同类研究的情况调查：国内外旋转门发电储能装置产品的使用还没有报道。可加装、可监控的旋转门发电储能装置与已有的类似研究成果有显著不同，在国内外尚未见报道。

8、进一步完善该项目的设想：改进结构设计，进一步提高发电效率。

夏季炎热干旱地区空调降温技术探究

作者：陕西省西安中学  刘思凡

陕西省西安中学  温燕妮

陕西省西安高新第一中学  程妍

辅导教师：张旭日  李萍  陈昭亮

项目简介

1、摘要：本项目分析对比了常用空调技术的特点、性能和优缺点，提出了在干旱炎热地区推广水蒸发制冷空调技术的可行性。分析无新风室内循环风系统、全新风直流系统、新风加室内空气部分回流三种直接蒸发式空调系统优缺点，适用范围和存在问题。论述了民用建筑室内空气污染特点和各种空气净化技术。在理论研究的基础上，完成了工程模型设计和制作，独创性地提出了在设备中通过填料段（金属矩鞍环）和喷淋段两个过程，完成水蒸发制冷和空气的物理、化学吸收净化，抛弃了压缩机、过滤器、活性炭。

2、项目选题：夏季干旱炎热地区，空调耗能大，针对不同气候环境，选用节能的空调系统形式就显得很重要。干旱炎热地区风沙大，空气含尘量高，特别是PM2.5及以下污染颗粒，去除困难。

3、研究目的和基本思路：利用水蒸发冷却降温，减少压缩机等制冷设备。水洗涤空气中尘埃和部分化学物质，在循环水中添加药剂，去除部分有害物。将空调降温与空气净化合理匹配。

4、研究过程：查询和收集有关气象资料，空调和空气净化技术现状。学习空调工程方面知识、物理学物质相变理论，空气净化和吸收理论。形成文章和设计图纸，最终制作模型。

5、研究过程：主要用到了水由液态蒸发到气态需要吸收热量，空调和空气净化知识。

6、主要贡献(创新部分)：独创性地提出了在设备中通过填料段（金属矩鞍环）和喷淋段，完成水蒸发制冷和空气的物理化学、吸收净化过程，抛弃了压缩机、过滤器、活性炭。整个装置具有降温、加湿、空气净化、新风换气功能。

7、他人同类研究的情况调查：水蒸发制冷基础研究和空气净化技术比较成熟，论文和产品也比较多。本研究重点是通过填料段和喷淋段两个过程将水蒸发制冷与空气的物理、化学净化技术相结合，深度净化空气。

8、进一步完善该项目的设想：经过系列化设计，自动化程度的提高，可以应用于不同场所和规模的建筑。

9、分工：刘思凡项目整体规划、负责；温燕妮资料收集；程妍模型制造。

无线输电演示模型

陕西省咸阳彩虹中学

作者：张博

辅导教师：陈永林

项目简介

1、项目摘要：本课题对无线输电技术进行了研究，成功制作了手机无线充电器和近距离无线输电装置，达到理想效果。通过查阅文献，得知利用“舒曼共振”可以进行远距离无线输电。产生了对此技术应用前景的构想，并制作了产生高压高频电流的特斯拉线圈。

2、该项目的选题是怎样确定的：家用电器和电子产品使用或充电必须靠导线与电源相连，导线绝缘皮老化易引发火灾，且使用不方便和影响美观。远距离输电时，导线电阻消耗大量电能，而且输电线和铁塔成本很高。基于上述问题，产生了研究本课题的想法。

3、设计(或研究)该项目的目的和基本思路：目的：制作一种家用电器无线供电和电子产品无线充电的装置，并对远距离无线输电进行简单的理论研究和发展前景的构想。基本思路：利用磁耦合原理，实现近距离无线输电。利用“舒曼共振”对电离层共振发电无线输电技术进行简单研究。

4、该项目的研究过程：根据调查结果提出设计所解决的实际问题。查找相关文献资料，补充知识空白。反复构思，勾勒作品雏形，把思维整理清晰。设计作品草图并理论验证。制作出成品并进行性能测试。优化性能，美化外观。

5、该项目应用了哪些科学方法、科学原理：磁耦合原理，振荡电路原理，电容器通高阻低的特性，非辐射型磁耦合共振原理，锁相环电路，特斯拉线圈原理。

6、该项目的主要贡献(创新部分)：达到了可以使没有无线充电的功能的手机进行无线充电，利用低廉的成本实现近距离无线输电，并且可以隔墙送电。

7、他人同类研究的情况调查：无线输电最早是由特斯拉提出，并兴建特斯拉电塔进行试验，最终失败。美国麻省理工学院对无线输电技术有过研究，但由于成本高，对健康的危害尚不确定，所以很少有相关产品问世。

8、进一步完善该项目的设想：增加发射功率，调节振荡频率，使装置的工作状态尽量接近于共振，从而使接收距离变大。从一拖一模式，向一拖多模式转变。