可穿戴设备的能量收集系统

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1、吉林省大学生创新创业训练计划项目申请书推荐学校北华大学项目名称可穿戴设备的能量收集系统项目类型■创新训练项目□创业训练项目□创业实践项目所属一级学科名称计算机科学与技术所属二级学科名称计算机应用技术项目负责人马克松申报日期2014-4-28吉林省教育厅制二○一四年三月9项目名称可穿戴设备的能量收集系统项目类型（√）创新创业项目（）创业训练项目（）创业实践项目项目实施时间起始时间：2014年4月完成时间：2016年4月申请人或申请团队姓名年级学校所在院系/专业联系电话E-mail主持人马克松12级北华大学计算机学院/计算机科学与技术（工）15662137592166400

2、6498@qq.com成员冯建新12级北华大学计算机学院/软件工程15662137676765672829@qq.com汪翔12级北华大学计算机学院/计算机科学与技术（工）15662137563710069477@qq.com王昱苏12级北华大学计算机学院/软件工程15662137680646236351@qq.com薛雨超13级北华大学计算机学院/计算机科学与技术（工）18629915825854226470@qq.com指导教师姓名研究方向年龄行政职务/专业技术职务9主要成果9一、项目实施的目的、意义目的：越来越多的人喜欢户外探险野营运动，但是需要携带的电子设备也越

3、来越多，手机、MP3。但是该怎么为这些提供足够的能源。意义：能够解决在旅途中电力资源匮乏的问题，为手机，MP3，手电筒供电，方便旅途出行。在此基础上出于对旅途安全的考虑，增添几项必要的野外求生功能，如：sos信号发送，救援应急灯等。并且时刻检测外界环境与身体的变化。为喜爱户外探险野营活动的驴友们提供更加贴心，更加环保，更加安全的优质的野外活动条件。二、项目研究内容和拟解决的关键问题项目研究内容：越来越多的人喜欢户外探险运动，但是需要携带的电子设备也越来越多，手机、MP3、摄像机。但是该怎么为这些提供足够的电能。根据这一需求我们设计出一款野外探险能量采集多功能手表。下面我

4、们从（1）能源收集器：我们所需要的能源采集系统装置被制作成一个能戴在手腕上的多功能智能手表的形式，这种手表不仅能正常的用于计时，还能够利用温差发电、转化太阳能为电能、收集转换动能为电能，再将所有电能存储起来，用于日常出行、旅游、野外探险等多方面的电能上的需要，例如为手机、手电筒充电，黑暗中照明等，方便携带，实用性强。（2）温差采集：当你在野外探险的时候，坐在火堆旁，闲着无聊，想玩一下游戏，却发现手机没电了，该怎么办?这时，你可以把手表摘下来，利用火堆与周围的温度差源源不断产生电能为你的手机充电；人体能量会以热能形式大量散失，与环境的温度产生温差，而且运动越激烈，产生的温

5、差就会越大，这种可穿戴智能手表可以利用人体与环境的温差，24小时不断产生和存储电能，虽然产生的电能很少，但积少成多。（3）太阳能采集：太阳能，各种可再生能源中最基本的能源，现在太阳能采集技术日趋成熟，我们的智能手表也是要将其收集存储并且投入到使用之中，只要带着这块手表出去室外，那腕带上遍布的柔性薄膜太阳能电池就能自动的收集每一缕阳光所带来的能量。收集的电能可以为智能手表供电。9(4)动能采集：哥伦比亚大学的研究人员首次对动能采集进行了一系列详尽的研究，旨在收集日常人类活动产生的“自由能”，比如行走、用铅笔写作、从书架上拿下一本书，甚至于开门都能收集转化为明显的电能，除非

6、是对于那些生活习惯静止不动的人，所以，对于喜欢外出的朋友，这块智能手表的动能收集功能具有非凡的意义。拟解决的关键问题：（1）能量收集装置：该设计怎样的高效率的存储电路装置，把收集到的能量存储起来。（2）各种能量收集装置产生的电压不足电池的充电电压，设计怎样的电池充电装置。（3）电池：对于一块手表来说，电池的体积不能过大，并且其容量需要足够大，这是一对矛盾体。该选择什么型号的电池是一件很重要的事。（4）对于主控制器和液晶显示器，实现其低功耗问题很重要，该选择什么型号芯片是一个问题。三、项目研究与实施的基础条件项目需求：嵌入式硬件技术和软件设计的需求：1.嵌入式方面，三人是

7、嵌入式基地见习成员有一定的硬件设计基础、我们能完成传感器的驱动、数模模数转换、电路图绘制、电路布线焊接，有熟练的单片机开发经验。2.软件方面，有两人分别是软件设计和游戏设计实验室成员有一定的计算机语言基础，我们可以熟练使用C、C++、C#语言，3.算法方面，我们从课堂学习了数据结构设计、算法导论，因此可以相互讨论具体的数据处理方法。4.嵌入式实验室有很多实验设备和实验器件，我们可以在实验室更好的进行硬件实验和测试。5.除此之外我们还学习了模拟电子基础、数字电子基础能较好的利用所学知识进行单片机外围电路设计。四、项目实施方案任务分工:（1）