关于报名参加湖北省第二届物理实验创新设计大赛的通知

各位同学：

湖北省第二届物理实验创新设计大赛将于20xx年10月中下旬在

江汉大学举行，大赛的主题为“环境与安全”，为展现我院学子的科学创新的能力，动手能力及求实的科学精神，基础课部物理实验室特向学院广泛征召参赛同学,报名对象为全院理工科的在校本专科生,专业不限,具体时间安排如下:

竞赛报名安排

时间：20xx年4月10日之前

方式：以班或小组为单位统一报名

地点：教2楼B213物理实验室办公室

联系人: 刘老师： 158xxxxxxxx

要求：（1）将报名表发至下面邮箱:313353904@qq.com

（2）报名时同时交电子文档和纸质材料；

（3）报名之前先自己确定参加的竞赛题目，是基础题还是应用题；

（4）报名时可自己联系指导教师。

指导老师及联系方式：刘志愿 158xxxxxxxx

附件：1、湖北省第二届大学生物理实验创新设计大赛竞赛方案；

2、参赛学生报名表

湖北省第二届大学生物理实验创新设计大赛

（初步方案）

一、 大赛主题

“环境与安全”

二、参赛对象

湖北省内教育部批准的全日制高等学校正式注册的本科生、专科生均可报名参赛。

三、决赛时间和地点

决赛于20xx年10月中下旬在江汉大学举行，参赛者带上作品实物在比赛现场展示和答辩。有关决赛详细的日程安排将在20xx年10月初通知各参赛单位。

四、竞赛课题

1. 基础课题：转速的测量

作品要求：1）突出作品设计的物理思想和原理；

2）作品设计的科学性、方法和技术上的创新性；

3）操作简易、性价比高、测量精度高。

测量范围： 1000转/分—3000转/分。

主要评判依据：1）作品的设计理念所体现的物理思想和原理的运用；

2）特色鲜明（设计巧妙、新颖、独特，方法和技术

上具有创新性）；

3）测量的精度高。

作品说明: 提供一台带有标准转速表的可调电动机，其轴径不大于10CM，轴上带有孔径的转盘，用于测量或加负载，所加载负载重量不得超过20G。

2. 应用课题： 电磁环境安全创新设计

作品要求： 1）突出作品设计的物理思想和原理；

2）作品设计的科学性、方法与技术上的创新性；

3）操作简易、性价比高、有实用价值、易于推广。

测量范围： 中低频

主要评判依据：1）作品的设计理念所体现的物理思想和原理的运用；

2）特色鲜明（设计巧妙、新颖、独特，方法和技术上具有

创新性，具有艺术观赏性）；

3）科学性、实效性（检测效果、防护作用）、实用性（操作

简易、性价比高、能解决实际问题、便于推广）。

作品说明：大专院校学生运用物理原理、物理效应、物理方法和技术，围绕大赛主题进行的环境安全检测与防护应用的自主创新设计作品均可参赛，不得利用教师和研究生的科研成果参赛，不得盗用他人的研究成果和作品参赛，所有作品必须有自己的设计思想，能体现出具有创新性的方法与技术。

附件2 ：报名表：

 

第二篇：创新报告

创新报告

学校：

学院：交通运输学院

专业：08级交通运输（汽车运用与服务工程） 姓名：

学号：

作品完成时间：20xx年10月18日

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汽车内手机信号智能控制系统

创新报告

摘要

汽车内手机信号智能控制系统是在车速传感器和市场上已有的信号拦截屏蔽器的基础上基于单片机原理而创新出的自动控制汽车内手机信号的智能系统。主要创新点是综合车速传感器和信号拦截屏蔽器的功能，运用单片机原理能根据实际路况和驾驶员的反应时间有效的供给与屏蔽汽车内的手机信号，确保驾驶员在驾驶汽车时接打电话又无碍安全行驶，能避免一切由于在驾驶时接打电话而引起的交通事故，大大降低了交通事故发生率。

该设计改变了传统的信号拦截器的不足（即驾驶汽车时手机信号完全被拦截屏蔽），既能使一个驾驶员在驾车时不会因为驾车而不接打电话耽误一些重要事情，又能使其在驾车时接打电话而又安全行驶。

报告详细的介绍了汽车内手机信号智能控制系统的创新背景、创新目标、设计及解决方案、工作原理、以及性能分析与创新价值。

关键词：汽车内手机信号 智能系统 控制手机信号 智能控制系统

一、 创新背景

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据调查统计分析，在高速公路、城市街道以及乡村道路上发生的交通事故 中，由于接打电话而引起的特大交通事故高达55%-60%, 这是一个惊人的数字，它夺取了许多人的生命。

同样，对于我们常常所看到的或者所听到的严重的车辆交通事故，其情形确实使得我们感到我们是生活在安全隐患当中的，由于交通事故，每年都会有很多的家庭失去他们的亲人。

在许多国家的交通法规中,都禁止驾驶员在开车时接打电话。美国一家研究所曾公布的研究结果显示,开车打电话导致事故的风险比通常情况下高四倍以上。

然而，我们经常可以看到中国的影视剧中涉及开车的片段几乎都有开车打电话的情节，这为安全驾驶做了一个极其坏的负面宣传。开车接打电话的最大问题就在于分神，驾驶者不可能把注意力全部集中在驾驶当中。更多的注意力被分散到了驾驶以外的事情上。这时如果需要做一些驾驶方面的应对或出现紧急情况，驾驶者很难在正常的反应速度中做出得当的应对和控制。许多事故便是由于驾驶者在接打电话过程中分散了过多注意力导致车辆和其他车辆发生碰撞，然后驾驶者反应过于激进导致车辆翻车。 如果我们有再紧急的事情完全可以在电话响起的时候停靠在紧急停车带或交给通行的人员接起来。这样这种因小失大的事故就不会发生了。

这世界上没有后悔药可吃，但绝对可以防患于未然。相信这些案例和事故并不是他们的始作俑者不了解怎么样做安全怎么样做不安全。侥幸心理或不以为然导致了悲剧的发生。而如果对于一个时时刻刻把安全意识放在脑子里的驾驶者，绝对不会成为这些悲情的主角。

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另外，据理论统计分析，一个驾驶员在正常情况下的反应时间（指处理紧急事件时）为：正常反应时间+有采取制动的反应时间+采取制动动作的时间，一般情况下这些时间的总和为2s-3s,而在接打电话时这个时间将变为8s-12s,而且在多数情况下驾驶员都会措手不及。

综上所述，在驾车时接打电话关乎我们的生命安全，从某种角度来说是对我们自己的责任，而我们人们又不可能那么自觉地在驾车时绝对不接打电话，况且我们国家的交通法规中尚未提及开车时能否接打电话，因此解决这一安全隐患势在必行。这就需要采取强制措施加以限制，才能解决根本问题。

二、 创新目标

通过综合运用车速传感器以及目前市场上已有的信号拦截屏蔽器，基于单片机原理制作出一个智能系统，使其能有效地控制汽车内手机信号，以此来根除由于接打电话而引起的一切交通事故。

汽车内手机信号智能控制系统的功能是：

（1）驾驶员在驾驶汽车时，是否拨打或者接听电话，系统能检测到；

（2）驾驶员在驾驶汽车时，驾驶员的电话信号完全由系统控制，系统会根据当前汽车的行驶速度以及实际情况，决定驾驶员能否接打电话；

（3）驾驶员在驾驶汽车时，如果电话有来电或要拨打电话，系统CPU会根据当前情形做运算处理，如果符合接打电话的条件，则系统提示驾驶员可以接打电话，而如果不符合条件，则系统会提示驾驶员需要减速直至满足条件才可以接打电话，假设此时驾驶员没有采取措施，则系统会拦截屏蔽手机信号，使电话自动断线，短暂的时间之后系统又会供给手机信号；

（4）驾驶员在驾驶汽车时，收发信息同样会被屏蔽信号，只有在符合安全条 4

件时系统才会供给信号；

（5）在驾驶员驾驶的汽车内部，除驾驶员以外的位置，信号不会受限制。 综上所述，设计该作品的目标就在于强制性的控制汽车内驾驶员位置处的手机信号，有效的供给与屏蔽信号，杜绝人们在驾驶汽车时不自觉地接打电话的习惯，避免由于接打电话引发的交通事故，降低交通事故发生率，消除安全隐患。 三、具体方案

（一）理论分析（设计要求） 1、车速传感器的原理与作用

车速传感器检测电控汽车的车速，控制电脑用这个输入信号来控制发动机怠速，自动变速器的变扭器锁止，自动变速器换档及发动机冷却风扇的开闭和巡航定速等其它功能。车速传感器的输出信号可以是磁电式交流信号，也可以是霍尔式数字信号或者是光电式数字信号，车速传感器通常安装在驱动桥壳或变速器壳内，车速传感器信号线通常装在屏蔽的外套内，这是为了消除有高压电火线及车载电话或其他电子设备产生的电磁及射频干扰，用于保证电子通讯不产生中断，防止造成驾驶性能变差或其他问题。

在该设计中，主要应用它来为系统传输当前车速，以此来判定安全条件。

2、信号拦截屏蔽器的原理与作用：

该产品是自行开发研制的新一代手机信号屏蔽拦截器，其在工作过程中以一定的速度从前向信道的低端频率向高端扫描，该扫描速度可以在手机接收报文信号中形成乱码干扰，手机不能检测出从基站发出的正常微波信号数据，在一定范 5

围内使手机不能与基站建立联接，达到禁用手机使用的目的。手机表现为搜索网络、无信号、无服务系统等现象。

该装置适用范围广泛、性能卓越，它可以限制自发射台200米以外的任何地方使用，且屏蔽半径在20米的手机信号半径可调。4通道机型可有效屏蔽CDMA、GSM、DCS、PHS移动信号，它仅仅屏蔽手机信号，而不对其它电子设备产生影响，对人体无害。

在该设计作品中用到的也是这些功能，既要对人体无害，还要能检测到手机信号，及时的拦截与供给。它是一个安装在驾驶员正上方的装置，利用其控制范围可调性，将其调节只控制驾驶员位置处的手机信号，而车内其他位置处的信号不受干扰。

3、单片机的特点与作用：

【1】单片机原理与特点

（1）高集成度，体积小，高可靠性

单片机将各功能部件集成在一块晶体芯片上，集成度很高，体积自然也是最小的。芯片本身是按工业测控环境要求设计的，内部布线很短，其抗工业噪音性能优于一般通用的CPU。单片机程序指令，常数及表格等固化在ROM中不易破坏，许多信号通道均在一个芯片内，故可靠性高。

（2）控制功能强

为了满足对对象的控制要求，单片机的指令系统均有极丰的条件:分支转移能力，I/O口的逻辑操作及位处理能力，非常适用于专门的控制功能。

（3）低电压，低功耗，便于生产便携式产品

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为了满足广泛使用于便携式系统，许多单片机内的工作电压仅为1.8V～3.6V，而工作电流仅为数百微安。

（4）易扩展

片内具有计算机正常运行所必需的部件。芯片外部有许多供扩展用的三总线及并行、串行输入/输出管脚，很容易构成各种规模的计算机应用系统。

（5）优异的性能价格比

单片机的性能极高。为了提高速度和运行效率，单片机已开始使用RISC流水线和DSP等技术。单片机的寻址能力也已突破64KB的限制，有的已可达到1MB和16MB，片内的ROM容量可达62MB，RAM容量则可达2MB。由于单片机的广泛使用，因而销量极大，各大公司的商业竞争更使其价格十分低廉，其性能价格比极高。

【2】单片机在汽车电子产品的应用及作用

现代汽车的集中显示系统、动力监测控制系统、自动驾驶系统、通信系统和运行监视器（黑匣子）等都离不开单片机。

单片机应用的意义绝不限于它的功能以及所带来的经济效益上，更重要的意义在于它从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。以前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分控制功能，现在已能使用单片机通过软件方法实现了。

综上可知，单片机最恰适合该设计作品的需要，在其中能起到其独特的作用。既能接收外界硬件设备传输给它的信息，又能及时处理信息反馈给系统，将信息提示给驾驶员。

综合原理分析

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在该作品中，车速传感器用于传输车速信号，信号拦截屏蔽器用于检测信号、屏蔽信号，单片机用于储存和处理信息。据调查统计分析，车辆行驶速度在50km/h以下时，驾驶员处理紧急情况的反应时间大约为3s左右，即从发现紧急情况到有制动想法以及采取制动措施的总时间，这样制动距离也不会很长，完全可以避免一切的事故，因此在该系统中，接打电话的安全条件为车速在50km/h以下。当有电话时，系统会根据当前情况做实际处理。

（二）电路原理及结构设计

1、该设计作品采用集成电路及导线传输，其电路原理示意图如下图一所示：

图一 基本电路结构及原理示意图

由上述电路可知，车速传感器实时进行监控与检测，将路况信息及车辆当前行驶速度及时的导入核心部件单片机，单片机将信息存储，而手机信号拦截屏蔽器也将有无电磁信号的信息传输给单片机，此时单片机将存储信息按照制定程序

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运行处理，将结果及时反馈到手机信号屏蔽器和报警扬声器，这样就完成了整个工作过程，如此往复循环。

2、硬件部分结构示意图如下图二所示：

部分硬件作用说明：

（1） 手机信号拦截器用于检测信号和拦截信号；

（2） 车速传感器用于导入车辆当前行驶速度；

（3） 比较单元用于比较当前速度与要求速度；

（4） MCU用于存储和处理接收到的信息

（5） 报警扬声器用于报警提醒。

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图二 硬件结构示意图

3、软件部分：

（1）系统程序流程图如下图三所示：

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图三 软件流程图

该流程图是导入单片机MCU单元中运算程序的结构框图，明确的显示了单片机中处理信息的详细过程.

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（2）导入系统程序见附录。

四、关键技术

该系统主要由单片机、手机信号拦截屏蔽器、扬声器、车速传感器组成。关键技术分析如下：

1、运用车速传感器实时监控当前行驶速度，将信息及时输入单片机MCU，这样就能准确及时的反馈信息给驾驶员；

2、运用手机信号屏蔽拦截器，对人体无伤害，不影响车速传感器的工作，能及时准确的检测信号与屏蔽信号。

3、该系统采用了单片机，改变了传统的电子控制技术，而运用了单片机强大的功能，在系统中起核心作用，又由于其优越的性价比，不容易损坏。

4、采用的这些设备消耗电能少，宜在轿车上使用。

5、在一般情况下，汽车内的手机信号不受影响，只有在有来电或要拨打电话时系统才会根据当前的行驶车速判断是否满足安全条件，如果满足，则会允许接打电话，如果不满足则会提示驾驶员减速直至满足，否则手机信号将被屏蔽拦截，使电话断线，即在行驶速度达50km/h以上时，驾驶员不能接打电话。 五、项目评价

市场现状：目前在市场上没有类似的设备，市场上能找得到

的只有手机信号拦截器，但是如果将它直接使用在轿车上的话，有些太苛刻，我们不能因为开车而不接打电话耽误一些重要事情，因此手机信号拦截器有太大的弊端，不宜采用。

未来发展方向：如果交通部门采取强制措施，在所有车辆上都安装该系统，那么由于接打电话引发的交通事故将不会再发生，这样将会大大降低交通事故发 12

生率，给人们换去平安。另外，还可以做数据统计，比如安装了该系统的车辆事故发生率等，便于交通部门管理计算。

评价：我们人们不会自觉的在驾车时不接打电话，而当我们得知这是一个很大的安全隐患的时候，也许会自觉地去安装这样一个系统，来改掉自己的恶习。系统设备都采用的是性价比很高的高科技产品，成本较低，而功能确实庞大，换句话说它也许可以给予我们一次生存的机会。因此，该系统将会有不可预测的市场。

六、结论和致谢

结论：根据理论分析，该系统只需做出单片机处理器，然后用导线连接屏蔽器和车速传感器即可。

致谢：为了完成此报告XXX教授给予了宝贵的意见和精心的指导，在此特感谢XXXXX老师、以及其他给予我帮助的朋友。

参考文献

[1]戴起勋，等.科技创新与论文写作 第2版 [M].北京：机械工业出版社.2010，7.

[2]贾萍，等. 单片机原理及应用 [M]. 广东：广东高等教育出版社.2007,08. [3]sxdhkj. GPS导航与TMC实时路况服务技术初探 [EB]. 陕西：陕西导航科

技. . 2009-7-1 14:38:00.

[4]feelni. 危险驾驶之万不该开车中接打电话 - 看交通事故驾驶五宗罪 [EB]. Autobild 汽车画报网 [原创] .[2010-08-25].

[5]佚名.手机信号屏蔽器原理简介 [EB].

/question/7376979.html?si=6.2006-11-16 15:02

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[6]王新颖，等.单片机原理及应用 [M].北京：北京大学出版社.2008，8.

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附录

导入系统程序代码：

Class System{

Double cscgq InputData;//车速传感器供给当时的路况下的安全行驶速度 Double CurrentSpeed;//当前的车速

Bool Panduan(Double m, Double Cur)//判断当前车速在当时的路面情况下是否可以接打电话

String Waring(Bool a);//向司机的提示信息 };======================判断的类

Bool System ::Panduan((Double m, Double Cur){

Double XianzhiSpeed;

m= cscgq InputData;

XianzhiSpeed=m;//安全条件下的速度

If(Cur >= XianzhiSpeed)

Return 0;

Else

Return 1;

}

String System:: Waring(Bool a){

a=Panduan();

if(a==0)

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Cout<<”Can’t Connect”<<endl;

}

Viod main(){

Waring();

}

这是简单的一个c语言的程序，不包含全部的软件过程，具体的代码将会根据单片机的指令库详细编写。

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