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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 智能鬧鐘
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 本產(chǎn)品在傳統(tǒng)的鬧鐘基礎(chǔ)上添加了行走功能。當(dāng)鬧鈴時(shí)，小車載著鬧鐘前行，并且播放音樂，小車在行走一定時(shí)間后停下等待用戶關(guān)掉，若用戶還沒起床，則繼續(xù)前行，直到用戶起床關(guān)掉鬧鐘，因此對(duì)于喜歡睡懶覺的用戶來說，這不得不讓用戶起床跟上小車并關(guān)掉。在小車前行過程中，小車上的紅外線探頭若檢測(cè)前方有障礙物，能自動(dòng)避讓而避免由于碰撞造成元件的損壞，保證了產(chǎn)品的壽命。
- 詳細(xì)介紹：
- 由于現(xiàn)在隨著人們就業(yè)壓力的增加，賴床的現(xiàn)象變得普遍而且容易誤事，而且即使睡前定時(shí)了鬧鐘，也可能因?yàn)樵隰[鐘響后而個(gè)人手動(dòng)關(guān)閉，最后沒有達(dá)到叫醒的功能。本項(xiàng)目受到該現(xiàn)象的啟發(fā)，提出一種在叫醒過程中能運(yùn)動(dòng)的鬧鐘，而迫使人不得不起床關(guān)閉鬧種，最終達(dá)到完全叫醒的效果。 在硬件方面，首先，我們選用了atmega16單片機(jī)，因?yàn)槠溆幸韵绿攸c(diǎn)：（1）采用先進(jìn)RISC結(jié)構(gòu)的AVR內(nèi)核，具有131條機(jī)器指令，且大多數(shù)指令的執(zhí)行時(shí)間為單個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期；具有32個(gè)8位通用工作寄存器；能工作在16MHz時(shí)具有16MIPS的性能。另外，配備只需要2個(gè)時(shí)鐘周期的硬件乘法器（2）片內(nèi)含有較大容量的非易失性的程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，16K字節(jié)在線可編程（ISP）Flash程序存儲(chǔ)器（擦除次數(shù)>1萬次），采用Boot Load技術(shù)支持IAP功能；1K字節(jié)的片內(nèi)SRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，可實(shí)現(xiàn)3級(jí)鎖定的程序加密；512個(gè)字節(jié)片內(nèi)在線可編程EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（壽命>10萬次）；（3）片內(nèi)含JTAG接口，支持符合JTAG標(biāo)準(zhǔn)的邊界掃描功能用于芯片檢測(cè)；支持?jǐn)U展的片內(nèi)在線調(diào)試功能可通過JTAG口對(duì)片內(nèi)的Flash、EEPROM、配置熔絲位和鎖定加密位實(shí)施下載編程；（4）外圍接口，2個(gè)帶有分別獨(dú)立、可設(shè)置預(yù)分頻器的8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；1個(gè)帶有可設(shè)置預(yù)分頻器、具有比較、捕捉功能的16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；片內(nèi)含獨(dú)立振蕩器的實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC；具有4路PWM通道和8路10位ADC?；谝陨系奶攸c(diǎn)，我們選用atmega16單片機(jī)。其次，在時(shí)鐘芯片方面，我們選用ds1302時(shí)鐘芯片，其采用的串行數(shù)據(jù)傳輸, 節(jié)約了單片機(jī)的IO口，可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能，這樣可以達(dá)到即使重新上電之后，而出現(xiàn)時(shí)間重置的情況,為了使萬年歷在運(yùn)動(dòng)時(shí)有自動(dòng)避障的功能，我們?cè)谶x用選取了紅外線 HS0038B，因?yàn)槠浣邮罩?8KHZ左右的紅外線可以對(duì)免受外界的光線的影響，抗干擾能力強(qiáng)，因此需要對(duì)紅外線發(fā)射端進(jìn)行編碼，發(fā)送38KHZ的紅外線，使在有反射的情況下接收端能有效的接收到發(fā)射端發(fā)出的信號(hào)，這樣可以使“萬年歷”小車在運(yùn)動(dòng)中感應(yīng)更靈敏，在制作過程中，曾使用過型號(hào)為TCRT5000的紅外線對(duì)管，由于檢測(cè)距離不到1cm,其接受管的接收頻率范圍也較大，所以其受外界光線影響的相對(duì)大些，，在實(shí)際操作的過程中發(fā)現(xiàn)，在外界可見光越強(qiáng)的情況下，其所受影響較大，瞬時(shí)電壓可達(dá)1.2V左右，而在無光的情況下，瞬時(shí)電壓僅0.2V左右，所以我們選擇了敏感性更好的HS0038B。該鬧鐘采用的DS1302時(shí)鐘芯片的雙電源管腳用于主電源和備份電源供應(yīng)，當(dāng)電源掉電時(shí)，外接在電路中的紐扣電池會(huì)自動(dòng)為時(shí)鐘芯片供電，維持芯片工作，保證了時(shí)間的同步性能，時(shí)鐘芯片的功耗極低，使用紐扣電池可長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)供電，避免了用戶因需跟換內(nèi)部電池造成的困擾，也不必在重新上電后需重新設(shè)置時(shí)間了，使用簡(jiǎn)單。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的：針對(duì)早晨喜歡賴床并喜歡關(guān)掉鬧鐘繼續(xù)睡覺的人，設(shè)計(jì)一個(gè)會(huì)跑動(dòng)的智能鬧鐘。 基本思路:一個(gè)萬年歷時(shí)鐘顯示器和智能小車的結(jié)合。 創(chuàng)新點(diǎn)：采用低功耗高速單片機(jī)為主控芯片，使鬧鐘的在遇障礙物時(shí)靈活轉(zhuǎn)彎，并不斷播放音樂；同時(shí)可以設(shè)定鬧鐘的行走路線，和行走方式（例：走走停停方式，以方便用戶抓住它）。 技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)：萬年歷時(shí)鐘的修改和顯示；壁障方式；樂曲播放；電機(jī)的控制，循跡方式。 技術(shù)指標(biāo)：時(shí)鐘精確；顯示清晰；能壁開5CM以內(nèi)障礙物；能前進(jìn)后退，左右轉(zhuǎn)彎；音樂聲響亮；能區(qū)分黑白線的路徑。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本作品屬于創(chuàng)新小制作。主要是針對(duì)市面上單一或功能簡(jiǎn)單的鬧鐘的一種改進(jìn)和升級(jí)，是為生活提供便利的小制作、小發(fā)明。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 模型，現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 該鬧鐘采用4-5節(jié)干電池供電，并且掉電后在上電時(shí)，時(shí)鐘不需要重新設(shè)置?？梢愿鶕?jù)需要靈活實(shí)時(shí)設(shè)置時(shí)間、日期、鬧鐘等，適合所有家庭使用。 由于現(xiàn)在很多鬧鐘在鬧鈴的時(shí)候，用戶可以很容易伸手將其關(guān)掉后繼續(xù)睡覺。本設(shè)計(jì)可以讓睡懶覺的人必須起來去找鬧鐘，進(jìn)而醒瞌睡。市場(chǎng)上雖然有相關(guān)會(huì)跑的小鬧鐘，但是它功能簡(jiǎn)單，不能顯示萬年歷，掉電后需要重新設(shè)置時(shí)間，不能繞開障礙物等缺陷，所以相信市場(chǎng)前景不錯(cuò)。
同類課題研究水平概述
- 本設(shè)計(jì)主要是針對(duì)目前市場(chǎng)上鬧鐘的一種改進(jìn)和創(chuàng)新。設(shè)計(jì)上主要采用AVR單片機(jī)為控制芯片，通過與時(shí)鐘芯片DS1302通信，把時(shí)鐘信息顯示在LCD1602液晶顯示屏，并通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和傳感檢測(cè)模塊來控制鬧鐘的行走。
