【比赛优秀作品】儿童理财学习机
本帖最后由 虚怀若谷 于 2024-4-29 13:56 编辑## 【比赛优秀作品】儿童理财学习机
### 作品来源:第五届全国青少年人工智能创新挑战赛——开源硬件创意智造专项赛
### 参赛学生:
* 王君豪 上海交大教育集团宁波实验学校
* 林逸宸 上海交大教育集团宁波实验学校
### 原文链接:
https://contest.dfrobot.com.cn/tcwl2022/project/312729?p=dfrobot2022sh
## 一、项目背景
儿童对物品价格是缺乏认知的,儿童对自己喜欢的物品且父母暂时无法满足儿童需求,就需要儿童依靠理财手段来实现自己的愿望。犹如儿童在幼儿园积攒“小星星”、“小红花”或“卡片”来换取老师的奖励。那么儿童如何能够在家里,利用玩具来实现购买自己的喜欢物品的目的呢?
本项目设计一款帮助儿童理财的玩具,一方面能够识别不同面值纸币,并进行价格计算;另一方面能够体现金钱积累的程度,判断是否达到希望购买物品的价格;第三,能够将信息反馈给家长,让家长了解儿童理财的整个过程,给出指导性意见。
## 二、项目目的
项目研究的意义:
1、通过智能识别设备的使用,使儿童认知钱币与价格的关系,并了解换算关系;
2、使儿童能够进行目标物品价格与自己金钱数量的比较和管理;
3、应用物联网技术,能够让家长了解儿童财务管理的整个过程及结果,并给出指导意见。
目前,儿童金钱存储玩具主要为存钱罐,只能实现基本的存取功能,并且搭配一些指纹、密码等功能,产品智能化缺失。
## 三、作品介绍及演示视频
https://v.youku.com/v_show/id_XN ... 052.0.0&isextonly=1
## 四、问题探索
我们的项目主要涉及以下几个问题:
## 五、方案设计
针对上面涉及的主要问题,我们提出以下几个解决方案:
## 六、模型构思
草图设计:
3D结构设计图:
上盖尺寸1
上盖尺寸2
侧板尺寸
底座尺寸
总体装配
## 七、程序设计思路
1、用“结构图”描述展示基本功能:
2、用程序“流程图”展示代码的逻辑结构:
## 八、创作过程
1、调研:
(1)选题调研:当今面向儿童生活学习的产品丰富,消费体量较大,儿童对产品和金钱的认知不足,并不理解家庭实际购买能力,家长也对此问题很是困惑,在购买和禁止之间很难决策。
(2)功能调研:现有面向儿童理财玩具主要是存取钱财的功能,兼有自动化开、锁功能,智能化产品市场鲜有出现。
(3)需求调研:家长亟需面向儿童的钱财管理玩具,能够使儿童具有钱财认识概念,并且能够根据自身需求进行财务管理,达到自己的目标。同时,家长也能了解理财信息,给出指导性意见。
2、分工
林逸宸:负责代码编写与物联网功能调试,资料整理并上传;
王君豪:负责硬件连接与调试。
合作:共同完成想法功能的构思,一起设计和制作外观;
3、代码编写
## 4、外观设计
(因为快递原因未能采用3D打印设计,所以通过手绘方式设计外观)
### 步骤1
按照设计图进行外壳制作,先测量板材数据,然后按数据进行裁剪(外壳制作)
### 步骤2
连接智能控制装置。先确定元器件,然后按照相对于的引脚进行连接,并且与程序相对应人皆有之”。
### 步骤3
进行整体组装。将控制系统嵌入外壳中以备进行综合实验
### 步骤4 硬件连接
基于项目需求功能以及程序涉及的主控芯片、识别装置、传感器设计硬件电路,具体包括Arduino主控板、扩展板、Huskylens识别装置、I2C扩展板、语音合成模块、物联网模块、LCD显示屏、导线、LED灯和电源等。
电路连接为:扩展板按引脚与Arduino连接,I2C扩展板连接在扩展板上,语音合成、LCD显示屏、Huskeylens连接在扩展板上,上述引脚对应为VCC&GND&SCL&SDA接口,物联网连接在扩展板供电引脚和2、3引脚,LED灯、舵机、按钮和灯带分别接在扩展板上的13、11、10和4口。
### 步骤5 代码调试
#### (1)应用Huskeylens识别钱币
##### 十元识别:
将控制系统嵌入外壳中以备进行综合实验
##### 二十元识别:
##### 五十元识别:
##### 一百元识别:
##### 硬币识别:
#### (2)编程
第一步,程序初始化;
第二步,应用Huskeylens识别钱币;
第三步,进行钱币计算,并获取目标物体价格进度;
第四步,上传至物联网平台反馈家长,判断任务是否完成;
第五步,完成任务,申请新任务,反复操作。
### 主程序:
#### 功能1:存钱
功能2:获取进度
## 步骤6 完整作品展示
在完成上述工作基础上,形成完整项目作品,作品实物如下所示:
## 九、硬件清单
* 1xArduino主控板 [链接](https://www.dfrobot.com.cn/goods-823.html)
* 1x语音合成模块 [链接](https://www.dfrobot.com.cn/goods-3014.html)
* 1xHuskyLens [链接](https://www.dfrobot.com.cn/goods-2050.html)
* 1x物联网模块 [链接](https://www.dfrobot.com.cn/goods-1577.html)
* 1x灯带 [链接](https://www.dfrobot.com.cn/goods-2629.html)
* 1xAeduino扩展版 [链接](https://www.dfrobot.com.cn/goods-823.html)
* 1x7.4V 2500mAh锂电池 [链接](https://www.dfrobot.com.cn/goods-434.html)
* 1xI2C分线模块 [链接](https://www.dfrobot.com.cn/goods-2985.html)
* 1xI2C LCD1602 RGB [链接](https://www.dfrobot.com.cn/goods-1419.html)
* 1x按钮 [链接](https://www.dfrobot.com.cn/goods-78.html)
* 1x舵机 [链接](https://www.dfrobot.com.cn/goods-214.html)
* 1x LED灯[链接](https://www.dfrobot.com.cn/goods-72.html)
## 十、方案改进计划
### 1. 遇到的已经解决的问题:
如何将不同钱数的进度通过RGB灯显示。如何进行一个存钱钱数的显示。如何比较已存钱数是否完成目标。
### 2. 未解决的问题:
每次更改目标都需要在程序里面修改比较钱数的占比比较麻烦。不能把每次目标存于数据库方便观察。
### 3. 后续需完善部分:
可以使用一个数据库,记录每次目标的数值,也可以用物联网模块记录每次目标的数值,通过图表进行显示,方便观察理财能力的提升。
## 作品源代码和结构设计文件
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