“梦想”智能手机架设计 王俊博

第十八届全国中小学电脑制作活动优秀项目展示系列

“梦想”智能手机架设计说明文档

天津市第二十中学高二六班  王俊博

一、创作思想

随着智能手机以及平板电脑等电子产品的普及，很多人形成了“手机依赖症”，经常在晚上睡觉前还抱着智能手机玩。很多人有这样的经验，关灯后看手机会觉得特别刺眼，并且容易眼睛干涩，肿胀。眼科医生认为关灯后玩手机伤害还是挺大的，比如眼表的损伤、青光眼的可能以及黄斑损伤的可能等等。我设计的智能手机架是摆在床头的，最初主要是起到护眼的作用，手机放上去可以充电，拿起手机时自动发出微弱的环境光，以降低对眼睛的伤害。

    有一次夜间，做了一个美梦，由于没有及时记下来，第二天一早就完全忘记了。我又设想在这个手机架上增加笔筒和便签纸的功能，便于捕捉美梦，这也是我为作品起名“梦想智能手机架”的原因。

    后来想到很多人刚刚睡醒还未起床的时候最想知道的是时间，如果去看表或者手机会比较麻烦，如果能够实现询问时间，它来回答就好了。很庆幸，在老师的启发和辅导下，我又为梦想智能手机架增加了语音识别和语音报时的功能，再后来，一发不可收拾，语音播报温湿度、烟雾报警、地震报警等非常实用的功能被我一项项加了进去。现在，正像它的名字那样，拥有这样一个智能手机架一定会成为大家的“梦想”吧！

二、创作过程

1、在最初想要实现手机放下关灯，拿起开灯的功能时，思考过多种传感器探测手机的存在，总觉得不甚满意，突然灵机一动，在别的设备上拆下一个限位开关，使用简单电路就实现了目的，都没有使用到单片机，不仅降低了成本，还增加了稳定性。

2、我使用了CorelDRAW来设计手机架外壳，并使用激光雕刻机进行切割，想把笔筒的功能加上，支架内部还能比较合适地放下单片机和各模块，并且不是简单地粘起来，而主要依靠拼插的方式进行组装。在设计过程中，既要计算庞杂的数据，又要利用空间思维的能力不断修改，着实费了一番心思。

3、随着功能的不断增加，编程变得愈加复杂，我充分利用了网络学习资源，加上老师的点拨和帮助，一次次地尝试，失败无数次后终于得到想要的效果，其中的苦乐真正让我体会“风雨”之后“彩虹”的美丽。

4、在把各模块焊接组装到手机架里的时候，一方面为了缩小体积，另一方面为了节约成本，我把部分实验中的模块进行了更换，如把LED模块更换为一个高亮LED灯珠串电阻的形式，这类更换往往需要特别注意内部走线，以免短路。

    5、我还特意制作了功能演示板，方便向大家展示我的设计思路，同时也进一步理清了我自己的思路，便于我进一步改进作品。比如，今后将增加灯光颜色变换功能和手机蓝牙（或WiFi）连接控制灯。

三、功能说明

（一）语音识别交互部分

1、为防误操作干扰，待机状态喊作品昵称如“小强”，回应“主人有何吩咐”，然后进入待命状态（无语音指令则延时5秒退回到待机状态）。

2、待命状态说“开灯”则打开某端口继电器并回应“已开灯”。

3、待命状态说“关灯”则关闭某端口继电器并回应“已关灯”。

4、待命状态询问“需要开灯吗”，检测环境光传感器测量值，低于阀值则回应“光线不足，正在开灯”打开继电器；高于阀值则回应“光线明亮，不需要开灯”关闭继电器。

5、待命状态询问“现在环境怎么样”，检测DHT11温湿度传感器测量值，回应“当前温度为XX摄氏度，湿度为百分之XX”。

6、待命状态询问“现在日期是多少”，查询时钟模块，回应“现在是X年X月X日，周X”。

7、待命状态询问“现在时间是多少”，查询时钟模块，回应“现在时刻X点X分X秒”。

8、所有功能执行完自动回到待机状态，设置状态指示灯，指示灯亮起可以说出指令，指示灯熄灭不识别指令。

9、识别错误回应“我没听清楚，请重复指令”。

（二）监测报警功能

1、危险气体报警，当检测到危险气体时发出“警报声”，然后回应“请注意，有危险气体泄漏”循环。

2、震动报警，当检测到强烈震动时发出“警报声”，然后回应“请注意，有震动发生”循环。

（三）其它功能

1、灯光增加手动控制——手机拿起时，自动发出柔弱光线补充环境光，手机放下充电时，自动关闭补光灯。

2、日期和时钟设置。

四、参考资源

1、如何加载库文件？

https://mc.dfrobot.com.cn/thread-1854-1-1.html

2、Dfrobot智能家居

https://wiki.dfrobot.com.cn/index.php/(SKU:KIT0005)_Smart_Home_kit_for_Arduino

3、语音识别

https://wiki.dfrobot.com.cn/index.php?title=(SKU:DFR0177)%E4%B8%AD%E6%96%87%E8%AF%AD%E9%9F%B3%E8%AF%86%E5%88%AB%E6%89%A9%E5%B1%95%E6%9D%BF_v1.1

4、语音合成

https://wiki.dfrobot.com.cn/index.php?title=(SKU:SEN0117)Speech_Synthesizer_Bee%E8%AF%AD%E9%9F%B3%E5%90%88%E6%88%90%E6%A8%A1%E5%9D%97

5、时钟模块

https://wiki.dfrobot.com.cn/index.php?title=(SKU:DFR0151)DS1307_%E6%97%B6%E9%92%9F%E6%A8%A1%E5%9D%97_V1.1

6、环境光传感器

https://wiki.dfrobot.com.cn/index.php?title=(SKU:DFR0026)%E6%A8%A1%E6%8B%9F%E7%8E%AF%E5%A2%83%E5%85%89%E7%BA%BF%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8

7、温湿度传感器

https://wiki.dfrobot.com.cn/index.php?title=(SKU:DFR0067)DHT11%E6%95%B0%E5%AD%97%E6%B8%A9%E6%B9%BF%E5%BA%A6%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8_V2

8、气体传感器

https://wiki.dfrobot.com.cn/index.php?title=(SKU:DFR0049)%E6%A8%A1%E6%8B%9F%E6%B0%94%E4%BD%93%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8

五、制作用软件及运行环境

1、设计手机支架外壳使用了CorelDRAW X4；

2、编程使用Arduino1.8.1 ；

3、这两款软件均在Win XP下运行。

六、硬件清单

1、DFRduino UNO R3

2、DFRduino I/O Expansion V5.0 扩展板

3、中文语音识别模块Voice Recognition V1.0

4、语音合成模块 Speech Synthesizer bee

5、温湿度传感器DHT11

6、气体传感器（可检测烟雾，煤气，天然气,甲烷等）

7、LED灯模块*3（用于表示语音识别状态，灯亮时方可进行识别）

8、环境光线传感器

9、时钟模块DS1307 V1.1

10、震动传感器

11、小喇叭

七、源代码（见附件）

源代码.rar

八、设计图纸（见附件）

九、相关图片（见附件）

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