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[动态] 【比赛优秀作品】儿童理财学习机

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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。

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图1

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_XNTk3NzA4ODA5Ng==.html?spm=a1z3jc.11711052.0.0&isextonly=1

四、问题探索

我们的项目主要涉及以下几个问题:

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图2

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:

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图3

六、模型构思

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图4

草图设计:

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图5

3D结构设计图:

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图6

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图7

上盖尺寸1

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图8

上盖尺寸2

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图9

侧板尺寸

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图10

底座尺寸

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图11

总体装配

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图12

七、程序设计思路

1、用“结构图”描述展示基本功能:

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图13

2、用程序“流程图”展示代码的逻辑结构:

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图14

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

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图15

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图16

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)

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图17

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图18

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图19

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”。

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图20

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

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图21

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图22

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图23

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图24

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。

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图25

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

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图26

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图27

二十元识别:

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图28

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图29

五十元识别:

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图30

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图31

一百元识别:

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图32

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图33

硬币识别:

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图34

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图35

(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:

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图36

功能1:存钱

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图37

功能2:获取进度

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图38

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:

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图39

【比赛优秀作品】儿童理财学习机图40

九、硬件清单

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

下载附件王君豪 林逸宸-理财小帮手.zip

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