【比赛优秀作品】儿童理财学习机

【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_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：

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
• 1x语音合成模块 链接
• 1xHuskyLens 链接
• 1x物联网模块 链接
• 1x灯带 链接
• 1xAeduino扩展版 链接
• 1x7.4V 2500mAh锂电池 链接
• 1xI2C分线模块 链接
• 1xI2C LCD1602 RGB 链接
• 1x按钮 链接
• 1x舵机 链接
• 1x LED灯链接

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

王君豪 林逸宸-理财小帮手.zip

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