1作品介紹

在沒(méi)有空調(diào)的大學(xué)校園里，小風(fēng)扇成了每個(gè)學(xué)生的夏日必備品，但現(xiàn)在市場(chǎng)上的風(fēng)扇大多造型雷同，功能單一，我們希望通過(guò)iShine帶來(lái)小風(fēng)扇的革命。

iShine是一種功能增強(qiáng)型智能創(chuàng)意小風(fēng)扇。iShine在扇葉上放置了16顆RGBLED，可在扇葉高速旋轉(zhuǎn)時(shí)利用視覺(jué)暫留現(xiàn)象形成顯示屏，并可以顯示時(shí)間、溫度、天氣和文字,同時(shí)可通過(guò)藍(lán)牙與手機(jī)連接來(lái)實(shí)現(xiàn)與手機(jī)的深度整合，以實(shí)現(xiàn)備忘提醒、短信提示、單詞助記等功能。iShine可通過(guò)手機(jī)、觸摸按鍵、手勢(shì)開關(guān)等多種方式進(jìn)行控制，而且在底座增加有呼吸燈，可實(shí)現(xiàn)娛樂(lè)、提示、學(xué)習(xí)三大方面的功能。

2主要功能

2.1娛樂(lè)功能

通過(guò)手機(jī)可在iShine上自定義顯示文字（見圖1），輕觸底座觸控區(qū)，還可隨意改變文字顏色。信息顯示模式可以通過(guò)新穎有趣的手勢(shì)進(jìn)行切換。同時(shí)，利用手機(jī)可以對(duì)iShine小風(fēng)扇實(shí)現(xiàn)全面控制，具有趣味性。

2.2提示功能

在iShine上可以顯示時(shí)間、溫度和天氣預(yù)報(bào)（見圖2），同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)備忘提醒、短信提示等功能。

時(shí)間顯示：時(shí)間模式為一個(gè)表盤，可顯示當(dāng)前時(shí)間，時(shí)間信息可通過(guò)手機(jī)同步獲取。

溫度顯示：溫度模式可顯示當(dāng)前溫度，溫度信息由溫度

/14物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)2013年/第2期傳感器獲取。

天氣預(yù)報(bào)：天氣模式可顯示任意城市的近期天氣狀況,天氣信息由手機(jī)連網(wǎng)獲取。

備忘提醒：通過(guò)手機(jī)設(shè)置備忘時(shí)間和備忘條目，設(shè)定時(shí)間到達(dá)時(shí)會(huì)顯示備忘內(nèi)容，同時(shí)會(huì)有轉(zhuǎn)速改變及呼吸燈提示,用戶看到備忘后，通過(guò)向左手勢(shì)切換回原模式。

短信提示：當(dāng)手機(jī)收到短信時(shí)，顯示新信息提示標(biāo)志,同時(shí)會(huì)有轉(zhuǎn)速改變及呼吸燈提示。用戶看到提示后通過(guò)手勢(shì)控制下一步動(dòng)作，向右切回原模式，向左顯示短信內(nèi)容摘要,再向左切回原模式。

圖1在iShine上自定義顯示文字圖2在iShine上顯示時(shí)間

2.3學(xué)習(xí)功能

iShine具有單詞助記功能，可通過(guò)手機(jī)設(shè)定若干需要記憶的單詞及中文釋義。開啟背單詞功能開關(guān)后，每隔一段時(shí)間顯示一個(gè)單詞，用戶注意到單詞后，可通過(guò)手勢(shì)控制。如記得,則向右切回原模式；如不記得，則向左顯示中文釋義，再向左切回原模式。記住的單詞顯示頻率降低，沒(méi)記住的單詞顯示頻率提高。

3技術(shù)原理

本產(chǎn)品由信息采集模塊、外部控制模塊、單片機(jī)、通信模塊、顯示模塊、機(jī)械部分、供電系統(tǒng)和手機(jī)軟件組成。功能框圖如圖3所示。

圖3功能框圖

3.1信息采集模塊

系統(tǒng)中信息采集模塊中的時(shí)鐘芯片選用DS1302,用于采集時(shí)間信息。溫度傳感器選用DS18B29,用于采集溫度信息。

3.2外部控制模塊

外部控制模塊由手勢(shì)開關(guān)和觸摸按鍵組成，其中手勢(shì)開關(guān)由三個(gè)光電傳感器順序擺放組成。一般情況下，向左切換模式，向右改變轉(zhuǎn)速；當(dāng)收到短信時(shí)，向左顯示短信內(nèi)容，向右返回；單詞功能開啟后，當(dāng)有英文單詞顯示時(shí)，向左顯示該單詞中文釋義，向右返回。

觸摸按鍵就是一個(gè)開關(guān)按鍵，可實(shí)現(xiàn)開關(guān)機(jī)。八個(gè)按鍵依次擺放，在上面滑動(dòng)可改變所顯示的顏色。

3.3單片機(jī)

系統(tǒng)中的單片機(jī)有兩片ATmega32A:一片位于底座，用于采集來(lái)自傳感器和手機(jī)的信息并發(fā)送給另一片單片機(jī)；另一片位于扇葉中心圓盤，用于接收信息、處理數(shù)據(jù)并控制LED顯示相應(yīng)的內(nèi)容。

3.4通信模塊

通信模塊包括無(wú)線通信模塊NRF24L01和藍(lán)牙通信模塊HC-07。無(wú)線通信模塊NRF24L01用于實(shí)現(xiàn)兩單片機(jī)之間的通信；藍(lán)牙模塊HC-07則用于實(shí)現(xiàn)手機(jī)和單片機(jī)之間的通信。

3.5顯示模塊

顯示模塊中的RGB(16個(gè))可利用視覺(jué)暫留現(xiàn)象通過(guò)旋轉(zhuǎn)顯示所需圖案?；魻杺鞲衅饔糜跍y(cè)速和確定所顯示圖案的位置。3.6機(jī)械部分

機(jī)械部分主要是支架、電機(jī)和扇葉固定板。支架由不銹鋼材料制成，起支撐固定作用。電機(jī)可固定在支架上端的半圓板上。扇葉固定板由鋁板制成，可固定扇葉顯示部分電路的組成的PCB電路板，保證旋轉(zhuǎn)扇葉的剛度。

3.7供電系統(tǒng)

本系統(tǒng)使用輸出為16V的AC/DC電源適配器為風(fēng)扇供電。16V電源接到電源管理模塊，可輸出5V直流電給單片機(jī)及傳感器供電，同時(shí)輸出3.3V直流電給NRF24L01供電。顯示部分則使用電刷旋轉(zhuǎn)供電方式，用于為扇葉上顯示部分電路供電。

3.8手機(jī)軟件

本智能風(fēng)扇的手機(jī)軟件運(yùn)行于Android2.2+，通過(guò)藍(lán)牙串口協(xié)議與智能風(fēng)扇進(jìn)行通信，可實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)速度、顏色，設(shè)定文本，同步時(shí)間，設(shè)定備忘，讀取短信，設(shè)定待學(xué)習(xí)單詞及其中文釋義等功能。

4作品創(chuàng)新點(diǎn)、應(yīng)用前景和市場(chǎng)

本iShine智能創(chuàng)意小風(fēng)扇的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下：

充分利用風(fēng)扇運(yùn)行時(shí)扇葉高速旋轉(zhuǎn)的特點(diǎn)和視覺(jué)暫留現(xiàn)象，用一排LED形成顯示平面，形式新穎有趣，并可使資源利用最大化。

改善了現(xiàn)有風(fēng)扇單一的功能，融合玩、幫、學(xué)于一體，做到一機(jī)多用，節(jié)約資源，提高效率。

實(shí)現(xiàn)與手機(jī)的深度整合?？梢赃M(jìn)行非接觸控制，方便使用；用手機(jī)設(shè)定具體信息(如同步時(shí)間，設(shè)定具體文字、備忘內(nèi)容、待學(xué)習(xí)單詞等)，提高了可玩性和多樣性；可讀取手機(jī)通信信息(如短信)，更加個(gè)性化。

增加了手勢(shì)開關(guān)和觸摸按鍵等人機(jī)交互形式，使人機(jī)交互更加自然流暢，增強(qiáng)了實(shí)用性和趣味性。

在提示信息到來(lái)時(shí)，有轉(zhuǎn)速改變和呼吸燈提示，保證信息不會(huì)遺漏，更加人性化。

5應(yīng)用前景和市場(chǎng)分析

本iShine智能創(chuàng)意小風(fēng)扇彌補(bǔ)了現(xiàn)有的電風(fēng)扇功能單一化的不足,及時(shí)補(bǔ)充了電風(fēng)扇市場(chǎng)上的缺口,可最終滿足消費(fèi)者變化多端的生活的需要。其次，也迎合消費(fèi)者的需求，從青年群體入手,逐漸形成多層次的利潤(rùn)空間,可吸引更多的市場(chǎng)潛在消費(fèi)者。另外，在中后期產(chǎn)品研發(fā)的過(guò)程中，還可逐漸針對(duì)不同的人群和用途進(jìn)行詳細(xì)分類，主要包括以下幾類：

公共類:用于大型公共場(chǎng)合，用于公益、提醒、廣告、時(shí)間顯示等，起宣傳作用。

助學(xué)類：適用于學(xué)生，功能豐富，價(jià)格較低。

幼教類：適用于兒童，造型可愛(ài)，具有識(shí)字、助記等功能。

創(chuàng)意類：小巧精致，可作為節(jié)日禮物等贈(zèng)與他人。

20211017_616c1256008d2__iShine智能創(chuàng)意多功能小風(fēng)扇