常曉冬　馮燚　沈雯婷　楊光

摘 要：為了實(shí)現(xiàn)異地情侶間、在外學(xué)子與父母間的情感交流，結(jié)合單片機(jī)技術(shù)和超聲波霧化技術(shù)，設(shè)計(jì)了通過(guò)情境感知，遠(yuǎn)程控制釋放不同香氣的系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了情感識(shí)別并智能傳達(dá)信息、交流感情的功能，為空巢老人提供情感支持，為異地情侶提供創(chuàng)新交流的模式。

關(guān)鍵詞：情境感知；嗅覺(jué)；溫馨；無(wú)線通訊；交流；MK60DN512Z

1 作品詳細(xì)介紹

該項(xiàng)作品的關(guān)鍵技術(shù)如下：

（1）氣味散發(fā)裝置（有效性，節(jié)約性）

采用霧化技術(shù)，通過(guò)產(chǎn)生高頻的震動(dòng)，吧氣味散發(fā)出去。

（2）服務(wù)器網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)

用PHP語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，在裝有Apache的服務(wù)器上運(yùn)行。

（3）采集電路設(shè)計(jì)

主要用來(lái)提供傳感器要求的不同電壓，傳感器對(duì)供電要求較高，要采用紋波小等較為穩(wěn)定的供電方案。同時(shí)對(duì)傳感器的模擬輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)化。

（4）人機(jī)交互方式

通過(guò)WiFi控制或通過(guò)四個(gè)觸摸按鍵。

（5）單片機(jī)與服務(wù)器程序配合流程。

單片機(jī)負(fù)責(zé)采集信息，把信息發(fā)送給服務(wù)器，用戶通過(guò)服務(wù)器查看和控制單片機(jī)

（7）對(duì)人的情感進(jìn)行感知和判別

（8）傳感器閾值判定。

2 總體方案

該系統(tǒng)所要執(zhí)行的任務(wù)有：

（1）檢測(cè)溫度、濕度、甲醛濃度、可燃?xì)怏w、PM2.5等；

（2）將所測(cè)得的數(shù)值顯示并且上傳至服務(wù)器；

（3）根據(jù)室內(nèi)的環(huán)境變化，通過(guò)氣味提醒；

（4）遠(yuǎn)程發(fā)送氣味信息。

3 工作原理

單片機(jī)控制流程如圖1所示。

上層處理程序可以根據(jù)環(huán)境監(jiān)測(cè)的變量，提取出人們習(xí)慣的算法，選擇和完善相應(yīng)的動(dòng)作。同時(shí)可以把數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)程服務(wù)器，供家人以后查看和監(jiān)測(cè)。服務(wù)器流程如圖2所示。

圖1 單片機(jī)控制流程

圖2 服務(wù)器流程圖

服務(wù)器主要完成用戶身份的驗(yàn)證，數(shù)據(jù)的保存和顯示，遠(yuǎn)程控制等功能。

（1）傳感器采集模塊

甲醛傳感器用于檢測(cè)室內(nèi)污染氣體；溫濕度傳感器檢測(cè)室內(nèi)溫濕度。

（2）觸摸按鍵

一共四個(gè)按鍵，簡(jiǎn)單操控設(shè)備。

（3）單片機(jī)

飛思卡爾K60，主頻100 M。用于信息采集，控制氣味散發(fā)等。

（4）WiFi模塊

工作在AP+STA模式，用于和服務(wù)器通信。

（5）電源模塊

通過(guò)外部電源輸入5 V/2 A信號(hào)。再通過(guò)穩(wěn)壓模塊輸出3.3V電壓供給單片機(jī)和傳感器。

4 作品創(chuàng)新點(diǎn)

（1）在不同的環(huán)境下通過(guò)氣味提醒用戶。

（2）把數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器，無(wú)論在哪都可以查看數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程控制。

（3）縮小產(chǎn)品體積，在電路的處理上采用了更好的方法。

（4）通過(guò)服務(wù)器接口可以獲取實(shí)時(shí)空氣污染，天氣預(yù)報(bào)，短信發(fā)送等功能。

5 市場(chǎng)前景

由于此款產(chǎn)品功能的集成性與創(chuàng)新性，消費(fèi)者可能一時(shí)難以理解而仍然保守使用空氣加濕器、熏香器、溫控器等傳統(tǒng)產(chǎn)品。但隨著產(chǎn)品后期與周圍配套之間交互性的加強(qiáng)，使其擁有監(jiān)測(cè)環(huán)境，創(chuàng)新的氣味交互方式，關(guān)注人之間感情傳遞的功能。這樣一個(gè)具有先進(jìn)性和新穎性的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，適合空巢老人，異地情侶等占社會(huì)主要部分的人群，必然擁有廣闊的市場(chǎng)前景。

圖3 比賽現(xiàn)場(chǎng)團(tuán)隊(duì)獲獎(jiǎng)風(fēng)采照