王軼希 王愛(ài)

做作業(yè)時(shí)間一長(zhǎng)，就會(huì)引起視覺(jué)疲勞，降低學(xué)習(xí)效率。要是有個(gè)多功能智能輔助學(xué)習(xí)燈陪伴我們就好了。

當(dāng)頭距離書(shū)本太近時(shí)，它會(huì)發(fā)出報(bào)警聲，提醒我們保持正確的坐姿；當(dāng)學(xué)習(xí)超過(guò)一定時(shí)間后，它能提示我們適時(shí)休息，同時(shí)播放音樂(lè)，讓我們放松；當(dāng)周?chē)h(huán)境發(fā)生改變時(shí)，它能自動(dòng)切換光源模式……

一、方案設(shè)想

1.用眼距離

爸爸在倒車(chē)時(shí)，當(dāng)車(chē)尾靠近障礙物時(shí)車(chē)子自動(dòng)報(bào)警，爸爸會(huì)根據(jù)提醒調(diào)節(jié)車(chē)尾與障礙物的距離。同樣地，當(dāng)頭距離書(shū)本太近時(shí)，多功能智能輔助學(xué)習(xí)燈能自動(dòng)檢測(cè)用眼的距離并加以提醒，讓我們時(shí)刻保持正確的坐姿。

2.時(shí)間控制

如果學(xué)習(xí)超過(guò)一定時(shí)間，多功能智能輔助學(xué)習(xí)燈就會(huì)提示我們休息，同時(shí)播放音樂(lè)。

3.光源

學(xué)習(xí)過(guò)程中，當(dāng)周?chē)墓饩€(xiàn)過(guò)強(qiáng)或溫度過(guò)高、過(guò)低時(shí)，多功能智能輔助學(xué)習(xí)燈能自動(dòng)控制光源，根據(jù)溫度高低調(diào)節(jié)光源模式，保護(hù)視力。

4.自動(dòng)感應(yīng)

學(xué)習(xí)時(shí)，多功能智能輔助學(xué)習(xí)燈能自動(dòng)感應(yīng)我們的存在，手機(jī)App自動(dòng)計(jì)時(shí)，適時(shí)提醒我們休息，提高學(xué)習(xí)效率。

5.雙控開(kāi)關(guān)

多功能智能輔助學(xué)習(xí)燈可以手動(dòng)開(kāi)、關(guān)，也可在手機(jī)App上控制。

二、研制過(guò)程

我們?cè)诶蠋煹闹笇?dǎo)下學(xué)習(xí)了科學(xué)盒子傳感器模塊的使用方法，后來(lái)也反復(fù)研究了科學(xué)盒子，于是想通過(guò)利用開(kāi)源arduino套件搭建多功能智能輔助學(xué)習(xí)燈，同時(shí)用電腦對(duì)arduino開(kāi)源硬件進(jìn)行編程，用手機(jī)App實(shí)現(xiàn)智能控制。

1.傳感器

（1）利用超聲波測(cè)距傳感器檢查人的頭部與桌面的距離，判斷使用者看書(shū)、寫(xiě)字時(shí)的坐姿是否正確，如果用眼距離過(guò)近，可用語(yǔ)音進(jìn)行提示。

（2）利用人體紅外傳感器檢測(cè)到人體的存在，手機(jī)App能自動(dòng)記錄、控制學(xué)習(xí)時(shí)間，提醒人們休息。在休息過(guò)程中，還可用手機(jī)播放音樂(lè)，幫助大腦放松。

（3）利用溫濕度傳感器檢測(cè)學(xué)習(xí)環(huán)境的溫度，當(dāng)周?chē)h(huán)境溫度高時(shí)選擇冷光源，反之則選擇熱光源。

（4）利用亮度傳感器檢測(cè)學(xué)習(xí)環(huán)境的光線(xiàn)強(qiáng)弱，并自動(dòng)調(diào)節(jié)燈光的亮度。

2.arduino開(kāi)源硬件

用電腦對(duì)arduino開(kāi)源硬件進(jìn)行編程，主要通過(guò)sketch arduino和mixly arduino開(kāi)源集成IDE進(jìn)行軟件的程序邏輯設(shè)計(jì)，處理傳感器收集到的信息，從而實(shí)現(xiàn)智能控制。

3.手機(jī)App

利用AppInventor軟件設(shè)計(jì)安卓手機(jī)App的程序，通過(guò)藍(lán)牙組件控制多功能智能輔助學(xué)習(xí)燈。

4.外觀

用LaserCAD設(shè)計(jì)智能燈的外觀，用激光切割機(jī)切割亞克力板并將其拼裝成智能燈的主體。

三、作品結(jié)構(gòu)

作品由arduino開(kāi)源硬件、傳感器裝置（超聲波測(cè)距傳感器、人體紅外傳感器、溫濕度傳感器、無(wú)線(xiàn)藍(lán)牙傳感器）、蜂鳴器、觸控開(kāi)關(guān)、LED光源等組成。多功能智能輔助學(xué)習(xí)燈核心部分用arduino開(kāi)源硬件及多種arduino套件傳感器進(jìn)行搭建。

Arduino主板采用 arduino uno r3主板，用電腦對(duì)arduino開(kāi)源硬件進(jìn)行編程，對(duì)傳感器裝置獲取的信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)、運(yùn)算、轉(zhuǎn)換，再把轉(zhuǎn)換后的信號(hào)傳送給手機(jī)App，從而讓手機(jī)App對(duì)多功能智能輔助學(xué)習(xí)燈進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)智能輔助學(xué)習(xí)的功能。