創(chuàng)意垃圾桶設(shè)計方案垃圾桶設(shè)計》案例分析

1、創(chuàng)意垃圾桶設(shè)計方案 垃圾桶設(shè)計 案例分析創(chuàng)意垃圾桶設(shè)計方案 對于“智能垃圾桶”這個名詞，相 信大家已不陌生，現(xiàn)在市場上已出現(xiàn)一種技術(shù)成熟的智能垃 圾桶產(chǎn)品。它能夠在人的手或物體接近投物口約15cm時， 垃圾桶自動開蓋， 等垃圾投入完畢，垃圾桶桶蓋又自動關(guān)閉。 雖然該產(chǎn)品已不需用手直接接觸垃圾桶桶蓋，但要真正使垃 圾桶實現(xiàn)智能化，這還只能算是第一步。由于這種垃圾桶的 功能還比較單一，并且直接開關(guān)蓋這一功能機械耗損程度較 高，所以還有許多需要改進的地方。現(xiàn)在，許多發(fā)達國家如 美國、英國都致力于研究新型智能型垃圾桶，使垃圾桶具有 多項智能型功能。本文提出了一種實用型智能垃圾桶的方案， 這種垃圾桶能夠

2、調(diào)節(jié)開蓋的角度，控制垃圾桶走近消費者、 遙控封袋，從功能方面更側(cè)重于在生活細節(jié)上為消費者帶來 便利，衛(wèi)生、環(huán)保、健康。該系統(tǒng)運用了兩種相互獨立的通信方式：無線通信和紅 外。遙控器端的發(fā)射器和垃圾桶端的接收器經(jīng)過對電磁波的 調(diào)制解調(diào)過程完成信息的傳輸，達到對機械設(shè)備的控制功能。 當(dāng)人體接近垃圾桶時，紅外發(fā)射、接收器則通過對紅外光波 的調(diào)制解調(diào)過程，完成信息的傳輸，達到控制的目的。傳統(tǒng)的垃圾桶通過紅外感應(yīng)裝置實現(xiàn)了自動感應(yīng)開蓋的功能，但考慮到主婦在廚房做事時，會時常走動。若平凡 出入垃圾桶檢測有效范圍就會導(dǎo)致垃圾桶時開時閉， 機械的 磨損程度顯然就會增大，造成垃圾桶故障率的提高或使用壽 命的縮短。

3、這里，外設(shè)一個遙控器，通過無線通信子系統(tǒng)向 桶內(nèi)的接收器傳達信號，使垃圾桶的翻蓋如同家用空調(diào)般在 一個角度固定，就可解決以上問題。同時，遙控器的應(yīng)用還實現(xiàn)了控制垃圾桶移動到用戶面前，自動開蓋，垃圾裝滿時 自動封袋等一系列動作。遙控器無線發(fā)射模塊TX5000,是RFM公司的短距離高頻無線發(fā) 射專用芯片，其無線發(fā)射頻率是，符合智能垃圾桶的無線通 信要求。鍵盤把帶有特定功能的指令數(shù)據(jù)輸出，通過掃描電路識 別輸出到通信控制器上;系統(tǒng)采用Philips公司的P89C51RA2單片機作為通信控制器，它的主要作用是獲取掃描電路得到 的鍵盤指令數(shù)據(jù)，并按照一定的通信格式進行編碼，然后通 過串口發(fā)送到發(fā)射模塊T

4、X5000上,最后通過發(fā)射天線輸出。 方案中單片機處理后的信息通過串口通信來輸出，通信采用57600bit/s的串口傳輸率；通信模塊TX5000工作于ASK調(diào)制 方式上， 并使用/s數(shù)據(jù)傳輸率來增大傳輸帶寬， 提高通信可 靠性。無線接收器和智能垃圾桶的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理 智能垃圾桶的無線接收器和智能垃圾桶的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如 圖3所示。 垃圾桶端裝有無線接收器，用來接收無線發(fā)射器發(fā)射過 來的高頻信號。RX5000的頻率是的短距離高頻無線接收專用 芯片，工作于ASK調(diào)制方式上，具有/s的數(shù)據(jù)傳輸率。用來 接收無線發(fā)射器發(fā)射過來的高頻數(shù)據(jù)。然后，通過波特率為57600bit/s的SCI模塊把數(shù)據(jù)送到MEG

5、A單片機上，完成無 線接收過程。MEGA&微處理器主要負責(zé)接收數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)解碼 處理。垃圾桶的控制翻蓋角度，移動，封袋的功能都是在這 種通信模式下通過控制指令放大驅(qū)動來完成的。紅外發(fā)射部分發(fā)射經(jīng)過調(diào)制后載有測量信號的紅外光 波;如果有人靠近光電接收管，則紅外光波受到人體的反射， 反射回來的紅外光波由光電接收管接收，然后經(jīng)由單片機進 行處理。單片機做出智能化控制決策，輸出控制指令?？刂?信號經(jīng)過控制信號放大與驅(qū)動環(huán)節(jié)之后驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)。由于RFM公司的RX5000系列的通信模塊都是單工通信 的，所以系統(tǒng)的通信是單方向的，即由遙控器發(fā)送驅(qū)動數(shù)據(jù) 給智能垃圾桶。為了實現(xiàn)遙控器上每個按鈕都對應(yīng)特定的功 能

6、，本方案將單片機外接一個鍵盤矩陣，其中前4行的鍵盤 矩陣規(guī)定用于發(fā)送單組信號，第5行鍵盤矩陣用于發(fā)送連續(xù) 信號，即鍵盤按下后將不斷發(fā)送多組相同的信號，直至鍵盤 松開后才停止發(fā)送。單一信號用于指定的功能，連續(xù)信號則用于翻蓋控制中 角度的調(diào)節(jié)。當(dāng)鍵盤發(fā)生按鍵操作時，單片機輸出一個控制周期的無 線指令信號是一串12個字節(jié)的字碼。其中第1個字節(jié)是指 令信號的引導(dǎo)碼，其值固定為55H,第29個字節(jié)為前導(dǎo)效 驗位，第10個和第11個字節(jié)為具體的數(shù)據(jù)信號，對應(yīng)不同 的按鍵數(shù)據(jù)信號也不同， 第12個字節(jié)是指令信號的結(jié)束碼，其值固定為55H,表1即為無線指令信號格式。D10和D11是鍵盤輸入碼，用兩個字節(jié)表示。

7、每個鍵盤 指令經(jīng)過編碼解碼后，單片機根據(jù)不同的編碼執(zhí)行相應(yīng)的操 作。當(dāng)數(shù)據(jù)指令是走動操作時，D10為00或01或02,當(dāng)指令數(shù)據(jù)為開蓋操作時D10為EE,當(dāng)指令數(shù)據(jù)為封袋操作時D10為FF。表2即為鍵盤輸入碼的數(shù)據(jù)格式。流程圖如圖4，開機后，先進行初始化。出于省電的考 慮，在30s內(nèi)沒有鍵按下時，就進入節(jié)電等待模式。因此，用“for”循環(huán)來計時，并設(shè)定計數(shù)初值為0。隨后開始30s計時，若是在此期間有鍵按下，則進入中斷程序，若30s內(nèi) 無鍵按下，則進入節(jié)電等待模式。重新進行30s計時。若在 節(jié)電模式中有鍵盤被按下，執(zhí)行中斷程序，否則自動關(guān)機。 進人中斷程序后，判斷出哪個按鍵被按下，并將數(shù)據(jù)編碼后

8、 發(fā)送，若判斷出按鍵沒有松開，則繼續(xù)發(fā)送。返回前，重新 設(shè)定計時初值為0。MEGA8的程序流程圖見圖5。智能垃圾桶的核心控制器MEGA并行地進行紅外探測和無線接收，當(dāng)人靠近垃圾桶時，紅外光波折射回接收管時，觸發(fā)信號從紅外模塊傳送到MEGA8上,MEGA8m據(jù)紅外的觸發(fā)信號來驅(qū)動電機打開垃圾 桶的翻蓋;同樣地，當(dāng)人離開垃圾桶時，觸發(fā)信號傳送到MEGA8上,MEGA8就驅(qū)動電機閉合垃圾桶的翻蓋。垃圾桶實 時地進行無線接收遙控器的通信數(shù)據(jù)，首先判斷該數(shù)據(jù)是否 符合通信數(shù)據(jù)的協(xié)議，然后提取出鍵盤數(shù)據(jù)，取出數(shù)據(jù)中載 有鍵盤指令的兩個字節(jié)數(shù)據(jù)，通過逐個字節(jié)數(shù)據(jù)的辨識完成 特定功能的實現(xiàn)。本文所介紹的新型智

9、能垃圾桶的方案，拓展了現(xiàn)有智能 垃圾桶的功能，運用智能科技手段，提高了家用垃圾桶的智 能化程度。操作簡單、衛(wèi)生，功能實用，符合國內(nèi)人群對家 用智能化產(chǎn)品的接受程度。垃圾桶設(shè)計案例分析 通過垃圾桶設(shè)計學(xué)習(xí)，認(rèn)識鞋與 自己的生活息息相關(guān)，觀摩、認(rèn)識自己及家人的各種各樣的 鞋，有助于對鞋文化的認(rèn)識和理解，分析、感悟鞋的不同文 化、功能、材料的使用，設(shè)計內(nèi)涵。通過本課的學(xué)習(xí)，培養(yǎng) 學(xué)生的科學(xué)意識，提高他們的科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維 能力，努力提高課堂的實效性。1、 教學(xué)方式 本課的教學(xué)方式為體驗式、接受式，既有教師講授也有 小游戲， 教師的講授與信息技術(shù)有機整合， 使講授更加直觀， 不同環(huán)節(jié)采用不同

10、的教學(xué)方式。讓學(xué)生主動參與到教學(xué)中來， 提高課堂的實效性。2、 教學(xué)手段(1)指導(dǎo)思想：利用信息技術(shù)的直觀性，突出美術(shù)學(xué)科 的特點，解決教學(xué)難點，促進學(xué)生的發(fā)展。(2)本課信息技術(shù)的設(shè)計與使用1)導(dǎo)入動畫制作的謎語， “小小兩只船，沒槳又沒帆， 白天帶它到處走，夜晚停在床跟前” 。引出“鞋” 。2)出示原始時代公元前XX-3000年時的鞋，到近代的 各種各樣的鞋，了解鞋的歷史和文化內(nèi)涵。3)出示多功能的鞋的圖片，讓學(xué)生討論研究它們的特 殊性，引出“我設(shè)計的鞋”的課題。4)游戲。出示圖片，猜功能。5)動畫小人， 出示作業(yè)要求， 了解作業(yè)要求， 激發(fā)學(xué) 生創(chuàng)作欲望。學(xué)生設(shè)計環(huán)節(jié)， 放音樂， 營造寬

11、松氛圍， 愉悅學(xué)生心情。興趣是最好的老師，是學(xué)生探求知識、發(fā)展思維的巨 大動力，也是培養(yǎng)學(xué)生主動參與意識的有效途徑。學(xué)生普遍 具有一種獵奇心理。新奇的東西往往會激起他們探索事物的 強烈欲望，這就要求教師挖掘教學(xué)內(nèi)容的新意，使之有新鮮 感。溝通情感：我們的學(xué)生是活生生的，有思想，有情感， 了解學(xué)生的心理特點，與他們進行情感交流，有助于學(xué)生的 動手參與，有助于學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。教師在教學(xué)中與學(xué) 生之間的空間距離，很大程度上，影響學(xué)生主動參與教學(xué)的 強度及時間。因此，教師采用主動在教室里來回走動的方式接近后面的學(xué)生，縮短與他們之間的空間距離，從而縮短 師生的心理距離，為全體學(xué)生積極主動動手參與創(chuàng)造

12、條件。給予學(xué)生安全感。絕大部分學(xué)生對教師有一種畏懼心理， 為了使學(xué)生積極動手參與教學(xué)活動，在課堂教學(xué)中必須使學(xué) 生從心理上感到是安全的，做出的作品不論好壞，都不會影 響老師和同學(xué)對自己的看法，特別是做的不好時不會受到批 評與嘲笑。針對這點，多鼓勵所有學(xué)生積極動手參與各種活 動，給學(xué)生改正錯誤的機會， 使用一些使人輕松愉快的幽默， 給學(xué)生安全感，那么，即使沒把握，學(xué)生也會爭先恐后地參與，其創(chuàng)造性也會大大增強。讓學(xué)生獲得成就感。在學(xué)習(xí)過程中，通過一定努力完成 一項任務(wù)，都會產(chǎn)生成就感。既對自己的付出抱以肯定，又 能激勵自己繼續(xù)前進。但是教師如果把學(xué)習(xí)任務(wù)的難度定得 過低， 學(xué)生不費多大勁就能夠達到

13、，那么，完成了任務(wù)學(xué)生 也感到是理所當(dāng)然的。如果難度過高，學(xué)生可能會不愿去完 成它或?qū)Υ耸バ判摹Ｒ虼?，為了讓學(xué)生獲得成就感，教師應(yīng)把難度定在一個適當(dāng)?shù)乃健Ｈ绾慰刂七@個度，這就需要 根據(jù)實際情況，因材施教，隨機調(diào)節(jié)難度。當(dāng)難度小時.教 師可設(shè)置一些障礙;當(dāng)難度過大時，教師要適當(dāng)處理，分 步進行。同時，當(dāng)學(xué)生失敗時，教師應(yīng)給予幫助和鼓勵;當(dāng) 學(xué)生成功時，教師要給予表揚肯定，使每個學(xué)生都能體驗到 成功的樂趣，從而愿意動手動腦、參與創(chuàng)造。教學(xué)內(nèi)容圍繞與人們生活息息相關(guān)的鞋子來展開，用和 學(xué)生共同猜小謎語的形式縮短了教師和學(xué)生的距離， 從而激 發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，課件演示鞋子的發(fā)展歷史，增長了學(xué) 生的知識也開闊了學(xué)生的視野，學(xué)生都能積極的參與到教學(xué) 中來，在學(xué)生創(chuàng)作中，學(xué)生的作品不論好壞，都不會受到老 師的批評與嘲笑，針對這一點，多鼓勵學(xué)生積極動手參與活 動，給學(xué)生改好自己作品的機會，