創(chuàng)意垃圾桶設(shè)計(jì)方案垃圾桶設(shè)計(jì)》案例分析

1、創(chuàng)意垃圾桶設(shè)計(jì)方案 垃圾桶設(shè)計(jì) 案例分析創(chuàng)意垃圾桶設(shè)計(jì)方案 對(duì)于“智能垃圾桶”這個(gè)名詞，相 信大家已不陌生，現(xiàn)在市場(chǎng)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(shí)， 垃圾桶自動(dòng)開蓋， 等垃圾投入完畢，垃圾桶桶蓋又自動(dòng)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(shí)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(jī)械耗損程度較 高，所以還有許多需要改進(jìn)的地方。現(xiàn)在，許多發(fā)達(dá)國(guó)家如 美國(guó)、英國(guó)都致力于研究新型智能型垃圾桶，使垃圾桶具有 多項(xiàng)智能型功能。本文提出了一種實(shí)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(fèi)者、 遙控封袋，從功能方面更側(cè)重于在生活細(xì)節(jié)上為消費(fèi)者帶來(lái) 便利，衛(wèi)生、環(huán)保、健康。該系統(tǒng)運(yùn)用了兩種相互獨(dú)立的通信方式：無(wú)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(guò)對(duì)電磁波的 調(diào)制解調(diào)過(guò)程完成信息的傳輸，達(dá)到對(duì)機(jī)械設(shè)備的控制功能。 當(dāng)人體接近垃圾桶時(shí)，紅外發(fā)射、接收器則通過(guò)對(duì)紅外光波 的調(diào)制解調(diào)過(guò)程，完成信息的傳輸，達(dá)到控制的目的。傳統(tǒng)的垃圾桶通過(guò)紅外感應(yīng)裝置實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)感應(yīng)開蓋的功能，但考慮到主婦在廚房做事時(shí)，會(huì)時(shí)常走動(dòng)。若平凡 出入垃圾桶檢測(cè)有效范圍就會(huì)導(dǎo)致垃圾桶時(shí)開時(shí)閉， 機(jī)械的 磨損程度顯然就會(huì)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(gè)遙控器，通過(guò)無(wú)線通信子系統(tǒng)向 桶內(nèi)的接收器傳達(dá)信號(hào)，使垃圾桶的翻蓋如同家用空調(diào)般在 一個(gè)角度固定，就可解決以上問(wèn)題。同時(shí)，遙控器的應(yīng)用還實(shí)現(xiàn)了控制垃圾桶移動(dòng)到用戶面前，自動(dòng)開蓋，垃圾裝滿時(shí) 自動(dòng)封袋等一系列動(dòng)作。遙控器無(wú)線發(fā)射模塊TX5000,是RFM公司的短距離高頻無(wú)線發(fā) 射專用芯片，其無(wú)線發(fā)射頻率是，符合智能垃圾桶的無(wú)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(guò)掃描電路識(shí) 別輸出到通信控制器上;系統(tǒng)采用Philips公司的P89C51RA2單片機(jī)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(jìn)行編碼，然后通 過(guò)串口發(fā)送到發(fā)射模塊T

4、X5000上,最后通過(guò)發(fā)射天線輸出。 方案中單片機(jī)處理后的信息通過(guò)串口通信來(lái)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(lái)增大傳輸帶寬， 提高通信可 靠性。無(wú)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(wú)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(wú)線接收器，用來(lái)接收無(wú)線發(fā)射器發(fā)射過(guò) 來(lái)的高頻信號(hào)。RX5000的頻率是的短距離高頻無(wú)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(lái) 接收無(wú)線發(fā)射器發(fā)射過(guò)來(lái)的高頻數(shù)據(jù)。然后，通過(guò)波特率為57600bit/s的SCI模塊把數(shù)據(jù)送到MEG

5、A單片機(jī)上，完成無(wú) 線接收過(guò)程。MEGA&微處理器主要負(fù)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(dòng)，封袋的功能都是在這 種通信模式下通過(guò)控制指令放大驅(qū)動(dòng)來(lái)完成的。紅外發(fā)射部分發(fā)射經(jīng)過(guò)調(diào)制后載有測(cè)量信號(hào)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(lái)的紅外光波由光電接收管接收，然后經(jīng)由單片機(jī)進(jìn) 行處理。單片機(jī)做出智能化控制決策，輸出控制指令?？刂?信號(hào)經(jīng)過(guò)控制信號(hào)放大與驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)之后驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)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(dòng)數(shù)據(jù) 給智能垃圾桶。為了實(shí)現(xiàn)遙控器上每個(gè)按鈕都對(duì)應(yīng)特定的功 能

6、，本方案將單片機(jī)外接一個(gè)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(hào)，第5行鍵盤矩陣用于發(fā)送連續(xù) 信號(hào)，即鍵盤按下后將不斷發(fā)送多組相同的信號(hào)，直至鍵盤 松開后才停止發(fā)送。單一信號(hào)用于指定的功能，連續(xù)信號(hào)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(shí)，單片機(jī)輸出一個(gè)控制周期的無(wú) 線指令信號(hào)是一串12個(gè)字節(jié)的字碼。其中第1個(gè)字節(jié)是指 令信號(hào)的引導(dǎo)碼，其值固定為55H,第29個(gè)字節(jié)為前導(dǎo)效 驗(yàn)位，第10個(gè)和第11個(gè)字節(jié)為具體的數(shù)據(jù)信號(hào)，對(duì)應(yīng)不同 的按鍵數(shù)據(jù)信號(hào)也不同， 第12個(gè)字節(jié)是指令信號(hào)的結(jié)束碼，其值固定為55H,表1即為無(wú)線指令信號(hào)格式。D10和D11是鍵盤輸入碼，用兩個(gè)字節(jié)表示。

7、每個(gè)鍵盤 指令經(jīng)過(guò)編碼解碼后，單片機(jī)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(dòng)操作時(shí)，D10為00或01或02,當(dāng)指令數(shù)據(jù)為開蓋操作時(shí)D10為EE,當(dāng)指令數(shù)據(jù)為封袋操作時(shí)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(jī)后，先進(jìn)行初始化。出于省電的考 慮，在30s內(nèi)沒(méi)有鍵按下時(shí)，就進(jìn)入節(jié)電等待模式。因此，用“for”循環(huán)來(lái)計(jì)時(shí)，并設(shè)定計(jì)數(shù)初值為0。隨后開始30s計(jì)時(shí)，若是在此期間有鍵按下，則進(jìn)入中斷程序，若30s內(nèi) 無(wú)鍵按下，則進(jìn)入節(jié)電等待模式。重新進(jìn)行30s計(jì)時(shí)。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(dòng)關(guān)機(jī)。 進(jìn)人中斷程序后，判斷出哪個(gè)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(méi)有松開，則繼續(xù)發(fā)送。返回前，重新 設(shè)定計(jì)時(shí)初值為0。MEGA8的程序流程圖見(jiàn)圖5。智能垃圾桶的核心控制器MEGA并行地進(jìn)行紅外探測(cè)和無(wú)線接收，當(dāng)人靠近垃圾桶時(shí)，紅外光波折射回接收管時(shí)，觸發(fā)信號(hào)從紅外模塊傳送到MEGA8上,MEGA8m據(jù)紅外的觸發(fā)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)打開垃圾 桶的翻蓋;同樣地，當(dāng)人離開垃圾桶時(shí)，觸發(fā)信號(hào)傳送到MEGA8上,MEGA8就驅(qū)動(dòng)電機(jī)閉合垃圾桶的翻蓋。垃圾桶實(shí) 時(shí)地進(jìn)行無(wú)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(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，通過(guò)逐個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的辨識(shí)完成 特定功能的實(shí)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(yùn)用智能科技手段，提高了家用垃圾桶的智 能化程度。操作簡(jiǎn)單、衛(wèi)生，功能實(shí)用，符合國(guó)內(nèi)人群對(duì)家 用智能化產(chǎn)品的接受程度。垃圾桶設(shè)計(jì)案例分析 通過(guò)垃圾桶設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)鞋與 自己的生活息息相關(guān)，觀摩、認(rèn)識(shí)自己及家人的各種各樣的 鞋，有助于對(duì)鞋文化的認(rèn)識(shí)和理解，分析、感悟鞋的不同文 化、功能、材料的使用，設(shè)計(jì)內(nèi)涵。通過(guò)本課的學(xué)習(xí)，培養(yǎng) 學(xué)生的科學(xué)意識(shí)，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(shí)效性。1、 教學(xué)方式 本課的教學(xué)方式為體驗(yàn)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(jī)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(dòng)參與到教學(xué)中來(lái)， 提高課堂的實(shí)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(diǎn)，解決教學(xué)難點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。(2)本課信息技術(shù)的設(shè)計(jì)與使用1)導(dǎo)入動(dòng)畫制作的謎語(yǔ)， “小小兩只船，沒(méi)槳又沒(méi)帆， 白天帶它到處走，夜晚停在床跟前” 。引出“鞋” 。2)出示原始時(shí)代公元前XX-3000年時(shí)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(jì)的鞋”的課題。4)游戲。出示圖片，猜功能。5)動(dòng)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(jì)環(huán)節(jié)， 放音樂(lè)， 營(yíng)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(shí)、發(fā)展思維的巨 大動(dòng)力，也是培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)參與意識(shí)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(huì)激起他們探索事物的 強(qiáng)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(diǎn)，與他們進(jìn)行情感交流，有助于學(xué)生的 動(dòng)手參與，有助于學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)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(dòng)參與教學(xué)的 強(qiáng)度及時(shí)間。因此，教師采用主動(dòng)在教室里來(lái)回走動(dòng)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(dòng)動(dòng)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(duì)教師有一種畏懼心理， 為了使學(xué)生積極動(dòng)手參與教學(xué)活動(dòng)，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(huì)影 響老師和同學(xué)對(duì)自己的看法，特別是做的不好時(shí)不會(huì)受到批 評(píng)與嘲笑。針對(duì)這點(diǎn)，多鼓勵(lì)所有學(xué)生積極動(dòng)手參與各種活 動(dòng)，給學(xué)生改正錯(cuò)誤的機(jī)會(huì)， 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(méi)把握，學(xué)生也會(huì)爭(zhēng)先恐后地參與，其創(chuàng)造性也會(huì)大大增強(qiáng)。讓學(xué)生獲得成就感。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，通過(guò)一定努力完成 一項(xiàng)任務(wù)，都會(huì)產(chǎn)生成就感。既對(duì)自己的付出抱以肯定，又 能激勵(lì)自己繼續(xù)前進(jìn)。但是教師如果把學(xué)習(xí)任務(wù)的難度定得 過(guò)低， 學(xué)生不費(fèi)多大勁就能夠達(dá)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(guò)高，學(xué)生可能會(huì)不愿去完 成它或?qū)Υ耸バ判?。因此，為了讓學(xué)生獲得成就感，教師應(yīng)把難度定在一個(gè)適當(dāng)?shù)乃?。如何控制這個(gè)度，這就需要 根據(jù)實(shí)際情況，因材施教，隨機(jī)調(diào)節(jié)難度。當(dāng)難度小時(shí).教 師可設(shè)置一些障礙;當(dāng)難度過(guò)大時(shí)，教師要適當(dāng)處理，分 步進(jìn)行。同時(shí)，當(dāng)學(xué)生失敗時(shí)，教師應(yīng)給予幫助和鼓勵(lì);當(dāng) 學(xué)生成功時(shí)，教師要給予表?yè)P(yáng)肯定，使每個(gè)學(xué)生都能體驗(yàn)到 成功的樂(lè)趣，從而愿意動(dòng)手動(dòng)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(lái)展開，用和 學(xué)生共同猜小謎語(yǔ)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(zhǎng)了學(xué) 生的知識(shí)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(lái)，在學(xué)生創(chuàng)作中，學(xué)生的作品不論好壞，都不會(huì)受到老 師的批評(píng)與嘲笑，針對(duì)這一點(diǎn)，多鼓勵(lì)學(xué)生積極動(dòng)手參與活 動(dòng)，給學(xué)生改好自己作品的機(jī)會(huì)，