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1、创意垃圾桶设计方案 垃圾桶设计案例分析创意垃圾桶设计方案对于“智能垃圾桶”这个名词，相信大家已不陌生，现在市场上已出现一种技术成熟的智能垃 圾桶产品。它能够在人的手或物体接近投物口约15cm时，垃圾桶自动开盖，等垃圾投入完毕，垃圾桶桶盖乂自动关闭。 虽然该产品已不需用于直接接触垃圾桶桶盖，但要真正使垃 圾桶实现智能化，这还只能算是第一步。由于这种垃圾桶的 功能还比较单一，并且直接开关盖这一功能机械耗损程度较 高，所以还有许多需要改进的地方。现在，许多发达国家如 美国、英国都致力于研究新型智能型垃圾桶，使垃圾桶具有 多项智能型功能。本文提出了一种实用型智能垃圾桶的方案， 这种垃圾桶能够调节开盖的
2、角度，控制垃圾桶走近消费者、 遥控封袋，从功能方面更侧重于在生活细节上为消费者带来 便利，卫生、环保、健康。该系统运用了两种相互独立的通信方式：无线通信和红 外。遥控器端的发射器和垃圾桶端的接收器经过对电磁波的 调制解调过程完成信息的传输，达到对机械设备的控制功能。 当人体接近垃圾桶时，红外发射、接收器则通过对红外光波 的调制解调过程，完成信息的传输，达到控制的目的。传统的垃圾桶通过红外感应装置实现了自动感应开盖的功能，但考虑到主妇在厨房做事时，会时常走动。若平凡 出入垃圾桶检测有效范围就会导致垃圾桶时开时闭，机械的 磨损程度显然就会增大，造成垃圾桶故障率的提高或使用寿 命的缩短。这里，外设一
3、个遥控器，通过无线通信子系统向 桶内的接收器传达信号，使垃圾桶的翻盖如同家用空调般在 一个角度固定，就可解决以上问题。同时，遥控器的应用还 实现了控制垃圾桶移动到用户面前，自动开盖，垃圾装满时 自动封袋等一系列动作。遥控器无线发射模块TX5000,是RFM司的短距离高频无线发 射专用芯片，其无线发射频率是，符合智能垃圾桶的无线通 信要求。键盘把带有特定功能的指令数据输出，通过扫描电路识别输出到通信控制器上；系统采用Philips公司的P89C51RA2 单片机作为通信控制器，它的主要作用是获取扫描电路得到 的键盘指令数据，并按照一定的通信格式进行编码，然后通过串口发送到发射模块 TX5000上
4、，最后通过发射天线输出。方案中单片机处理后的信息通过串口通信来输出，通信采用57600bit/s 的串口传输率；通信模块TX5000X作于ASK调制方式上，并使用/s数据传输率来增大传输带宽，提高通信可靠性。无线接收器和智能垃圾桶的内部结构和工作原理 智能垃圾桶的无线接收器和智能垃圾桶的内部结构如 图3所示。垃圾桶端装有无线接收器，用来接收无线发射器发射过 来的高频信号。RX5000的频率是的短距离高频无线接收专用 芯片，工作于ASK调制方式上，具有/s的数据传输率。用来 接收无线发射器发射过来的高频数据。然后，通过波特率为 57600bit/s 的SCI模块把数据送到MEGA弟片机上，完成无
5、 线接收过程。MEGA糠处理器主要负责接收数据和数据解码 处理。垃圾桶的控制翻盖角度，移动，封袋的功能都是在这 种通信模式下通过控制指令放大驱动来完成的。红外发射部分发射经过调制后载有测H信号的红外光 波;如果有人靠近光电接收管，则红外光波受到人体的反射， 反射回来的红外光波由光电接收管接收，然后经由单片机进 行处理。单片机做出智能化控制决策，输出控制指令。控制 信号经过控制信号放大与驱动环节之后驱动执行机构。由于RFM公司的RX5000系列的通信模块都是单工通信 的，所以系统的通信是单方向的，即由遥控器发送驱动数据 给智能垃圾桶。为了实现遥控器上每个按钮都对应特定的功 能，本方案将单片机外接
6、一个键盘矩阵，其中前4行的键盘矩阵规定用于发送单组信号，第5行键盘矩阵用于发送连续信号，即键盘按下后将不断发送多组相同的信号，直至键盘 松开后才停止发送。单一信号用于指定的功能，连续信号则用于翻盖控制中 角度的调节。当键盘发生按键操作时，单片机输出一个控制周期的无 线指令信号是一串12个字节的字码。其中第 1个字节是指 令信号的引导码，其值固定为55H,第29个字节为前导效 验位，第10个和第11个字节为具体的数据信号，对应不同 的按键数据信号也不同，第12个字节是指令信号的结束码， 其值固定为55H,表1即为无线指令信号格式。D10和D11是键盘输入码，用两个字节表示。每个键盘 指令经过编码
7、解码后，单片机根据不同的编码执行相应的操 作。当数据指令是走动操作时，D10为00或01或02,当指令数据为开盖操作时 D10为EE,当指令数据为封袋操作时 D10为FF。表2即为键盘输入码的数据格式。流程图如图4,开机后，先进行初始化。出于省电的考 虑，在30s内没有键按下时，就进入节电等待模式。因此， 用“for ”循环来计时，并设定计数初值为0。随后开始30s计时，若是在此期间有键按下，则进入中断程序，若 30s内 无键按下，则进入节电等待模式。重新进行30s计时。若在节电模式中有键盘被按下，执行中断程序，否则自动关机。 进人中断程序后，判断出哪个按键被按下，并将数据编码后 发送，若判断
8、出按键没有松开，则继续发送。返回前，重新 设定计时初值为0。MEGA8的程序流程图见图 5。智能垃圾桶的核心控制器MEGA湃行地进行红外探测和无线接收，当人靠近垃圾桶时,红外光波折射回接收管时，触发信号从红外模块传送到MEGA吐，MEGASS据红外的触发信号来驱动电机打开垃圾 桶的翻盖；同样地，当人离开垃圾桶时，触发信号传送到 MEGA吐，MEGA8就驱动电机闭合垃圾桶的翻盖。垃圾桶实 时地进行无线接收遥控器的通信数据，首先判断该数据是否 符合通信数据的协议，然后提取出键盘数据，取出数据中载 有键盘指令的两个字节数据，通过逐个字节数据的辨识完成 特定功能的实现。本文所介绍的新型智能垃圾桶的方案
9、，拓展了现有智能 垃圾桶的功能，运用智能科技手段，提高了家用垃圾桶的智 能化程度。操作简单、卫生，功能实用，符合国内人群对家 用智能化产品的接受程度。垃圾桶设计案例分析通过垃圾桶设计学习，认识鞋与自己的生活息息相关，观摩、认识自己及家人的各种各样的 鞋，有助于对鞋文化的认识和理解，分析、感悟鞋的不同文 化、功能、材料的使用，设计内涵。通过本课的学习，培养 学生的科学意识，提高他们的科学素养，培养学生创新思维 能力，努力提高课堂的实效性。1、教学方式本课的教学方式为体验式、接受式，既有教师讲授也有小游戏，教师的讲授与信息技术有机整合，使讲授更加直观, 不同环节采用不同的教学方式。让学生主动参与到
10、教学中来, 提高课堂的实效性。2、教学手段（1）指导思想：利用信息技术的直观性，突出美术学科 的特点，解决教学难点，促进学生的发展。（2）本课信息技术的设计与使用1）导入动画制作的谜语，“小小两只船，没桨乂没帆， 白天带它到处走，夜晚停在床跟前”。引出“鞋”。2）出示原始时代公元前 XX-3000年时的鞋，到近代的 各种各样的鞋，了解鞋的历史和文化内涵。3）出示多功能的鞋的图片，让学生讨论研究它们的特 殊性，引出“我设计的鞋”的课题。4）游戏。出示图片，猜功能。5）动画小人，出示作业要求，了解作业要求，激发学 生创作欲望。学生设计环节，放音乐，营造宽松氛围，愉悦学生心情。兴趣是最好的老师，是学
11、生探求知识、发展思维的巨 大动力，也是培养学生主动参与意识的有效途径。学生普遍 具有一种猎奇心理。新奇的东西往往会激起他们探索事物的 强烈欲望，这就要求教师挖掘教学内容的新意，使之有新鲜 感。沟通情感：我们的学生是活生生的，有思想，有情感， 了解学生的心理特点，与他们进行情感交流，有助于学生的 动手参与，有助于学生创新意识的培养。教师在教学中与学 生之间的空间距离，很大程度上，影响学生主动参与教学的 强度及时间。因此，教师采用主动在教室里来回走动的方式 接近后面的学生，缩短与他们之间的空间距离，从而缩短 师生的心理距离，为全体学生积极主动动手参与创造条件。给予学生安全感。绝大部分学生对教师有一
12、种畏惧心理， 为了使学生积极动手参与教学活动，在课堂教学中必须使学 生从心理上感到是安全的，做出的作品不论好坏，都不会影 响老师和同学对自己的看法，特别是做的不好时不会受到批 评与嘲笑。针对这点，多鼓励所有学生积极动手参与各种活 动，给学生改正错误的机会， 使用一些使人轻松愉快的幽默， 给学生安全感，那么，即使没把握，学生也会争先恐后地参 与，其创造性也会大大增强。让学生获得成就感。在学习过程中，通过一定努力完成 一项任务，都会产生成就感。既对自己的付出抱以肯定，乂 能激励自己继续前进。但是教师如果把学习任务的难度定得 过低，学生不费多大劲就能够达到，那么，完成了任务学生 也感到是理所当然的。
13、如果难度过高，学生可能会不愿去完 成它或对此失去信心。因此，为了让学生获得成就感，教师 应把难度定在一个适当的水平。如何控制这个度，这就需要 根据实际情况，因材施教，随机调节难度。当难度小时.教师可设置一些障碍;当难度过大时，教师要适当处理，分步进行。同时，当学生失败时，教师应给予帮助和鼓励；当学生成功时，教师要给予表扬肯定，使每个学生都能体验到 成功的乐趣，从而愿意动于动脑、参与创造。教学内容围绕与人们生活息息相关的鞋子来展开，用和 学生共同猜小谜语的形式缩短了教师和学生的距离，从而激 发了学生学习的兴趣，课件演示鞋子的发展历史，增长了学 生的知识也开阔了学生的视野，学生都能积极的参与到教学 中来，在学生创作中，学生的作品不论好坏，都不会受到老 师的批评与嘲笑，针对这一点，多鼓励学生积极动手参与活 动，给学生改好自己作品的机会，在讲评环节我尽虽多展示 学生的作品发现他们各自的闪光点，让每个学生都获得成就 感。为了鼓励每个学生我都发给了他们小的奖品，也许这节 课的创作他差了点，通过老师的鼓励对他将来上好美术课会有很大的激励作用。本节课的不足之处是教师的技法演示 缺乏一些，学生在构图技法等方面有所欠缺，在将来的教学 中应加强这方面的演示。不断提高美术学科的教学效率。让 我们的美术课堂充满活力和生机，让儿童美术教育真正成为 孩子们创新的摇篮！
