iShine智能创意多功能小风扇

1作品介绍

在没有空调的大学校园里，小风扇成了每个学生的夏日必备品，但现在市场上的风扇大多造型雷同，功能单一，我们希望通过iShine带来小风扇的革命。

iShine是一种功能增强型智能创意小风扇。iShine在扇叶上放置了16颗RGBLED，可在扇叶高速旋转时利用视觉暂留现象形成显示屏，并可以显示时间、温度、天气和文字,同时可通过蓝牙与手机连接来实现与手机的深度整合，以实现备忘提醒、短信提示、单词助记等功能。iShine可通过手机、触摸按键、手势开关等多种方式进行控制，而且在底座增加有呼吸灯，可实现娱乐、提示、学习三大方面的功能。

2主要功能

2.1娱乐功能

通过手机可在iShine上自定义显示文字（见图1），轻触底座触控区，还可随意改变文字颜色。信息显示模式可以通过新颖有趣的手势进行切换。同时，利用手机可以对iShine小风扇实现全面控制，具有趣味性。

2.2提示功能

在iShine上可以显示时间、温度和天气预报（见图2），同时可以实现备忘提醒、短信提示等功能。

时间显示：时间模式为一个表盘，可显示当前时间，时间信息可通过手机同步获取。

温度显示：温度模式可显示当前温度，温度信息由温度

/14物联网技术2013年/第2期传感器获取。

天气预报：天气模式可显示任意城市的近期天气状况,天气信息由手机连网获取。

备忘提醒：通过手机设置备忘时间和备忘条目，设定时间到达时会显示备忘内容，同时会有转速改变及呼吸灯提示,用户看到备忘后，通过向左手势切换回原模式。

短信提示：当手机收到短信时，显示新信息提示标志,同时会有转速改变及呼吸灯提示。用户看到提示后通过手势控制下一步动作，向右切回原模式，向左显示短信内容摘要,再向左切回原模式。

图1在iShine上自定义显示文字图2在iShine上显示时间

2.3学习功能

iShine具有单词助记功能，可通过手机设定若干需要记忆的单词及中文释义。开启背单词功能开关后，每隔一段时间显示一个单词，用户注意到单词后，可通过手势控制。如记得,则向右切回原模式；如不记得，则向左显示中文释义，再向左切回原模式。记住的单词显示频率降低，没记住的单词显示频率提高。

3技术原理

本产品由信息采集模块、外部控制模块、单片机、通信模块、显示模块、机械部分、供电系统和手机软件组成。功能框图如图3所示。

图3功能框图

3.1信息采集模块

系统中信息采集模块中的时钟芯片选用DS1302,用于采集时间信息。温度传感器选用DS18B29,用于采集温度信息。

3.2外部控制模块

外部控制模块由手势开关和触摸按键组成，其中手势开关由三个光电传感器顺序摆放组成。一般情况下，向左切换模式，向右改变转速；当收到短信时，向左显示短信内容，向右返回；单词功能开启后，当有英文单词显示时，向左显示该单词中文释义，向右返回。

触摸按键就是一个开关按键，可实现开关机。八个按键依次摆放，在上面滑动可改变所显示的颜色。

3.3单片机

系统中的单片机有两片ATmega32A:一片位于底座，用于采集来自传感器和手机的信息并发送给另一片单片机；另一片位于扇叶中心圆盘，用于接收信息、处理数据并控制LED显示相应的内容。

3.4通信模块

通信模块包括无线通信模块NRF24L01和蓝牙通信模块HC-07。无线通信模块NRF24L01用于实现两单片机之间的通信；蓝牙模块HC-07则用于实现手机和单片机之间的通信。

3.5显示模块

显示模块中的RGB(16个)可利用视觉暂留现象通过旋转显示所需图案。霍尔传感器用于测速和确定所显示图案的位置。3.6机械部分

机械部分主要是支架、电机和扇叶固定板。支架由不锈钢材料制成，起支撑固定作用。电机可固定在支架上端的半圆板上。扇叶固定板由铝板制成，可固定扇叶显示部分电路的组成的PCB电路板，保证旋转扇叶的刚度。

3.7供电系统

本系统使用输出为16V的AC/DC电源适配器为风扇供电。16V电源接到电源管理模块，可输出5V直流电给单片机及传感器供电，同时输出3.3V直流电给NRF24L01供电。显示部分则使用电刷旋转供电方式，用于为扇叶上显示部分电路供电。

3.8手机软件

本智能风扇的手机软件运行于Android2.2+，通过蓝牙串口协议与智能风扇进行通信，可实现调节速度、颜色，设定文本，同步时间，设定备忘，读取短信，设定待学习单词及其中文释义等功能。

4作品创新点、应用前景和市场

本iShine智能创意小风扇的主要创新点如下：

充分利用风扇运行时扇叶高速旋转的特点和视觉暂留现象，用一排LED形成显示平面，形式新颖有趣，并可使资源利用最大化。

改善了现有风扇单一的功能，融合玩、帮、学于一体，做到一机多用，节约资源，提高效率。

实现与手机的深度整合。可以进行非接触控制，方便使用；用手机设定具体信息(如同步时间，设定具体文字、备忘内容、待学习单词等)，提高了可玩性和多样性；可读取手机通信信息(如短信)，更加个性化。

增加了手势开关和触摸按键等人机交互形式，使人机交互更加自然流畅，增强了实用性和趣味性。

在提示信息到来时，有转速改变和呼吸灯提示，保证信息不会遗漏，更加人性化。

5应用前景和市场分析

本iShine智能创意小风扇弥补了现有的电风扇功能单一化的不足,及时补充了电风扇市场上的缺口,可最终满足消费者变化多端的生活的需要。其次，也迎合消费者的需求，从青年群体入手,逐渐形成多层次的利润空间,可吸引更多的市场潜在消费者。另外，在中后期产品研发的过程中，还可逐渐针对不同的人群和用途进行详细分类，主要包括以下几类：

公共类:用于大型公共场合，用于公益、提醒、广告、时间显示等，起宣传作用。

助学类：适用于学生，功能丰富，价格较低。

幼教类：适用于儿童，造型可爱，具有识字、助记等功能。

创意类：小巧精致，可作为节日礼物等赠与他人。

20211017_616c1256008d2__iShine智能创意多功能小风扇