魔力花說明書.doc

鄭州大學(xué)魔力花說明書魔力花（詳細(xì)說明書）作品題目：魔力花作品成員：1劉玉杰 2楊曉 3金陽 4姚順華 5李超學(xué) 校：鄭州大學(xué)摘 要：魔力花 通過微傳感器檢測葉子顫動的加速度、外界聲音大小、人體紅外信號，編程控制花朵做出相應(yīng)的開合動作以及相關(guān)音樂、彩光的配合，打破傳統(tǒng)的曇花一現(xiàn)，靜美如花的概念，展現(xiàn)花開花合的動態(tài)美，與人交互的靈性美，開創(chuàng)動態(tài)裝飾花的新領(lǐng)域。鄭州市科學(xué)大道100號鄭州大學(xué)機械學(xué)院07級6班劉玉杰郵編：450001說明書目錄1. 作品概述32. 基本功能43. 設(shè)計方案64. 可行性分析及性能優(yōu)勢115. 創(chuàng)新點和解決的問題112鄭州大學(xué)魔力花說明書魔力花1.作品概述 本文介紹了一種應(yīng)用于觀賞、裝飾的智能開合花魔力花的設(shè)計方案。該方案采用MEMS加速傳感器、聲音傳感器、紅外傳感器，通過感測魔力花葉子的震動，周圍的聲音及人體的紅外來實現(xiàn)花朵按照指定功能自動閉合或開放和相關(guān)聲光系統(tǒng)的配合。該系統(tǒng)由魔力花機械結(jié)構(gòu)部分、步進電機拖動部分和控制電路部分組成。魔力花機械部分由：活動花瓣、串環(huán)、花莖、花托、拉線、花瓶以及支架等組成，步進電機拖動部分是由步進電機、電機架、電機底座等組成，控制電路部分是由微控制芯片STC89C52單片機與加速傳感器，聲音傳感器和紅外傳感器通信實現(xiàn)，單片機接收到其它傳感器的信息后進行匯總處理后，向步進電機發(fā)出動作指令，以實現(xiàn)魔力花的自動開合。 產(chǎn)品實物效果照片2.基本功能 魔力花的花開花合動作及相應(yīng)的聲光系統(tǒng)是基于硬件基礎(chǔ)由程序控制，可以通過編程實現(xiàn)指定的功能，以下以1魔力含羞花和2魔力迎客花為例說明。2.1.魔力含羞花魔力含羞花靈感源于含羞草，當(dāng)有人靠近時（檢測到人體紅外信號），含羞花就會因“害羞”而自動閉合，閉合延時一定時間后“羞澀消失”可自動開放。在閉合期間，若有風(fēng)吹到葉子（檢測到葉子的顫動），就會忽如一夜春風(fēng)來，一朵鮮花迎面開，閉合的花兒就打開了。在常態(tài)開放的情況下，若說話或噪音太大（檢測到聲音達到一定閥值）時，同樣會嚇著嬌小的花兒，使之閉合。2.2.迎客花相比于魔力含羞花魔力迎客花更受大家的歡迎。迎客花常態(tài)閉合，當(dāng)有人來的時候（檢測到紅外），她就會開放，可以使我們每一個人都體驗一下“人見人愛，花見花開”效果， 同樣當(dāng)有風(fēng)吹來時（檢測到葉子的動搖產(chǎn)生加速度），她也會“忽如一夜春風(fēng)來，一朵鮮花迎面開”，迎客花更喜歡您的掌聲，只要聽到了掌聲（檢測聲音），也同樣會欣然開放。 3.設(shè)計方案3.1.機械部分 如圖“整體結(jié)構(gòu)圖”所示，智能開合花包括花朵，開合結(jié)構(gòu)，花枝，支撐架，減速電機，和控制電路組成?；ǘ渚o挨在開合結(jié)構(gòu)上，開合結(jié)構(gòu)固定在花枝上，減速電動機和花枝固定在支撐架上，減速電動機卷拉或松開開合結(jié)構(gòu)中的細(xì)線實現(xiàn)活動花瓣的開合，活動花瓣對花朵合上抱緊或是放松打開實現(xiàn)整朵花的開合，控制電路檢測信息和控制減速電機做出相應(yīng)的正反轉(zhuǎn)或停止延時動作。所述的花朵為普通仿真工藝花，其花瓣成層次分布，例如蓮花。所述開合結(jié)構(gòu)如“開合結(jié)構(gòu)局部圖”所示，由花托，固定在花托上的圓形串環(huán)，串在串環(huán)上的5個活動花瓣，用來拉動各個活動花瓣柄部從而使活動花瓣閉合的細(xì)線，使活動花瓣復(fù)位打開的彈簧組成。所述花枝由中空的細(xì)長管做成，管內(nèi)徑可以容得下細(xì)線。所述支撐架用來固定花枝和減速電動機，支撐架可以放到花瓶里，起到美化作用。所述減速電動機輸出的扭矩可以拉動細(xì)線使活動花瓣閉合。所述控制電路通過紅外傳感器、聲音傳感器、加速度傳感器等傳感器檢測人體紅外，聲音大小，葉子的顫動等信息，然后把信息傳送給單片機，單片機對減速電動機發(fā)出正轉(zhuǎn)或是反轉(zhuǎn)的命令從而卷拉或松開細(xì)線。3.2.電路部分3.2.1模塊控制圖 3.2.2.工作原理框圖 3.2.3 各模塊電路及其說明a.人體紅外模塊該部分主要有PIR人體紅外熱釋電傳感器和BIS0001信號處理芯片組成。經(jīng)傳感器采集信號后送往BIS0001處理，向單片機發(fā)出一個脈沖信號。b.聲音信號采集模塊該部分主要由駐極體話筒和LM324組成的信號放大處理電路組成。聲音信號經(jīng)駐極體話筒采集后經(jīng)一級放大，然后通過電壓比較電路處理后向單片機發(fā)出脈沖信號。c.主控制電路和步進電機和加速度傳感器該部分主要有STC89C52單片機、步進電機驅(qū)動芯片ULN2003和步進電機以及MEMS加速度傳感器。對于紅外信號的采集和聲音信號的采集，單片機工作于中斷1和中斷2，對于MEMS加速度傳感器的信號，單片機通過查詢方式獲得，經(jīng)過仲裁后向步進電機和彩燈發(fā)出動作信號。d.其他模塊彩燈驅(qū)動電路由NE555組成的定時器電源模塊e.另外還有語音模塊，由于其電路比較成熟，在此就不再列舉。4.可行性分析及性能優(yōu)勢4.1.可行性分析 根據(jù)以上所述設(shè)計方案，本產(chǎn)品機械結(jié)構(gòu)簡單新穎，電路部分技術(shù)成熟，制作容易，若大批量生產(chǎn)，每盆材料成本粗算可控制在60元以內(nèi)，具有實際生產(chǎn)應(yīng)用的意義。4.2.性能優(yōu)勢本產(chǎn)品由項目組提出全新概念動態(tài)裝飾畫，進行科學(xué)合理的設(shè)計，制作調(diào)試出可供展示的智能開合花魔力花樣品，并且取得相關(guān)產(chǎn)權(quán)保護（專利號2010205439332）。與目前市場上的靜態(tài)裝飾花相比，具有無與倫比的優(yōu)勢所在。5.創(chuàng)新點和解決的問題目前市場上的裝飾花，都為靜止不動的花。本項目所做智能花，打破曇花一現(xiàn)、靜美如花的傳統(tǒng)觀念，重現(xiàn)花開花合的細(xì)節(jié)，展現(xiàn)花開的動態(tài)美，與人交互的靈性美。魔力含羞花適合于家庭玩賞，趣味橫生；迎客花用于婚慶布景，新郎新娘從紅地毯上走過，兩邊擺放的花兒隨著人走