基本信息
- 项目名称：
- 智能闹钟
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本产品在传统的闹钟基础上添加了行走功能。当闹铃时，小车载着闹钟前行，并且播放音乐，小车在行走一定时间后停下等待用户关掉，若用户还没起床，则继续前行，直到用户起床关掉闹钟，因此对于喜欢睡懒觉的用户来说，这不得不让用户起床跟上小车并关掉。在小车前行过程中，小车上的红外线探头若检测前方有障碍物，能自动避让而避免由于碰撞造成元件的损坏，保证了产品的寿命。
- 详细介绍：
- 由于现在随着人们就业压力的增加，赖床的现象变得普遍而且容易误事，而且即使睡前定时了闹钟，也可能因为在闹钟响后而个人手动关闭，最后没有达到叫醒的功能。本项目受到该现象的启发，提出一种在叫醒过程中能运动的闹钟，而迫使人不得不起床关闭闹种，最终达到完全叫醒的效果。 在硬件方面，首先，我们选用了atmega16单片机，因为其有以下特点：（1）采用先进RISC结构的AVR内核，具有131条机器指令，且大多数指令的执行时间为单个系统时钟周期；具有32个8位通用工作寄存器；能工作在16MHz时具有16MIPS的性能。另外，配备只需要2个时钟周期的硬件乘法器（2）片内含有较大容量的非易失性的程序和数据存储器，16K字节在线可编程（ISP）Flash程序存储器（擦除次数>1万次），采用Boot Load技术支持IAP功能；1K字节的片内SRAM数据存储器，可实现3级锁定的程序加密；512个字节片内在线可编程EEPROM数据存储器（寿命>10万次）；（3）片内含JTAG接口，支持符合JTAG标准的边界扫描功能用于芯片检测；支持扩展的片内在线调试功能可通过JTAG口对片内的Flash、EEPROM、配置熔丝位和锁定加密位实施下载编程；（4）外围接口，2个带有分别独立、可设置预分频器的8位定时器/计数器；1个带有可设置预分频器、具有比较、捕捉功能的16位定时器/计数器；片内含独立振荡器的实时时钟RTC；具有4路PWM通道和8路10位ADC。基于以上的特点，我们选用atmega16单片机。其次，在时钟芯片方面，我们选用ds1302时钟芯片，其采用的串行数据传输, 节约了单片机的IO口，可为掉电保护电源提供可编程的充电功能，并且可以关闭充电功能，这样可以达到即使重新上电之后，而出现时间重置的情况,为了使万年历在运动时有自动避障的功能，我们在选用选取了红外线 HS0038B，因为其接收只38KHZ左右的红外线可以对免受外界的光线的影响，抗干扰能力强，因此需要对红外线发射端进行编码，发送38KHZ的红外线，使在有反射的情况下接收端能有效的接收到发射端发出的信号，这样可以使“万年历”小车在运动中感应更灵敏，在制作过程中，曾使用过型号为TCRT5000的红外线对管，由于检测距离不到1cm,其接受管的接收频率范围也较大，所以其受外界光线影响的相对大些，，在实际操作的过程中发现，在外界可见光越强的情况下，其所受影响较大，瞬时电压可达1.2V左右，而在无光的情况下，瞬时电压仅0.2V左右，所以我们选择了敏感性更好的HS0038B。该闹钟采用的DS1302时钟芯片的双电源管脚用于主电源和备份电源供应，当电源掉电时，外接在电路中的纽扣电池会自动为时钟芯片供电，维持芯片工作，保证了时间的同步性能，时钟芯片的功耗极低，使用纽扣电池可长时间连续供电，避免了用户因需跟换内部电池造成的困扰，也不必在重新上电后需重新设置时间了，使用简单。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的：针对早晨喜欢赖床并喜欢关掉闹钟继续睡觉的人，设计一个会跑动的智能闹钟。 基本思路:一个万年历时钟显示器和智能小车的结合。 创新点：采用低功耗高速单片机为主控芯片，使闹钟的在遇障碍物时灵活转弯，并不断播放音乐；同时可以设定闹钟的行走路线，和行走方式（例：走走停停方式，以方便用户抓住它）。 技术关键点：万年历时钟的修改和显示；壁障方式；乐曲播放；电机的控制，循迹方式。 技术指标：时钟精确；显示清晰；能壁开5CM以内障碍物；能前进后退，左右转弯；音乐声响亮；能区分黑白线的路径。
科学性、先进性
- 本作品属于创新小制作。主要是针对市面上单一或功能简单的闹钟的一种改进和升级，是为生活提供便利的小制作、小发明。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 模型，现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 该闹钟采用4-5节干电池供电，并且掉电后在上电时，时钟不需要重新设置。可以根据需要灵活实时设置时间、日期、闹钟等，适合所有家庭使用。 由于现在很多闹钟在闹铃的时候，用户可以很容易伸手将其关掉后继续睡觉。本设计可以让睡懒觉的人必须起来去找闹钟，进而醒瞌睡。市场上虽然有相关会跑的小闹钟，但是它功能简单，不能显示万年历，掉电后需要重新设置时间，不能绕开障碍物等缺陷，所以相信市场前景不错。
同类课题研究水平概述
- 本设计主要是针对目前市场上闹钟的一种改进和创新。设计上主要采用AVR单片机为控制芯片，通过与时钟芯片DS1302通信，把时钟信息显示在LCD1602液晶显示屏，并通过电机驱动模块和传感检测模块来控制闹钟的行走。
