[發(fā)明圈]一幅“長腦子”的窗簾

□周刊記者 蘇弼坤 文/圖

“我們常說，科技越發(fā)展，人就越懶。動(dòng)動(dòng)手指就能輕松地控制你家的窗簾，這就是我設(shè)計(jì)的物聯(lián)網(wǎng)窗簾。它能夠通過手機(jī)APP進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，不但APP的控制界面簡潔，而且其設(shè)備安裝適用于目前市場上銷售的各類窗簾。”昨天上午，黃淮學(xué)院機(jī)械與能源工程學(xué)院電子工程專業(yè)大二學(xué)生安河舟說，只要保持網(wǎng)絡(luò)暢通，手機(jī)安裝由他制作的APP，就可以對(duì)窗簾進(jìn)行操控，并查看室內(nèi)的溫濕度等相關(guān)參數(shù)。

安裝手機(jī)APP控制系統(tǒng)，讓生活變得很愜意。

安河舟展示自己設(shè)計(jì)的手機(jī)APP控制窗簾閉開。

暑假過后宿舍長蘑菇了

“我于2015年9月來到黃淮學(xué)院機(jī)械與能源工程學(xué)院，剛上大學(xué)的我們每天重復(fù)著上課、下課，參加社團(tuán)活動(dòng)。”安河舟說，或許是大學(xué)生活快樂充實(shí)的緣故，大一整個(gè)學(xué)期，他除了記得自己在下學(xué)期加入了學(xué)校電子協(xié)會(huì)外，再也沒有其他特殊的記憶。2016年7月，期末考試結(jié)束后，他就和幾名室友道別回家過暑假了。

幾名男生放假前鎖上了寢室的門卻忘了關(guān)閉窗戶，到9月假期結(jié)束回到學(xué)校時(shí)他們都傻了眼。

 “打開寢室門的那一刻我們有一種窒息的感覺，因?yàn)橥涥P(guān)窗戶，并且窗簾是關(guān)閉的，宿舍里有一股很大的潮濕氣味，臨近窗口的床鋪下都長了蘑菇，木柜子上也有霉斑。”安河舟說。

“就因?yàn)槲覀儧]打開窗簾，大家才沒看到窗戶是開著的。宿舍成了這個(gè)樣子，我們費(fèi)了很大勁兒進(jìn)行清理。如果窗簾能像人一樣有腦子該多好。”安河舟說，大掃除時(shí)自己隨口埋怨了一句，沒想到這句話成就了一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)窗簾設(shè)備的發(fā)明。

一次設(shè)計(jì)大賽讓埋怨成現(xiàn)實(shí)

“整個(gè)寢室都是潮濕味，床鋪、褥子，還有沒帶走的衣服都發(fā)霉了，放到誰身上都不舒服。”安河舟說，當(dāng)時(shí)他就是埋怨了一句，大家沒當(dāng)回事。2016年11月的一天，電子協(xié)會(huì)發(fā)起了一個(gè)“Arduino設(shè)計(jì)大賽”，大賽的宗旨就是利用一塊電路板，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、生活中的智能、快捷。

安河舟說，剛?cè)腚娮訁f(xié)會(huì)時(shí)自己只知道Arduino這個(gè)電路板是一款便捷靈活、方便上手的開源電子原型平臺(tái)，只要編寫程序代碼，將程序上傳到Arduino電路板，程序便會(huì)告訴Arduino電路板要做些什么。也就是說只要編寫一定的程序，就能通過電路板完成某些動(dòng)作。

大賽之初，安河舟和其他電子協(xié)會(huì)的會(huì)員一樣，因?yàn)樗鶎W(xué)知識(shí)有限，能夠落實(shí)到比賽實(shí)踐中的東西少之又少。安河舟整天抓耳撓腮地想做出一個(gè)什么項(xiàng)目，才能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、生活中的智能、便捷。

 “當(dāng)時(shí)，我在創(chuàng)客中心一直在紙上寫‘生產(chǎn)、生活、智能’這幾個(gè)關(guān)鍵詞，考慮與大賽相關(guān)的項(xiàng)目。不知不覺到了中午，室友發(fā)短信叫我和他們一起外出吃飯。我突然想到了寢室里發(fā)霉的窗簾。”安河舟說，既然設(shè)計(jì)大賽的宗旨是利用一塊電路板實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、生活的智能便捷，那么讓窗簾自己開關(guān)肯定符合這次大賽的宗旨。如果項(xiàng)目設(shè)計(jì)得足夠便捷和智能，或許產(chǎn)品還能量產(chǎn)上市呢。

隨時(shí)隨地能控制的窗簾

“隨著生活水平的提高，越來越多的人希望擁有一個(gè)舒適、便捷、安全的家居環(huán)境，我們傳統(tǒng)的住宅正向智能化方向轉(zhuǎn)變。”安河舟說，在此背景下，他準(zhǔn)備設(shè)計(jì)一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能窗簾控制系統(tǒng)，滿足人們追求便捷、新奇生活的需求，讓人們可以隨時(shí)隨地控制窗簾。

“對(duì)物聯(lián)網(wǎng)窗簾的‘隔空控制’也使家中增加科技感。”安河舟說，其實(shí)物聯(lián)網(wǎng)窗簾與普通窗簾的外觀沒有多大的差別，其設(shè)計(jì)目的就是帶給人們不一般的享受體驗(yàn)，讓居住者更舒心更便捷，可以隨時(shí)隨地查看房間內(nèi)的溫濕度，便捷生活觸手可及。

 安河舟介紹，雖然自己在大學(xué)中所學(xué)的課程不能滿足這次Arduino設(shè)計(jì)大賽的需求，但是Arduino這個(gè)電路板，在網(wǎng)絡(luò)上有專門的中文社區(qū)，只要抽出時(shí)間學(xué)習(xí)研究，肯定能夠掌握它的關(guān)鍵所在。

自學(xué)成才

讓窗簾擁有一整套傳感器

“對(duì)我們這個(gè)專業(yè)的大學(xué)生來說，在‘Arduino中文社區(qū)’的幫助下，編寫程序代碼并不是太難的事，難點(diǎn)就在APP的制作和硬件配置的選擇上。”安河舟說，最初他想對(duì)窗簾進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，不管是外出還是在家中，只要想讓窗簾打開或者關(guān)閉都能夠?qū)崿F(xiàn)。

想用手機(jī)APP實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，必須掌握APP手機(jī)移動(dòng)端的開發(fā)，這是問題的關(guān)鍵也是難點(diǎn)。安河舟通過查閱大量與APP開發(fā)相關(guān)的資料、社區(qū)網(wǎng)站，同時(shí)在高年級(jí)同學(xué)的幫助下，開始一點(diǎn)一點(diǎn)地掌握程序代碼的編寫。“當(dāng)時(shí)我能想到的只有窗簾的打開與閉合。”安河舟說，他第一次設(shè)計(jì)出來的手機(jī)APP只有開、關(guān)兩個(gè)按鍵。

因?yàn)楣δ苌伲O(shè)計(jì)制作也比較簡單，安河舟制作的遠(yuǎn)程控制窗簾不久就誕生了。在實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，因?yàn)殡姍C(jī)扭矩過大，一打開電機(jī)窗簾就被卷了進(jìn)去，還帶著窗簾一直旋轉(zhuǎn)。

因?yàn)槠胀姍C(jī)的扭矩過大，安河舟就把普通電機(jī)換成了減速電機(jī)，速度確實(shí)慢了下來，可如何實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制又成了問題。

既然是遠(yuǎn)程控制，就必須讓窗簾知道自己開、關(guān)到何種程度停下來，可減速電機(jī)必須用手機(jī)APP控制，如果控制者看不到窗簾，同時(shí)又想對(duì)窗簾進(jìn)行適當(dāng)?shù)拈_、關(guān)，僅僅依靠一個(gè)減速電機(jī)顯然是不行的。

“后來，我嘗試過使用限位開關(guān)，但這個(gè)也不適合智能窗簾的使用。”安河舟介紹，限位開關(guān)是利用物體移動(dòng)突破限制位置時(shí)斷開電路完成工作的，也就是說如果裝了限位開關(guān)，窗簾只有全開和全閉兩個(gè)狀態(tài)。后來，他還嘗試使用步進(jìn)電機(jī)，這樣在轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)數(shù)上能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)控制，但是在設(shè)計(jì)上就要多下一些功夫了。

最初，安河舟設(shè)計(jì)出來的物聯(lián)網(wǎng)窗簾是不具備溫、濕度測量的，后來他加裝了溫濕度傳感器，并升級(jí)了手機(jī)APP，讓溫濕度傳感器得到的數(shù)據(jù)直接傳輸給手機(jī)APP端，在手機(jī)屏幕上顯示出室內(nèi)的溫濕度情況，根據(jù)室內(nèi)環(huán)境，選擇是否開窗簾，具體開到什么。

希望自己的發(fā)明

被運(yùn)用到實(shí)際生活中

“一覺醒來，睜開惺忪的雙眼，輕觸手機(jī)屏幕打開窗簾接收早晨的第一縷陽光。夜深了，關(guān)閉房內(nèi)所有燈光，輕觸手機(jī)屏幕，窗簾就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，生活是多么愜意。”安河舟說，他的設(shè)計(jì)滿足了人們追求高質(zhì)量生活的心愿，更讓家居從低端升級(jí)到高端，從大眾品位到私人定制。并且隨著電子產(chǎn)品的推廣化，物聯(lián)網(wǎng)窗簾依靠它的這種優(yōu)勢(shì)，再借助電子信息普及的大潮，應(yīng)用的范圍可以說是極其廣泛的。

安河舟介紹，目前他設(shè)計(jì)的物聯(lián)網(wǎng)窗簾依然處于研發(fā)階段，現(xiàn)在的窗簾已經(jīng)具備根據(jù)室內(nèi)溫濕度環(huán)境開關(guān)的功能，同時(shí)具有LED照明功能。后期，他會(huì)考慮把窗戶列入集成控制，不但能根據(jù)室內(nèi)環(huán)境開關(guān)窗簾，同時(shí)能讓窗戶根據(jù)具體環(huán)境打開或關(guān)閉。另外，室內(nèi)的照明設(shè)施和空調(diào)等設(shè)施，一樣能添加到控制中，最后通過一個(gè)手機(jī)APP實(shí)現(xiàn)室內(nèi)所有用電設(shè)備的智能控制。