基于Arduino的智能遗忘提醒器的设计与实现

摘要

本发明公开了一种基于Arduino的智能遗忘提醒器的设计与实现，硬件部分包括外壳，外壳的内部设置有螺丝孔，螺丝孔上通过M3螺丝连接有物联网模块Esp8266、Arduino主机和Arduino从机；外壳的左上部设置有开口凹槽，在开口凹槽中安放有人体红外传感器模块，外壳的左侧壁上开设有侧壁槽孔，在侧壁槽孔中安置有智能感应探测仪；外壳的左下部开设有散音孔，在散音孔上通过M3螺丝连接有外围语音输出模块；外壳的底部设置有传感器凹槽，在传感器凹槽中固定有压力震动传感器。本发明突破原有思想弊端，大胆设想，充分利用物联网带来的便利，根据原有的想法进行设计，集实时定位，语音播报，安全保护于一身，使其更具创新性、灵活性、可行性，能为人们提供便捷的服务。

说明书

技术领域

本发明涉及一种提醒器，尤其涉及一种基于Arduino的智能遗忘提醒器的设计与实现。

背景技术

到2018年末，中国60岁及以上人口为24949万人，占17.9％，未来中国老龄人口将进一步增加。在日常生活中，人们上班、上学、外出有时不小心忘带房门钥匙而无法开门，或开门后钥匙随手乱放，要用到时又找不到，这是一件很麻烦的事情。特别是对于记忆力不好的老年人，或者工作特别忙的上班族，忘关水电，忘记带钥匙、药品、文件、手机等成了经常发生的事，带给人们特别大的烦恼，这既影响正常的工作和生活，又会造成一定的经济损失。

市场上与本产品相似的便是门禁系统，又称出入口管理系统，是一种管理人员进出的数字化管理系统。一般的门禁系统通常由门禁读卡器(生物识别仪)、门禁控制器、电控锁、开门按钮、卡片及其他设备组成。历经二十多年的发展，门禁系统已经超越过去单纯的门道及钥匙管理，门禁系统能达到安全防范和及时警报联动的目的，发展成为一套完整的出入管理系统。

作为当前世界新一轮经济和科技发展战略制高点之一的物联网，对于促进经济发展和社会进步有重要的现实意义。2011年中国物联网产业市场规模已达到2500亿元，到2015年，中国物联网整体市场规模将达到7500亿元，年复合增长率超过30％，作为物联网第一环节典型应用的智能提醒器发展空间巨大。智能安防是物联网当前最重要和最现实的应用平台之一，目前国外生产的智能门控系统安全性较高，但是价格昂贵，感应式门控系统控制器的价格从4000到3万元不等，包括读卡器、门锁、控制器、软件在内的一套系统报价在万元以上。国内生产的感应式门控系统和指纹门控系统价格较国外同类产品价格低大约10％-50％，但系统的可靠性稍差。

发明内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种基于Arduino的智能遗忘提醒器的设计与实现。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于Arduino的智能遗忘提醒器的设计与实现，其特征在于：具体包括硬件部分和软件实现两部分，其中：

硬件部分包括外壳，外壳的内部设置有螺丝孔，螺丝孔上通过M3螺丝连接有物联网模块、Arduino主机和Arduino从机；

外壳的左上部设置有开口凹槽，在开口凹槽中安放有人体红外传感器模块，外壳的左侧壁上开设有侧壁槽孔，在侧壁槽孔中安置有智能感应探测仪，智能感应探测仪与人体红外传感器模块协同工作；

外壳的左下部开设有散音孔，在散音孔上通过M3螺丝连接有外围语音输出模块，外围语音输出模块用来进行语音播报与人机交互；

外壳的底部设置有传感器凹槽，在传感器凹槽中固定有压力震动传感器，外壳底面开设有孔洞，在孔洞中插置有钩子。

进一步地，物联网模块位于外壳内部的右上部，Arduino主机位于物联网模块的下方，Arduino从机位于物联网模块和Arduino主机的左侧。

进一步地，钩子通过扭件固定在孔洞中。

进一步地，钩子包括短钩段和长钩段，短钩段插置于外壳的内部。

进一步地，压力震动传感器位于短钩段的下方，并由胶枪固定在传感器凹槽中。

进一步地，外围语音输出模块由扣件固定于外壳上。

进一步地，外壳上通过螺丝固定有封盖。

基于Arduino的智能遗忘提醒器的设计与实现的软件实现部分的具体过程为：

过程一、当人出门而未拿钥匙时，本发明会在进行语音播报提示的同时在手机屏幕上对使用人进行提示；

过程二、当人出门拿走钥匙时，本发明会在进行语音播报提示的同时在手机屏幕上提示使用人携带随身物品；

过程三、当门外有人敲门时，本发明会进行语音播报提示的同时在手机屏幕上通知使用人。

进一步地，所述过程一的具体实现步骤为：

当人出门而未拿钥匙时，此时压力震动传感器检测压力示数大于一千，同时人体红外传感器模块和智能感应探测仪先后检测到有人经过，于是经过Arduino主机进行信息处理后将信号传送至外围语音输出模块，随后外围语音输出模块输出语音提示，后将信息上传至物联网模块，物联网模块与手机App进行局域网连接，手机App接受信息并在手机屏幕上进行提示；

所述过程二的具体实现步骤为：

当人出门拿走钥匙时，此时压力震动传感器检测压力示数小于一千，同时当人体红外传感器模块和智能感应探测仪检测到有人出门时，会经过Arduino主机进行信息处理后将信号传送至外围语音输出模块，随即外围语音输出模块输出语音提示来提醒人们可能会遗忘的物品，此时信息上传至物联网模块，物联网模块与手机App进行局域网连接，手机App接受信息并在手机屏幕上进行提示；

所述过程三的具体实现步骤为：

当门外有人敲门时，当压力震动传感器接收到较大频率的震动时，Arduino主机将会进行信息处理并输送至外围语音输出模块，此时外围语音输出模块输出语音提示，同时信息将发送至物联网模块，物联网模块与手机App进行局域网连接，手机App接受信息并在手机屏幕上进行提示。

本发明突破原有思想弊端，大胆设想，充分利用物联网带来的便利，根据原有的想法进行设计，集实时定位，语音播报，安全保护于一身，使其更具创新性、灵活性、可行性，能为人们提供便捷的服务。

附图说明

图1为本发明的外壳整体结构示意图。

图2为本发明的整体装配示意图。

图3为外壳的背面结构示意图。

图4为外壳的正面结构示意图。

图5为外壳的侧壁槽孔结构示意图。

图6为外壳的孔洞结构示意图。

图7为钩子的结构示意图。

图8为扣件的结构示意图。

图9为扭件的结构示意图。

图10为本发明的系统整体框图。

图11为本发明的系统详细原理图。

图中：1、物联网模块；2、Arduino主机；3、人体红外传感器模块；4、智能感应探测仪；5、Arduino从机；6、扣件；7、扭件；8、钩子；9、外围语音输出模块；10、压力震动传感器；11、封盖；12、外壳；81、短钩段；82、长钩段；121、螺丝孔；122、开口凹槽；123、侧壁槽孔；124、散音孔；125、孔洞。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1-11所示的一种基于Arduino的智能遗忘提醒器的设计与实现，其特征在于：具体包括硬件部分和软件实现两部分，其中：

硬件部分包括外壳12，外壳12上通过螺丝固定有封盖11，外壳12的内部设置有螺丝孔121，螺丝孔121上通过M3螺丝连接有物联网模块1、Arduino主机2和Arduino从机5，物联网模块1位于外壳12内部的右上部，Arduino主机2位于物联网模块1的下方，Arduino从机5位于物联网模块1和Arduino主机2的左侧；

在本实施例中，物联网模块1选用物联网模块Esp8266，当物联网模块Esp8266与用户手机处于同一局域网时，将与用户手机中的App进行通讯，在本实施例中App为“点灯Bilker”，物联网模块Esp8266与“点灯Bilker”App进行通讯，传输信息并使手机端动作，做出诸如通知等信息提醒用户。其通过TX/RX端口与Arduino主机2连接进行实时通讯；

Arduino主机2通过SDA/SCL接口使用IIC通讯协议与Arduino从机5连接，Arduino从机5主要用来接收各种传感器发送来的信息并进行简单的处理，Arduino主机2接收Arduino从机5发送来的信息将处理并把特定命令传输给物联网模块Esp8266；

外壳12的左上部设置有开口凹槽122，在开口凹槽122中安放有人体红外传感器模块3，人体红外传感器模块3的感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生高低电平信号，在接线方面人体红外传感器模块3的D0脚位连接Arduino从机5的9号脚位；

外壳的左侧壁上开设有侧壁槽孔123，在侧壁槽孔123中安置有智能感应探测仪4，智能感应探测仪4需3.3V输入电压，故需与Arduino从机5的3.3V输出电源直接连接，智能感应探测仪4的驱动电流为100mA，其OUT控制信号输出，当检测到区域内有物体移动时，OUT端口输出高电平，在接线方面智能感应探测仪4的OUT脚位连接Arduino从机5的10号脚位，智能感应探测仪4与人体红外传感器模块3协同工作；

外壳12的左下部开设有散音孔124，在散音孔124上通过M3螺丝连接有外围语音输出模块9，外围语音输出模块9由扣件6固定于外壳上，外围语音输出模块9用来进行语音播报与人机交互，外围语音输出模块9通过Tx引脚与Arduino从机5的Rx脚位连接交互数据，实现播放语音提示；

外壳12的底部设置有传感器凹槽，在传感器凹槽中固定有压力震动传感器10，当压力传感器的感应区受压时，底层彼此分离的线路导通，金属端口的输出电阻随着压力不同发生变化，VCC接电源正极(3.5v-5v)，GND接电源负极，在接线方面压力传感器的G0脚位连接Arduino从机5的11号脚位；基于电压陶瓷片的模拟振动传感器是一种逆变换过程，震动传感器的D0输出连接到Arduino从机5的12端口，输出信号LED指示；

外壳12的底面开设有孔洞125，在孔洞125中插置有钩子8，钩子8通过扭件7固定在孔洞125中，钩子8包括短钩段81和长钩段82，短钩段81插置于外壳12的内部，压力震动传感器10位于短钩段81的下方，并由胶枪固定在传感器凹槽中。

基于Arduino的智能遗忘提醒器的设计与实现的软件实现部分的具体过程为：

过程一、当人出门而未拿钥匙时：

此时压力震动传感器检测压力示数大于一千，同时人体红外传感器模块和智能感应探测仪先后检测到有人经过，于是经过Arduino主机进行信息处理后将信号传送至外围语音输出模块，随后外围语音输出模块输出语音“钥匙没取出”，后将信息上传至物联网模块Esp8266，物联网模块Esp8266与手机点灯Blinker App进行局域网连接，手机App接受信息并在手机屏幕上以通知显示“钥匙没取出”；

过程二、当人出门拿走钥匙时：

此时压力震动传感器检测压力示数小于一千，同时当人体红外传感器模块和智能感应探测仪检测到有人出门时，会经过Arduino主机进行信息处理后将信号传送至外围语音输出模块，随即外围语音输出模块输出语音“主人！出门请携带随身物品”来提醒人们可能会遗忘的物品，此时信息上传至物联网模块Esp8266，物联网模块Esp8266与手机点灯Blinker App进行局域网连接，手机App接受信息并在手机屏幕上以通知显示“主人！出门请携带随身物品”；

过程三、当门外有人敲门时：

当压力震动传感器接收到较大频率的震动时，Arduino主机将会进行信息处理并输送至外围语音输出模块，此时外围语音输出模块输出语音“主人！门外有人！”，同时信息将发送至物联网模块Esp8266，物联网模块Esp8266与手机点灯Blinker App进行局域网连接，手机App接受信息并在手机屏幕上以通知显示“门外有人，请注意安全”。

本发明在设计上主要使用了无线通讯技术，不论是连接局域网或是手机通讯网络都可以远程实时监控和接收数据，以Arduino单片机为控制核心，其体积小,灵活度高，可满足生活中绝大部分需求，单片机之间使用了IIC通讯协议，具有使用信号线最少、自动寻址、多主机时钟同步等优点，本设计的外观做到了小巧精致，使其移动灵活、安装方便、运用范围广可靠性强，且适应多种场合，无需外围供电，本发明集实时定位，语音播报，安全保护于一身，更具创新性、灵活性、可行性，能为人们提供便捷的服务。

上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。