TDK作為iCAN大賽的合作伙伴，

本次為參賽選手們免費(fèi)提供四種產(chǎn)品

用于作品創(chuàng)作研發(fā)。

以下為大家介紹2例

使用TDK產(chǎn)品的優(yōu)秀項(xiàng)目的內(nèi)容！

學(xué)校：華北水利水電大學(xué)

成員：張芊鐿、王琬云、趙子毅、李一兵、陳婭萱

我國人口已經(jīng)突破了十四億，在人口如此龐大的國內(nèi)，殘疾人總數(shù)占到了百分之一，而在眾多殘疾人當(dāng)中，盲人的數(shù)量超過了1730萬。實(shí)現(xiàn)多功能、智能化的導(dǎo)盲杖是解決盲人出行問題的首選方案。使得盲人在外出時(shí)不再感到恐懼，減少了他們的出行風(fēng)險(xiǎn)，并提高了出行的便利性。

本項(xiàng)目研發(fā)的智能導(dǎo)盲杖主要功能有：

1.基于STM32單片機(jī)的溫度語音播報(bào)系統(tǒng)：溫度傳感器可實(shí)時(shí)檢測周圍環(huán)境溫度，其溫度閾值可依據(jù)應(yīng)用場景動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié),并設(shè)置有語音播報(bào)功能。

2.基于STM32單片機(jī)的智能人行橫道信號(hào)燈識(shí)別系統(tǒng)：在檢測障礙物的基礎(chǔ)上增添超聲波智能檢測上下臺(tái)階和振動(dòng)提醒，使盲人群體更便于出行。

3.超聲波檢測系統(tǒng)配合震動(dòng)模塊提示障礙物：在檢測障礙物的基礎(chǔ)上增添超聲波智能檢測上下臺(tái)階和振動(dòng)提醒，使盲人群體更便于出行。

其中選擇了TDK的PiezoHapt執(zhí)行器，可以利用脈沖控制自由變化振幅，實(shí)現(xiàn)了薄型化，在低電壓驅(qū)動(dòng)下即可獲得清晰的響應(yīng)瞬時(shí)響應(yīng)，豐富多彩的振動(dòng)模式（振動(dòng)頻率）相對(duì)應(yīng)，經(jīng)實(shí)踐測試，檢測到地面積水后語音播報(bào)準(zhǔn)確率可達(dá)90%助力盲人群體平穩(wěn)度過障礙區(qū)域。

4.北斗系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位

5.基于大數(shù)據(jù)事故隱患分析的語音提醒系統(tǒng)：通過障礙識(shí)別、路線規(guī)劃、位置定位，實(shí)現(xiàn)更加快速、實(shí)時(shí)更新、更為精準(zhǔn)的功能實(shí)現(xiàn)。

6.基于SIM800C模塊和定位模塊的一鍵求救系統(tǒng)：經(jīng)實(shí)踐測試，按下按鈕后四個(gè)方向的經(jīng)緯度信息誤差均可控制在±3度。

7.積水檢測系統(tǒng)：選擇物美價(jià)廉的電極式積水探測傳感器，符合大多數(shù)盲人的經(jīng)濟(jì)需求。

8.夜間LED低耗能可巡航照燈自動(dòng)開啟裝置：由于盲人無法辨別白天與黑夜，本產(chǎn)品設(shè)置自動(dòng)開啟和關(guān)閉動(dòng)作閥值，夜間LED燈自動(dòng)開啟，以提示行人規(guī)避盲人，同時(shí)設(shè)有防瞬間強(qiáng)光干擾的功能。

當(dāng)前方有障礙物時(shí)，超聲波探測系統(tǒng)配合語音播報(bào)系統(tǒng)開始工作，當(dāng)檢測到前方有障礙物時(shí)，會(huì)播報(bào)具體方向有障礙物這個(gè)提示命令，同時(shí)震動(dòng)模塊也會(huì)工作，可以很好的彌補(bǔ)盲人在嘈雜的環(huán)境中聽不到聲音而導(dǎo)致意外的發(fā)生。震動(dòng)模塊采用TDK的PiezoHapt執(zhí)行器，實(shí)現(xiàn)了薄型化，可應(yīng)用于各種用途。在低電壓驅(qū)動(dòng)獲得清晰的響應(yīng)。瞬時(shí)響應(yīng),豐富多彩的振動(dòng)模式(振動(dòng)頻率)相對(duì)應(yīng)。

1.本產(chǎn)品依靠北斗定位系統(tǒng)，可精確定位，當(dāng)盲人對(duì)自身位置感到迷茫時(shí)，按下相應(yīng)按鈕，可語音播報(bào)當(dāng)前位置。

2.本產(chǎn)品設(shè)計(jì)了一種能自動(dòng)識(shí)別人行橫道信號(hào)燈的系統(tǒng)，顏色傳感器組成可識(shí)別人行橫道以及交通信號(hào)燈的顏色，并通過語音方式提醒盲人，幫助盲人安全通過人行橫道。

3.本產(chǎn)品設(shè)計(jì)了一鍵求救系統(tǒng)，目的在于確保盲人群體在緊急情況下能在第一時(shí)間與家人取得聯(lián)系，設(shè)計(jì)了一鍵求救系統(tǒng)，主要包括報(bào)警模塊，盲人用戶按下一鍵報(bào)警按鈕，中央處理器將GPS芯片獲取的位置信息轉(zhuǎn)錄為電子信息，然后將電子信息向信號(hào)傳輸端發(fā)送，信號(hào)傳輸端將電子信息轉(zhuǎn)錄為手機(jī)可編碼信息，基站將其轉(zhuǎn)化為字符信息，向預(yù)設(shè)好的家人手機(jī)發(fā)送。

4.本產(chǎn)品設(shè)計(jì)了積水探測系統(tǒng)，主要包括積水傳感器，當(dāng)有積水通過傳感器時(shí)，積水傳感器的探頭形成通路，將電信號(hào)傳遞至中央處理器，進(jìn)而通過語音播報(bào)系統(tǒng)提示盲人躲避積水。

5.本產(chǎn)品在導(dǎo)盲杖手柄前端設(shè)計(jì)了LED光電感應(yīng)燈，內(nèi)部設(shè)計(jì)了光控照明燈自動(dòng)開關(guān)電路，詞LED燈可在夜間自動(dòng)點(diǎn)亮，提示行人對(duì)盲人及時(shí)進(jìn)行規(guī)避。

6.本產(chǎn)品研發(fā)了一種事故隱患語音提醒系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)分析模塊和語音播報(bào)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)分析模塊對(duì)所選擇的路線中的街景照片進(jìn)行有效篩選，綜合考慮街景照片的拍攝時(shí)間、可見度因素，以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)集的精確和準(zhǔn)確的挑選，采用目標(biāo)識(shí)別算法對(duì)街景圖像中的盲道被占用比率和盲道設(shè)置的合理程度進(jìn)行分析，當(dāng)占用比率超過一定閾值時(shí)，通過語音提醒的方式向盲人客戶傳達(dá)相關(guān)信息。

學(xué)校：山東華宇工學(xué)院

成員：王嘉寧、辛瑜、馬騰鵬、馬明宇、王海

本項(xiàng)目主要針對(duì)土方回填中產(chǎn)生大量揚(yáng)塵，影響工人和周圍居民健康的問題，研究了一款檢測凈化系統(tǒng)。整套系統(tǒng)安置在工作區(qū)域周邊，用單片機(jī)作為主控芯片，通過檢測系統(tǒng)檢測土方回填區(qū)域的空氣 PM2.5 含量，噴霧系統(tǒng)進(jìn)行噴霧降低揚(yáng)塵，噴頭安裝在兩個(gè)舵機(jī)組成的二軸云臺(tái)上，通過檢測風(fēng)速風(fēng)向的數(shù)據(jù)改變噴頭方向，精確噴灑在工作區(qū)域內(nèi)；空氣PM2.5 含量過高時(shí)，系統(tǒng)在操作界面發(fā)出警報(bào)并自動(dòng)打開噴霧系統(tǒng)降塵。不同于目前工地上的檢測與凈化分開處理的情況，本設(shè)計(jì)集檢測與凈化于一體，設(shè)置手動(dòng)自動(dòng)兩種模式。一方面檢測到的數(shù)據(jù)可以通過屏幕直觀體現(xiàn)，另一方面可以通過得到的數(shù)據(jù)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)自動(dòng)自由切換。數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳到云端，可以隨時(shí)隨地進(jìn)行查看并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制，相對(duì)于傳統(tǒng)降塵設(shè)備更加智能化。

如今人們對(duì)于環(huán)境的要求越來越高，建筑工地的土方回填環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生大量揚(yáng)塵，也是城市主要的污染源之一，因此對(duì)工作區(qū)域空氣質(zhì)量的監(jiān)控和凈化變得尤為重要。現(xiàn)有的處理措施是高頻的灑水，通過增加空氣濕度來降低揚(yáng)塵，但這種方式同樣存在著許多弊端，比如浪費(fèi)人工、浪費(fèi)水資源等。還有就是用機(jī)器持續(xù)灑水，為了節(jié)約水資源采用水霧的方式，但是都是固定位置噴灑水霧，沒有針對(duì)性，效率較低。目前工地中有檢測各項(xiàng)環(huán)境指標(biāo)的設(shè)備，也有霧炮之類的降塵設(shè)備，但它們都是獨(dú)立工作，效率較低，效果不佳。分析現(xiàn)有背景，發(fā)現(xiàn)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，讓二者配合運(yùn)行可以提高降塵的效率，可以一定程度上減少揚(yáng)塵對(duì)人體健康和環(huán)境的危害。所以施工中需要一套系統(tǒng)幫助人們凈化土方回填中揚(yáng)塵的產(chǎn)生。

本設(shè)計(jì)整體分為兩部分。第一部分是檢測系統(tǒng)，通過各種感應(yīng)模塊感應(yīng)環(huán)境情況，然后根據(jù)不同的情況做出不同的響應(yīng)。在土方回填過程中會(huì)產(chǎn)生大量揚(yáng)塵，開工之前將設(shè)備安裝到位，粉塵傳感器檢測到揚(yáng)塵濃度過高時(shí)或者濕度傳感器檢測到現(xiàn)場濕度過低時(shí)，將數(shù)據(jù)回饋給單片機(jī)，并在屏幕上進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯示，單片機(jī)做出響應(yīng)，開啟噴淋裝置進(jìn)行加濕降塵。

第二部分是執(zhí)行系統(tǒng)，通過水管連接水源，有水泵進(jìn)行工作，根據(jù)檢測部分傳回的信息，在單片機(jī)中進(jìn)行處理，達(dá)到噴淋條件時(shí)啟動(dòng)。通過科學(xué)的管路及霧化噴頭噴出水霧，達(dá)到降塵的效果。并且霧化噴頭安裝在兩個(gè)舵機(jī)組成的二軸云臺(tái)上，噴頭會(huì)根據(jù)風(fēng)速風(fēng)向進(jìn)行方向的調(diào)整。所有檢測模塊檢測到的數(shù)據(jù)都會(huì)在顯示屏上進(jìn)行顯示包括工作狀態(tài)等。

1.該裝置采用 PM2.5 粉塵傳感器、噪聲傳感器、風(fēng)向風(fēng)速傳感器、溫濕度傳感器等檢測模塊構(gòu)成檢測系統(tǒng)，可根據(jù)建筑工地當(dāng)前風(fēng)向、風(fēng)力改變噴水角度。裝置通過各種感應(yīng)模塊感應(yīng)環(huán)境情況，然后根據(jù)不同的情況做出相應(yīng)的響應(yīng)。粉塵傳感器檢測到揚(yáng)塵濃度過高時(shí)或者濕度傳感器檢測到現(xiàn)場濕度過低時(shí)，會(huì)將數(shù)據(jù)回饋給 Arduino Nano 芯片，開啟噴淋裝置進(jìn)行加濕降塵。與人工噴灑相比，具有噴灑降塵時(shí)效性、高效性、準(zhǔn)確性，能最大程度的減少空氣中大顆粒粉塵含量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排這一目的。

2.通過屏幕將粉塵數(shù)據(jù)以及濕度數(shù)據(jù)風(fēng)速風(fēng)向等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示出來，便于人們掌握空氣情況。TTL 轉(zhuǎn) 485 配合網(wǎng)關(guān)作數(shù)據(jù)通信，數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳到云端，可以隨時(shí)隨地進(jìn)行觀看和對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制，方便對(duì)于該施工場所全天氣候的空氣質(zhì)量監(jiān)測，裝置結(jié)構(gòu)材料堅(jiān)固且便宜，成本低，廢棄之后可回收利用，污染小，維護(hù)成本低。

3.相比較傳統(tǒng)降塵方式，克服了高空噴灑和霧炮的缺點(diǎn)，噴霧方向可調(diào)，噴霧時(shí)間可自由控制，當(dāng)面對(duì)大風(fēng)天氣時(shí)，通過幾臺(tái)裝置之間的配合，實(shí)現(xiàn)全方位噴霧，受大風(fēng)天氣影響小，相較于人工全天候的巡邏噴灑，該裝置能更加節(jié)水、省力、高效，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于水資源的節(jié)約和高效利用。

4.將TDK的PiezoHapt執(zhí)行器與有人云平臺(tái)相連，在輔助MCU中配置可穿戴化設(shè)備，當(dāng)污染超標(biāo)時(shí)進(jìn)行震動(dòng)反饋。

1.可根據(jù)建筑工地的即時(shí)風(fēng)向、風(fēng)力改變噴水角度。能對(duì)工地風(fēng)向以及環(huán)境中 PM2.5 含量進(jìn)行監(jiān)測，超出設(shè)定最大值后進(jìn)行報(bào)警。

2.整個(gè)設(shè)計(jì)以軟件為核心、硬件為輔助，具有靈活性、自由性、可靠性的特點(diǎn)，能夠根據(jù)系統(tǒng)的需要隨時(shí)進(jìn)行變化。

3.安裝操作簡單、降塵效果好，并且夏天還可以起到給工人降溫的作用，既經(jīng)濟(jì)實(shí)用又環(huán)保，快速又高效，性價(jià)比高，可大幅節(jié)約人工及水資源的開支。

4.構(gòu)造和運(yùn)行成本低。在構(gòu)造方面，選用模塊價(jià)格便宜常見，易獲得。運(yùn)行及維護(hù)成本低，在運(yùn)行過程中設(shè)定自動(dòng)檔位，避免人力浪費(fèi)，更貼合實(shí)際。

TDK的PiezoHapt執(zhí)行器是由積層壓電器件與振動(dòng)板構(gòu)成的超薄型振動(dòng)模塊，其通過低電壓進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，可在大范圍中傳遞皮膚感覺。該產(chǎn)品可通過脈沖控制自由變化振幅，因此可應(yīng)對(duì)各類振動(dòng)形式，可用于穿戴設(shè)備、觸摸板、屏幕、控制器等需要通過皮膚感覺進(jìn)行反饋的各類設(shè)備中。

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