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        智能井蓋報(bào)警裝置

        2023-05-30 22:01:02吳泳辰
        關(guān)鍵詞:值班室主控板報(bào)警裝置

        吳泳辰

        發(fā)明緣由

        有一天,我看到一則新聞:一位行人經(jīng)過(guò)一處井蓋時(shí),因井蓋移位不幸跌落井中。雖然在大家的努力下,這名行人被安全救出,但他的身體仍有一定程度的擦傷,也受到了驚嚇??吹竭@樣的新聞,我感到很難過(guò)。試想一下,如果是自己一個(gè)人掉落在黑黑的井里,那真是太可怕了!有沒(méi)有辦法避免這類事故呢?

        我在百度上搜索“井蓋 事故”的關(guān)鍵詞,發(fā)現(xiàn)井蓋“吃人”的事故時(shí)有發(fā)生,大部分情況是因?yàn)榫w移位、破損后,沒(méi)有及時(shí)得到復(fù)位、修補(bǔ),也沒(méi)有提醒路人。

        經(jīng)過(guò)思考,我想發(fā)明一個(gè)智能井蓋報(bào)警裝置。當(dāng)井蓋移位、井蓋被盜時(shí),井蓋能自己“說(shuō)話”,及時(shí)通知維修人員,提醒路人,避免墜井事故的發(fā)生。

        設(shè)計(jì)思路

        智能井蓋報(bào)警裝置主要由四部分組成。

        第一部分是感知系統(tǒng),利用接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)井蓋是否移位、丟失;

        第二部分是控制系統(tǒng),利用主控板實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和處理,并根據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)出相應(yīng)的指令;

        第三部分是警示系統(tǒng),由蜂鳴器、燈帶組成,通過(guò)聲音和燈光發(fā)出警報(bào);

        第四部分是能源系統(tǒng),利用太陽(yáng)能板、太陽(yáng)能充電器對(duì)裝置供電。

        制作過(guò)程

        在老師和爸爸的陪同下,我們考察了井蓋的生產(chǎn)廠家,實(shí)地參觀了井蓋的制作過(guò)程,了解到井蓋智能化程度欠缺,這更加堅(jiān)定了我制作智能井蓋報(bào)警裝置的決心。

        (一)組裝硬件

        第一步,準(zhǔn)備一塊圓形板,類比井蓋(為了不影響太陽(yáng)能板充電,井蓋須采用透光材料),如圖1所示。準(zhǔn)備兩塊外圈直徑與井蓋直徑相等的環(huán)形墊板,用于安裝報(bào)警裝置。

        第二步,準(zhǔn)備兩塊主控板,分別安裝蜂鳴器、紅外發(fā)射器和紅外接收器,如圖2所示。主控板A安裝在井蓋處,主控板B安裝在值班室。

        第三步,將3個(gè)接近開(kāi)關(guān)、主控板A安裝在環(huán)形墊板A上。將太陽(yáng)能板、太陽(yáng)能充電器安裝在井蓋上,并將所有元器件的電路連接,如圖3所示。

        第四步,將燈帶固定在環(huán)形墊板B的外圈。將環(huán)形墊板A、環(huán)形墊板B組裝在一起,智能井蓋報(bào)警裝置就完成了,如圖4所示。

        (二)編寫(xiě)程序

        利用圖形化編程軟件編寫(xiě)程序,將程序分別輸入主控板A、主控板B,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和處理。

        效果測(cè)試

        作品組裝調(diào)試完畢后,我們進(jìn)行了效果測(cè)試,驗(yàn)證其功能。

        井蓋保持不動(dòng),井蓋處的主控板A會(huì)發(fā)送安全信號(hào)給值班室的主控板B,主控板B接收到安全信號(hào)后會(huì)亮起綠燈。

        將井蓋揭開(kāi)2厘米,就會(huì)觸發(fā)報(bào)警裝置,蜂鳴器會(huì)立即發(fā)出警報(bào)聲,燈帶也會(huì)不停閃爍,對(duì)過(guò)往的行人和車輛進(jìn)行預(yù)警。同時(shí),井蓋處的主控板A會(huì)發(fā)送危險(xiǎn)信號(hào)給值班室的主控板B,主控板B接收到危險(xiǎn)信號(hào)后亮起紅燈,提醒工作人員及時(shí)維修。

        創(chuàng)新點(diǎn)

        智能井蓋報(bào)警裝置能及時(shí)對(duì)井蓋偏移作出反應(yīng),在提醒過(guò)往車輛和行人的同時(shí),還能將信息反饋給工作人員,提醒工作人員及時(shí)維修,消除城市中的安全隱患。

        另外,該裝置有聲音和燈光雙重報(bào)警,對(duì)于夜晚的行人和司機(jī)來(lái)說(shuō),閃爍的燈光能更好地發(fā)揮預(yù)警作用。

        改進(jìn)方向

        1.由于目前社會(huì)上的井蓋無(wú)法透光,在實(shí)際使用時(shí)須另外增加供電設(shè)備,代替太陽(yáng)能板。

        2.裝置的結(jié)構(gòu)較為分散,后期可優(yōu)化結(jié)構(gòu),減小體積,實(shí)現(xiàn)裝置一體化。

        3.增加警報(bào)關(guān)閉功能。因工作需要打開(kāi)井蓋時(shí),可由值班室的工作人員關(guān)閉警報(bào),并設(shè)置重新開(kāi)啟時(shí)間。

        4.將裝置納入智慧城市建設(shè)中,與市政監(jiān)管系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)更好的管理。

        指導(dǎo)老師 鄭士青

        老師推薦理由:

        該學(xué)生關(guān)注社會(huì)問(wèn)題,經(jīng)過(guò)不斷思考和實(shí)踐,將編程知識(shí)和工程設(shè)計(jì)結(jié)合在一起,發(fā)明了智能井蓋報(bào)警裝置。該裝置有一定的創(chuàng)新性,但也有許多提升空間,學(xué)生能夠主動(dòng)反思,提出改進(jìn)方向,值得點(diǎn)贊。

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