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小學生給電表裝上“超級大腦”

發(fā)布時間:2015-11-18 作者: 來源:北京晚報 瀏覽:1215

能自動計算出剩余電量使用天數(shù),在電量即將耗盡時還能短信通知用戶


    啪!

    毫無征兆的,房間里的燈滅了,電腦屏幕的光暗了下來。一片寂靜中,只剩下電器發(fā)出吱吱的聲音,似乎在黑暗中表達著不甘。這就斷電了?!呀,澡還沒洗呢,還有個文件沒處理完呢……

    大概每個人都曾在生活中經(jīng)歷過這一窘迫時刻。這讓人不禁開始幻想,如果斷電時,電表能“通情達理”,提前給人發(fā)出通知該有多好啊。恭喜你!這并不是白日做夢。來自匯文一小六年級的學生陳薈蓉,發(fā)現(xiàn)了生活中的這一痛點之后,利用自己的周末和課余時間,制作出“電表智能反饋”系統(tǒng):安裝了“超級大腦”的智能電表,不僅能在電量即將耗盡時,給用戶發(fā)來短信通知;還可以智能計算出剩余電量使用天數(shù),并進行實時顯示。

    停電竟讓獨居老人摔傷

    激發(fā)陳薈蓉做出“智能電表”創(chuàng)意的其實是一場不大的事故。薈蓉的鄰居是一位獨居的老奶奶,去年夏天的一個晚上,老奶奶家里突然停電了,老人在黑暗中四處摸索著找手電的時候,不小心被絆倒摔了一跤,這一跤讓老人在病床上養(yǎng)了好幾個月才能下地。聽說了這件事之后陳薈蓉意識到,原來平時大家習以為常的突然斷電,不僅會給人們的生活帶來不便,更有可能給老人和小孩造成傷害。那有沒有什么可以改善的辦法呢?

    為此,陳薈蓉還特意在小區(qū)里做了一番調(diào)查:“您是否遇到過突然斷電的情況?”“設(shè)想過的改善辦法有哪些?”整理綜合了各方意見之后,陳薈蓉發(fā)現(xiàn),雖然有的電表可以通過電子顯示窗報警,但是由于居民電卡表一般集中安裝在樓道里,離用戶的實際生活區(qū)較遠,因此報警效果大打折扣,一般粗心的用戶無法及時了解到電表數(shù)據(jù),隱患依然存在。

    既然如此,何不讓電表的提醒功能離我們更近一些?比如,直接給我們發(fā)送信息提醒?通過上網(wǎng)查詢電表工作原理后,薈蓉得知市面上有一種電表,可以將使用電量等參數(shù)進行傳輸。與廠家交流后,她確認電表可以將數(shù)據(jù)傳輸給單片機,由此確定了裝置最關(guān)鍵部分的可行性。今年上半年,陳薈蓉開始了嘗試。

    小學生搞定復雜編程

    要執(zhí)行一個操作,就得有指令的發(fā)送方做“指揮官”,有指令的執(zhí)行方做“操作官”。因此,在“電表智能反饋”系統(tǒng)中,陳薈蓉綜合了單片機、LCD顯示屏、GSM短信三個模塊來分配這兩個角色。系統(tǒng)利用電表的數(shù)據(jù)通訊接口,將電表的數(shù)據(jù)傳輸給單片機這一“大腦”;“大腦”通過數(shù)據(jù)通訊接口讀取用電信息之后,根據(jù)設(shè)定的算法對信息進行處理,根據(jù)用戶平時的用電情況智能計算出剩余天數(shù)后,對顯示屏模塊發(fā)出指令;收到指令后,顯示屏模塊對信息進行實時顯示。當天數(shù)大于30天的時候,顯示Enough,表示電量充足;當天數(shù)大于15天且小于30天時,屏幕上顯示W(wǎng)arnning警告,進行提醒;當天數(shù)小于15天時,屏幕上顯示NeedCharging并且向用戶的手機發(fā)送短信。這樣用戶不但可以通過單片機的顯示屏幕獲取信息,還可以通過設(shè)定的警告短信,獲取警告信息。

    整個系統(tǒng)中,單片機充當了重要的指揮官角色,而真正讓指揮官發(fā)揮作用的其實是一套編程代碼。這也是讓當時才上五年級的小學生陳薈蓉最頭疼的事情。好在,這個從小愛好電子技術(shù)的小女孩兒,并不是一點兒基礎(chǔ)都沒有。很小的時候,受家庭環(huán)境的影響,在別的女孩子擺弄著手中洋娃娃的時候,她已經(jīng)跟在爸爸后邊,玩單片機玩上了癮,五六歲的時候就曾做出了單片機流水燈的程序,“我們家里到處都是這種玩意兒,所以對單片機并不陌生?!辈贿^,這次的編程還是創(chuàng)了薈蓉短短編程史上的“難度之最”,在指導老師張凱亮、劉睿以及張賀的幫助下,薈蓉花了一兩個月的時間才把編程的事情搞定。

    程序搞定了,可是在調(diào)試的時候,單片機這個“大腦”卻總是犯迷糊,與LCD顯示屏和短信模塊的配合度亟待磨合。后來,薈蓉才意識到,原來是自己的單片機選擇精準度不夠,“有的單片機比較擅長識別圖形為主的編程,比如動畫、游戲類;而有的單片機則擅長識別代碼式的程序?!彼C蓉將單片機換成了更擅長識別代碼指令的型號之后,系統(tǒng)運行果然順手了許多。

    裝配好了大腦,在操作官的選擇上,薈蓉也曾有過別的想法。最開始提到發(fā)送提醒,陳薈蓉立馬想到的是已經(jīng)浸入到人們生活方方面面的微信。由于微信涉及到網(wǎng)絡(luò)信號等各種在她知識范圍之外的難題, 一番搗騰之后,陳薈蓉始終沒有找到打包的“微信模塊”能直接發(fā)送語音至微信上。于是,薈蓉還是將目光投向了傳統(tǒng)的GSM短信模塊。

    讓電量報警成為生活常態(tài)

    陳薈蓉目前的作品,雖然已經(jīng)實現(xiàn)了此前預想的全部功能,但是這個愛琢磨的女孩子并不滿足。因為在不斷的調(diào)試過程中,薈蓉也發(fā)現(xiàn)了一些新的問題。比如,目前報警發(fā)送的短信是英文短信,由于大部分老人看不懂英文,語言切換還需要進一步完善。

    此外,按照程序設(shè)定,該系統(tǒng)的一大創(chuàng)新之處在于可以根據(jù)不同家庭的用電情況計算出該家庭電量的剩余天數(shù),在低于15天時,系統(tǒng)將自動發(fā)出警報。但是,薈蓉慢慢覺得,利用剩余天數(shù)報警很可能會產(chǎn)生一定的誤差,并不是一個萬無一失的法子,“或許,將系統(tǒng)設(shè)置成低于某個度數(shù)來報警才更準確?!?/FONT>

    在報警方式上,薈蓉也有了新法子,“因為老人一般不看手機,以后可以在門鈴上安裝一個無線家用蜂鳴報警器,在電量不足時,門鈴就可以發(fā)出不同的聲音,達到提醒的目的。”對于這套裝置的應(yīng)用,薈蓉顯然也有著更長遠的考慮,既然在電表上能用,那么,經(jīng)過改造之后,是不是也可以用到其他地方?“隨著電動汽車的日漸普及,或許有一天,我的這個系統(tǒng)也能在充電樁上發(fā)揮一定作用。晚上汽車在車庫里充電時,能夠通過短信告知車主充電情況,以便車主進行相關(guān)操作?!?/FONT>

    陳薈蓉的指導教師之一、來自東城區(qū)青少年科技館的劉睿介紹,陳薈蓉的作品一經(jīng)推出就廣受關(guān)注。此前參加了東城區(qū)科技館舉辦的“創(chuàng)品秀”活動,在面向社會網(wǎng)絡(luò)公開投票環(huán)節(jié)時,短短幾天時間內(nèi)就獲得了一千多票的支持點贊。作品在經(jīng)歷了多次的修改和完善后,未來還將進行專利申請,“我們鼓勵孩子的每一個優(yōu)秀想法最后能夠真正地改變我們的生活?!?BR>

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