DIY具有追踪功能的遥控玩具制作

一、项目概述

1.1 项目摘要

遥控玩具是广受欢迎的一种玩具，但是对于刚刚学会走路的小孩子来说 *** 作复杂的遥控器显然不太现实，因此提出设计一种能自动跟随小孩的运动状态的玩具飞机。该玩具采用微惯性加速度计和陀螺仪作为小孩动作信息采集传感器，测量小孩的运动状态，通过无线发射将该信息发送给遥控飞机的无线接收模块，由飞机的中央处理单元判断出小孩儿的运动状态，控制飞机跟随小孩运动。这样实现了飞机对小孩的跟随，并且有信号传输给父母，让父母能够知道孩子所处的地理位置，以及所处温度，是父母看护孩子，与孩子交流的新方式，真正的起到了守护者的角色。另外，还有娱乐功能，遥控飞机在跟随过程中还可以发出各种可爱的声音逗小孩开心。此外，玩具还可以工作在遥控模式，由年龄稍大的孩子遥控玩具，增加玩具的趣味性和安全性。

1.2 项目背景

(1)市场规模

随着中国经济的发展，中国城乡居民的消费支出中，玩具类支出将越来越大。中国16岁以下儿童有3.6亿左右，占人口的比重约20%。目前中国儿童消费已占到家庭总支出的30%左右，全国0-12岁的孩子每月消费总额超过35亿元。但中国14岁以下的儿童和青少年的人均年玩具消费仅20-30元人民币（2.4-3.6美元），远低于亚洲儿童人均年玩具消费13美元和全世界儿童人均年玩具消费34美元的水平。如果中国玩具消费达到亚洲平均水平，市场规模预计将突破300亿元人民币。内地玩具市场未来将以每年40%的速度增长，到2010年销售额将超过1000亿元人民币。

(2)发展趋势

进入21世纪，各种整合了声、光、电功能的高科技玩具开始抢占传统玩具的地位，世界第一玩具消费国——美国在这方面表现得特别典型。近几年来，中国市场也逐渐出现越来越多的智能玩具，如智多熊，它成功地将多种产品整合在一起，通过人工智能技术，让孩子在与智多熊的交流互动中获得快乐、提高智商。

(3)社会条件

由于计划生育政策的贯彻落实和日益增长的生活压力，更多的家庭选择只要一个孩子，同时父母陪伴孩子的时间也越来越少，但是父母对于孩子的关爱并没有减少。越来越多的家长愿意购买玩具来缓解孩子的孤独感，同时玩具本身具有的调节人体智力、体能和情绪的综合能力，也有益于孩子的身心健康。

我们的目的是设计出一种兼具娱乐和监控功能的玩具。既能减少孩子的孤独感，又能让父母了解孩子的所处环境，预防未知事故的发生。

二、需求分析

2.1 功能要求

1. 该玩具飞机能够获取小孩的行走或运动路径，从而在一定距离内实现实时追随，给小孩带来玩耍的乐趣；

2. 感知小孩所处环境（如气温、气压），并将信息及时传递给家长；

3. 两种模式：具有“跟随”模式和“手动”模式的切换功能，“跟随”模式下，玩具飞机追随小孩的运动，在“手动”模式下，通过遥控器控制玩具飞机的运动；

4. 电量检测与自我保护：当电量不足时，玩具飞机则自动安全降落至底面。

5. 将小孩的地理位置、所处环境、温度压强传输给父母：家长可以通过遥控器设定好小孩玩耍的范围，在“跟随”模式下，当玩具飞机距遥控器超出设定的阈值时会以提示家长：小孩离自己过远了，如图1所示。

图1家长监控原理图

6. 在玩具飞机飞行的过程中，可随机地播放儿歌等音乐；

图2 守护天使成品设计图

2.2 性能标准

1. 玩具飞机与小孩在20~30米范围内能实现稳定可靠的无线通讯；

2. “追随”响应的延迟时间控制在5秒之内；

3. 玩具飞机在“追随”模式下的飞行高度为1.5~2米；

4. 系统在环境温度为-20℃~40℃下能稳定工作；

5. 续航能力在1小时以上。