基于微信公眾號的智能玩具系統研究

蔣遷謙　勞建成

摘要：文章提出了一種基于微信公眾號的智能玩具系統，智能玩具與移動終端連接，家長可以通過移動終端遠程控制智能玩具為孩子唱歌、講故事，也可與孩子進行語言聊天。本系統為家長提供了一個能夠對話孩童、多方互動、快樂教學的智能玩具。

關鍵詞：微信公眾號；智能玩具；遠程控制

傳統的玩具性能和娛樂性單一，并且主要是建立在傳統的制造業基礎上的，機械和設計是它最主要的技術含量，傳統玩具因缺乏交互性逐漸被智能玩具所取代。隨著信息技術的發展，玩具市場將面臨互聯網的沖擊，而在親子玩具領域尤為明顯，未來該領域必將成為商家必爭之地。相對于傳統玩具，智能玩具有以下幾個方面的優勢：首先，智能玩具有協調身體機能的作用，通過玩具可以逐步建立孩子的手腳協調、手眼配合的能力；其次，智能玩具具有練習社交活動的作用，在與他人互動的時候，不知不覺間培養孩子的社交能力；最后，智能玩具不論從設計還是存儲內容上，都是輔助孩子認識世界的有效工具。本文將微信公眾號與智能玩具進行綁定，多個家庭成員可以利用智能玩具進行收發消息，即使父母和孩子身處不同國度、空間，只需在WiFi環境中，高保真麥克風及喇叭就能清晰真實地讓原聲再現，讓親密的對話打破時空限制。

1.系統架構

如圖1所示，系統由4個部分組成，分別為玩具終端、阿里云服務器、微信服務器、手機APP。

從整體架構圖中可以看出容易解析數據的傳輸過程，現分析數據從玩具終端到手機APP端的傳輸過程：玩具終端經攝像頭通過WiFi局域網把圖片發送到本地服務器端暫時存儲（阿里云服務器），然后再通過微信服務器與微信服務器的數據交互，再把數據通過微信服務器傳達到手機終端。要使整個系統能夠正常的運轉，只需用戶手機上裝有微信軟件即可。

2.智能玩具

根據系統的需求，硬件終端需要用到的功能有音頻信號收集，音頻信號播放，視頻錄制并需要wiFi提供上網功能，同時還需要物理按鍵操作。根據以上的要求，這些功能幾乎涵蓋了嵌入式硬件開發的各種模塊。綜合考慮，本次選取全志A20為主控芯片，該芯片接口豐富，方便產品在后續升級進行功能擴展。具體結構如圖2所示。

2.1阿里云服務器

阿里云服務器給手機微信端和遠程終端提供一個交互的平臺，作為數據交互的中轉站，承擔著數據的存儲、轉發、發布等關鍵任務。概括地說，阿里云作為中轉站實現了3個功能：（1）獲取微信服務器發過來的消息；（2）實現自己的業務邏輯；（3）發送返回消息給微信服務器。

2.2微信公眾號

微信公眾號分為3類：訂閱號、服務號和企業號。其中，服務號是為企業和組織提供更強大的業務服務與用戶管理能力，主要偏向服務類交互。家長需要通過微信公眾號遠程控制智能玩具，與孩子互動，因此服務號最契合系統的需求。

微信客戶端是智能玩具實現人機交互的重要部分。微信客戶端主要有以下幾個功能：（1）實現遠程控制智能玩具音頻，視頻的上傳及下載；（2）實現遠程推送歌曲至智能玩具及智能玩具資源列表的更新（3）實現故事的播放以及音頻的變聲播放。

2.2.1微信公眾號與智能玩具終端進行綁定

微信公眾號需要與智能硬件通信，需要硬件具有唯一性標識，而微信平臺提供的接口，可以生成多個帶有不同參數的二維碼，智能玩具終端可以將此作為自己的唯一標識符，微信公眾號通過調取微信掃一掃功能接口，掃描玩具終端的二維碼，進行綁定。

2.2.2為智能玩具配置網絡

為了保證玩具的安全性，玩具并不具備屏幕。為玩具的設備配置網絡的方法有兩種：一種是使玩具進入配置模式，利用手機廣播路由器密碼，玩具收到以后自動連接網絡，另一種使玩具先進入App模式，手機連接玩具后，把ssid跟密碼發送給玩具終端。本文采取的是第一種方法，首先由微信公眾號將智能玩具所在網絡環境下的WiFi名稱及密碼填入微信公眾號開發網頁的表單內，網頁會將其轉化為二維碼，再讓玩具進去配置模式，并調取玩具的攝像頭掃描該二維碼，經過后臺解析玩具端就能連接網絡。

2.2.3遠程遙控玩具

智能玩具就終端與阿里云服務器之間采用socket通信協議，玩具終端定時發送心跳包給阿里云服務器，若微信服務器收到指令，則將該指令轉發給智能玩具，進而執行響應的操作。

2.2.4更新資源列表

傳統玩具因為不能交互，玩具只能存儲出廠時自帶的多媒體資源。隨著小孩的年齡增長，自帶的多媒體資源早己不能滿足家長的教育需求，實時更新玩具多媒體資源的需求應運而生。家長在微信公眾號上挑選合適的多媒體資源，并將該資源推送至服務器，服務器收到資源后保存在本地，等待與微信公眾號綁定的玩具終端上線后，再讓玩具終端執行下載的命令，玩具終端下載之后，及時更新服務器中存儲的資源列表，以待微信公眾號實時查看玩具終端中的資源。

3.智能教育服務系統的展望

在“互聯網+”時代，玩具與人的雙向互動不斷加強，教育益智類，健康類、穿戴式產品大行其道，成為世界新一輪的趨勢。本文利用互聯網技術，設計了一種基于微信公眾號面向嬰幼兒的智能玩具。玩具本身可以通過按鍵執行相應的操作（唱歌、講故事、聽廣播等），也可以與綁定的微信公眾號進行遠程語音會話，根據孩子的要求，由微信公眾號遠程控制玩具執行相應的命令。隨著孩子年齡的增長，微信公眾號可以不斷更新智能玩具內部資源，以此來適應孩子更高的需求，本設計增強玩具交互性的同時也提升了孩子對獲取知識的興趣。