新型家用自動門

隨著物聯網技術的不斷成熟，近年來，智能電視、智能音箱、智能冰箱等家居產品涌入市場。傳統裝修已經不能滿足現代人對生活舒適度的需求，智能家居的場景設計成為現代家庭裝修的新趨勢。

傳統家用門能否在這場智能化的潮流中不斷求變呢？我在表哥的指導下完成了對家用門的設計。

一、設計方案

家用門一般有扇門和移門兩種，對于本設計而言，雖然門的開合方式不同，但控制方式是一致的。設計的關鍵就是要為門的兩側劃出一個識別區域，只有同時滿足人在識別區域內和門接收到語音指令這兩個條件，門才會做出相應動作，其他情況下門都不工作。

本設計通過紅外感應裝置為家用門劃定識別區域。門的兩側各設置一個方向斜向下的紅外感應裝置，裝置的感應范圍構成了識別區域A、B。

從應用的層面來說，語音識別技術可以分為兩類：一類針對某個特定的人，被稱作特定人語音識別技術;另一類恰好相反， 可以適用多種聲音， 被稱作非特定人語音識別技術。后者比前者更具廣泛性，更能滿足人們的需求。

本設計使用的是非特定人語音識別技術，這是因為本裝置常被用于室內，沒有識別說話人身份的需求。

驅動方面和市面上常見的自動門相同，扇門通過電機帶動連桿控制門的開合，移門則通過電機驅動皮帶控制門在滑軌上移動。

根據人們的使用習慣，我為本裝置設計了幾種模式。

1.自動模式

當使用者站在門的一側，被該側紅外感應模塊檢測到并發出“自動模式”的指令后，如門初態為開啟狀態，則保持等待;如門初態為關閉狀態，則門開啟。等使用者穿過門，被另一側的紅外感應模塊檢測到后，過幾秒后門關閉。該模式末態為關閉狀態。

2.常開模式

如門初態為關閉狀態，無論使用者站在門的哪一側，只要被紅外感應模塊檢測到并發出“常開模式”的指令，則門開啟，并保持該狀態;如門初態為開啟狀態，則保持該狀態。該模式末態為開啟狀態。

3.常閉模式

如門初態為開啟狀態，無論使用者站在門的哪一側，只要被紅外感應模塊檢測到并發出“常閉模式”的指令，則門關閉，并保持該狀態;如門初態為關閉狀態，則保持該狀態。該模式末態為關閉狀態。

4.鎖門

如門初態為開啟狀態，無論使用者站在門的哪一側，只要被紅外感應模塊檢測到并發出“鎖門”的指令，則門關閉，為上鎖狀態;如門初態為關閉狀態，則直接進入上鎖狀態。該模式末態為上鎖狀態。在上鎖狀態下，除非說出密碼或特殊口令，門的其他狀態均無效。

5.解鎖口令

解鎖口令只在門處于上鎖狀態時有效。無論使用者站在門的哪一側，只要被紅外感應模塊檢測到并說出預先設定的密碼或特殊口令，門開啟并保持該狀態，最終末態為開啟狀態。

二、配件選用

作品本身的控制邏輯并不復雜，經考慮，使用89C51單片機就能滿足功能需求。

語音模塊使用的是LD3320非特定人語音識別模塊，其功能在于能識別外界語音，分析內容，并可通過引腳輸出信號，無需聯網，可與單片機配合使用。

紅外感應模塊選用的是HC-SR501人體感應模塊，價格便宜，效果良好。

此外，還需準備LED燈和喇叭等配件。

三、創新點

1.將非特定人語音識別技術與紅外感應技術結合，比傳統家用門更有科技感、體驗更好。與現有的室內自動門相比，操作更簡單，誤觸發率更低。

2.在現有產品的基礎上進行了改進，增加部分的成本并不高，且容易實現，能快速投入生產。

3.考慮到人們的使用習慣，設計了幾種不同的模式，可自動關門、常閉常開，還可以實現鎖門和密碼解鎖功能。

四、作者感想

由于項目制作的難度大，我花費了許多時間，也請教了幾位哥哥，翻閱了許多資料。在此過程中，我受益良多，不僅明白了物理學的相關知識，也明白了失敗的價值與試驗的寶貴。十分感謝我的指導老師和親友能夠一直支持我做自己喜歡做的事。（指導老師：湯金波）

專家點評

該項目是一個典型的創客作品，體現了“創意、物化、分享”這一“創客”精髓。

尤其令人感興趣的有幾點：其一，在物聯網技術不斷成熟的背景下，作者能針對智能家居產品進行相關的創意，具有對新技術學習與應用的敏感性;其二，對作品的技術應用進行了系統地了解與構思，比如驅動方面和市面上常見的自動門相同，扇門通過電機帶動連桿控制門的開合，移門則通過電機驅動皮帶控制門在滑軌上移動，其結構移植具有合理性;其三，將單片機、語音模塊、紅外感應模塊等技術手段巧妙組合，實現了創意設計所要達到的目的，頗具工程思維與科學性。

希望能在項目創新點的提煉方面再下些功夫。