基于社區的智能綠色共享玩具系統

◆山東省濟寧市第一中學 張正直

我三歲的弟弟有很多玩具，但他對新玩具的新鮮感較難持續。有些玩具比如學步車僅在學步階段內使用，之后就被閑置，放在家里既占空間又浪費。

如今，“共享電動車”“共享充電寶”“共享汽車”等理念早已深入人心，大型兒童玩具能否在一定條件下實現共享？我對此進行了探究。

一、方案設計

在社區安裝一個玩具共享柜，人們將家中閑置的玩具清洗、消毒后，掃碼打開柜門，根據玩具的功能或形態放入柜內相應的區域，并為每個玩具設置目標共享幣值。共享幣既可在共享柜內的玩具成功“出售”后獲得，也可由人民幣兌換獲得。共享幣還可用于“購買”共享柜內的其他玩具。

我將放進共享柜類的兒童玩具分為A、B、C三大類。

A為童車類，主要包括四輪推車、三輪推車、學步車、兒童自行車、扭扭車、滑板車、蹦蹦車等機械類非電動童車。給這類玩具貼紅色標簽。

B類為運動類玩具，主要包括兒童滑梯、健身架、可移動籃球架、木馬、充氣木馬等。給這類玩具貼藍色標簽。

C類為益智玩具，主要包括益智類學習桌、雪花片、磁力片等。給這類玩具貼綠色標簽。

二、結構設計

1.結構組成

該共享玩具系統主要由手機客戶端（玩具共享柜App）、實體玩具屋（攝像頭、處理器、玩具柜、消毒設施等）組成。

用戶在手機客戶端就能實現玩具的歸類，玩具柜門的自動開、關。玩具柜打開時，顏色傳感器掃描放入柜中的玩具的標簽，如果掃描到紅色標簽，會自動“red+1”，并顯示累計數。同理，掃描到藍色標簽會自動“blue+1”，掃描到綠色標簽就會自動“green+1”，并顯示累計數。

為了讓人們放心地使用共享玩具，共享柜中配備消毒模塊，可對入柜的玩具進行噴霧消毒、紫外線消毒處理。噴霧消毒芯片有持續不間斷噴霧、間隔噴霧兩種工作模式。在消毒海綿上加裝一根吸附柱，用于吸附空氣中殘留的消毒液，便于消毒噴霧的循環利用。

共享柜可擺放在兒童娛樂設施或居民健身器材附近，既方便目標人群取用，又與周邊環境呼應。

2.工作模式

該系統的核心結構是智能共享柜，用于玩具的智能存取。智能存取主要依靠智能門鎖和標簽識別模塊完成。

存放玩具時，標簽識別模塊對玩具進行分類，入柜玩具的數據儲存在服務器中，用戶的共享幣開始累加。玩具分類完成后，共享柜對其進行消毒處理：先噴灑消毒噴霧，然后用紫外線消毒。完成消毒處理的玩具通過自動機械結構，進入存放單元。

人們想要“購買”共享柜中的玩具時，先掃描二維碼打開共享柜門鎖，再通過顏色掃描模塊獲得相應的玩具類別，系統自動扣除獲得該玩具應支付的共享幣。系統工作流程如圖2，模型設計圖如圖3。

圖2 系統工作流程圖

圖3 模型設計圖

三、模型制作

共享柜主要由存放區、消毒區、電路控制區三部分組成。每一部分是獨立的，又集中在一個獨立單元中。

1.第一代模型

使用雪弗板制作柜體，電路部分由電腦供電。共享柜門鎖采用舵機控制，這一部分的電路較繁瑣，需用兩塊單片機控制，有些浪費。為此，我進行了第二次優化。

圖4 第一代模型的柜體由雪弗板制成，門鎖由舵機控制

2.第二代模型

用亞克力板制作柜體，透明的柜體能更清晰地呈現柜內結構。用注射器注射ABS專用膠黏合。

圖5 制作第二代模型

四、創新點

1.利用微信掃碼打開柜門，柜內玩具經兩次消毒，安全衛生。

2.節約養育成本，為國家放開二胎、三胎政策貢獻力量。

3.玩具循環利用，有助于建立友好的鄰里關系，促進社區和諧發展。

4.有利于促進孩子的身心發展，培養其“我為人人，人人為我”的理念，從小養成“不獨食”、“不護食”的習慣。

五、進一步改善

1.改進玩具共享柜的結構，使其更加智能。

2.在社區推廣過程中，增加其跨社區的應用功能。

3.增加藍牙定位功能，讓共享柜內玩具的存取可實行預約制。

專家點評

張正直同學的基于社區的智能綠色共享玩具系統，是一項來源于生活、富有前瞻性的發明作品。

其一，體現了發明人具有良好的創新意識、觀察能力以及信息應用能力。張正直同學注意到，弟弟有很多玩具，但弟弟對新玩具的新鮮感持續時間短，弟弟的學步車僅學步階段內使用后就被閑置等現象。于是，在“共享電動車”等信息的啟發下，他想到把閑置玩具用來共享的發明課題。看似簡單，實屬不易。

其二，體現了發明人具備較好的科研潛質。為了完成這個作品，張正直同學進行了精心設計與實施。通過“整體方案設計、結構設計和模型制作”等流程，達到了“步步跟進、環環相扣”的“穩、準、狠”科學探索狀態。其思維的流暢性、靈活性、獨創性和精密性特點也可見一斑。

但值得商榷是：第一，項目的名稱改為“基于社區家庭閑置玩具共享系統”，是否更科學、準確？第二，關于作品市場應用前景（或創新點），可多點理性分析，少點“想當然”的成分。