DOI:10.19551/jki.issn1672-9129.2021.10.063
基于STM32单片机的智能垃圾桶设计
王一航1,2㊀王若彤1,2㊀葛子轩1,3(1.华北理工大学机电创新设计实验室㊀河北㊀唐山㊀063210;
2.华北理工大学以升创新教育基地㊀河北㊀唐山㊀063210;
3.华北理工大学电气工程学院㊀河北㊀唐山㊀063210)
摘要：这个项目是基于STM32单片机设计的智能垃圾桶，本项目将智能化和便捷化的设计理念㊂本项目分为无线感应模块㊁红外控制模块㊁蜂鸣器模块㊁温度感应模块以及数码管显示模块㊂可以实现人手靠近自动开盖㊁红外遥控控制开盖㊁满桶报警㊁温度检测与显示等功能，经过测试之后，产品功能稳定，智能化程度高，可以方便人们的生活，有一定的实用价值㊂
关键词：单片机；无线感应；远程操控；智能化
中图分类号:TP368.1;X799.3㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1672-9129(2021)10-0068-01
㊀㊀引言㊂目前，随着智能化和个性化的不断进步，智能家居这一理念开始被大多数人接受㊂智能垃圾桶
也随之出现，现存的大部分智能垃圾桶功能单一，仅能实现自动开盖的功能㊂本文在现有智能垃圾桶的基础上进行改进提高㊂利用无线模块检测，当距离30cm之内时，自动打开垃圾桶盖，人离开后闭合，也可以用红外遥控控制开闭㊂同时利用红外对管检测垃圾是否装满并实现装满报警㊂还可以实时将温度显示在数码管上㊂
1㊀硬件系统设计
1.1主控芯片㊂这个项目计划使用的一套半导体芯片，它具有微芯片的属性，因为它被称为单片机，即 单人芯片微电脑 ㊂通过多种通用交流方式，如USART㊁SPI等，可连接很多传感器，可以控制很多设备㊂现实生活中有许多我们大家都接触过的电子产品，例如智能手环㊁智能家居㊁智能车等等㊂在本项目中使用了STM32F103ZET6芯片，它高集成，低功耗，多IO的特点可以很好地满足项目需要㊂
1.2㊀HC-SR04模块㊂本产品使用了HC-SR04超声波测距模块可以检测2厘米到4米的距离内的物体距离，测量精准度较高；此模块由超声波发射器㊁接收器与集成控制电路构成㊂主要应用包括测距，避障等㊂可以实现避障小车的障碍物检测，超声波测距，物体接近报警等功能㊂在本项目中主要用于检测是否有物体靠近垃圾桶㊂给单片机反馈，从而实现自动开关垃圾桶盖的功能㊂
1.3㊀SG90舵机模块㊂舵机主要是由外包装㊁高集成电路板㊁低功耗马达㊁减速器与具有位置检测功能的元件所构成㊂它运行的原理是通过集成的接收器将信号传给舵机，再由驱动模块驱动电机运动，在通
过齿轮结构带动机械臂转动，同时通过返回的信号判断是否摆动到位置㊂位置检测器是一个可变电阻，所以可以根据阻值不同来判断转角㊂物体转动惯量和质量成正比例关系，所以可以推断出推动物体转动的力和质量也成正比㊂舵机为了追求小功耗所以设计成空心，这就是空心杯马达㊂在本项目中主要用于接收单片机传输的信号，带动垃圾桶盖得打开和关闭㊂
1.4红外对管㊂红外对管是一种很常用的检测仪器，主要应用于红外发射管和红外接收管㊂具有成本低，灵敏度高，稳定性高的特点㊂在本项目中主要应用于垃圾高度的检测，以实现垃圾装满提示的功能㊂
2㊀软件系统设计
2.1垃圾桶盖的自动开关㊂HC-SR04无线模块作为检
测器，向外发出超声波并接收反馈信号，并将反馈信号通过PC2口传给单片机，通过代码换算将反馈信号转化为以毫米
为单位的距离信息㊂如果检测到物体距离距离小于300毫米㊂将舵机标志位flag置1㊂舵机打角90度㊂维持4秒后将标志位清零㊂垃圾桶盖关闭㊂
2.2红外对管检测垃圾是否装满㊂红外对管原理简单，几厘米内检测到物体则传回高电平，否则传回低电平[1]㊂利用PB2接收红外对管返回信号，当垃圾与红外对管达到同一水平位置，则将高电平通过IO口反
馈给单片机㊂此时单片机会将将蜂鸣器标志位置1，使蜂鸣器发出提示㊂2.3寻迹移动㊂利用红外遥控与单片机通信，按下前进键，对两个电机输入相同的正转PWM㊂后退则输入反向PWM㊂左转令左轮反转，右轮正转，通过差速实现转向，右转则令右轮反转，左轮正转来实现右转[2~3]㊂定速巡航通过提前设定好轨迹来实现，主要需要设置的参数包括巡航触发条件，行进方向，转向位置等㊂
3㊀结束语
本项目在设计过程中出现了舵机模块选择动力不足导致无法开盖，此问题通过更换大功率舵机解决㊂还出现了差速转向垃圾桶桶体失衡的问题，几次尝试后通过加装辅助轮达成正三角稳定结构来实现㊂外壳设计采用PCB材质，成本低，硬度高，质量好㊂综上，我们所设计的智能垃圾桶可以满足人们对智能化，舒适化家居的需求㊂可以实现垃圾桶盖的自动开关，垃圾检测以及装满报警报警，自动寻迹的功能㊂具有一定的价值㊂
参考文献:
[1]沈勤丰.信息管理系统应用于静脉输液监护的研究
与实现[J].软件工程师,2014,17(05):44-46+17. [2]张凌雪.基于STM32F103的智能小车设计[J].农家
参谋,2020(23):106.
[3]徐作成，黄姗，王菁华，吴雨霖，李渊.基于嵌入式的
智能小车无线控制系统设计[J].轻工科技,2021,37(04): 109-110.
DOI:10.19551/jki.issn1672-9129.2021.10.064
浅谈软件UI设计的课程教学应用
陈㊀鹏(浙江工贸职业技术学院㊀温州㊀325026)
摘要：用户界面(UI)是用户与计算机软件之间的交互点㊂智能软件应用的成败取决于用户界面设计(UID)㊂使用软件的可能性㊁易用性和学习都受UID的影响㊂用户界面是教育软件(e-Learning)设计的重要组成部分㊂在电子学习的UID中，除UID原则外，还应考虑学习的原则和概念㊂在这方面，我们首先回顾了以往研究中提出的问题，以明确教育㊁学习㊁用户设计和多媒体之间的逻辑关系，然后探讨了电子学习和用户设计的基本概念㊂
关键词：软件UI设计；课程教学；应用研究
中图分类号:G71㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1672-9129(2021)10-0068-02
㊀㊀1㊀软件UI设计课程教学应用研究现状
近二十年来，由于信息通信技术的影响，教与学发生了很大的变化㊂这些变化的最重要结果是电子教育的不断扩大㊂应根据学习者的心理特点开发网络化学习工具㊂关于学习的本质和影响学习的因素已经做了许多研究㊂显然，每一个电子学习的设计都应该深入考虑这些研究㊂此外，传统教育(非电子)问题的原则，也必须采取在线学习的一些调整㊂尽管如此，这样的适应引起了一些新的问题，这些问题可能与远程学习的本质相冲突㊂在电子学习中，应该考虑的心理问题之一是用户界面(UI)，因为UI是用户和教育主体之间的交互点㊂如果这种相互关系不成功，即使教育内容选择得很好，而且用户愿意学习，教育目标也可能无法实现㊂
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DOI:10.19551/jki.issn1672-9129.2021.10.065
基于 MOOC+职教云+课堂面授 翻转课堂教学模式设计与实施
张文娟(乌兰察布医学高等专科学校㊀内蒙古㊀012000)
电影宣传类网页界面设计课题来源：乌兰察布医学高等专科学校校级课题，项目编号:WLCBYZ202008
摘要：基于 MOOC大学+职教云+课堂面授 的翻转课堂教学模式，是指利用职教云在线提供MOOC课程自由，课堂上实现师生互动，评价学生学习效果；利用线下课堂面授实现课堂教学过程，通过课前㊁课
中㊁课后任务的实施，有效实现翻转课堂，展现教学效果，从而使教学质量得到保证㊂
关键词：职教云；翻转课堂；教学质量
中图分类号:G642㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1672-9129(2021)10-0069-02
㊀㊀课程平台选择 职教云 ㊂主要为同学们提供视频㊁PPT㊁word等学习资料，并进行课堂互动㊁随堂测验㊁投票㊁问卷调查等功能，可以实时掌握学生对所学内容的理解程度，从而在课堂上有针对性的进行讲解㊂同时，对学生学习的过程性数据进行分析，为过程性评价提供数据支持㊂
为控制教学进度及掌握教学中的过程性数据，教改团队的老师将课程资源整合，重新上传至职教云平台，每一个资源都标明了出处㊂同时增加了讲解㊁互动习题㊁教学评价等多个视频，为线上教学补充新的课程资源㊂
1㊀课程内容设计
‘医药广告实务“在课程内容设计上根据人才培养目标，体现现代教育思想，符合科学性㊁先进性和教育教学的规律㊂理论课程如 独特的销售主张㊁定位理论 等内容经典与现代新媒体广告制作有效衔接，具有基础性㊁研究性㊁前沿性，并将学科最新发展成果和教改教研成果引入教学㊂注重课程思政建设㊂通过主题 学习宣传党的十九大精神 ㊁ 图说社会主义核心价值观  社会主义核心价值观微电影 等公益广告，
请学生分析讨论：公益广告中是以怎样的画面和文字展现主题㊂课程设计的内容主要包括两个大部分，一是公益广告鉴赏，二是设计制作平面广告，在设计公益广告时，教师应引导学生围绕主题选取制作素材，在制作过程当中如何利用手绘形式渲染主题，增强效果，从而完美地完成作品㊂
本课程设计包含三部分内容：原创PPT㊁辅助学习资料㊁作业材料㊂
辅助学习资源：引自中国大学MOOC课程：宁波大学‘好玩儿的广告学“㊁南京邮电大学‘爱上广告-广告艺术鉴
赏“；引自国家药品监督管理局及：智立方杨石头㊁广告创意㊁4A广告；资源引自中国大学MOOC课程湖南大学‘广告创意学“
2㊀实验课程内容
教材还是讲授四大传统媒体的广告，随着信息化的普及，新媒体广告越来越普及，因此我在本学期实训教学中增加了新媒体广告的设计与制作，这些实训课具有较强的技术性㊁综合性和探索性，能有效培养学生的实践能力和创新能力㊂
在媒体广告和宣传栏目的制作当中，可能会使用到一系列的工具，这些工具的使用是针对不同的内容和方向而设定的㊂问卷星的使用主要是为了制作电子问卷，对相关广告的投放进行调查，为课程开展提供
数据基础㊂创客贴软件的运用在于制作日签㊁手机海报㊁个人简历㊁三折页等内容㊂易企秀的运用主要是制作H5网页的内容，将一些媒体信息投放到网站当中，增强用户体验㊂135编辑器的主要作用就是制作我们耳熟能详的文章，包括排版㊁编辑
为此，本文重点研究了在E-Learning用户界面设计中应考虑的关联性问题㊂
2㊀数字化教学系统软件UI设计分析
了解影响教与学的因素依赖于教师(电子学习设计者)在教学活动中作出明智的决定㊂本部分分析了影响教与学的一些重要因素，这些因素都与用户界面有关㊂学习者需要勤奋和积极，因为教育的主要目标是提高他们的想法，帮助他们提出新的观念，温习他们的技能㊁习惯和爱好㊂动机是促使我们行动的原因㊂教育刺激不应该包括对惩罚的恐惧或对奖励的渴望，而应该包括学习的意愿和深切的渴望㊂教学刺激可以形成:(1)要求,(2)动机或(3)胁迫㊂为了让学习过程开始，至少需要上面提到的刺激物中的一个㊂了解影响教与学的因素，有助教师(电子学习设计者)在教学活动中作出明智的决定㊂本部分分析了影响教与学的一些重要因素，这些因素都与用户界面有关㊂学习者需要勤奋和积极，因为教育的主要目标是提高他们的想法，帮助他们提出新的观念，温习他们的技能㊁习惯和爱好㊂动机是促使我们行动的原因㊂教育刺激不应该包括对惩罚的恐惧或对奖励的渴望，而应该包括学习的意愿和深切的渴望㊂教学刺激可以形成[4]:(1)要求,(2)动机或(3)胁迫㊂为了让学习过程开始，至少需要上面提到的刺激物中的一个㊂强制与
教育制度的不相关性导致强制对教育的影响较小㊂然而，通过强调需求和动机，我们可以希望学习过程仍然在继续㊂以下是提高电子学习系统学习动机的一些建议: 1)使用语音界面：声音可以帮助人们克服高度紧张的情况；它使人们更加放松和富有创造力㊂此外，性别㊁性格或者口音的匹配能够培养信任和兴趣的感觉㊂特殊的语音类型影响学生对说话人的喜爱程度以及他们理解所呈现材料的努力程度㊂
2)使用非正式的交流方式而不是正式的交流方式，以使计算机看起来像一块铁，说话和文本应该以一种非正式的方式呈现，以安慰学习者㊂研究表明，在适当的情况下，人们对于电脑的行为就像真人一样㊂因此，为了达到我们的目的，非正式的风格更为合适㊂尽管如此，这种方法必须谨慎对待，以免给学习者留下语境不重要的印象㊂用词不应显得不真实㊂建议用第一人称代词和第二人称代词代替第三人称代词㊂研究表明，当人们感觉自己沉浸在与他人的交互式对话中时，他们会努力去理解比仅仅接收信息时更多的东西㊂研究表明，以非正式的方式学习的学生比以正式的方式学习的学生表现得更好㊂言语和行为的礼貌对学习有积极的影响㊂此外，使用礼貌用语而不是祈使句可以增进学习㊂学习者也给屏幕上用人声而不是机器声音说话的代理人更多的积极评分㊂
3)使用动画教学代理人(APA)教育代理人是教育材料中提示的形状㊂这些形状可以是一个卡通人物㊁一段视频或者特定的虚拟图像(阿凡达)㊂文本㊁演讲㊁插图和动画可以用来形成媒介㊂APA界面面对面创建了一个与用户/学生之间有效的链接㊂美国心理学会演讲的一个重要问题是如何实现最佳的演讲和手势合作[1]㊂多媒体学习环境的设计者应该创造出逼真的屏幕代理程序，用人的声音而不是机器合成的声音
说话㊂研究人员已经证明，真实人物和卡通人物在训练上没有区别㊂此外，在使用时不要求显示代理的图片，只有声音就足够了㊂
3㊀小结
数字化学习不仅仅是使传统的教材电子化㊂工作记忆在学习中起着至关重要的作用，它不应该被不必要的信息所淹没㊂在使用多媒体信息时，如果可能的话，最好同时使用听觉和视觉通道㊂UID不仅应该被视为一种艺术现象，而且艺术工具，如图形㊁音乐㊁动画等，必须与教育心理问题相兼容㊂统计数据和报告表明，在电子学习包容性控制中有许多人退学㊂看起来最重要的挑战之一是软件的用户界面㊂需要检查用户界面和辍学者之间的关系㊂
参考文献:
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[3]黄万稳.ERP软件应用课程智慧课堂教学模式设计[J].科技风,2020,(14):89.
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