廁所失物報警器

摘要：生活中。人們經(jīng)常在公共廁所遺失物品并且難以找回。已有的失物報警器主要是安裝在物品上，運用信號發(fā)射與接受的原理，當(dāng)失主與物品的距離超過一個限定值，報警器就會報警。它存在著適用范圍小，成本高等缺陷。我們設(shè)計出一個專門在廁所使用的失物報警器，利用壓力傳感器為核心的電路系統(tǒng)來實現(xiàn)失物報警功能。同時，我們在產(chǎn)品設(shè)計中注入了低能耗的設(shè)計理念，使其更加符合社會的需求。

關(guān)鍵詞：報警器，彈簧開關(guān)，傳感器

系統(tǒng)分析

（一）功能分析

這款報警器需要實現(xiàn)以下功能：

①丟失物品后第一時間提醒失主

②工作時不侵犯個人隱私

③成本較低，適合大范圍使用

④符合節(jié)能減排原則

⑤結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高

（二）生命曲線

這是技術(shù)系統(tǒng)進化的示意圖：報警器處于成長期向成熟期的階段，但是在一些領(lǐng)域還不完善。這種新型報警器成本低廉，不會侵犯個人隱私，效率更高，維護方便大大降低了能耗，具有良好的市場前景與經(jīng)濟效益。

（三）資源分析

報警器的資源包括：電線、開關(guān)、電源、數(shù)字芯片、單片機、蜂鳴器、壓力感應(yīng)器，選擇順序：

（四） 最終理想解

不出現(xiàn)這種障礙的條件？ 設(shè)置一個觸發(fā)機制，一旦有丟失事件發(fā)生后，立即判斷并報警。

創(chuàng)造這些條件所用的資源？

電能、電路系統(tǒng)、外部設(shè)備。

（五）技術(shù)矛盾

1、我們希望在第一時間內(nèi)將物品遺失信息反映給失主，但目前的監(jiān)控系統(tǒng)需要較長時間才能反饋信息，構(gòu)成了時間損失和控制測量的難度這一技術(shù)矛盾。

改善的參數(shù)為時間損失，惡化的參數(shù)是控制測量的難度。

（18）機械振動原理（28）機械系統(tǒng)的替代原理

（32）改變顏色原理10）預(yù)先作用原理

根據(jù)預(yù)先作用原理，我們以門鎖的插銷為開關(guān)接入電路，在失主遺忘物品時，開關(guān)立即閉合，壓力傳感器感應(yīng)到失物，立即報警。

2、為了減少能耗，降低成本，我們不希望電路一直連通，只在有物品遺失時才可以運行。我們需要控制電路的通斷，不過系統(tǒng)會更加復(fù)雜，這就構(gòu)成了控制測量難度和裝置復(fù)雜性的矛盾。

改善的參數(shù)是控制測量難度，惡化的參數(shù)是裝置復(fù)雜性。

根據(jù)機械系統(tǒng)替代原理，我們在載物板下方安裝了一個靈敏的滑動彈簧開關(guān)，讓載物板和彈簧開關(guān)構(gòu)成了一個系統(tǒng)。當(dāng)載物板受到一定的壓力時，彈簧開關(guān)會滑動閉合，接通接通。當(dāng)壓力消失時，電路斷開。

（六）物理矛盾

報警器的工作與停止構(gòu)成了一對物理矛盾。我們運用條件分離原理，設(shè)置了兩個開關(guān)，一個安裝在門鎖插銷上，一個裝在載物板上，利用它們的斷開與閉合來控制報警器的工作狀態(tài)。無人使用廁所時，門鎖上的開關(guān)閉合，彈簧開關(guān)斷開，報警器不工作;有人使用廁所但沒有物品放置時，彈簧開關(guān)斷開，報警器不工作;只有當(dāng)有人使用廁所并放置物品時，此時彈簧開關(guān)閉合。如果有物品遺忘，人推門準(zhǔn)備離開，門鎖開關(guān)閉合，電路接通，提示報警。

技術(shù)方案

方案1：我們將門鎖開關(guān)改成控制電路閉合的開關(guān)。插上插銷，電路斷開;拔出插銷，電路閉合。關(guān)門開門成為觸發(fā)報警器系統(tǒng)的機制。為了達到只有物品遺失才報警的目的，報警器必須自行判斷是否有失物。為此，我們選擇了壓力傳感器，優(yōu)點如下：

1、壓力傳感器直接感應(yīng)物體的壓力

2、載物板的安裝，讓人們把物品放在上面，符合人們的正常思維，保證了判斷機制能有效觸發(fā)

3、壓力傳感器相對于其他傳感器而言，價格更低，可以降低成本

此時，開關(guān)在推開門時觸發(fā)。當(dāng)載物板上有壓力時，壓力傳感器將壓力轉(zhuǎn)化成信號，傳遞給單片機進行判斷，再輸出一個信號讓蜂鳴器報警。于是，報警系統(tǒng)形成了。

方案：方案1已經(jīng)滿足了最初的設(shè)想，在丟失后第一時間報警。我們對其進行優(yōu)化。根據(jù)方案2，門打開系統(tǒng)就會運作，即使廁所里沒有人，造成了一定的能量損耗。于是，我們考慮再設(shè)置一個開關(guān)，必須滿足有人時閉合，沒人時斷開。我們決定在載物板上設(shè)置一個滑動彈簧開關(guān)，受到壓力時彈簧收縮，電路閉合，否則電路斷開。如果一個人使用廁所，也沒有攜帶物品，報警器不會工作。只有有人使用廁所和載物板受到壓力同時成立，系統(tǒng)才會工作。

我們最終選擇方案3。相對于方案2來說，方案3增加了一個彈簧開關(guān)，成本提高，但是相比于其帶來的使用效率提高，投入可以提高性價比，使產(chǎn)品更加符合設(shè)計理念。

總結(jié)

整體來看，廁所失物報警器達到了我們的設(shè)計要求，作為一款具有前瞻性創(chuàng)新性的產(chǎn)品，在未來必然有非常廣闊的發(fā)展前景，比如運用于新興的共享單車，共享按摩椅，滴滴打車等共享經(jīng)濟的產(chǎn)物。我們可以基于廁所失物報警器進行改進，例如在共享單車上安裝一個報警器，在車主離開坐墊后，如果車簍里仍然存在物品，報警器就會自動提示。這款報警器可以很大程度上解決尋常的公共場所物品遺失問題，符合當(dāng)前的人性化趨勢。隨著報警器的大量生產(chǎn)，成本會越來越低，會得到更廣的使用。

個人簡介：關(guān)浩然，1997年10月生，男，漢族，江蘇蘇州人，大連理工大學(xué)大三學(xué)生。