基于社区的智能绿色共享玩具系统

◆山东省济宁市第一中学 张正直

我三岁的弟弟有很多玩具，但他对新玩具的新鲜感较难持续。有些玩具比如学步车仅在学步阶段内使用，之后就被闲置，放在家里既占空间又浪费。

如今，“共享电动车”“共享充电宝”“共享汽车”等理念早已深入人心，大型儿童玩具能否在一定条件下实现共享？我对此进行了探究。

一、方案设计

在社区安装一个玩具共享柜，人们将家中闲置的玩具清洗、消毒后，扫码打开柜门，根据玩具的功能或形态放入柜内相应的区域，并为每个玩具设置目标共享币值。共享币既可在共享柜内的玩具成功“出售”后获得，也可由人民币兑换获得。共享币还可用于“购买”共享柜内的其他玩具。

我将放进共享柜类的儿童玩具分为A、B、C三大类。

A为童车类，主要包括四轮推车、三轮推车、学步车、儿童自行车、扭扭车、滑板车、蹦蹦车等机械类非电动童车。给这类玩具贴红色标签。

B类为运动类玩具，主要包括儿童滑梯、健身架、可移动篮球架、木马、充气木马等。给这类玩具贴蓝色标签。

C类为益智玩具，主要包括益智类学习桌、雪花片、磁力片等。给这类玩具贴绿色标签。

二、结构设计

1.结构组成

该共享玩具系统主要由手机客户端（玩具共享柜App）、实体玩具屋（摄像头、处理器、玩具柜、消毒设施等）组成。

用户在手机客户端就能实现玩具的归类，玩具柜门的自动开、关。玩具柜打开时，颜色传感器扫描放入柜中的玩具的标签，如果扫描到红色标签，会自动“red+1”，并显示累计数。同理，扫描到蓝色标签会自动“blue+1”，扫描到绿色标签就会自动“green+1”，并显示累计数。

为了让人们放心地使用共享玩具，共享柜中配备消毒模块，可对入柜的玩具进行喷雾消毒、紫外线消毒处理。喷雾消毒芯片有持续不间断喷雾、间隔喷雾两种工作模式。在消毒海绵上加装一根吸附柱，用于吸附空气中残留的消毒液，便于消毒喷雾的循环利用。

共享柜可摆放在儿童娱乐设施或居民健身器材附近，既方便目标人群取用，又与周边环境呼应。

2.工作模式

该系统的核心结构是智能共享柜，用于玩具的智能存取。智能存取主要依靠智能门锁和标签识别模块完成。

存放玩具时，标签识别模块对玩具进行分类，入柜玩具的数据储存在服务器中，用户的共享币开始累加。玩具分类完成后，共享柜对其进行消毒处理：先喷洒消毒喷雾，然后用紫外线消毒。完成消毒处理的玩具通过自动机械结构，进入存放单元。

人们想要“购买”共享柜中的玩具时，先扫描二维码打开共享柜门锁，再通过颜色扫描模块获得相应的玩具类别，系统自动扣除获得该玩具应支付的共享币。系统工作流程如图2，模型设计图如图3。

图2 系统工作流程图

图3 模型设计图

三、模型制作

共享柜主要由存放区、消毒区、电路控制区三部分组成。每一部分是独立的，又集中在一个独立单元中。

1.第一代模型

使用雪弗板制作柜体，电路部分由电脑供电。共享柜门锁采用舵机控制，这一部分的电路较繁琐，需用两块单片机控制，有些浪费。为此，我进行了第二次优化。

图4 第一代模型的柜体由雪弗板制成，门锁由舵机控制

2.第二代模型

用亚克力板制作柜体，透明的柜体能更清晰地呈现柜内结构。用注射器注射ABS专用胶黏合。

图5 制作第二代模型

四、创新点

1.利用微信扫码打开柜门，柜内玩具经两次消毒，安全卫生。

2.节约养育成本，为国家放开二胎、三胎政策贡献力量。

3.玩具循环利用，有助于建立友好的邻里关系，促进社区和谐发展。

4.有利于促进孩子的身心发展，培养其“我为人人，人人为我”的理念，从小养成“不独食”、“不护食”的习惯。

五、进一步改善

1.改进玩具共享柜的结构，使其更加智能。

2.在社区推广过程中，增加其跨社区的应用功能。

3.增加蓝牙定位功能，让共享柜内玩具的存取可实行预约制。

专家点评

张正直同学的基于社区的智能绿色共享玩具系统，是一项来源于生活、富有前瞻性的发明作品。

其一，体现了发明人具有良好的创新意识、观察能力以及信息应用能力。张正直同学注意到，弟弟有很多玩具，但弟弟对新玩具的新鲜感持续时间短，弟弟的学步车仅学步阶段内使用后就被闲置等现象。于是，在“共享电动车”等信息的启发下，他想到把闲置玩具用来共享的发明课题。看似简单，实属不易。

其二，体现了发明人具备较好的科研潜质。为了完成这个作品，张正直同学进行了精心设计与实施。通过“整体方案设计、结构设计和模型制作”等流程，达到了“步步跟进、环环相扣”的“稳、准、狠”科学探索状态。其思维的流畅性、灵活性、独创性和精密性特点也可见一斑。

但值得商榷是：第一，项目的名称改为“基于社区家庭闲置玩具共享系统”，是否更科学、准确？第二，关于作品市场应用前景（或创新点），可多点理性分析，少点“想当然”的成分。