基本信息

第一作者姓名：文茂宇

性别：男

民族：汉族

第一作者学校：上海民办兰生复旦中学

第一作者人所在年级：八年级

第一作者人所在年级：

性别：

民族：

第二作者人所在学校：

第二作者人所在年级：

辅导教师姓名：孙玮谦

作品摘要

*结构组成：

1.木屋模型：用123D软件设计模型，选用木板为原材料 ，通过激光切割加工制作；2.雨滴传感器：进行实时数据采集（同时预设光敏传感器和温湿度传感器）；3.Arduino Nano主控板：接入各类传感器，进行数据处理，控制电机操作；4.程序部分：用Mixly软件编写程序，导入主控板；5.轮滑轨道窗户：运用滑轮的机械原理，通过电机控制窗户的开关；6.装饰灯带：RGB灯带可以呈现出若干种 颜色。

*主要特征：

1.外观简洁：精巧的图纸设计和激光切割制作的模型外观精致，内部通过整齐排布线路和各项设备将强大的功能隐秘在线槽中，同时用RGB灯带进行装饰，兼具美观和功能。2.自动感应：可以感知雨水而自动关闭窗户，达到了设计制作的目的。3.节省空间：窗户的结构设计为左右关合，减少空间占用。

*主要用途：

1.智能窗户的制作达到了预期的效果，可以用于新建房产项目的窗户安装或原有窗户的改建。2.作品预设了光敏传感器和温湿度传感器，还可以根据需要添加设备满足不同需求，例如邻居经常抽烟，等发现的时候房间已经有很大味道了，通过安装烟雾传感就能实现快速关窗防止污染。3.能够作为“智慧城市”建设的一个小部分，促进数字城市与物联网相结合。4.带动相关联的电路板、传感器、发动机等先进制造业产业链的发展。

*创新点：

作品的设计制作体现了整体架构和动手能力相结合的创新能力。1.各种设备的综合运用：使用三维设计软件、激光切割，结合开源硬件和编程软件，通过合理的架构设计，将各类科学元器件组合运用制作出作品模型。2.模型使用卡扣结构：模型的拼搭运用了卡扣结构，没有使用胶水，既牢固又环保。3.运用了轮滑的机械原理：通过电机控制轮滑实现窗户的左右开合。4.创造性修改传感器：发现温湿度传感器与模型不匹配时，重新剪断焊接。

作品说明

*创意设想：

*提出的问题和要解决的问题：

上海属亚热带海洋性季风气候，每年6月中旬至7月上旬是梅雨季节，忽晴忽雨；8月底到9月上中旬台风多发，一会晴空万里，一会又是瓢泼大雨，人们经常因为没有及时关窗导致雨水灌入房间给生活带来很大的麻烦，因此我想设计制造一款“智能窗户”，一旦感应雨水，就能自动关闭窗户，让人们能够安心出行。

研究问题的原因和意义：

智慧城市是数字城市与物联网相结合的产物，是信息时代城市发展的方向。“智能窗户”的设计制作，让我从一个很小的方面实践了智慧城市的建设。我在制作“智能窗户”中用到的芯片、电路板、传感器、发动机等是战新产业、先进制造业发展的成果，智慧城市的建设将能极大带动这些产业发展，在提高老百姓生活水平的同时促进社会经济的发展。人民城市人民建，人民城市为人民，让我们充分发挥主观能动性，在智慧城市建设中贡献力量。

*实现构思：

这次创意制造从方案的构思到编写程序、联接电路板、制作模型对我都是一次全新的尝试：1.模型设计是一个很费时的过程，要精确计算卡槽的位置，同时使用游标卡尺精确测量需要安装元器件、线路的尺寸；激光切割时特别需要精确切割线路、元器件接入的端口。2.在线路安装过程中，发现温湿度传感器引脚与搭建的木屋模型不匹配，影响了安装，我就将一侧的引脚从原本所在的板面剪段，调整至另外一面重新焊接安装。

*科学原理：

Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台，包括用来做电路连接的Arduino电路板硬件部分、编写程序代码的Arduino IDE软件部分。我们只要在IDE中编写程序代码，将程序上传到Ardunio电路板，就会根据指令完成任务。Arduino能通过各种各样的传感器来感知环境，通过控制灯光、马达和其他装置来反馈、影响环境。Arduino Nano是其中一个型号，外观小巧，价格便宜。

*优点：

1.构思巧妙重动手实践：通过软硬件综合使用完成作品创作；2.成本低廉可推广普及：电路板、传感器等成本较低，可实际运用于“智慧城市”建设；3.开源架构能满足不同需求：在模型基础上可搭载不同传感器实现有效功能。

创意图片