iCAN2023：应用TDK产品的优秀项目展示①厨神帮手&乒乓球裁判

TDK作为iCAN大赛的合作伙伴，

本次为参赛选手免费提供四种产品

用于作品创作研发。

以下为大家介绍2例

使用TDK产品的优秀项目的内容！

学校：德州学院

成员：陈文灏、王昊杰、单荟

“厨神帮手——家用厨房智能机器人”，是基于树莓派与STM32F103R8T6芯片的家用厨房智能机器人。通过接入图灵机器人、百度智能对话平台UNIT，分别实现菜谱个性化定制与智能语音交互；通过语音与动态手势，实现对菜谱的查看，和对抽屉、垃圾桶等外设的控制。除此之外，还具有定时、有毒气体检测等功能。实现了个性化定制菜谱，便捷化查阅菜谱，系统化管理厨房。

1.个性化菜谱定制

我们的作品后台连接了图灵机器人平台，用户通过语音说出对菜谱的要求，后台将会根据用户的不同需求自动生成合适的菜谱，实现菜谱的个性化定制。

2.个性化菜谱查看

用户可以通过手势、语音对生成的个性化菜谱进行打开、翻页、关闭操作。用户可在本作品前方屏幕上查看到个性化定制好的菜谱内容，并通过语音对菜谱详细内容进行询问互动。这样就可以实现对菜谱的非接触控制，避免手上油、水等带来的麻烦。

3.厨房外设操控

作品中模拟了厨房中常用的外设，例如垃圾桶、碗柜等。用户可以通过形象的动态手势和语音指令实现打开、关闭操作。

4.定时

用户可以通过语音实现定时功能。例如用户说“定时一分钟”或者“定时一小时”，系统将会在定时到后进行语音提醒。

5.有毒气体监测

本作品加入了MQ-4和MQ-7模块。对天然气、一氧化碳等厨房易泄漏气体进行实时监测，如果气体含量超标，蜂鸣器将会报警提醒。

6.智能语音互动

本作品除连接图灵机器人外，还接入了百度UNIT智能平台。拥有讲故事、查询天气、热点新闻播报、闲聊等功能。例如用户说“新闻”，系统将会自动返回实时热点新闻，并通过语音进行播报，实现人机智能互动。让用户在做饭的时候不再无聊，更好地享受烹饪过程。

本系统以树莓派4B板和STM32F103R8T6为控制核心。其中，树莓派4B板通过语音识别模块和摄像头实现实时语音、动态手势识别；并与图灵机器人和百度智能对话平台UNIT连接，图灵机器人将定制好的菜谱返回树莓派，通过屏幕显示出来，百度智能对话平台将新闻、闲聊等内容通过语音播报模块播报出来。

STM32控制板与树莓派控制板之间通过串口进行通信，用户的语音、动态手势相关指令通过串口发送给STM32控制板，完成厨房外设的操控，以及定时、气体检测报警功能。

1.短时间内的个性化定制服务

通过调用图灵机器人，可以实现针对不同的人群制定个性化菜谱。根据用户的口味、饮食偏好、健康需求和烹饪技能，提供个性化的菜谱和建议，帮助用户更好地满足自己的饮食需求。

2.精准的动态手势操控

创新设计手掌追踪算法。摄像头可对人手进行实时检测，并且根据人手的移动进行转动跟踪，以便于人们在做饭时的不同角度都可以用手势去控制机器人的相应功能。

创新设计手势关键点的级联式处理方法，动态手势识别更加精准，用户拥有更良好体验。

3.语音手势双重控制

作品可通过语音与手势进行双重控制，避免做饭时手上油、水等对屏幕造成污染，简单形象化的指令也方便老人、聋哑人等特殊群体使用。多重人机交互方式也提高了人们烹饪的效率。

4.TDK PiezoListen压电扬声器

我们将气体检测超标后的报警模块由普通蜂鸣器改为TDK PiezoListen压电扬声器，与我们原先普通的蜂鸣器相比，体型小巧纤薄，连接简单，输出音域广且音频质量更高。并且，在低电压下便可获得高声压，耗电更少，损耗更小，在节约能源方面贡献巨大。

学校：辽宁工程技术大学

成员：周才、包佳慧、张慧、李金茹、万亮

随着时代的发展与国家的号召，运动健身越来越受到人们的重视，乒乓球作为居民在社区中主要参与的运动之一，乒乓运动作为最受大众喜爱的运动之一。本产品设计采用处理速度较快的STM32单片机为核心，利用信息化与智能化的计算机技术的结合，用单片机的内部定时功能进行计时，用按键对比赛的开始、暂停、加减分、累计犯规次数、休息时间、比赛场次等信息进行控制并加以显示，实现了乒乓球赛场上的时间、分数、犯规的公平裁决。本设计还采用TDK项目产品4+E18-D80NK红外光电开关传感器对乒乓球打出界的情况或砸到边界线是否出界的情况进行精准识别，采用压力传感器对乒乓球的压线情况也进行精准感应和实时播报。本次设计促进了社区篮球比赛的发展，智能性地增加社区群众对运动的热情，实现“智慧城市”中社区群众健康的发展。

智能乒乓球裁判系统是以STM32单片机为核心，主要对乒乓球比赛的时间、比赛分数、比赛的暂停数、临界是否出界情况等情况进行判断并处理，维护乒乓球比赛的公平性，确保比赛的有序进行。设计智能乒乓球裁判系统是要实现以下判决功能。智能乒乓球裁判系统设计是由键盘模块、识别模块和感应模块作为信息的输入端，将输入信息、识别信息和感应信息传输至所选用的STM32单片机。然后由STM32单片机进行内部程序处理，进而驱动语音播报模块、显示模块、报警模块达到其预期的结果，图中是智能乒乓球裁判系统设计与实现的系统总体设计框图。

在分数和犯规次数加减中，首先，需要对程序进行初始化，将分数和犯规次数清零。当乒乓球比赛过程中，双方队伍有需要加分、减分和犯规次数的加减，可以通过不同的按键实现增加或减少，同时，可以将更改后的信息显示在OLED12864液晶显示屏上并进行分数播报。如果没有分数变化，系统会继续正常工作，OLED12864液晶显示屏上的信息不会发生变化。当每节比赛结束后，都需要对犯规次数清零，重新计数。

在整体定时模块的设计中，先设定一个初始时间，然后进行其他程序设计。首先，按下启动按键，设定的60秒时间将开始倒计时；没有按下启动按键时，时间暂停，不工作。当暂停按键按下的时候，时间暂停，再按下开始按键倒计时继续；暂停按键没有按下时，判断时间是否为0，如果为0蜂鸣器报警，比赛结束，如果不为0，时间继续倒计时。

在休息时间的定时程序设计中，首先设定60秒时间的程序，然后判断休息按键是否按下。如果按键按下，系统开始进行60秒倒计时，然后判断时间达到0之前按键是否再次按下，如果再次按下，证明休息停止，重新计时；如果没有再次按下，蜂鸣器会发出报警，提醒休息时间停止。如果第一次按键没有按下，则继续进行识别按键是否按下。

1.在成本上，本设计采用的电子器件的价格比较便宜，因此，本设计的制作成本较为便宜，完全可以实现广泛的销售和使用，实现批量化生产。便于城市对智能乒乓球场地的普及。

2.在使用上，本设计使用方便，可以实现更加精确的检测和裁判，避免了由于人工而导致的误差。在显示上也更加清晰，可以更直观地显示各种信息。

3.本设计采用单片机与计算机技术与乒乓球比赛相结合，使得乒乓球比赛更加的公平和公正。

4.TDK PiezoListen压电扬声器帮助我们的装置实现了声音输出的功能，用于模拟比赛场地上球落点的声音效果，通过在球桌下方或侧面的安装，可以在球落点处产生声音，帮助运动员、教练员或裁判员更好地判断球体的着地点。尤其是低音域增强，这对于模拟球落点的声音效果非常有用，使声音更加逼真。此外，产品的超薄设计也不会显著改变桌面的设计和性能。

TDK的压电扬声器—PiezoListen与已有压电扬声器相比，加强了低音域的输出，使得更宽音域的输出成为可能。TDK凭借自有的积层技术和材料技术，开发出纤薄高位移压电元件，从而实现了上述功能。与一般的已有扬声器相比，PiezoListen拥有世界上最薄级别（约0.49mm）的厚度，可不受空间限制进行安装。同时，因形状灵活，可以使很多东西振动，发出声音。另外，PiezoListen也可以在低于24Vp-p的低电压下获得高声压。在4K 、8K视频内容的发展以及声音多通道化的进程中，TDK将继续为客户的应用程序设计和声音进化做出贡献。与已有压电扬声器相比，加强了低音域的输出，使得更宽音域的输出成为可能。

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