懒人闹醒时钟
目前大多数年轻人有起床困难的现象，特别是上班人群早上很容易睡过头，而导致上班迟到。虽然目前手机和普通电子时钟都有闹钟功能，但很多情况根本解决不了起床困难的问题。曾经有几次，我也因为赖床，虽然手机设定了闹钟，还是多个闹钟，还是导致上班迟到，被扣奖金，现在想起来还是非常难过。那时候我就想，能不能设计一个比较靠谱、实用的闹钟，来尽可能的解决这个问题呢？
功夫不负有心人，在我们的努力下，设计出了名叫“懒人闹醒时钟” 的这款硬件实物，希望能帮助到起床比较困难的年轻人。配有安卓手机APP软件，该软件会自动记录运动步数，运动量达标后，方可由软件自动关闭闹钟，不可人为进行关闭。本设计硬件实物如图1所示。APP软件界面如图3和图4所示。
图1 懒人闹醒时钟
功能说明
懒人闹醒时钟会根据使用者设置的闹钟时间，当到达指定时间时，通过硬件的蜂鸣器产生闹铃，如果想要停止闹铃，使用者必须起床，拿起手机进行短暂的走路或跑步方式，达到规定的运动量之后，安卓手机便会自动关闭闹铃。通过一定的运动量之后，使用者便不会有再想睡觉的想法。
主要功能包括以下三个：
1.NTP网络自动授时
通过NTP网络自动授时，时间精确显示，无需人工手动校时。
2.闹钟提醒
手机APP软件会自动记录运动步数，运动量达标后，方可由软件自动关闭闹钟，不可人为关闭。
3.时钟管理
通过手机APP软件，可以自定义闹钟时间，包括星期几，几点钟进行闹钟提醒。
硬件组成
懒人闹醒时钟由STM32单片机（STM32F103C8T6）、ESP8266WiFi模块、OLED显示屏、蜂鸣器四个模块组成。硬件框架结构如图2所示。
图2硬件框架图
模块说明
1.ESP8266WiFi模块
ESP8266WiFi模块选用深圳市安信可科技有限公司生产的ESP-01S型号WiFi模块，该模块的功能特点：基于ESP8266芯片开发，模组集成了透传功能，即买即用，支持串口AT指令集，用户通过串口即可实现网络访问，广泛应用于智能穿戴，智能家居，家庭安防，遥控器，汽车电子，智慧照明，工业物联网等领域。
2.OLED显示屏
OLED显示屏模块使用的是0.96寸显示屏，使用SPI（7个引脚）与单片机通信。该模块的功能特点：OLED（有机发光二极管）显示，功耗更低，显示效果更佳。同时OLED屏具有多个控制指令，可以控制OLED的亮度、对比度、开关升压电路等指令。操作方便，功能丰富，可显示汉字、ASCII码、图案等内容。
3. 蜂鸣器模块
蜂鸣器模块使用5V有源蜂鸣器，电磁式发声，闹铃声音大，控制便捷。
安卓手机APP软件
通过安卓手机APP软件，可以对懒人闹醒时钟提供配网功能、闹钟设置功能（如图3）和运动步数功能（如图4）等功能。
图3 闹钟设置界面
图4 运动步数界面
制作步骤
1.先在某宝上购买制作硬件需要的模块，如下表所示。
2.根据图5的实物硬件连接图，连接好各个模块。
图5实物硬件连接图
3.编写底层硬件程序
硬件程序使用keil5开发工具，编程语言使用C语言。编程界面如图6所示。
图6 硬件程序编程界面
底层硬件程序工程代码会以资料包的形式发布出来，如果不想编译工程，也可以直接烧写Real_Time_Clock_Alarm_SmartUnion.hex可执行文件。烧写完可执行程序之后，懒人闹醒时钟的硬件部分就完成了。
4.编写Android APP程序
Android APP程序使用Android Studio开发工具，使用java语言编程。编程界面如图7所示。
图7 Android APP程序编程界面
编写完成该程序之后，开发工具会自动生成Android程序安装软件，发送到手机，点击安装即可。该软件（懒人闹醒时钟.apk）会以资料包的形式发布出来。
5.硬件外观设计
经过前面四个步骤，懒人闹醒时钟的硬件部分和软件部分功能都已完成，那么接下来就要考虑给它设计个外壳，由于本人没学过模具设计方面的专业知识，只能简单、适当的包装一下。下面介绍外壳的设计过程。
（1）准备刻度钢直尺、亚克力面板、亚克力板裁割刀和签字笔。如图8所示。
图8 制作工具
（2）根据硬件实物大小，用笔在亚克力板上画出需要裁减的尺寸。如图9所示。
图9 裁减尺寸
（3）钢直尺对准切割线，用亚克力裁割刀沿切割线切割。如图10所示。
图10裁割刀切割亚克力板
（4）成功切割完一块亚克力板，如图11所示。
图11 外壳底部亚克力板
（5）接着在切割另外一面的亚克力板，这样就先做好了外壳顶部和底部的外壳。如图12所示。
图12 外壳顶部亚克力板
（6）根据硬件预留的四个固定孔，用记号笔在亚克力板上进行标注，方便转孔。如图13所示。
图13 标记钻孔位置
（7）根据标记位置，用电转打孔，打完孔之后的效果，如图14所示。
图14 电转打孔
（8）打完外壳底面的孔之后，根据底面亚克力板孔的位置，再去打顶面亚克力板的孔。底面和顶面打完孔之后的效果，如图15所示。其中，顶面亚克力板已经根据OLED显示屏的大小，开好孔位。
图15 顶面和底面外壳
（9）使用至少9个M3铜柱、4个M3螺丝帽、2个M3螺丝，进行外壳与硬件的组装，如图16所示。
图16 外壳固定材料
（10）外壳固定之后，效果如图17所示。
图17 外壳整体外观
最后，进行懒人闹醒时钟通电，查看运行效果，如图18所示。硬件设备搭配安卓手机APP软件，效果如图19所示。这样，懒人闹醒时钟从模块的选用、底层功能实现、安卓程序的编写，以及最后的硬件外壳设计，从无到有讲述了整个懒人闹醒时钟的全部制作过程，希望读者们喜欢。
图18 运行效果
图19 硬件设备搭配安卓手机软件
原创文章，作者：JIZMHW，如若转载，请注明出处：https://www.beidanyezhu.com/a/76267.html
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