1作品介紹

目前市場上的室內(nèi)水景產(chǎn)品缺少互動方式，大多數(shù)僅具有觀賞功能，其主要原因是針對水的檢測模塊無法同時滿足檢測精度高、防水性好、小型經(jīng)濟等要求，為此，本水音符項目特地應(yīng)用價格較低、市場較常見的微型聲音傳感器，利用其在靠近聲源處信號較強的特點，制作出了一種薄膜振動式水柱檢測模塊，并將其應(yīng)用于實景之中，從而創(chuàng)造出了一種全新的互動水景。

傳統(tǒng)噴泉僅適用于大型廣場，故室內(nèi)噴泉極少，本項目通過合理的布局設(shè)計，開發(fā)出了全新的互動功能等方式，并很:好地整合了觀賞性及互動性，可以滿足客戶對于室內(nèi)水景的要求。由于此作品外觀優(yōu)美、技術(shù)可靠、互動性強，適用范圍廣,故可廣泛用于酒店、辦公室大廳或展覽館、博物館等場所。

本水音符整合了噴泉水景、電子琴、霧化器、燈光效果等元素于一體，主要在互動性方面較傳統(tǒng)水景有了很大提升。最重要的特點是：它的8根水柱可以作為琴弦來彈奏，當(dāng)用手觸摸或者撥動水柱時，整個水音符就成了一架樂器。在不進(jìn)行互動時，它還可以自動檢測人員靠近、時鐘整點等信息，進(jìn)而通過8根水柱不同造型及對應(yīng)燈光效果來表現(xiàn)。而在有人靠近時，噴泉就會開啟呼吸燈效果，水柱也開始間隔噴出，以吸引人員與其進(jìn)行互動。

水音符外形美觀，可以作為室內(nèi)裝飾布景使用，同時又突破了傳統(tǒng)水景不能互動的問題，使人可以充分地享受到賞玩室內(nèi)噴泉的快樂。由于互動性突出，它也可以放在室外或者公共場合，以起到吸引眼球、制造氣氛的作用。圖1所示是其水音符實物模型圖。

圖1實物模型圖

2技術(shù)原理說明

2.1技術(shù)概述

由若干個傳統(tǒng)的噴泉水泵制造出若干穩(wěn)定的水柱，這些水柱以拋物線等形式分布在產(chǎn)品面積內(nèi)。在這些水柱的落點處，放置基于聲波振動傳感器的檢測裝置，用以感知是否有水流落到該處，連續(xù)或者斷續(xù)的水流落到檢測裝置上，檢測裝置將產(chǎn)生不同波形的電信號。整個噴泉水琴以單片機為核心,結(jié)合一系列外圍驅(qū)動電路組成控制系統(tǒng)。由電子琴IC組成的琴音發(fā)聲模塊也由單片機控制。

2.2科學(xué)，性論證

制作水音符的科學(xué)性考慮主要基于以下幾點：

（1）水作為生活中的基本元素十分常見，實驗途徑多，可參考資料多；

（2）通過示波器觀察實驗中使用的檢測模塊，可知該模塊信號良好，且不同電信號區(qū)別較大，便于檢測和控制；

（3）微型泵水柱較穩(wěn)定，經(jīng)過測試確定，可無需加裝閥門控制，簡單易行。

本發(fā)明的目的是做出一種可以感知人是否干涉噴泉水柱,從而控制揚聲器是否發(fā)出琴聲的噴泉水琴。

3具體實施

3.1整體控制特征

本水音符由單片機控制系統(tǒng)、電機驅(qū)動模塊、水泵、傳感器檢測模塊、電子琴發(fā)聲模塊構(gòu)成。其控制框圖如圖2所示。由單片機控制系統(tǒng)控制電機驅(qū)動模塊，電機驅(qū)動模塊驅(qū)動若干個傳統(tǒng)的噴泉水泵制造出若干穩(wěn)定的水柱，這些水柱以拋物線等形式分布在產(chǎn)品面積內(nèi)，在這些水柱的落點處，放置基于聲波振動傳感器的檢測裝置，檢測裝置與單片機連接，用以感知是否有水流落到該處(連續(xù)或者斷續(xù)的水流落到檢測裝置上，檢測裝置將產(chǎn)生不同波形的電信號)。這些信號輸入單片機后，單片機系統(tǒng)將對信號波形特征進(jìn)行分析，最終判斷出水柱是否被人干涉，從而作出是否控制揚聲器發(fā)聲的決定。

3.2傳感器檢測模塊

本水音符系統(tǒng)中的傳感器檢測模塊的基本結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。

其功能是把噴泉水柱下落時的沖擊力轉(zhuǎn)換成單片機系統(tǒng)能夠讀取的數(shù)字信號，以供單片機程序進(jìn)行分析處理。整個傳感器檢測模塊由震動膜、聲音傳感器、防水共振腔體組成。其工作原理是：噴泉水柱下落時擊打震動膜，震動膜將震動擴大并傳至聲音傳感器，聲音傳感器檢測到震動時將輸出TTL低電平信號，若未檢測到震動，則輸出高電平信號。

圖4和圖5分別是水柱未受干涉和水柱受到人的干涉兩種情況下檢測模塊所產(chǎn)生的兩種不同信號波形。

圖4未受干涉的連續(xù)水柱沖擊產(chǎn)生的信號波形

圖5水柱受到干涉產(chǎn)生的持續(xù)高電平波形

4創(chuàng)新點和應(yīng)用前景

4.1主要創(chuàng)新點

目前市場上室內(nèi)水景中互動方式有限，主要原因是應(yīng)用于水的檢測模塊無法同時滿足檢測精度高、防水性好、小型經(jīng)濟等要求。本項目成本較低，應(yīng)用市場較常見的微型聲音傳感器，利用其在靠近聲源處信號較強的特點，制作出了一種薄膜振動式水柱檢測模塊，并將其應(yīng)用于實景之中，從而創(chuàng)造出了一種全新的互動水景。

4.2應(yīng)用前景

本作品通過合理的布局設(shè)計和全新的互動功能等方式很

好地整合了觀賞性及互動性，很好地滿足了客戶對于室內(nèi)水景的要求。由于本作品外觀優(yōu)美、技術(shù)可靠、互動性強，因而可以廣泛適用酒店、辦公室大廳或展覽館、博物館等場所。

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