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智能动态视标生成与距离自检一体化视力筛查系统
当前视力检测普遍依赖专业机构或医护人员操作，存在流程繁琐、时间成本高等问题，尤其在学校、社区等场景难以实现高频次视力筛查。针对这一需求，本研究设计了一款基于行空板的便携式视力自检仪，通过交互式E字视标显示与距离监测功能，实现标准化的自助视力检测。 系统硬件由行空板（主控）、超声波传感器（HC-SR04）和IPS显示屏构成，软件采用Python开发视标动态生成算法。工作时，超声波传感器实时检测用户与屏幕的距离（误差±0.5cm），当距离符合标准检测条件（3米±5%）时，屏幕随机显示不同朝向（上下左右）的E字视标（按国家标准分为0.1-1.5共14级），用户通过按键输入识别结果。测试数据显示：在50人对比实验中，本设备与专业视力表的检测结果一致性达96%，单次检测耗时仅需90秒，且距离违规操作的拦截成功率为100%。 本设备的创新性体现在：（1）首次将超声波距离校验融入自助视力检测流程，确保检测环境标准化；（2）开发自适应视标渲染算法，使2.8英寸屏幕可模拟3米距离的检测效果。该设备可广泛应用于学校体检、家庭自测等场景，显著降低视力筛查的时空门槛，对青少年近视防控具有积极意义。未来可扩展接入云端建立视力健康档案。
结合AI智能体的校园自助紧急医疗箱
校园环境中，学生突发性医疗需求（如外伤、发热等）常因校医院距离远或夜间闭诊而无法及时处理，现有急救箱仅提供基础物资，缺乏智能诊断与交互能力。针对这一痛点，本研究设计了一款基于AI智能体的校园自助紧急医疗箱，集成Coze平台开发的医疗对话智能体与行空板硬件系统，实现语音交互式应急诊疗。 系统以行空板为主控制器，搭载LD3320语音识别模块、SYN6288语音合成模块及4G通信模块，通过Coze平台构建的医疗智能体（内置200+校园常见病症知识库）解析用户语音描述，结合体温传感器、摄像头等外设数据生成临时诊疗方案（如消毒包扎指导、退烧药推荐）。测试阶段收集50例模拟病例显示：系统对感冒、擦伤等高频症状的识别准确率达89%，平均响应时间4.2秒，方案采纳率92%。相较于传统急救箱，新增的AI交互功能使非专业人员正确处置率提升63%。 本研究的创新在于：（1）首创"Coze智能体+边缘硬件"的校园医疗应急架构；（2）开发轻量级病症-药品匹配算法，适应校园场景局限性。实际应用可缓解校医院夜间/偏远区域服务压力，降低误诊风险，并为智慧校园医疗体系建设提供可扩展方案，具有显著的社会效益。未来可通过电子病历对接进一步优化诊疗连续性。
高海拔恒氧调节系统
高海拔地区铁路运输中，乘客因海拔快速变化易引发急性高原反应，而现有列车供氧系统多为固定式集中供氧，无法根据海拔变化精准调节氧浓度，导致供氧效率低、资源浪费严重。针对这一问题，本研究设计了一套基于Arduino Uno的高海拔列车恒氧调节系统，通过实时监测海拔高度实现车厢内分阶段动态供氧。 研究首先分析青藏铁路等典型高海拔线路的海拔-氧分压变化曲线，提出以BMP280气压传感器实时检测海拔高度，并划分4个供氧区间（<2500m、2500-3500m、3500-4500m、>4500m）。系统硬件由Arduino Uno主控、BMP280传感器、氧气电磁阀阵列和OLED显示屏构成，软件采用分段PID算法控制不同海拔区间的供氧量。测试数据显示：在模拟海拔爬升实验中（2000m→4500m），系统可实现海拔高度识别误差±15m，供氧响应延迟<3秒，车厢氧浓度始终维持在等效海拔2000m水平（23%±1%），较传统固定供氧模式节能41%。 本系统的创新性在于：（1）首创列车场景下的海拔-供氧分段控制策略；（2）利用低成本Arduino平台实现高原铁路供氧的轻量化改造。实际应用可显著降低乘客高原反应发生率，并为高海拔轨道交通的供氧系统标准化提供技术参考，具有突出的社会经济价值。
针对孤独症患者的辅助安抚仪
孤独症谱系障碍（ASD）患者常伴随情绪调节困难，易因环境刺激引发焦虑、激动等情绪问题，而现有安抚手段（如药物干预、行为疗法）存在副作用大、依赖性强或实施复杂等局限性。针对这一问题，本研究设计了一款基于多模态感官刺激的便携式辅助安抚仪，旨在通过非侵入性方式帮助患者快速稳定情绪。 研究首先调研孤独症患者的感官偏好特征，发现触觉振动、舒缓光效及白噪音对情绪安抚具有显著效果。基于此，本装置集成压力传感器（检测用户情绪状态）、可控RGB灯带（提供视觉反馈）、微型振动马达（触觉刺激）及音频模块（播放定制化白噪音），并采用STM32微控制器实现多模态协同调控。系统通过压力传感器实时监测用户抓握力度（情绪激动指标），动态调整刺激强度，形成闭环安抚机制。经20例临床前测试表明，该装置可使85%受试者的情绪平复时间缩短40%以上，且无不良反应报告。 本研究证实，多模态感官协同干预能有效提升孤独症患者的情绪调节效率。创新性体现在：（1）提出压力-反馈自适应调节机制，避免过度刺激；（2）首次将可穿戴设计与模块化刺激单元结合，适配个体差异。该装置为家庭及康复机构提供了低成本、易操作的辅助工具，对改善孤独症患者生活质量具有重要实践价值。
基于柔性电阻的电池鼓包保护装置
在锂离子电池广泛应用的过程中，电池鼓包问题严重影响了设备的安全性和使用寿命。目前市场上的电池保护方案主要依赖电压、温度监测，但对鼓包现象的检测手段不足，且现有机械式检测装置灵敏度低、适应性差。针对这一问题，本项目设计了一种基于柔性电阻的电池鼓包保护装置，利用柔性电阻的形变特性实时监测电池鼓包状态，并通过Arduino Nano控制器实现智能预警与保护。 本研究首先分析了电池鼓包的成因及其危害，发现传统检测方法难以精准捕捉微小形变。基于此，本项目提出采用柔性电阻作为传感元件，通过电阻值变化反映电池鼓包程度。装置硬件部分包括柔性电阻传感器、Arduino Nano控制器、蜂鸣器及继电器模块，软件部分采用阈值判断算法，实时监测电阻变化并触发保护动作。实验测试表明，该装置能够准确检测电池鼓包形变，响应时间小于0.5秒，误报率低于5%，且具备良好的可重复性。 研究结果表明，基于柔性电阻的电池鼓包保护装置能够有效解决传统检测方法灵敏度不足的问题，具有成本低、响应快、适应性强的优势。该装置的创新点在于将柔性电阻应用于电池鼓包监测，并通过嵌入式系统实现智能化控制。其实际意义在于提升电池使用的安全性，可广泛应用于消费电子、电动汽车等领域，为电池健康管理提供了一种新的技术方案。
"眠盾"智能充电站——面向睡眠安全的手机过热防护系统
针对现代人睡前玩手机并在床头充电引发的安全隐患问题，本项目设计并开发了一款床头手机充电安全监测装置，以解决因手机过热导致的安全事故问题。通过调研发现，当前市场上缺乏能够集成温度监测、散热、警报和自动断电功能的床头充电设备，而现有方案对睡眠状态下的用户预警能力不足，存在较大的安全漏洞。本项目旨在研发一款智能化、安全性高的充电监测装置，既能有效避免手机过热引发的事故，又能在睡眠状态下及时提醒用户，从而提高床头充电的安全性。基于Arduino Uno主控器，本项目设计了一个多功能装置，采用激光切割椴木板拼装为结构主体，内置无线充电模块、超声波监测模块、温度传感器、散热模块及蜂鸣器等硬件组件。装置通过超声波模块检测?
一种施工工地违规行为判定的全天候监察系统
随着社会主义现代化建设的推进，各种高楼建筑拔地而起。在生活中，各类施工场地无处不在。在丰富人们生活方式的同时，由于缺乏及时有效的监管，各种工地违规行为屡见不鲜，这个广大人民群众生命财产带来了巨大的隐患。2023年7月23日，齐齐哈尔第34中学发生了震惊全国的体育馆坍塌事故，造成了11名学生遇难。经现场初步调查，与体育馆毗邻的教学综合楼施工过程中，施工单位违规将珍珠岩堆置体育馆屋顶。受降雨影响，珍珠岩浸水增重，导致屋顶荷载增大引发坍塌。因此，我想设计制作一套全新的施工工地违规行为检测的智能化平台来解决全国各地的施工场所安全隐患。 本项目从解决施工工地违规行为的问题出发。通过工地入口的AI视觉识别摄像头对进入的人员通过人脸识别算法进行身份的鉴别，并通过物体分类的算法对其是否佩戴安全帽及其他防护用品进入施工场地进行判定，避免由于懈怠出现的安全事故。并将其违规行为纳入到日常行为规范考核当中。对于此次体育馆坍塌的热门时间成因调查后，我发现施工场地存在各种各样的施工建材，他们既是建设的必要材料，也会因为违规摆放成为危害安全的“定时炸弹”。因此我在施工场地最高处的吊塔顶端安装俯拍摄像头，对整个施工场地区域进行划分和判定，对各类建筑材料进行归类处理，一旦发现其出现在不合理的区域，就通过wifi设备将此类违规信息发送给当地的监管人员，并及时到该工地予以处理。
盲人也可以看书了——汉字盲文转换装置
据相关统计，全世界都有数以百万计的图书出版，而其中仅有1%～7%的图书能够为世界上2.85亿盲人和视力障碍者所获得，他们中90%属于低收入阶层，因此面临着阅读障碍在内的各种困难。为此，本项目设计并制作了一款汉字盲文转换装置，拟解决大部分书籍无法被盲人阅读的问题。本项目包括两部分，上位机和汉字盲文转换装置。上位机通过OCR技术文字识别技术来识别图片中的文字，再将识别到的文字转换为盲文的点数，通过TCP/IP协议将数据发送到汉字盲文转换装置，装置根据接受到的盲文点数控制对应的推杆，实现盲文的显示。根据大量的实验验证，该装置具有很强的可行性和科学性。因此，该装置在解决书籍翻译为盲文的问题上具有一定的意义。
智控卡路里——基于MQTT协议的智能自动营养搭配机
在日常生活中，许多人选择吃沙拉作为一种减肥方式，但效果往往不尽如人意。这引发了对沙拉饮食法的讨论和研究。合理控制营养和热量摄入是减肥成功的关键，否则不仅难以实现减肥目标，还可能带来健康问题。 基于这个需求，一台能够自动标注沙拉食材营养和热量的机器应运而生。该机器通过智能匹配用户选择的营养和热量区间进行多样化搭配，并能自动制作沙拉，从而满足沙拉爱好者在高效制作健康饮食方面的需求。
路面情况自动分析的自行车智能变档避震及安全制动提醒系统
自行车骑行在夜间常常面临一系列问题，例如忘记为车灯充电，导致无法开灯；在没有路灯的偏僻路段看不清路面而撞上障碍物；以及没注意到因修补而凸起的地面而摔倒。为了解决这些问题，可以设想通过Arduino主板连接超声波传感器、图像识别模块、电子推杆等设备，实现智能辅助功能，并使用智能蓄电器在骑行时收集电量，为主板及各模块供电。在实验与测试阶段，进行了多项检验：首先，图像识别模块能够识别不同的地面情况；其次，从科学性角度在不同地面进行自行车刹车测试，以测算不同地面的摩擦系数；最后，通过实际使用测试综合评估项目原型的整体运行效果。最终，本课题设计并搭建了一套基于图像识别技术和多种传感器、执行器的智能自行车行车?
商场紧急如厕助手-基于IOT物联网的厕所实时可用隔间指引系统
在各类商场等公共场所，当人们急需上厕所时，往往遇到要去的厕所正在维修或全部占用的情况，使得是否继续等待还是寻找其它楼层厕所成为一个难以抉择的问题。出现这种困境的根本原因在于人们无法实时了解其它厕所的使用情况，不敢轻易冒险。 针对这一问题，本项目设计了一款适用于商场环境的联网厕所模型。该模型由两层商场厕所组成，每个厕所隔间配备人体红外传感器，用于检测隔间的使用状态。这些数据通过网络实时上传至云端，用户可以通过手机应用即时查看附近厕所的使用情况，从而做出是否前往某个厕所的决策。 经过模拟测试，该系统能够准确、实时地在手机端展示附近厕所的隔间使用和空闲状态。此解决方案不仅适用于商场，还可以扩展应用到公园、体育馆、地铁站等各种公共场所。
中风康复训练助手——智能步态训练系统
智能步态训练系统旨在利用视觉摄像头和Arduino主控器，结合多种传感器，打造一个高效的中风康复辅助工具。该系统通过视觉摄像头实时捕捉中风患者的步态训练过程，采用先进的计算机视觉算法进行步态识别与分析，从而准确评估患者的步态恢复情况。同时，系统整合了Arduino主控器及其他传感器模块，能够实时监测患者的身体状态和步态细节，如步幅、步频、压力分布等，通过数据反馈帮助医生和康复人员制定个性化的康复计划。该智能步态训练系统不仅提高了康复训练的科学性和效率，还能通过云端数据共享实现远程指导，有效提升患者的康复效果。
图书馆声源定位及座位可视化管理系统
本项目旨在开发一套图书馆内声源定位与座位管理系统，以提高图书馆内的阅读环境质量和座位利用率。系统以ESP32为主控制器，结合LED灯模块、声音传感器、薄膜压力传感器以及RFID技术，实现对图书馆座位使用状态的智能化管理以及噪音监控。每个座位配备声音传感器和LED灯提醒模块。当检测到特定座位上的声音超出设定阈值时，对应座位的LED灯将亮起，提示用户降低声音。同时，座位上安装的薄膜压力传感器能够检测并判断座位是否被占用。此外，每张桌子上安装远程无线射频装置，并在椅子上贴有RFID标签，以监控椅子是否在桌子的检测范围内。 系统通过Mind+软件的实时模式，开发了一个用户界面(UI)，该界面能够实时显示各个座位的占用情况与噪声源位置。人们可以通过这个显示端方便地找到空座位，同时了解图书馆内部哪些区域噪声较大，需要减少噪音。
基于颜色识别的色弱患者辅助及训练装置
本课题针对色盲与色弱患者在日常生活中的不便以及恢复困难，结合了激光切割和各类开源硬件，形成了一款可以协助色盲或色弱患者的一款辅助回复装置，结合机器视觉模块完成，精准度高、便携，可随意携带。本装置可以帮助色盲和色弱患者辅助识别，一方面能够便携地在日常生活中帮助患者们进行精准的色调判断；另一方面，具备训练模式，由于色盲和色弱无法根治，但此装置能帮助患者了解自身的恢复状况进行不断训练。结合计算机视觉，本作品辨别准确度高，外观较小，便携，识别训练有效，效率高，广泛实用性多，使用方便。
自动避光可旋转的古画文物保护性展示柜
本课题针对的是环境光线和温湿度会对古画造成一些不可逆的损伤问题，以商品展示柜为原型制作出一款能够自动旋转检测环境的古画文物展示柜，以解决光照，温湿度对文物的损伤以及方便游客参观。其中包括Arduino uno控制器，蜂鸣器，二哈视觉传感器，环境温湿度传感器，LED灯，数码管，舵机。利用二哈传感器的物体识别功能检测是否有人在参观文物。在无人参观文物时能够实时检测周围的光照强度当检测到某一方向的光照强度大于阈值时会旋转至背对光源方向，有人参观时，仅有一人的情况下可以跟随目标旋转，当多人参观时会360°旋转使参观者们可以多角度的观看，能够使观看者全方位的观看到。同时还可以实时监测展示柜内的温湿度并显示在数码管上，如果当温度大于30度，湿度超过65%会发出警示信息。经过大量的实验，论证了本课题装置拥有很强的可行性和科学性，因此，本课题针对的环境对古画造成不可逆损伤的可旋转保护性展示柜能够解决问题。
妙手控镇纸——基于多种手势识别的多功能毛笔书写镇纸
本课题针对在毛笔书写时，需要频繁移动纸张的问题，进行了深入的研究和调研。毛笔书写作为一种传统文化形式，越来越多的收到人们的喜爱。但在书写是，有时候会面临纸张太长桌子放不下的时候，这个时候就需要人们手动去移动纸张。这样会对书写的连贯性和节奏感造成一定的影响。本次课题就是基于此类问题，设计一款可以根据手势自动控制纸张移动的装置。设计是依靠SEN0315手势识别传感器来设计的。通过手势识别传感器检测手势类型，从而控制电机驱动L298N控制直流电机正转反转，从而实现纸张的自动移动。同时通过电磁铁吸附墨盒，防止墨盒打翻的问题。并且在墨盒上装有振动传感器，可以帮助辅助对墨盒的清洗。
结合艾宾浩斯遗忘曲线原理的自动记录的错题本
“温故而知新”，在日常学习的过程中，为了更好的总结知识点，我们经常会需要总结错题，时常复习就会有利于我们进行对知识的温故知新。但是在总结错的题的时候往往要耗费大量的时间，同时也会出现错题记录下来不经常复习。这就导致既浪费了时间又没有使错题本起到实际的用处。 根据以上问题分析，本项目应具有以下功能： 1.自动记录错题：利用OCR技术，通过拍照或扫描题目，将错题内容自动识别并录入系统。 2.错题分类：根据题目的关键字分析，将错题根据知识点分类，便于学生进行针对性复习。 3.科学复习：根据艾宾浩斯遗忘曲线原理，系统会根据错题的重要性和遗忘曲线制定复习计划，提醒学生复习。 4.数据库存储：将录入的错题保存在数据库中，方便学生随时查阅和复习。同时在复习时能够根据错题的种类选出相同知识点的让学生加深对知识点的理解。
“智取中药”——中医高效取药架的开发与优化
随着社会发展,中医药在人们医疗过程中发挥着越来越重要的作用。但是传统的中医取药过程中存在效率不高的问题。为实现中医药领域的智能化,本研究利用各类硬件和器件，如ESP32、重量传感器、TCA9548A IIC拓展模块、0.96寸OLED、2.8寸LCD、舵机、中文语音合成模块、二维码识别模块，设计了一种集成药品二维码识别、抽屉自动开盖、药品自动称重和药品信息显示的智能中医药架。该智能药架通过扫描药品上的二维码快速识别药品信息,抽屉会闪起LED灯进行提醒并且自动开盖方便取药,内置重量传感器实时显示药品重量,屏幕可显示药品详细信息。通过实验验证了该智能药架的可行性、科学性和实用性。
结合电磁阻尼的公园漫步机保护装置
在公园等公共场所，常见的公共运动器材之一——漫步机，虽然为市民提供了便利的健身方式，但在使用过程中存在安全隐患。特别是对于儿童来说，由于漫步机在使用后会因惯性继续摆动，容易造成意外磕碰和伤害。针对这一问题，本项目设计并开发了一款集成电磁阻尼技术、传感技术的智能漫步机，旨在提高公共运动器材的安全性和用户体验。在硬件方面，智能漫步机采用了薄膜压力传感器和电磁铁，通过Arduino控制器实现对摆管运动的精确控制。软件方面，通过C语言编写了控制程序，实现了用户离开后自动停止摆动、一键急停等功能。外观设计上，利用3D打印技术制作了设备模型，使得整体设计美观且符合人体发明作品学。
由候车厅强占座引发的思考——智能候车座椅
在我国火车站候车大厅中，座位紧张、占座行为和广播不易听到等问题严重阻碍了乘客的候车体验。针对这些问题，本项目设计并开发了智能候车座椅装置，拟解决上述问题。 本项目基于RFID技术和数据库技术，通过掌控宝、RFID模块、舵机、串口MP3等硬件设计并组装了智能候车座椅装置。最后，对智能候车座椅装置进行可行性、科学性和实用性测试，结果表明：该装置能够有效地识别乘客身份，自动放下和收回座椅，实时同步座位使用信息至候车大厅大屏幕，并在相应车次即将到达时通过灯光和声音提醒乘客。
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