一、項目概述

1.1 項目摘要

遙控玩具是廣受歡迎的一種玩具，但是對于剛剛學會走路的小孩子來說操作復雜的遙控器顯然不太現實，因此提出設計一種能自動跟隨小孩的運動狀態的玩具飛機。該玩具采用微慣性加速度計和陀螺儀作為小孩動作信息采集傳感器，測量小孩的運動狀態，通過無線發射將該信息發送給遙控飛機的無線接收模塊，由飛機的中央處理單元判斷出小孩兒的運動狀態，控制飛機跟隨小孩運動。這樣實現了飛機對小孩的跟隨，并且有信號傳輸給父母，讓父母能夠知道孩子所處的地理位置，以及所處溫度，是父母看護孩子，與孩子交流的新方式，真正的起到了守護者的角色。另外，還有娛樂功能，遙控飛機在跟隨過程中還可以發出各種可愛的聲音逗小孩開心。此外，玩具還可以工作在遙控模式，由年齡稍大的孩子遙控玩具，增加玩具的趣味性和安全性。

1.2 項目背景

(1)市場規模

隨著中國經濟的發展，中國城鄉居民的消費支出中，玩具類支出將越來越大。中國16歲以下兒童有3.6億左右，占人口的比重約20%。目前中國兒童消費已占到家庭總支出的30%左右，全國0-12歲的孩子每月消費總額超過35億元。但中國14歲以下的兒童和青少年的人均年玩具消費僅20-30元人民幣（2.4-3.6美元），遠低于亞洲兒童人均年玩具消費13美元和全世界兒童人均年玩具消費34美元的水平。如果中國玩具消費達到亞洲平均水平，市場規模預計將突破300億元人民幣。內地玩具市場未來將以每年40%的速度增長，到2010年銷售額將超過1000億元人民幣。

(2)發展趨勢

進入21世紀，各種整合了聲、光、電功能的高科技玩具開始搶占傳統玩具的地位，世界第一玩具消費國——美國在這方面表現得特別典型。近幾年來，中國市場也逐漸出現越來越多的智能玩具，如智多熊，它成功地將多種產品整合在一起，通過人工智能技術，讓孩子在與智多熊的交流互動中獲得快樂、提高智商。

(3)社會條件

由于計劃生育政策的貫徹落實和日益增長的生活壓力，更多的家庭選擇只要一個孩子，同時父母陪伴孩子的時間也越來越少，但是父母對于孩子的關愛并沒有減少。越來越多的家長愿意購買玩具來緩解孩子的孤獨感，同時玩具本身具有的調節人體智力、體能和情緒的綜合能力，也有益于孩子的身心健康。

我們的目的是設計出一種兼具娛樂和監控功能的玩具。既能減少孩子的孤獨感，又能讓父母了解孩子的所處環境，預防未知事故的發生。

二、需求分析

2.1 功能要求

1. 該玩具飛機能夠獲取小孩的行走或運動路徑，從而在一定距離內實現實時追隨，給小孩帶來玩耍的樂趣；

2. 感知小孩所處環境（如氣溫、氣壓），并將信息及時傳遞給家長；

3. 兩種模式：具有“跟隨”模式和“手動”模式的切換功能，“跟隨”模式下，玩具飛機追隨小孩的運動，在“手動”模式下，通過遙控器控制玩具飛機的運動；

4. 電量檢測與自我保護：當電量不足時，玩具飛機則自動安全降落至底面。

5. 將小孩的地理位置、所處環境、溫度壓強傳輸給父母：家長可以通過遙控器設定好小孩玩耍的范圍，在“跟隨”模式下，當玩具飛機距遙控器超出設定的閾值時會以提示家長：小孩離自己過遠了，如圖1所示。

圖1家長監控原理圖

6. 在玩具飛機飛行的過程中，可隨機地播放兒歌等音樂；

圖2 守護天使成品設計圖

2.2 性能標準

1. 玩具飛機與小孩在20~30米范圍內能實現穩定可靠的無線通訊；

2. “追隨”響應的延遲時間控制在5秒之內；

3. 玩具飛機在“追隨”模式下的飛行高度為1.5~2米；

4. 系統在環境溫度為-20℃~40℃下能穩定工作；

5. 續航能力在1小時以上。