一、项目思路

闹钟，台灯和音乐播放器是我们日常生活中常见且常用的用品，若是能有一款产品可以融合上述三种产品的功能，并在此基础上增加更多的功能和便利性，那么它将很好地润色我们的生活。借此机会，我想设计一款智能唤醒灯，实现我的想法，它将主要包括以下功能和特点：

1.具有闹钟的基本功能，时间显示，定时唤醒。在此基础上，可以通过设备屏幕或手机APP设置唤醒音频，包括USB输入的mp3音乐，蓝牙连接APP获取的歌单、日程和新闻等个性化需求。

2.具有台灯的基本功能，照明，亮度调节。通过多种LED灯带模拟出多种光照，满足不同时间段的需求，并与时钟联动，自动调节光照强度，自动开关等。

3.具有音乐播放器的基本功能，mp3音乐播放，音量调节，切换音乐。通过蓝牙或WIFI连接，将播放器的功能挖掘出来，如：蓝牙控制的音响，APP设置下作为备忘录、日程和新闻的播报装置。

4.将三种用品的功能充分联动，通过多种连接方式，让它能够满足我们日益多元化的需求。同时，手机APP控制和WIFI联网，让它具有了可升级可发展的特点，在未来，继续对APP的开发，物联网技术的普及，都将更加丰富我们对产品的使用体验。

二、产品市场介绍

有需求才有市场，因此，产品设计的功能决定了市场将会是有唤醒服务、音乐休闲、日程规划等需求的人群。根据客观的分析和我对产品智能家居用品的定位，我判断适应人群如下：

1.学生：学生需要规律的学习和生活，以及丰富的知识来源和娱乐方式。该产品提供的提醒功能可以帮助学生规划学习生活，可调节的灯光为他们的学习生活提供便利，智能化的播报可以为其提供音乐的娱乐，新闻，外语词汇等知识来源。

2.上班族：上班的生活具有很强的节奏感，适当的润色会让我们的工作更高效。每日的唤醒为他们提供日程、备忘录等播报，让每日的计划更明确，同时，每天为自己说一句鼓励的话，让生活信心满满；智能的光照控制可以让下班后的生活更舒适，回到家，灯光早已亮起，此时来一段阅读，玩一会儿游戏，褪去身上的疲惫，夜晚来到，语音提醒，灯光慢慢变暗，陪伴我们轻松入睡。

3.退休的老人：退休的休闲生活，离不开自己的爱好。具备了智能化功能的播放器，通过APP的设置，可以为老人播放喜欢的戏曲，新闻，相声等有声节目。

在未来，产品的功能可以进一步开发，如：加入硬件麦克风后，语音控制，AI对话等功能将更加丰富我们的体验。同时，随着物联网技术发展，产品的系统或许可以应用到全屋智能化的控制，届时，产品功能的体验将被无限放大。

三、方案框图

在官方提供Scheme-it工具中，我绘制了产品的设计框图，其中包含了主要的功能架构，标出了主要的元件，以下是分享链接和框图：

https://www.digikey.cn/schemeit/project/智能唤醒灯-d4394d568156465c8a27ab6d0c1d0b87

框图介绍：

框图展示了产品系统的控制、功能的实现过程和信息输入的方式等。在上述介绍中，我们反复提到了产品功能的联动和智能化，实现的奥妙就在芯片中。图中所指的芯片是乐鑫的ESP32-WROOM-32 Wi-Fi 蓝牙® 模块，它具有低功耗，多端口，适应性强，可升级性强的特点，可以很好的实现产品所需音频解码，蓝牙连接，功能驱动控制的功能（硬件的其他特点会在后续介绍）。产品采用电源和220V家庭供电的混合电力来源，让产品的使用范围更广泛。产品主要依靠系统触屏和手机APP的控制，这就要求产品有相对应的软件支撑，需要对APP、小程序和系统的设计，这同时也是产品可升级性的关键。

手机APP和小程序：

初代的手机APP和小程序将具有以下的功能：

通过蓝牙与产品系统连接，在APP和小程序上可以设置每日提醒服务的时间，提醒的音频，重复的次数等。可以设置特定时间语音播报的开关，播报的来源（手机信息：日程，备忘录；网络：每日新闻，天气等）。可以设置灯光的开启、变化时间点，并设置色温，亮度等。可以更改系统显示屏的显示样式，包括时间日期显示，下一提醒时间等，还可以添加个性化的页面，满足个性化需求。

连接蓝牙后具有基本蓝牙音箱的功能，可以放大手机音频，跟随手机控制音量，切换内容。同时，利用蓝牙向系统存储下载图片、音乐、词典等。

Scheme-it工具：

在使用Scheme-it工具的过程中，我发现，工具中包络了多种硬件，且相关硬件的参数清晰可见，极大程度上方便了我们在设计时对所需硬件性能的控制。同时，除了绘制框图的功能，它还像一个论坛，我们可以通过分享交流设计思路，很大程度上帮助了初学者上手和进步。

元器件介绍：

1.乐鑫ESP32-WROOM-32 Wi-Fi 蓝牙® 模块

ESP32-WROOM-32 是一款功能强大的通用 Wi-Fi +BT +BLE MCU 模块，适用于从低功耗传感器网络到最苛刻任务的各种应用，如语音编码、音乐流媒体和 MP3 解码。

该模块的核心是 ESP32-D0WDQ6 芯片。嵌入式芯片设计为可扩展，适应性强。有两个 CPU 内核可以单独控制，CPU 时钟频率可在 80 MHz 到 240 MHz 之间调节。用户还可以关闭 CPU 并利用低功耗协处理器来持续监视外围设备的变化或阈值跨越。ESP32 集成了丰富的外设，包括电容式触摸传感器、霍尔传感器、SD 卡接口、以太网、高速 SPI、UART、I²S 和 I²C。

蓝牙、低功耗蓝牙和 Wi-Fi 的集成带来了功能齐备的模块，并确保了广泛的适应性。使用 Wi-Fi 可以通过 Wi-Fi 路由器实现大范围的物理范围和直接连接到互联网，而使用蓝牙可以让用户方便地连接到手机或广播低功耗信标以进行检测。ESP32 芯片的休眠电流小于 5μA，因此适用于电池供电和可穿戴电子应用。该模块支持高达 150 Mbps 的数据速率和天线的 20 dBm 输出功率，以确保最宽的物理范围。因此，该模块提供业界领先的规格和电子集成、范围、功耗和连接的最佳性能。

为 ESP32 选择的操作系统是带有 LwIP 的 freeRTOS；同时内置硬件加速的 TLS 1.2。还支持安全（加密）无线 (OTA) 升级，因此用户即使在发布后也能以最低的成本和精力升级其产品。

2.APS-LIR485265-500mAh电源

为适应产品供电需求，应对可能的停电情况，我们选用可拆卸的锂电池APS-LIR485265-500mAh作为第二电源。APS-LIR485265-500mAh具有小型用电设备所需的必要特性，500mAh的标称容量和7.7V的标称电压保证了显示屏和系统运行的基本需要，同时，电池具有过充电，放电保护和短路保护，在日常连接家庭用电充电时，不会由于过载而损坏。

APS-LIR485265的质量和大小都极好的适应了产品便携性的需求。

3.BCR420UW6-7LED驱动器

BCR420UW6单片集成晶体管、二极管和电阻器起到恒流的作用，用于线性LED驱动的调节器(CCR)。每个器件通过一个预设10mA标称值，可通过外部电阻向上调整到350毫安。它是为驱动led灯串而设计的，可以减少温度升高时的电流自我保护。

作为一个用于LED串电流控制的系列线性CCR，它可用于多种应用，只要最大电源电压设备电压小于40V。对于低端控制，BCR421U有一个使能(EN)引脚可通过微控制器进行最高25kHz的脉宽调制(PWM ),用于LED调光。无需额外的外部组件，这款CCR完全集成在SOT26封装中，使PCB面积和元件数量最小化。

四、心得体会

此次活动激发了我对智能家用电器的构思，使我能够结合自身的需要，设想出来一台智能化的产品。同时，在设计过程中，通过使用Scheme-it工具和浏览得捷官网提供的元器件介绍，结合所学知识，我对电子器件的设计有了更深的认识。

虽然我距离完全实现设想的产品功能还有差距，但我仍十分感谢此次活动给我带来的启发和进步，希望我能在今后逐步实现我的设想，也祝FastBond越办越好。