用于互动装置广告的通用控制器

翁昊明+迟冬祥+吴限+何佳秋

摘要：随着科技的发展，新兴事物正在不断涌现，比如3D打印、VR、物联网等。这些技术的兴起使得未来的市场出现了无限的可能。广告作为国内市场经济的最好的营销手段之一，存在的巨大的市场，然而，人们对于过去单一而枯燥的电视、报刊形式的广告已经产生了疲倦感，因此，广告形式需要进一步开拓创新。互动形式的广告充分抓住了广告的注意力经济现象，相比于传统广告更能给予顾客听觉与视觉上的刺激，再加上开发者适当的创意，能使互动广告给人以过目不忘的感受。本文主要研究互动广告通用控制器的设计以及应用，主要包括控制器的PCB板设计，各个传感器控制程序的开发，以及控制器调试窗口的设计。本文拟用Arduino作为开发平台，实现个各传感器对继电器的控制，继电器连接大功率电机，从而实现交互功能。并且使用Winforms作为控制器调试窗口的开发平台，实现与Arduino的通讯，并能便捷地调整继电器的延时时长。此通用控制器可用于教育科研方面，开发者可以使用任意传感器迅速搭建一款控制器，可迅速缩短研发周期。

关键词：互动；广告；通用控制器

中图分类号：TP11 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）06-0002-03

1 研究背景

随着信息化时代的到来，人类接受信息的途径越来越广泛，新媒体借着信息时代的春风如雨后春笋般蓬勃发展，人们也越来越关注于新媒体的到来。同时，生活质量的提高也使人们的消费观念产生了一定的改变，户外的广告变得更加多元化。在信息爆炸的今天，人们接收到的信息超过了负荷，人们对于过去单一而枯燥的电视、报刊形式的广告已经产生了疲倦感。由于广告主以及媒体都在思考着如何让广告更加富有创意，探索一种新型的广告传播方式，于是互动广告逐渐进入大家的眼帘。

互动广告最关键的点在于“互动”，“互动”一词，借用于社会学，并被广告学和传播学领域广泛使用。在广告设计过程中，旨在让受众有种身历其境的代入感，能与这种可视可听可感知的媒介进行交流，这是互动广告与传统广告的最大区别。艺术的形式有很多种，互动装置也是其中之一，这种跨学科的艺术与技术的结合给人以焕然一新的感觉。由于人们的艺术观念的更新，人们也慢慢接受了互动的艺术形式，同时随着科技的进步，这种创新成为了可能。与在传统户外廣告受众只能被动接受信息不同，它更加注重消费者的心理需求，注重和消费者的互动交流。简而言之，互动广告更注重于受众体验。所以，我们有必要研究这种新型广告方式，探讨它的存在价值，它的介入会给传统媒体带来什么影响，以及它的受限是什么。利用现有的技术，如何制作互动广告，搭建一个制作平台是，我们的研究方向。

2 硬件部分结构设计

设计硬件系统时，首先确立硬件的部分的组成。本文所设计的控制器硬件部分主要由四个部分组成：传感器、PCB板、继电器、Arduino。传感器是控制器的“眼睛”，他能让控制器感知这个世界，是控制器的输入端，也是实现互动效果的第一步，由于是通用控制器，所以可以兼容各种传感器。继电器是控制器的“手”，要达成互动效果，需要继电器来运作，可以向继电器接入大功率电机，实现创意的互动方案。Arduino是控制器的“脑子”，所有的运算都在Arduino中处理，没有了Arduino，所有的传感器都无法正常使用，也无法实现“手”的控制，本文使用Arduino UNO开发板作为主控板。这三个原件都安装在一块自主设计的PCB电路板上，也是我们的控制器的“身体”，所有部件搭建在此之上，构筑了一个完整的控制器模型，硬件结构框图如图1所示。

3 PCB电路板设计

在设计PCB电路板时考虑到所有元器件都得安装在板上，所以为Arduino UNO主控板留有专用的装配口，并根据Arduino Uno的引脚，在电路板上设计了4组4Pin传感器接口，4组3Pin数字信号输入接口以及4组3Pin模拟信号输入接口，每组接口都配备有电源引脚以及接地引脚，方便用户插入传感器使用。此外，电路板配备了两个继电器，另留有两组继电器安装位置。当用户将传感器插入通用控制器后，可以通过传感器检测周围环境，继而控制继电器的闭合。PCB板如图2所示。

4 软件设计（控制程序部分）

在本装置中，软件部分设计包括两个部分，分别是Arduino开发板的程序设计和控制器调试助手的软件设计。软件部分功能框图如图3所示。

首先得把传感器接收到的数据进行处理、解码、分析并判断该信号是否为交互信号，根据用户使用的传感器种类不同，解码的方法不同。控制程序储存于自主设计的一款调试助手软件中，一共有七种传感器的使用示例代码，可供用户使用。在这些程序中，考虑到能源的节省，采用了中断的方法，定义了中断函数，每50毫秒检测一次外界环境。由于通用控制器的调试助手软件的存在，所以需要让Arduino开发板检测是否有数据从电脑端发送，若有数据发送，则接收后更改Arduino中继电器延时的变量参数，控制程序流程图如图4所示。

5 软件设计（控制器调试助手部分）

本程序使用Winforms开发环境设计了一个控制器调试助手，方便用户调整继电器延时。当用户想使用不同的传感器控制继电器时，可以使用本助手查看相应的继电器控制程序进行烧录。在本系统软件设计由串口检测程序、延时调整程序、串口通信程序等几部分组成，调试助手界面如图5所示。

在调试助手中设计了自动检测Arduino串口的功能，把Arduino UNO连接到电脑后，打开控制器调试助手，点击相应打开串口就可使用。主界面有滑条控件，滑动滑条后，继电器延就会实时改变。

6 实验结果分析

本节测试的是装置的输出控制程序，以红外距离传感器作为例子进行继电器控制实验。当选择完控制程序并传输成功后，控制器开始工作，初始延时为0秒，当有物体接近传感器时，继电器红灯发亮，说明继电器闭合，若继电器连接电机，则电机开始工作，结果图如图6所示。

打开控制器调试助手串口，调整延时。如图7所示，延时会实时改变，此时继电器延时会延长至为2秒。

7 互动实验结果分析

向花瓶中安装一台小型风扇，并向花瓶中喷些许香水，然后将风扇电源线接入继电器，供上12V电压，成品如图8所示。本互动实验所使用的传感器为红外测距传感器，当有物体靠近传感器时，继电器应该闭合，风扇启动。

当手靠近红外测距传感器时继电器红灯亮起，风扇启动，瓶中香味散出，如图9所示，实验成功。本成品可应用于香水广告，当有人靠近闻花香时，风扇启动，香水味散发而出。能很好的为香水品牌做推广。

8 结语

本设计以继电器、传感器、Arduino UNO板的组合，基于Arduino平台根据人的位置或者行为控制继电器，从而达到与人互动的效果。这个互动的效果的灵感来自于含羞草，人触摸含羞草的叶子叶子就会闭合，利用各种传感器的配合，就能模仿出这种效果。本设计中样例代码中所使用的传感器有：红外传感器、触摸传感器、超声波传感器，已经广泛的应用于实际生活中，特别是触摸传感器，新颖的功能深受人们的喜爱，逐渐代替了传统按钮。另外，此通用传感器的输出也不局限于一种，结合众人的创意可以开发出无穷的互动效果。控制器调试助手程序方便了用户开发应用时的需要，简单而人性化的操作界面令控制器的使用更加简单便捷。endprint