一种多模块手机壳

海口经济学院 冉 涛 张 河 玮 龙 陈泰宇

随着时代的发展和科技的进步，大家开发了智能手机的各种全新的功能，对于目前流行的手机软件和直播，拍照功能尤为重要，同时也带来了许多问题，例如青少年的手机沉迷，本文主要探究的是一些新型的手机壳——多模块手机壳，通过各种模块的手机壳使手机可以搭配无人机，以及防沉迷系统的功能。

1 无人机模块

目前智能手机成为了人们生活中不可或缺的一部分，为我们的生活带来了许多便捷的，各种相关行业层出不穷，包括直播带货，抖音短视频等都离不开拍照，但是有时需要的拍照角度过于刁钻或者危险，这时候就有了多模块化手机壳就不用担心了，这个手机壳能够通过多种模块提供不同的功能。

多模块化手机壳简介：该项目分为两个模块，其中一个适用于短时间低空拍摄，另一个能过够防止未成年人沉迷手机设计的模块化多功能手机壳，其中模块包括微型无人机和特制的防止未成年人自主拆卸的手机壳，微型无人机的飞行需要手机APP进行控制，能够实现5-10min的低空飞行，支持1200万像素照片拍摄和1080P的视频录制；特制的防止未成年人自主拆卸的手机壳可以让家长通过手机APP控制未成年人一天能够玩手机的总时长，在晚上也可以设置时间让未成年人的手机在一段时间内只能使用一些基本功能，以此防止未成年人沉迷于手机。同时还可以自主选择手机壳的模块安装以及自主设计手机壳后面的图案。

美国内华达州拉斯维加斯消费电子展(CES 2018)，1月8日，2018年一电航空与SELFLY Camera LLC合作，宣布推出AEE SELFLY™全球首款嵌入无人机的智能手机壳。这款产品放飞了手机的摄像头，为智能手机用户提供了无论在任何地点，都可以拍出高质量照片和视频的全新体验。利用高端稳定化技术，AEE SELFLY采用标准尺寸4-6in的手机壳，几乎适用于任何智能手机。该设备能够在用户的指挥下飞行，完成较远距离的、狭窄的或更高的角度的照片和视频的自拍。只要用手机app就可以对其进行操控，发指令也简单易行，让AEE SELFLY悬停，或者找好角度，拍摄完美的视频和照片。AEE SELFLY配有1080P全高清视频功能，4min的飞行时间，大约30min的充电时间，与苹果iOS和安卓设备兼容。

微型无人机想象图如图1所示。

图1 微型无人机想象图

无人机一般由以下几方面组成：机架，电源，电机，油门，螺旋桨，发射机还有飞行控制板组成，对于旋翼无人机的优势有以下几点：

（1）拍摄：影视制作以及日常生活中许多难以拍照的地方都可以通过它来实现，因为在拍摄中可以随时减速、停止、旋转、加速，拥有很高的自由度。

（2）悬停：具备在高处悬停的能力，让旋翼机能够完美的完成拍照的任务

（3）三维测绘：与固定翼机相比，旋翼机可以从侧面方位对建筑物外立面进行倾斜图片的拍摄。

（4）垂直起降能力：这意味着与固定翼无人机相比，旋翼机几乎可以在任何地方起降。

当然，也有一部分问题，下面是一些关于常见的问题：

（1）无人机信号失联

虽然无人机手机壳在生产过程中会给出详细的数据参数，但是这些数据参数都是在理想环境下测试出来的，并没有把实际环境考虑进去。在使用过程中，城市电磁的干扰、无人机飞行距离的长短，风力大小等因素都会影响到无人机的信号传输。使得无人机在给定的参数范围内出现失联情况。目前无人机失联情况最多的是发生在飞至建筑后侧时，遭到建筑物的遮挡，使得无人机与手机之间的信号传输微弱。特别是在远距离飞行时，很容易就会丢失无人机的信号。要解决这个问题。首先我们在飞行前就要仔细地规划飞行航线，还要切记飞行前在手机上设定好返航的高度。观察附近好周围的环境，将返航最高度设置高于最高建筑物高度。如此，一旦无人机信号失联，就会直接按照设计好的路线返回原点。这主要依赖于GPS的定位系统，在出发前需要一个有效的GPS喜好用来储存出发位置，通常在丢失飞控信号。电池电量过低的情况下，程序就会触发返航模式。

（2）视频稳定度不够

所有的无人机都会振动并且会以奇怪的角度飞行，因此没有动态稳定器会导致视频效果很差甚至无法使用。哪怕有很多减振方法，拍摄效果也不会很完美。所以需要更好的主动飞行隐定器。在消费级无人机上可以见到两种减振方法。一种方法是云台，云台是在无人机运动或振动过程中提供反作用力以稳定视频的装置。它由2个或3个电机组成，每个电机分别控制摄像头的俯仰、偏移和翻滚动作。电机可以是简单的伺服电机，也可以是能提供更平顺动作的无刷电机。云台由自动驾驶仪或者独立控制器控制。它获得无人机的当前位置并做出相应改变以满足摄像头的位置稳定状态。编写一个简单的云台控制器跟编写无人机姿态控制器类似。诸如PX4和APM之类的自动驾驶仪会内嵌云台控制器。大多数无人机都要用到云台，例如大疆、3D Robotics。另一种是广角镜头和软件稳定，Parrot可以把全高清视频无人机的质量控制在500g以内，让无人机的使用既安全又充满乐趣。蓝牙传感器如图2所示。

图2 蓝牙传感器

2 防沉迷模块

这一套产品，不仅仅是无人机模块，最大的优势在于配套了防沉迷系统，提高产品实用性、元素多元化性。防沉迷不仅是我国家长关注的问题，在世界各国，对于手机泛滥，手机使用低龄化等都有关注，因为沉迷手机电子产品所带来的影响是巨大的：

第一方面，在心理、身体健康的影响，沉迷于手机的青少年，对视力影响巨大在中国：小学、初中、高中、大学中的近视率最高竟有86.36%，而且还有逐渐上升的趋势，手机-是照成这影响之一。第二方面，对青少年的教育影响：沉迷于手机的青少年对学业不上心，耗费精神，照成学业跟不上，学习时间不够，知识吸收率低等问题。

所以这防沉迷功能，有很大的市场，毕竟国内对防沉迷只针对软件方面进行研究，对硬件研究不多。

在空间分配方面，是一个设计点，在无人机的基础上，把无人机在手机上的底座空间上放置防手机沉迷硬件。即可以充分利用无人机模块所多余的空间，也让用户拥有最大化的良好的产品体验，且该底座安装方便，只需要把手机放进去即可，通过用特制的螺丝固定，卸掉时也只能用特定的工具，这使得家长不在使用者旁边时，不可以正常拆卸。有效的控制防沉迷问题。

手机壳中的硬件包括了，集成了传感器，实时手机手机信息，并发送个APP，通过APP可以监控孩子位置，动作等服务：

（1）可在APP上设置使用手机时长，使用防沉迷手机累计超过时长，就会控制手面，只能拨打电话功能。

（2）手机壳中的的传感器还记录位置信息，家长可以实时看看孩子所在的位置，对孩子的外出行为，更加的了解。

（3）如果手机受到明显的机械碰撞，手机壳接收并向绑定的APP手机号码发送信息，比如：孩子在发生什么意外时，家长第一时间知道，并做出相应的措施。

目前市场上这种硬件也是主流的运行模式，这也是这个防沉迷模块可以实现可能，而且是结合了无人机模块，两种结合，节省了很多硬件的二次制作成本。防沉迷模块想象图如图3所示。

图3 防沉迷模块想象图

结语：手机壳无人机小巧的尺寸可以装进手机里。不需要时折叠存放，需要时展开套在手机上。只需轻轻一抛便可实现飞行。无人机手机壳轻便易携带，放在背包或口袋都行。安全、轻便、易操作都是无人机手机壳的优点。而且在手机壳配套有防沉迷模块，对于低龄手机使用用户，有效的防沉迷，让家长可以实时了解孩子的动态。这种无人机手机壳加防沉迷模块的出现，将是一个可执行的项目，配上无人机，从我们的日常生活到家庭教育，管理低龄使用者的使用手机的时长以及需要空中作业解决方案的地方，都将有无人机手机壳的一席之地，何况现在配有防沉迷系统的拍照无人机手机壳，可以广泛的运用于家庭。对于市场也是可观的。