集防盜與充電等多功能于一體的手機殼設計

高鑫陽，周星宇，于永康，周程海，李雨達, 馮國紅

(東北林業大學 工程技術學院，黑龍江 哈爾濱 150040)

1 引言

當前社會環境越來越復雜，手機失竊事件頻頻發生，嚴重影響了部分人群的正常社交，并且引發了心理恐慌、安全感降低等現象[1]。針對這一問題設計了一款以防盜功能為主，以應急充電、儲線、儲物、支架、緩沖等功能-為輔的手機殼[2～4]。利用傳感器原理，從距離、溫度、壓力等方面研究，創造一款新型多功能手機殼，從而令使用者即使在人群密集的環境中，也可以較好地保護好自己的手機。該手機殼的研制有著廣闊的市場需求和很強的實用價值。

2 防盜手機設計原理

國內外對具有防盜功能手機殼的研究已有不少成果，設計原理主要有以下幾種方法。

2.1 利用壓電指紋傳感器原理

該手機殼是一種基于壓電指紋傳感器的防盜手機殼，它包括底蓋，所述底蓋上設置有手機插槽，所述底蓋的一側通過柔性連接部件連接上蓋，所述上蓋與所述底蓋間通過鎖扣進行連接，所述鎖扣上安裝有指紋傳感器。

2.2 利用光敏電阻原理

一種基于光敏電阻的防盜手機殼，光敏電阻為多個，均布在所述上蓋和底蓋中，用于感測周圍環境中光強度的變化；指紋識別模塊通過所述繼電器控制模塊控制蜂鳴器發出警報，計時模塊用于累計光敏電阻首次感測到光強發生變化的時間。

2.3 利用散熱原理

該手機殼是一種散熱防盜手機殼，通風槽中的空氣受熱從散熱槽中排出，局部負壓使空氣形成對流，迅速帶走手機熱量，降低手機溫度；防盜孔的存在能夠防止耳機線與手機殼脫離，或者延緩耳機與手機的脫離時間，引起人們的警覺，保護手機不被偷走[5]。

本文主要從手機殼的外觀和功能實現設計進行研究，并將通過實驗確定最佳的方案。

3 手機防盜設計

本項目對于手機防盜主要從3個方面入手：溫度、壓力、距離的變化。溫度對傳感器設置一個溫度的范圍，利用對人體和手提包，背包或者褲兜，衣等不同環境的溫度差來識別手機是否脫離人體，來實現防止手機被盜的功能，但對于溫度傳感器的要求精度較高。對于壓力傳感器同上設置一個壓力的范圍(主要是人手拿手機與手提包以及裝在兜里的壓力)利用人手拿和裝包里或兜里壓力的改變來觸發報警，從而實現手機被偷，精度要求也較高。距離則是設置一個距離，利用藍牙傳輸的原理，當手機離開人體的距離超出這個設置的范圍的時候則觸發報警裝置來實現手機被盜的功能。

4 除防盜以外的附屬功能

緩沖[6]：材料方面將選用一些軟性材料，在手機摔下是起到一定的緩沖作用。

應急電板[7]：在手機殼后端裝有小型的電板，其背部又裝有太陽能充電板，隨時隨地保證電板有電，小型電板殼外部則裝有USB接口，在外無電源時可當應急充電寶使用(電板容量較小，僅限應急使用)。

5 外觀的設計

為了防止手機殼的厚度過厚，所采用的材料傳感器為貼片式，充電板為小型的薄片式，外部圖案可由產品體驗者自己DIY[8～10]。末端充電板上部材料采用太陽能充電板，這樣可以隨手隨地保證電板電量不會匱乏，為了美觀手機殼背部的孔則為一定的圖案。整體外觀和內部構造如圖1和圖2所示。

6 解決方案

6.1 防盜功能的設計

為使產品能夠滿足不同人群，以及年齡段和不同品牌手機共有以下幾個方案。

圖1 整體外觀

圖2 內部構造

6.1.1 防盜功能設計

通過使用壓力，溫度傳感器以及藍牙傳輸功能實現其防盜功能。但溫度與壓力傳感器如果要投用于生活當中對于儀器的精確度要求較高，要有非常先進的設備，因此在后期的實驗方面將著重從距離方面入手，利用藍牙傳輸的原理實行防盜功能。

6.1.2 報警器的響聲設計

可以在其內部設置幾款可供使用者選擇的音樂按照不同的喜好進行設置，或自行錄音進行設置。

6.1.3 報警器的控制開關

為了防止使用者對手機造成的溫差或壓力差，或是在使用者知情的情況下遠離手機所引發的不必要的報警，在手機殼的背部設計報警器控制開關，可讓使用者隨時控制警報器的報警情況。

6.2 除防盜外其他附屬功能的設計

6.2.1 應急充電寶設計

在手機殼末端裝有一塊小型的薄電板，平時是為了供電報警器以及傳感器，期內設有USB接口，在手機沒電時可以當應急充電寶使用，與儲線功能結合使用[11]。

6.2.2 緩沖設計

此功能的實現主要是材料選取，將采用軟性材料以達到手機在摔落時起到緩沖的作用。

6.3 外觀設計

6.3.1 美觀度的設計

為了滿足人們的審美要求，手機殼圖案使用者可以自己DIY。電板背部的太陽能充電板則設計為一定的圖案，保證手機殼的美觀度。為了防止手機殼過厚，在材料的使用上傳感器選擇貼片式的，電板則使用小型的薄片式。開關則使用內嵌式的撥動開關(如iPhone手機靜音控制開關)。

6.3.2 不同手機品牌使用設計

在生產時，可生產多款手機品牌的手機殼，以此來保證能供多款手機使用。

其技術路線見圖3。

圖3 技術路線

7 結語

本文結合國內外的各種文獻進行結合創新力求設計一款經濟實用的多功能手機殼：①該手機殼的設計最具特色之處，是利用傳感器原理，通過對距離、溫度、壓力等方面的控制，實現防盜功能，解決了手機頻頻失竊的困擾；②通過太陽能電池板，吸收太陽能，并將太陽能轉化為電能，儲存在內置的蓄電池內，再通過不同接口，為手機和傳感器供應電能；③手機殼的外觀設計可以滿足儲線儲物、支架、緩沖等功能，滿足了人們日常需求。