采用射频识别的智能塑胶玩具的开发

        一、立项依据

㈠ 国内外现状、水平和发展趋势

近年来，随着我国经济的不断发展进步，人们的生活水平不断提高，生活方式也在随着不断改变，最明显的一个体现就是玩具市场的变化。玩具是现代孩童成长的过程的一个重要玩伴，目前市场上的玩具在外形和功能上变化最大，并且种类也越来越多。

近几年我国玩具行业发展迅速，受益于玩具汽车行业生产技术不断提高以及下游需求市场不断扩大，玩具汽车行业在国内和国际市场上发展形势都十分看好。虽然受金融危机影响使得玩具汽车行业近两年发展速度略有减缓，但随着我国国民经济的快速发展以及国际金融危机的逐渐消退，我国玩具汽车行业重新迎来良好的发展机遇。从2012年开始我国玩具汽车行业面临新的发展形势，由于新进入企业不断增多，上游原材料价格持续上涨，导致行业利润降低，因此我国玩具汽车行业市场竞争也日趋激烈。随着竞争的加剧，在一方面增加企业的压力，同时也在不断的提升和改善企业技术和产品质量，提升产品质量在行业的竞争力。随着玩具市场的不断细分和性能和结构的不断改变，可以预测未来玩具行业将往智能化和高仿真方向发展，并且在功能上将会不断的增加智能控制，包括语音、雷达、无线等等智能控制方式，实现玩具的可玩性和高娱乐性，同时，玩具设计也将往对适龄儿童的智力开发、性格培养、逻辑能力、动手能力等方面的引导上。这些新兴元素和功能的加入，使玩具的可玩性、娱乐性和培养性更突出，更适合目前孩童和家庭的需要。

㈡ 项目研究开发目的和意义

目前，我国玩具生产技术已经得到较全面的发展，由于人工成本和原材料的成本相对较低，产品远销海外。虽然目前国内发展较快，为满足不同年龄层次的孩童，甚至是成年人的要求，玩具也在不断进行更新，往智能化，高仿性方向变革，是玩具具备：娱乐性、引导性，对适龄儿童的智力开发、性格培养、思维培养均有积极作用。但是，国内玩具市场的快速发展，产品的快速更新换代，与当前技术水平的支持、实现上相对落后形成矛盾，对国内行业发展产生巨大影响。面对这一现状，玩具行业业内企业积极应对，通过各种方式进行提升和培养创新能力，来不断提高自身生产技术，加强企业竞争优势。我们公司是专门从事玩具开发、生产和销售的高科技企业，对行业和市场的发展有深入了解，并且对玩具开发、生产由丰富经验，针对目前玩具市场发展的现状，我们企业也同样受到冲击，为提升企业的产品市场竞争力，避免在市场竞争中被淘汰，我们组织资源进行“射频识别式智能塑胶玩具”的开发，本项目的目的就是开发一种可以进行射频无线识别控制方式的塑胶玩具，本技术可以使用在各类玩具中，均能实现玩具的无线识别和控制，提升玩具的娱乐性。

本项目的研发解决了玩具在智能识别控制上的不足，不再受行业国外的高端企业在这方面的技术垄断，同时能实现普通玩具的无线识别控制，让普通人感受智能识别控制的乐趣。本技术的开发能够实现玩具在控制性能上的提升，而且适应了目前孩童成长在智力、行为和个性上的需求，并且解决了市场上各种智能玩具开发在控制上的关键技术，对市场和行业有巨大的实际意义。

㈢ 项目达到的技术水平及市场前景

本项目包含的射频识别技术一种利用无线读写数据，借以识别物品的技术，它是无线通讯技术与半导体技术相结合的产物，是当前应用最广泛的非接触式自动目标识别技术之一，对目标识别具有较高的精确度和单一性，可靠性高等优点。本技术主要由识别系统由阅读器和电子标签组成，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，本项目产品塑胶玩具，通过智能识别技术能够实现无线控制，在一定范围内可以通过控制器进行控制。本项目研究的技术产品对比行业具有功能和技术的先进性，并且产品的生产成本低，过程容易控制，成品合格率高，完全适应和满足目前市场对智能识别控制的需求，拥有相当高的市场认可度，能够进行大范围的市场推广和技术应用。

二、研究开发内容和目标

㈠ 项目主要内容及关键技术

本项目是基于目前适龄孩童在行为智力等方面的成长情况，并且对玩具产品的需求情况，结合当前玩具市场发展在技术、产品方面的实际情况，进行的一项技术革新，使相关的玩具产品更适合目前孩童的需要，能更吸引目前适龄孩童的兴趣。本项目研究的是“射频识别智能塑胶玩具”，它最突出的技术点是开发和采用射频识别技术，并且将射频识别技术应用到玩具的控制方面，实现玩具的智能无线控制，提升玩具的可玩性和科技感，能提升孩童的好奇心，促进对新事物的观察和思考。

项目的主要内容包括：产品结构包括发射端和接收端，其特征在于：发射端采用调频方式进行调制，接收端采用调频方式进行解调，采用一个24.576MHZ晶体实现27M带宽和49M带宽下的调制和解调，且每个带宽下均有4个独立频道。27M带宽下的4个独立频道分别为： 27.045 Mhz、 27.095 Mhz、 27.145 Mhz、27.195Mhz的中心频，频偏均为±3Khz。49M带宽下的4个独立频道分别为： 49.830 Mhz、49.845 Mhz、49.860 Mhz、49.875Mhz，的中心频，频偏均为±3Khz。

本项目研究包含的关键技术有：

1、如何在塑胶玩具中安装射频识别技术的控制和接受，并且保证在使用过程中质量稳定；

2、如何满足控制的单一性和精确性，既是如何保证采用本技术的塑胶玩具在控制上具有一对一性，避免控制的混乱现象。

㈡ 技术创新点

1、设计可调射频识别控制收发系统，通过设计采用一种可用于玩具车的射频识别收发系统，本系统有发射端和接收端，并且均可以采用调频方式进行调制和解调，可以通过晶体实现两种带宽下的四种独立频道调节，并且频偏保持在±3Khz范围内，精确度高、操作方便，可靠性强；

2、收发系统控制电路采用锁相环闭合电路设计，由鉴相器、电荷泵、低通滤波器、压控振荡器、分频系数器组成，混频器的输出与鉴相器相连，实现控制的高效，并且保持电路封闭，避免干扰。

㈢ 主要技术指标或经济指标

1、频道：4种独立频道；

2、频偏：±3Khz；

3、可控范围：10—15m；

4、通讯强度：能够穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质，并能够进行穿透性通信；

5、发射端调制方式：调频方式；

6、接收端解调方式：调频方式；

三、研究开发方法及技术路线

本项目的研发是针对目前玩具发展的实际情况进行的改善和更新。对玩具的控制方式进行开发，推出新型的射频无线的控制方式，实现玩具控制在距离上、精确度上以及对应的通讯方式、强度、有效性上的提升等。

本项目开发方法包含有：

1、射频发射和接受系统的研发设计：针对传统的控制方式的不足，设计开发一种射频无线控制方式，针对最重要的发射和收发控制系统进行结构和功能的设计。本项目发射端采用调频方式进行调制，接收端采用调频方式进行解调，采用一个24.576MHZ晶体实现27M带宽和49M带宽下的调制和解调，且每个带宽下均有4个独立频道，频偏±3Khz以内，保持精度；

2、发射端包括操作杆、金属片、速度等级电路，金属片上设4个触点，操作杆与金属片相连，并带动金属片滑动，金属片上的4个触点分别与速度等级电路的四个管脚短路到接地端，而导致不同电平状态来对应不同速度等级；

3、接收端包括：天线、低噪声放大电路LNA、锁相环电路、振荡电路、混频器、自动增益控制电路、模数转换器、数字滤波器、命令响应逻辑输出电路、电压比较器、线性稳压源等。线性稳压源为接收端的各器件供电，天线通过低噪声放大电路LNA与混频器相连，混频器分别与自动增益控制电路和锁相环电路相连，振荡电路与锁相环电路相连，自动增益控制电路依次与模数转换器、数字滤波器、命令响应逻辑输出电路、电压比较器相连，外部的监测电压与电压比较器相连，命令响应逻辑输出电路控制输出。

技术路线：

1、首先通过市场的反馈，以及产品在商场上销售和使用情况，针对反馈结果进行相关的市场调查，以及同行产品、功能成本方面的调查，对国外先进技术的了解，形成一份完整的调查结果，提供市场现状和未来的发展趋势；

2、结合企业的生产工艺技术现状，确定寻求解决改善的方向，目标和相关的方法，提供一份改善建议和方案，交给公司领导申请；

3、组织人员进行项目实施方案的研讨，决定项目实施的具体方式和方法，并确定项目研究的目标和期望达成的效果；

4、组织人员成立专项研发小组，按照公司的研发管理制度要求，进行人员分工，进行各个部分的研发要求，并制定研发目标和研发管理要求；

5、按计划进行研发管理分工，根据各个小组的人物和目标，按照项目时间进行研发工作，过程定期进行研讨研发工作遇到的问题和情况，并提出改善方案和方法，过程对研发的产品进行测试，保证研发路线的准确，对异常的情况及时调整方向，避免影响整体进度；

6、完成各部份研发，并进行组装测试，对样品进行性能和使用测试，针对研发的关键技术要求和目标进行测试，记录测试数据，作为后期改善和根据；

7、进行批量生产，按照改善后的要求进行产品的批量生产，并且定点、定量的投放市场，在市场使用过程跟踪产品的情况，特别是在性能上和安全性上的要求。

8、完成研发，进行本次项目研发的总结，收集研发数据，形成研发经验，并指导后期进一步的产品开发。