基于微信公众号的智能玩具系统研究
蒋迁谦 劳建成
摘要：文章提出了一种基于微信公众号的智能玩具系统，智能玩具与移动终端连接，家长可以通过移动终端远程控制智能玩具为孩子唱歌、讲故事，也可与孩子进行语言聊天。本系统为家长提供了一个能够对话孩童、多方互动、快乐教学的智能玩具。
关键词：微信公众号；智能玩具；远程控制
传统的玩具性能和娱乐性单一，并且主要是建立在传统的制造业基础上的，机械和设计是它最主要的技术含量，传统玩具因缺乏交互性逐渐被智能玩具所取代。随着信息技术的发展，玩具市场将面临互联网的冲击，而在亲子玩具领域尤为明显，未来该领域必将成为商家必争之地。相对于传统玩具，智能玩具有以下几个方面的优势：首先，智能玩具有协调身体机能的作用，通过玩具可以逐步建立孩子的手脚协调、手眼配合的能力；其次，智能玩具具有练习社交活动的作用，在与他人互动的时候，不知不觉间培养孩子的社交能力；最后，智能玩具不论从设计还是存储内容上，都是辅助孩子认识世界的有效工具。本文将微信公众号与智能玩具进行绑定，多个家庭成员可以利用智能玩具进行收发消息，即使父母和孩子身处不同国度、空间，只需在WiFi环境中，高保真麦克风及喇叭就能清晰真实地让原声再现，让亲密的对话打破时空限制。
1.系统架构
如图1所示，系统由4个部分组成，分别为玩具终端、阿里云服务器、微信服务器、手机APP。
从整体架构图中可以看出容易解析数据的传输过程，现分析数据从玩具终端到手机APP端的传输过程：玩具终端经摄像头通过WiFi局域网把图片发送到本地服务器端暂时存储（阿里云服务器），然后再通过微信服务器与微信服务器的数据交互，再把数据通过微信服务器传达到手机终端。要使整个系统能够正常的运转，只需用户手机上装有微信软件即可。
2.智能玩具
根据系统的需求，硬件终端需要用到的功能有音频信号收集，音频信号播放，视频录制并需要wiFi提供上网功能，同时还需要物理按键操作。根据以上的要求，这些功能几乎涵盖了嵌入式硬件开发的各种模块。综合考虑，本次选取全志A20为主控芯片，该芯片接口丰富，方便产品在后续升级进行功能扩展。具体结构如图2所示。
2.1阿里云服务器
阿里云服务器给手机微信端和远程终端提供一个交互的平台，作为数据交互的中转站，承担着数据的存储、转发、发布等关键任务。概括地说，阿里云作为中转站实现了3个功能：（1）获取微信服务器发过来的消息；（2）实现自己的业务逻辑；（3）发送返回消息给微信服务器。
2.2微信公众号
微信公众号分为3类：订阅号、服务号和企业号。其中，服务号是为企业和组织提供更强大的业务服务与用户管理能力，主要偏向服务类交互。家长需要通过微信公众号远程控制智能玩具，与孩子互动，因此服务号最契合系统的需求。
微信客户端是智能玩具实现人机交互的重要部分。微信客户端主要有以下几个功能：（1）实现远程控制智能玩具音频，视频的上传及下載；（2）实现远程推送歌曲至智能玩具及智能玩具资源列表的更新（3）实现故事的播放以及音频的变声播放。
2.2.1微信公众号与智能玩具终端进行绑定
微信公众号需要与智能硬件通信，需要硬件具有唯一性标识，而微信平台提供的接口，可以生成多个带有不同参数的二维码，智能玩具终端可以将此作为自己的唯一标识符，微信公众号通过调取微信扫一扫功能接口，扫描玩具终端的二维码，进行绑定。
2.2.2为智能玩具配置网络
为了保证玩具的安全性，玩具并不具备屏幕。为玩具的设备配置网络的方法有两种：一种是使玩具进入配置模式，利用手机广播路由器密码，玩具收到以后自动连接网络，另一种使玩具先进入App模式，手机连接玩具后，把ssid跟密码发送给玩具终端。本文采取的是第一种方法，首先由微信公众号将智能玩具所在网络环境下的WiFi名称及密码填入微信公众号开发网页的表单内，网页会将其转化为二维码，再让玩具进去配置模式，并调取玩具的摄像头扫描该二维码，经过后台解析玩具端就能连接网络。
2.2.3远程遥控玩具
智能玩具就终端与阿里云服务器之间采用socket通信协议，玩具终端定时发送心跳包给阿里云服务器，若微信服务器收到指令，则将该指令转发给智能玩具，进而执行响应的操作。
2.2.4更新资源列表
传统玩具因为不能交互，玩具只能存储出厂时自带的多媒体资源。随着小孩的年龄增长，自带的多媒体资源早己不能满足家长的教育需求，实时更新玩具多媒体资源的需求应运而生。家长在微信公众号上挑选合适的多媒体资源，并将该资源推送至服务器，服务器收到资源后保存在本地，等待与微信公众号绑定的玩具终端上线后，再让玩具终端执行下载的命令，玩具终端下载之后，及时更新服务器中存储的资源列表，以待微信公众号实时查看玩具终端中的资源。
3.智能教育服务系统的展望
在“互联网+”时代，玩具与人的双向互动不断加强，教育益智类，健康类、穿戴式产品大行其道，成为世界新一轮的趋势。本文利用互联网技术，设计了一种基于微信公众号面向婴幼儿的智能玩具。玩具本身可以通过按键执行相应的操作（唱歌、讲故事、听广播等），也可以与绑定的微信公众号进行远程语音会话，根据孩子的要求，由微信公众号远程控制玩具执行相应的命令。随着孩子年龄的增长，微信公众号可以不断更新智能玩具内部资源，以此来适应孩子更高的需求，本设计增强玩具交互性的同时也提升了孩子对获取知识的兴趣。
