HTTP/1.1 200 OK Cache-Control: private Pragma: no-cache Content-Type: text/html; charset=utf-8 Expires: Thu, 19 Nov 1981 08:52:00 GMT Server: 微软-IIS/7.5 X-Powered-By: PHP/5.2.17 Set-Cookie: youdianinfo_historycn=1371; expires=Fri, 14-Aug-2020 02:08:50 GMT; path=/ Set-Cookie: PHPSESSID=1ubl9pg0g6152decn7hiuang92; path=/ X-Powered-By: ASP.NET Date: Wed, 15 Jul 2020 02:08:49 GMT Content-Length: 58617 人工智能开发沙盘- 智能家居

K12-P02-11型人工智能开发沙盘-智能家居结构部分由不锈钢底座和亚克力家居实景模型两部分组成,实景模型按照两室三卫一厅一花园户型设计。人工智能开发沙盘-智能家居装配有-智能家居系统核心设备智能家居网关,用于控制房间的灯光,用于控制房间窗帘的智能窗帘电机,用于采集环境数据的温湿度传感器,用于安防监控的摄像头、智能门磁、人体感应探测器以及用于遥控家电设备的红外遥控器等设备。所有设备之间均采用Zigbee无线通信协议进行互联互通。用户既可以根据配套提供的二次开发资源,设计并自行开发上位机App,完成课程实验。 智能家居开发沙盘由沙盘实景和4组传感/控制节点组成,每组节点支撑3-4名学生一组进行实验,每个工作台上分别安装有多个传感器及控制器节点,各个节点通过Zigbee网络相连,工作台内嵌台式电脑,学生需在电脑上使用Python语言开发程序采集传感器数据,控制灯光、窗帘等设备,并通过设计,实现智能家居系统的设计。系统由无线路由器、摄像头、智能家居网关、多功能控制板、各传感器和实行器以及PC控制端组成。系统管理App安装和运行在PC端上,各设备数据保存在网关中,用户可以通过我司的API接口调用和控制设备。

编号:K12-P02-11
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1.产品概况
1.1 产品设计背景
信息技术作为当今先进生产力的代表,已经成为我国经济发展的重要支柱和网络强国的战略支撑。信息技术覆盖了获取、表示、传输、存储和加工信息在内的各种技术。自电子计算机问世以来,信息技术沿着以计算机为核心、到以互联网为核心、再到以数据为核心的发展脉络,深刻影响着社会的经济结构和生产方式,加快了全球范围内的常识更新和技术创新,推动了社会信息化、智能化的建设与发展,催生出现实空间与虚拟空间并存的信息社会,并逐步构建出智慧社会。信息技术的快速发展,重塑了人们沟通沟通交流的时间观念和空间观念,不断改变人们的思维和交往模式,深刻影响人们的生活、工作与学习,已经超越单纯的技术工具价值,为当代社会注入了新的思想与学问内涵。提升中国公民的信息素养,增强个体在信息社会的适应力与创造力,对个人发展、国力增强、社会变革有着十分重大的意义。
普通高中信息技术课程是一门旨在全面提升学生信息素养,帮助学生掌握信息技术基础常识与技能、增强信息意识、发展计算思维、提高数字化学习与创新能力、树立正确的信息社会价值观和责任感的基础课程。课程围绕高中信息技术学科核心素养,精炼学科大概念,吸纳学科领域的前沿成果,构建具有时代特征的学习内容;课程兼重理论学习和实践应用,通过丰富多样的任务情境,鼓励学生在数字化环境中学习与实践;课程倡导基于项目的学习方式,将常识建构、技能培养与思维发展融入到运用数字化工具解决问题和完成任务的过程中;课程提供学习机会,让学生参与到信息技术支撑的沟通、共享、合作与协商中,体验常识的社会性建构,增强信息意识、理解信息技术对人类的影响,提高信息社会参与的责任感与行为能力,从而成为具备较高信息素养的中国公民。
 
 
1.2 产品创新点
● 设备控制安全可靠
系统强电柜上锁保护,用户可以接触到的区域最高电压为12V,安全可靠。
● 使用便捷
磁吸附节点可移动,灵活拆分,连线设计方便快捷,传感器和控制系统操作便捷,学生学习,体验,实验方便快捷;
● 多种供电方式
节点可以选择:
1)电源适配器供电;
2)Type-C接口供电;
3)背板供电接口供电
4)电池供电。
Type-C接口接入时可以给电池充电。
● 维护简单
友好的用户界面提示零障碍上手。
节点与网关的硬件配置通过屏幕即可完成。
● 多组同学同时使用
可以最多支撑4组同学同时使用。
● 同时支撑Python、Scratch、APP-Inventor开发。

2.产品先容
2.1 产品概述
K12-P02-11型人工智能开发沙盘-智能家居结构部分由不锈钢底座和亚克力家居实景模型两部分组成,实景模型按照两室三卫一厅一花园户型设计。人工智能开发沙盘-智能家居装配有-智能家居系统核心设备智能家居网关,用于控制房间的灯光,用于控制房间窗帘的智能窗帘电机,用于采集环境数据的温湿度传感器,用于安防监控的摄像头、智能门磁、人体感应探测器以及用于遥控家电设备的红外遥控器等设备。所有设备之间均采用Zigbee无线通信协议进行互联互通。用户既可以根据配套提供的二次开发资源,设计并自行开发上位机App,完成课程实验。
智能家居开发沙盘由沙盘实景和4组传感/控制节点组成,每组节点支撑3-4名学生一组进行实验,每个工作台上分别安装有多个传感器及控制器节点,各个节点通过Zigbee网络相连,工作台内嵌台式电脑,学生需在电脑上使用Python语言开发程序采集传感器数据,控制灯光、窗帘等设备,并通过设计,实现智能家居系统的设计。系统由无线路由器、摄像头、智能家居网关、多功能控制板、各传感器和实行器以及PC控制端组成。系统管理App安装和运行在PC端上,各设备数据保存在网关中,用户可以通过我司的API接口调用和控制设备。

2.2 产品实物图
图2.3 沙盘实景图
图2.4 沙盘使用效果

2.3 产品功能详解
2.3.1 硬件先容
本产品硬件主要分为网关、普通节点、语音节点三大块。
 
图2.5 硬件分类示意图
网关节点
网关节点主要硬件资源如下图所示。
图2.6 网关节点主要硬件资源拓扑
 
网关节点通过板载ESP8266模块与上位机通讯;通过zigbee协调器与普通节点通讯;通过HMI串口屏显示设备信息。功能如下图所示。
图2.7 网关节点功能概述
 
普通节点
普通节点主要功能模块如下图所示。
图2.8 普通节点主要功能模块拓扑
 
普通节点通过磁吸模块接口获取传感器数据/控制实行器状态;通过扩展模块接口控制沙盘设备状态;通过zigbee节点与网关通讯;通过HMI显示屏显示节点信息。功能如下图所示:
图2.9 普通模块功能概述
 
语音节点
语音识别节点主要功能模块如下图所示。
图2.10 语音节点主要功能模块拓扑图

语音识别节点功能描述如下图所示:
图2.11 语音节点主要功能概述


2.3.2 Python编程接口
Python概况
Python 是一个高层次的结合了说明性、编译性、互动性和面向对象的脚本语言。
Python 的设计具有很强的可读性,相比其他语言经常使用英文关键字,其他语言的一些标点符号,它具有比其他语言更有特色语法结构。
Python 是一种说明型语言:这意味着开发过程中没有了编译这个环节。
Python 是交互式语言:这意味着,您可以在一个Python提示符,直接互动实行写你的程序。
Python 是面向对象语言:这意味着Python支撑面向对象的风格或代码封装在对象的编程技术。
Python 是初学者的语言:Python 对初级程序员而言,是一种伟大的语言,它支撑广泛的应用程序开发,从简单的文字处理到 WWW 浏览器再到游戏。
Python 特点
(1)易于学习:Python有相对较少的关键字,结构简单,和一个明确定义的语法,学习起来更加简单。
(2)易于阅读:Python代码定义的更清晰。
(3)易于维护:Python的成功在于它的源代码是相当容易维护的。
(4)一个广泛的标准库:Python的最大的优势之一是丰富的库,跨平台的,在UNIX,Windows和Macintosh兼容很好。
(5)互动模式:互动模式的支撑,您可以从终端输入实行代码并获得结果的语言,互动的测试和调试代码片断。
(6)可移植:基于其开放源代码的特性,Python已经被移植(也就是使其工作)到许多平台。
(7)可扩展:如果你需要一段运行很快的关键代码,或者是想要编写一些不愿开放的算法,你可以使用C或C++完成那部分程序,然后从你的Python程序中调用。
(8)数据库:Python提供所有主要的商业数据库的接口。
(9)GUI编程:Python支撑GUI可以创建和移植到许多系统调用。
(10)可嵌入:你可以将Python嵌入到C/C++程序,让你的程序的用户获得"脚本化"的能力。
本系列产品提供原始接口和python库接口API。
用户即可以通过TCP连接发送原始接口指令控制,也可以通过安装由我司开发的python库,调用对应的API控制设备。
Python库集成Tcp通信并封装交互协议及硬件模块编码,公开方法,提供外界调用。有完善的文档说明,API接口非常接近英文语法,只需要几节课的学习掌握基本的python语法就可以控制设备。
 
 
图2.12 Python语言打开灯光代码实例

2.3.3 Scratch简易图形化编程工具先容
Scratch是麻省理工学院专门针对小朋友研发的图形化编程语言,类似乐高积木,构成程序的命令和参数通过积木形状的模块来实现。无需英文和代码基础,孩子通过拖曳代码块的方式建立程序,培养编程思维。Scratch是完全面向对象编程方式,程序脚本是关联到每个角色,动作通过事件或消息触发。
澳门太阳娱乐官方网站企业系列产品全面支撑Scratch编程工具开发,易学易用易上手,趣味性强。

图2.13  Scratch开发工具编程实例
2.3.4 App Inventor图形化编程工具先容
App Inventor 原是谷歌实验室(谷歌 Lab)的一个子计划,由一群谷歌工程师和勇于挑战的谷歌使用者共同参与设计完成。谷歌 App Inventor是一个完全在线开发的Android编程环境,抛弃复杂的程式代码而使用积木式的堆叠法来完成您的Android程式。现在澳门太阳娱乐官方网站全系列中小学教学产品全面支撑App Inventor开发,对于Android初学者或是机器人开发者来说是一大福音。因为对于想要用手机控制机器人的使用者而言,他们不大需要太华丽的界 面,只要使用基本元件例如按钮、文字输入输出即可。
开发一个App Inventor 程式就从您的浏览器开始,您首先要设计程序的外观。接着是设定程序的行为,这部分就像玩乐高积木一样简单有趣。最后只要将手机与电脑联接,刚出炉的程序就会出现在您的手机上了。
图2.14 App Inventor开发工具编程实例
 
2.4 主要设备先容
2.4.1 网关节点
 
3.课程及实验清单
3.1 课程清单
3.1.1 Python课程
 
序号 课程名称 类型 课时数 教学目标
1 初识人工智能 理论 1 1.了解人工智能的定义、主要流派及其发展历史
2.了解人工智能技术包括了什么,如:机器学习、自然语言处理、计算机视觉、人机交互、增强现实&虚拟现实
3.了解人工智能在零售、家居、农业、交通、公共安全、创作方面的应用
2 “分门别类”的人工智能算法(1) 理论
演示
1 1.了解什么是分类算法、聚类算法、回归算法(课后作业:尝试用python实现相关算法)
3 “分门别类”的人工智能算法(2) 练习 1 1.了解什么是分类算法、聚类算法、回归算法(课后作业:尝试用python实现相关算法)
4 “神通广大”的AI语言-Python 演示
练习
1 1.掌握Python环境搭建,并学习Python语法
5 用Python实现无线灯光控制 练习 1 1.学会使用Pycharm编写Python程序
6 “言听计从”的风扇(1) 演示
练习
1 1.了解语音识别基本原理,掌握语音处理库的使用
2.学会使用Python控制智能硬件
7 “言听计从”的风扇(2) 练习 1 1.使用Python实现“听话”的电风扇
8 “慧眼识人”的门(1) 演示
练习
1 1.了解人脸识别基本原理,掌握人脸识别技术的使用
2.学会使用Python控制智能门
9 “慧眼识人”的门(2) 练习 1 1.使用Python实现会“认人”的门
10 “对答如流”的聊天机器人(1) 演示
练习
1 1.了解聊天机器人原理,学习Python网络套接字编程
11 “对答如流”的聊天机器人(2) 练习 1 2.学会调用人工智能开放API实现聊天机器人
12 “颠覆视野”的增强现实技术(1) 演示
练习
1 1.了解增强现实技术实现原理
2.学习Python Web编程
3.学习Flask、PyOpenGL库
13 “颠覆视野”的增强现实技术(2) 练习 1 1.通过开源增强现实库BAR4Py实现简单的增强现实程序
14 “体贴入微”的智能家电控制系统(1) 演示
练习
1 1.了解智能家居系统实现原理及其构成
2.了解人工智能结合物联网技术在智能家居系统的应用
15 “体贴入微”的智能家电控制系统(2) 练习 1 1.掌握智能应用需求分析方法
2.学会设计智能应用的方法
16 “看家护院”的智能安防系统(1) 演示
练习
1 1.学会通过Python实现智能应用
17 “看家护院”的智能安防系统(2) 练习 1 1.继续通过Python实现智能应用
18 人工智能的伦理与安全 理论 1 1.了解人工智能产生的伦理问题,及人工智能的发展给人类带来的挑战
2.了解人工智能技术会产生哪些方面的安全隐患及其原因
3.了解防患方法和相关法律法规。


3.1.2 Scratch课程
序号 课程名称 类型 课时数 教学目标
1 欢迎来到小飞同学的智能家居 理论
演示
1 1.了解智能家居
2.了解智能灯光系统
3.学会使用scratch
4.通过编程实现让“小飞同学”说出欢迎语
2 尝试制作智能灯光系统 演示
练习
1 1.了解scratch中各个编程模块的意义和用途
2.了解硬件模块
3.通过动手制作模型实现欢迎模式的灯光效果
3 给智能灯光系统增添更多颜色 演示
练习
1 1.了解RGB色彩的原理及RGB模块的使用方法
2.尝试通过控制RGB模块,给灯光系统增加更多的色彩
4 让窗帘自己动起来 演示
练习
1 1.了解光照系统
2.了解怎么控制窗帘
3.学习使用光照传感器控制窗帘的开关
5 让光照系统更加智能 演示
练习
1 1.了解模拟信号和数学信号的区别
2.学习使用声音传感器控制灯光系统
3.学习“函数”的概念,给灯光系统创建不同1的工作模式
6 冬暖夏凉的温控系统 演示
练习
1 1.了解温湿度传感器
2.了解温控系统
3.通过编程实现播报温湿度
7 智能的温控系统 演示
练习
1 1.了解语音控制的原理及使用方法
2.尝试用不同的方式控制风扇
8 天气报告机器人 理论
演示
1 1.了解套接字技术的原理
2.通过套接字技术实现天气预报机器人
9 拓展:和机器人聊天 理论
演示
1 1.了解聊天机器人的原理
2.实现聊天机器人
10 初识智能安防系统 演示
练习
1 1.了解安防系统
2.了解门禁系统
3.学习使用门禁系统需要用的传感器,并搭建模型实现门系系统
11 让家里的门认得自己的脸 演示
练习
1 1.了解人脸识别的原理
2.尝试实现人脸识别
3.制作门的模型
12 刷脸开门 演示
练习
1 1.复习人脸识别的原理
2.学习通过编程,实现刷脸开门
13 家里的门能认得家里的车吗? 演示
练习
1 1.了解数字识别的原理
2.简单体验数字识别
3.制作车库的模型
14 实现智能车库 演示
练习
1 1.复习数字识别的原理
2.实现通过识别车牌上的数字,自动打开车库
15 防火减灾 演示
练习
1 1.了解燃气泄漏的危害
2.了解燃气泄漏系统
3.学习需要使用到的传感器,并实现燃气警报系统
16 我的智能家居(1) 练习 1 1.回顾之前学习过的智能家居的常识;
2.设计自己的智能家居系统;
3.通过编程实现自己设计的智能家居系统。
17 我的智能家居(2) 练习 1 1.通过编程实现自己设计的智能家居系统;
2.测试自己的智能家居系统。
18 同学们的智能家居 讨论 1 1.先容自己编写的智能家居系统;
2.投票选出自己最喜欢的智能家居系统。
 

3.2 实验清单

3.2.1 Python实验
序号 实验内容 类型 所需设备
1 智能家居硬件配置实验 实验 教学PC
智能家居沙盘
2 基于Python的环境温湿度获取实验 验证实验 教学PC
智能家居沙盘
3 基于Python的风扇模块控制实验 验证实验 教学PC
智能家居沙盘
4 基于Python的安防场景案例 验证实验 教学PC
智能家居沙盘
5 基于Python的室温控制场景案例 验证实验 教学PC
智能家居沙盘
6 基于Python的室内亮度控制场景案例 综合实验 教学PC
智能家居沙盘
7 基于Python的手势控制场景案例 综合实验 教学PC
智能家居沙盘
8 基于Python的智能遥控场景案例 综合实验 教学PC
智能家居沙盘
9 基于Python的智能家居综合场景案例 综合实验 教学PC
智能家居沙盘
10 基于Python的智能灯控制案例 综合实验 教学PC
智能家居沙盘
11 基于Python的防灾减灾场景案例 综合实验 教学PC
智能家居沙盘
12 基于Python的语音控制风扇案例 综合实验 教学PC
智能家居沙盘
13 基于Python的人脸识别门禁案例 综合实验 教学PC
智能家居沙盘
14 基于Python的智能家居远程控制案例 综合实验 教学PC
智能家居沙盘
 
3.2.2 Scratch实验

序号 实验内容 类型 所需设备
1 智能家居硬件配置实验 实验 教学PC
智能家居沙盘
2 基于Scratch的环境温湿度获取实验 验证实验 教学PC
智能家居沙盘
3 基于Scratch的风扇模块控制实验 验证实验 教学PC
智能家居沙盘
4 基于Scratch的安防场景案例 验证实验 教学PC
智能家居沙盘
5 基于Scratch的室温控制场景案例 验证实验 教学PC
智能家居沙盘
6 基于Scratch的室内亮度控制场景案例 综合实验 教学PC
智能家居沙盘
7 基于Scratch的手势控制场景案例 综合实验 教学PC
智能家居沙盘
8 基于Scratch的智能遥控场景案例 综合实验 教学PC
智能家居沙盘
9 基于Scratch的智能家居综合场景案例 综合实验 教学PC
智能家居沙盘
10 基于Scratch的智能灯控制案例 综合实验 教学PC
智能家居沙盘
11 基于Scratch的防灾减灾场景案例 综合实验 教学PC
智能家居沙盘
12 基于Scratch的语音控制风扇案例 综合实验 教学PC
智能家居沙盘
13 基于Scratch的人脸识别门禁案例 综合实验 教学PC
智能家居沙盘
14 基于Scratch的智能家居远程控制案例 综合实验 教学PC
智能家居沙盘


3.2.3 App Inventor实验
序号 实验内容 类型 所需设备
1 智能家居硬件配置实验 实验 教学PC
智能家居沙盘
2 基于App Inventor的环境温湿度获取实验 验证实验 教学PC
智能家居沙盘
3 基于App Inventor的风扇模块控制实验 验证实验 教学PC
智能家居沙盘
4 基于App Inventor的安防场景案例 验证实验 教学PC
智能家居沙盘
5 基于App Inventor的室温控制场景案例 验证实验 教学PC
智能家居沙盘
6 基于App Inventor的室内亮度控制场景案例 综合实验 教学PC
智能家居沙盘
7 基于App Inventor的手势控制场景案例 综合实验 教学PC
智能家居沙盘
8 基于App Inventor的智能遥控场景案例 综合实验 教学PC
智能家居沙盘
9 基于App Inventor的智能家居综合场景案例 综合实验 教学PC
智能家居沙盘
10 基于App Inventor的智能灯控制案例 综合实验 教学PC
智能家居沙盘
11 基于App Inventor的防灾减灾场景案例 综合实验 教学PC
智能家居沙盘
12 基于App Inventor的语音控制风扇案例 综合实验 教学PC
智能家居沙盘
13 基于App Inventor的人脸识别门禁案例 综合实验 教学PC
智能家居沙盘
14 基于App Inventor的智能家居远程控制案例 综合实验 教学PC
智能家居沙盘

 


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