【比赛优秀作品】儿童智能学习机
本帖最后由 虚怀若谷 于 2024-4-29 13:52 编辑## 【比赛优秀作品】儿童智能学习机
### 作品来源：第五届全国青少年人工智能创新挑战赛——开源硬件创意智造专项赛
### 参赛学生：
* 蔡乐宇 上海交大教育集团宁波实验学校
* 赵晨岩 上海交大教育集团宁波实验学校
### 原文链接：
https://contest.dfrobot.com.cn/tcwl2022/project/312732?p=dfrobot2022sh
## 一、创作灵感
学龄前儿童的学习内容主要围绕记忆类型知识和简单逻辑运算型知识，针对我国国情，多数内容为中国古典诗词的背诵和简单数学运算，这些内容有助于儿童大脑发育及行为规范，具有广泛的实用价值。
一方面，目前市场相关儿童玩具的低廉产品是嵌入大量古诗词和数学运算模型，以机器输出为主，实现机械式记忆。另一方面，市场现有智能学习机价格昂贵，且不适合低龄幼小儿童的应用，性价比不高。
本项目旨在设计一款面向低龄儿童低廉、简单、实用的智能学习设备，使儿童能够最便捷的实现简单学习过程，同时减轻家长经济和时间成本。
## 二、针对项目涉及主要问题，提出解决方案
## 三、作品演示视频
https://v.youku.com/v_show/id_XN ... 052.0.0&isextonly=1
## 四.制作说明
### 01 调研
（1）选题调研：随着社会的飞速发展，全民知识层次大幅提升，家庭对子女的教育投入日趋加大，明显呈现低龄化趋势，因此面向低龄儿童的智能学习设备具有广阔的市场应用前景，设备应用的方便性和性价比成为家长和儿童关注的焦点。
（2）功能调研：通过调研发现，现有产品在功能方面存在两大主要问题：一是低端产品单纯进行信息输出，缺少与儿童互动及识别的功能；二是高端产品功能复杂、信息量大、价格昂贵，不适合低龄儿童的使用
（3）需求调研：家长希望购买价格便宜、操作简单、实用性强的儿童学习装置。
### 02 分工及外观制作
#### a.分工
赵晨岩：说明文档的编写、整理，少部分代码编写、调试，一部分的硬件连接与调试；
蔡乐宇：负责一部分的硬件连接与调试，大部分代码编写、调试;
合作：共同完成想法功能的构思，一起设计和制作外观，成品测试与演示解说；
#### b.外观设计
##### 1.草图原型
草图分外观和内部：纸上手绘及电脑绘图软件制作。
软件绘制壳体上孔的尺寸：
软件绘制壳体：
软件绘制背板尺寸：
软件绘制总体装配：
##### 2.按照设计图进行外壳制作，先测量数据，然后按数据进行裁剪。如下图所示：
##### 3.连接智能控制装置。先确定元器件，然后按照相对于的引脚进行连接，并且与程序相对应。如下图所示：
外观设计：
##### 4.进行整体组装。将控制系统嵌入外壳中，以备进行综合实验。如下图所示：
### 03 代码调试
第一步，程序初始化；
第二步，应用语音识别和语音合成模块对系统进行古诗词上下句提问或数学运算提问；
第三步，系统对儿童提出的问题进行语音回答；
第四步，依照上述过程，依次对多项内容进行反复测试。
程序如图所示：
主程序部分：
自定义关键词：
程序控制部分：
### 04 完整作品展示
在完成上述工作基础上，形成完整项目作品，作品实物如下图所示。
### 05 完整代码
## 五、硬件清单
* 1x Arduino主控板 [链接](https://www.dfrobot.com.cn/goods-823.html)
* 1x 语音合成模块 [链接](https://www.dfrobot.com.cn/goods-3014.html)
* 1x 语音识别模块 [链接](https://www.dfrobot.com.cn/goods-3011.html)
* 1x Arduino扩展版 [链接](https://www.dfrobot.com.cn/goods-823.html)
* 1x 6节5号电池盒 [链接](https://www.dfrobot.com.cn/goods-436.html)
## 六、硬件连接图
基于项目需求功能以及程序涉及的主控芯片、识别装置设计硬件电路，具体包括Arduino主控板、扩展板、语音识别模块、语音合成模块、电源和导线等。电路连接为：语言识别和语音合成模块连接在扩展板上，对应VCC&GND&SCL&SDA接口，扩展板连接在Arduino主控板上，Arduino连接外置电源。
## 七、软件源代码 八、结构设计文件
## 九、方案改进计划
遇到的已经解决的问题：如何判断回答问题的对错。如何对于加减法的一个设定。
未解决的问题：如果在回答时间没没有发出声音，产品是无法判断对错的。没有乘除的运算。
后续需完善部分：回答正确可以亮绿灯并且播报回答正确，没有回答可以播报没有回答。可不可以播放音乐，儿歌。
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