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[项目] 【掌控小度】开启小度智能音箱与掌控板“智控”之旅

一、基本信息

作品名称	小度智能音箱“智控”掌控板
作者姓名	宋秀双
作者单位	河北省涿鹿县涿鹿中学
教材名称	《万物智控》
教材类型	自编教材
教材简介	高中信息技术人工智能、编程设计
执教年级	高二
课时长度	4课时
涉及器材	小度智能音箱、掌控板
涉及软件	小度技能开放平台、Mind+软件、TinyWebDB微数据库
文件清单	教学设计、教学课件、演示视频、任务单、评价表、配套代码

二、作品内容

开启小度智能音箱与掌控板“智控”之旅

【硬件搭建】
掌控板连接扩展板，彩灯接在P1口。小度智能音箱按使用说明配置好。注意：登录小度音箱的帐号与登录小度音箱开发平台的帐号为同一个，进行调试。
【作品功能】
实现通过小度智能音箱控制彩灯的亮与灭。这是一个Hello World课程，从此我们就可以开启语音智控万物之旅。

【教学内容】
本课主要内容是设计小度智能音箱控制掌控板开关彩灯，目的是让学生通过小度音箱开发平台对Python编程实现简单应用，通过Mind+实现WIFI连接，TinyWebDB微数据库使用。
【学情分析】
高二年级学生，对编程及网络使用已经有一定的基础，先通过TinyWebDB微数据库进行小度音箱与控掌控板简单连接，逐步过渡到使用MQTT物理网进行连接，先控制彩灯，再到电机、舵机、电磁继电器……，从此开启智控万物。
让学生亲身体验人工智能技术的应用给我们的生活带来的方便，并尽量通过讨论、实践与想象设计，发挥学生的能动性，使全体学生都能自主探索并获取新知。

【教学目标与要求】

1. 知识与技能

学习小度智能音箱开放平台使用，Python编程简单应用，TinyWebDB微数据库使用,Mind+实现WIFI连接。

2. 过程与方法

（1）通过视频展示、亲自实践、创意设计等环节，提高对语音智能控制及其应用的认识；

（2）通过对实验器材LED灯、电机、舵机、电磁继电器等的实践，了解Mind+引脚操作，并设计相关的语音人工智能控制实际应用。

3. 情感、态度与价值观

（1）在体验与实践相结合的过程中感受语音人工智能控制的应用，产生并保持学习的兴趣；

（2）通过分组讨论、小组合作等方式开展多种形式的团队合作，培养学生的动手能力、解决实际问题的能力，提高团队协作能力；

（3）通过对创意设计的交流与展示，培养学生的创新能力与语言表达能力；

（4）能辩证地认识语音人工智能控制对社会发展、科技进步和日常生活产生的影响。

【教学重点与难点】

重点：小度智能音箱控制掌控板的设计与应用。

难点：语音人工智能控制的基本概念。

【教学方法与手段】

体验式教学。通过制作一个小度智能音箱控制掌控板来了解其语音控制技术，对人工智能进行全面的剖析。

【教学准备】

1、准备百度帐号：https://dueros.baidu.com/open，小度智能音箱开放平台（DuerOS智能设备开放平台）。

2、准备TinyWebDB帐号：http://tinywebdb.appinventor.space/login

3、小度音箱、掌控板、扩展板、彩灯

【教学过程】

一、小度智能音箱——视频激趣（课前）

教师活动：播放小度智能音箱视频，播放完让学生思考，除了对话，小度智能音箱还能做什么？

学生活动：思考、讨论。
二、智能家居视频——情境导入

结合学生讨论，播放以下视频智控家居。

三、学思践悟——走近小度智能音箱

教师活动：指导学生登陆开放平台

https://dueros.baidu.com/open

以下代码为Python2.7

[mw_shl_code=python,false]#!/usr/bin/env python2
# -*- encoding=utf-8 -*-
import sys
from dueros.Bot import Bot
from dueros.card.TextCard import TextCard
import urllib2,json
reload(sys)
sys.setdefaultencoding('utf8')

class DuerOSBot(Bot):

def launch_request(self):
      """
      打开技能
      """

      response = urllib2.urlopen('http://tinywebdb.appinventor.space/api?user=xiaodu555&secret=52e2c018&action=update&tag=sxs001&value=1')
      html =  json.loads(response.read())
      if(html['status']=='success'):
      self.wait_answer()
      card = TextCard('已为您开灯')
      return {
         'card': card,
         'outputSpeech': r'已为您开灯'
         }

def ended_request(self):
      """
      关闭技能
      """
      response = urllib2.urlopen('http://tinywebdb.appinventor.space/api?user=xiaodu555&secret=52e2c018&action=update&tag=sxs001&value=0')
      html =  json.loads(response.read())
      if(html['status']=='success'):
      self.wait_answer()
      return {
         'outputSpeech': r'已为您关灯'
      }

def __init__(self, request_data):
      super(DuerOSBot, self).__init__(request_data)
      self.add_launch_handler(self.launch_request)
      self.add_session_ended_handler(self.ended_request)
      self.add_intent_handler('light', self.light_intent)

def light_intent(self):
      card = TextCard('这是意图light的处理函数')
      return {
         'card': card,
         'outputSpeech': r'这是意图light的处理函数'
      }

def handler(event, context):

bot = DuerOSBot(event)
result = bot.run()
return result
[/mw_shl_code]

有两点需要学生自学，一是TinyWebDB的使用。二是Python如何访问TinyWebDB
四、自学探究

1、[教程]掌控板tinywebdb网络服务使用
学习结束后，将Python代码中 response = urllib2.urlopen('http://tinywebdb.appinventor.space/api?user=xiaodu555&secret=52e2c018&action=update&tag=sxs001&value=0')，修改成自己的相关参数。
2、urllib与urllib2的学习总结(python2.7.X)
五、Mind+程序设计
【掌控小度】开启小度智能音箱与掌控板“智控”之旅图9