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[项目] 【掌控小度】小度智能音箱与掌控板“智控”台灯

一、基本信息

作品名称	小度智能音箱与掌控板“智控”台灯
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	2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，电磁继电器接在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台灯的亮与灭。结合“【掌控小度】开启小度智能音箱与掌控板“智控”之旅”课堂，学习电磁继电器的使用。

【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台灯，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，电磁继电器的使用。
【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：电磁继电器的原理及使用方法。

【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，对电磁继电器进行全面的剖析。

【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、电磁继电器、旧台灯

【教学过程】

一、演示小度智能控制台灯（课前）

教师活动：演示小度智能控制台灯

学生活动：思考、讨论。
二、电磁继电器——工作原理讲解

电磁继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流、较低的电压去控制较大电流、较高的电压的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

“电磁继电器”百度百科

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=0')
      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=1')
      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]

“value=0”、“value=1'”部分与上次课进行了修改，所使用的电磁继电器，是低电平接通。
四、自学探究

引导学习不断测试，发现问题。
五、Mind+程序设计
1、发现修改Python之后会出现，台灯会在熄灭后闪烁。问题出在Mind+程序设计。

1、因程序1秒钟要从微数据库中获取5次。有时会因网络问题，读取（get)标签（tag)sxs001中获取“0”，出现问题。
2、电磁继电器应单独供电，不然会出现掌控板死机重启。
3、另可让Python不变，更改Mind+程序。但因是在循环中判断，需使用等待时间。
【掌控小度】小度智能音箱与掌控板“智控”台灯图1

Python程序不变，Mind+程序将判断条件由“1”变“0”。
六、进行测试
1、模拟测试

2、真机测试

七、发布上线

八、总结提升——憧憬未来
能控制了电磁继电器，就可以开启智能万物了。同学们可以结合之前的学习内容，说说我们能不能继续完善，解决这节课存在的问题，引导学生说出下次我们要进行的内容，物联网的使用。

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