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[项目] 【掌控小度】小度智能音箱与掌控板+Easy Iot 物联网“智控”

一、基本信息

作品名称	小度智能音箱与掌控板+Easy Iot 物联网“智控”
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、Easy lot物联网
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

小度智能音箱与掌控板+Easy Iot 物联网“智控”

【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(220V)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Easy Iot 物联网的使用。

【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，Easy Iot 物联网使用，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，Easy Iot 物联网使用,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Easy Iot 物联网使用，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：Easy Iot 物联网的原理及使用方法。

【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Easy Iot 物联网进行全面的剖析。

【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Easy Iot 物联网帐号：https://iot.dfrobot.com.cn/

3、小度音箱、掌控板、扩展板、电磁继电器、旧台灯（220V）

【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220V,通过物联网

学生活动：思考、讨论。
二、物联网——工作原理讲解

物联网（The Internet of Things，简称IOT）是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体，它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络。

“物联网”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

1、配置服务中选择“百度云CFC”

2、使用一定额度的百度云CFC服务，点击即可进行服务配置。

3、创建函数

4、获取函数模板

5、下载后模板zip文件，我们要修改，加入物联网。

本地安装Paho的客户端库文件，https://mc.dfrobot.com.cn/thread-302643-1-1.html，pip install paho-mqtt

去相应目录去复制paho-mqtt，相关文件。加入到ZIP文件中。我在附件中已处理好。只给学生演示，学生直接使用。

要根据自己电脑的目录去查找

paho-mqtt加入ZIP文件中。

MQTT_5e6eb4bc-358c-44f3-a225-c7ec0b7697e7.zip

代码中引用。

6、新建空函数

新建空函数

修改代码

复制BRN码

上传的ZIP文件中包含SDK。

7、填写BRN码

返回 “自定义技能”，填写BRN码。

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.directive.Display.RenderTemplate import RenderTemplate
from dueros.directive.Display.template.BodyTemplate1 import BodyTemplate1
import dueros.paho.mqtt.client as mqtt
reload(sys)
sys.setdefaultencoding('utf8')

class Test(Bot):

def __init__(self, request_data):
      super(Test, self).__init__(request_data)
      self.add_launch_handler(self.launch_request)
      self.add_session_ended_handler(self.ended_request)

def launch_request(self):
      """
      打开调用名
      """

      self.wait_answer()
      template = BodyTemplate1()
      template.set_title('控制台灯')
      template.set_plain_text_content('为您打开台灯')
      template.set_background_image('https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/forum/202004/03/220658jy93iiy9b89p9a8i.jpg')
      template.set_token('0c71de96-15d2-4e79-b97e-e52cec25c254')
      renderTemplate = RenderTemplate(template)
      on_publish("12IZ3JpWR", "1", 0)#0代表保存在服务器上
      return {
         'directives': [renderTemplate],
         'outputSpeech': r'为您打开台灯'
      }
def ended_request(self):
      """
      关闭调用名
      """
      self.wait_answer()
      template = BodyTemplate1()
      template.set_title('控制台灯')
      template.set_plain_text_content('为您关闭台灯')
      template.set_background_image('https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/forum/202004/03/220658jy93iiy9b89p9a8i.jpg')
      template.set_token('0c71de96-15d2-4e79-b97e-e52cec25c254')
      renderTemplate = RenderTemplate(template)
      on_publish("12IZ3JpWR", "0", 0)#0代表保存在服务器上
      return {
         'directives': [renderTemplate],
         'outputSpeech': r'为您关闭台灯'
      }

MQTTHOST = "182.254.130.180"
MQTTPORT = 1883
mqttClient = mqtt.Client()


# 连接MQTT服务器
def on_mqtt_connect():
mqttClient.connect(MQTTHOST, MQTTPORT, 60)
mqttClient.loop_start()


# publish 消息
def on_publish(topic, payload, qos):
mqttClient.publish(topic, payload, qos)
#print(topic)

# 消息处理函数
def on_message_come(lient, userdata, msg):

print(msg.topic + " " + ":" + str(msg.payload))


# subscribe 消息
def on_subscribe():
mqttClient.subscribe("E1RcL1tZg", 1)
mqttClient.on_message = on_message_come # 消息到来处理函数

def handler(event, context):
on_mqtt_connect()
#on_publish("12IZ3JpWR", "Hello MQTT!", 0)#0代表保存在服务器上
on_subscribe()
bot = Test(event)
result = bot.run()
return result
[/mw_shl_code]

四、自学探究

自学Easy IOT物联网使用：https://mc.dfrobot.com.cn/thread-276708-1-1.html

引导学习不断测试，发现问题。是否能使用本地物联网。
五、Mind+程序设计
1、Mind+连接Easy IOT物联网
【掌控小度】小度智能音箱与掌控板+Easy Iot 物联网“智控”图2