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[项目] 【掌控小度】小度智能音箱播报掌控板“温度”

一、基本信息

作品名称	【掌控小度】小度智能音箱播报掌控板“温度”
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、温度传感器LM35
涉及软件	小度技能开放平台、mPython X软件、OneNET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

【掌控小度】小度智能音箱播报掌控板“温度”

【硬件搭建】
掌控板连接扩展板，LM35模拟温度传感器接在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播报掌控板连接温度传感器所获温度值。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OneNET物联网的“数据流”及模拟温度传感器的使用。

【教学内容】
本课主要内容是设计小度智能音箱播报掌控板连接温度传感器所获温度值，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mPython X实现WIFI连接，OneNET物联网的“数据流”使用，模拟温度传感器的使用。
【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……，各种传感器，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，OneNET物联网的“数据流”使用,模拟温度传感器的使用。

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OneNET物联网的“数据流”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：OneNET物联网的“数据流”及模拟温度传感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OneNET物联网的“数据流”及模拟温度传感器的使用进行全面的剖析。

【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OneNET物联网帐号：https://open.iot.10086.cn/

3、小度音箱、掌控板、扩展板、模拟温度传感器LM35

【教学过程】

一、演示小度智能音箱播报温度（课前）

教师活动：演示小度智能音箱播报掌控板连接的温度传感器的温度值,通过OneNet物联网的“数据流”

因利用产品使用文档的算法计算出来的温度偏差很大，播报温度在100摄氏度以上，可怕！

学生活动：思考、讨论是什么地方出现了问题？。
二、OneNET物联网数据流及LM35线性模拟温度传感器——工作原理讲解

LM35线性模拟温度传感器
LM35半导体温度传感器是美国国家半导体公司生产的线性温度传感器。其测温范围是-40℃到150℃，灵敏度为10mV/℃，输出电压与温度成正比。LM35线性温度传感器与Arduino专用传感器扩展板结合使用，可以非常容易地实现与环境温度感知相关的互动效果。

https://wiki.dfrobot.com.cn/index.php/(SKU:DFR0023)LM35%E7%BA%BF%E6%80%A7%E6%A8%A1%E6%8B%9F%E6%B8%A9%E5%BA%A6%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8

OneNET物联网数据流

数据流	设备属性，可为设备单项数据属性，例如温度=10；也可为设备数据属性的组合，例如坐标=x:10 y:20

1、新建数据流

2、查看数据流

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“使用代码编辑”

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
      """
      headers = {'api-key': 'MXra=xLLCcJi=W6RmLze4sE2yLQ='}
      url="https://api.heclouds.com/devices/590662143/datastreams/temperature"
      req=urllib2.Request(url=url, headers=headers)

      response=urllib2.urlopen(req)
      self.wait_answer()
      html =  json.loads(response.read())
      if(html['errno']==0):
      card = TextCard('温度为'+str(html['data']['current_value'])+'摄氏度')
      return {'card': card,'outputSpeech': r'温度为'+str(html['data']['current_value'])+r'摄氏度'}
      else:
      card = TextCard(html)
      return {'card': card,'outputSpeech': r'获取温度失败'}

def __init__(self, request_data):
      super(DuerOSBot, self).__init__(request_data)
      self.add_launch_handler(self.launch_request)


def handler(event, context):

bot = DuerOSBot(event)
result = bot.run()
return result
[/mw_shl_code]
四、自学探究

学生活动：自学以下查询数据流，修改上面Python2.7相应代码

查询数据流详情

https://open.iot.10086.cn/doc/multiprotocol/book/develop/mqtt/api/10.%E6%9F%A5%E8%AF%A2%E6%95%B0%E6%8D%AE%E6%B5%81%E8%AF%A6%E6%83%85.html

引导学习不断测试，发现问题。

五、mPython X程序设计
1、mPython X连接OneNet物联网，读取温度传感器数据，发送至数据流”temperature“
【掌控小度】小度智能音箱播报掌控板“温度”图1

学生活动：观察数据过大，100多度，与实际不符。思考、讨论、解决问题。

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
能使用物联网，就可以开启智联万物了。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。

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