[入门教程]APP语音识别开关灯

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[入门教程] APP语音识别开关灯

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【首届“掌控板”教学应用设计大赛】写得一般,欢迎指正。
课程名称:APP语音识别控制开关灯
教师姓名:杨凌洁
年级:五年级
课时安排:4课时,每课40分钟
一、学生分析
小学五年级的学生已经基本掌握scratch图形化编程,也能通过社团课很好地掌握Appinventor的知识,并具备了一定的计算思维和创造力,具有利用跨学科知识,探究问题、设计方案、解决问题的能力,通过本次项目式学习,学生能够理解如何用手机APP语音识别,控制灯光,能够在制作中产生新的想法,延趣课后解决生活中的实际问题,提高工程设计、制作能力。
二、教学目标:
知识与技能
1. 能够利用掌控板的蓝牙模块,在Appinventor和掌控板间传输数据;
2. 能够在Appinventor中编写语音识别功能;
3. 能够在mind+中编写根据接收到的信号,控制灯和屏幕显示
过程与方法
1. 能够自主建模,进行程序框架设计、算法设计、调试方法选择;
2. 通过小组合作,使学生能够相互分享经验、更愿意尝试新事物、承担新风险、产生新想法、迭代改进作品。
3. 项目制作中,能够耐心调试、认真细心。
情感态度与价值观
1. 帮助学生形成计算思维,具备抽象化、自动化事物的能力;
2. 通过软硬结合编程,让学生体验到了运用主控板控制实物的掌控感,让学生明白要利用信息技术表达自己,成为未来科技的主人。
三、重难点:
教学重点
1. 能够利用Appinventor编写语音识别开关灯功能;
2. 掌握蓝牙连接、断开、传输数据的方法;
3. 能够利用MIND+软件完成小灯开闭的编程;
4. 能够利用光线传感器测试光线强度反馈数据到APP中。
教学难点
1. 能够利用Appinventor编写语音识别开关等功能;
2. 掌握蓝牙连接、断开、传输数据的方法;
3. 掌握手机接收传感器值得方法。
四、课前准备:
硬件:
掌控板、数据线
软件:
Mind+ 、Apppinventor
五、教学过程:
1. 课时
本课程分为四个课时。
第一节课:对项目的功能进行描述、学生在Appinventor上进行用户界面设计;
第二节课:在Appinventor上编写传输蓝牙信号的程序;
第三节课:在Mind+程序上编写掌控板控制开关灯的程序;
第四节课:拓展延伸,疫情期间,掌控板实时检测病房实际光线强度,智能调整灯光亮度,护士可以从APP上查看当前光线强度数据;
2. 导入
随着技术的发展,我国已经进入互联网、物联网、人工智能时代,越来越多的产品都在朝着智能化、自动化的方向发展。本项目研究的是一款基于语音识别技术,控制RGB灯开关,并且利用光线传感器读取、调整房间亮度情况的程序。
3. 新授
第一课:Appinventor用户界面设计
板块一:项目需求分析
(1) 手机APP语音识别开关灯功能;
(2) 通过蓝牙传递掌控板与手机间的信号;
(3) 掌控板控制RGB灯的开关;
(4) 根据光线传感器数据自动调整RGB灯的亮度;
(5) 将当前房间光线强度的值反馈至APP。
板块二:用户界面设计
  1、功能组件
(1) 列表选择框:用于连接蓝牙
(2) 按钮1:用于断开蓝牙
(3) 按钮2:用于打开RGB灯
(4) 按钮3:用于关闭RGB灯
(5) 按钮4:用于语音识别
(6) 标签1:用于显示语音识别结果
(7) 标签2:用于显示反馈的光线强度
(8) 消息提示组件
(9) 百度语音识别组件
2、组件布局
设计提示:学生根据项目需求和自己风格特点,自主设计页面布局、组件名称及其相应属性。

   202004205374..png
       (仅供参考)

第二课:Appinventor程序设计
板块一:连接、断开蓝牙
1、 加入“蓝牙客户端组件”和“消息对话框组件”
2、 连接蓝牙
202004203300..png

202004208252..png
  知识点1:列表选择框
1)列表选择框中的元素列表属性,表示将索引到的多个值以列表形式保存、显示出来。在这里,当索引到附近的蓝牙地址时候,所有蓝牙地址将保存到元素列表中,以列表形式显示出来。
2)对列表选择框组件而言,一个很重要的属性是“选中项”,“选中项”的值是文本类型,即所选项的值,在这里,当用户选择掌控板蓝牙地址时,选中项的值则为掌控板蓝牙地址。掌控板蓝牙的地址则可以调用“蓝牙客户端.连接地址”来读取。
  知识点2:短暂提示信息
  对话框组件的主要功能时弹出消息窗口,这个窗口可以是短暂的,也可以是一个可交互的窗口。这里我们用到的是短暂提示信息窗口,返回蓝牙是否连接成功的消息,方便用户掌握蓝牙连接情况。
3、 断开蓝牙
202004208124..png
利用“蓝牙客户端.断开连接”实现断开蓝牙的操作。
4、 开灯、关灯按钮
202004204642..png
当不同按钮被点击时,向蓝牙客户端发送不同的信号,同时使标签1显示当前发出的指令是开灯还是关灯。

5、 语音识别
(1) 加入百度语音识别组件
(2) 语音识别
202004202102..png
  当语音识别按钮即按钮4被按下:调用百度语音识别并开始识别。
  当语音识别按钮键松开时:停止语音识别,这里为了让识别结果更加准确,所以利用了控制模块中的延时积木指令。
(3) 根据语音识别结果向蓝牙发送“1”或“2”信号

第三课:掌控板控制开关灯的程序
1、 添加蓝牙用户库,使掌控板拥有积木指令直接调用蓝牙的功能。
2、 当我们添加蓝牙功能模块后,就可以开始使用它的积木指令了。
(1) 判断蓝牙是否接收到数据
(2) 判断数据的值为“1”还是“2”
(3) 根据接收到的不同数值,控制RGB灯开灯或关灯的状态
注意:此时蓝牙串口设备读取一次数值之后,数据就会被取走,然后等待下一次的数据到来,所以应该读取之后存到变量中,通过判断变量的值控制灯开或关。
完整代码如下:
202004206169..png

第四课:拓展——智能灯控+光线强度数据反馈
1、 智能灯控
小学阶段以教学人工智能应用为主,中学阶段以相关算法教学为主,本项目在两种模式间找到了平衡,既可以使用相关人工智能应用,又能解开人工智能背后的一些原理和概念性的东西。比如在这里,将结合逻辑语言、循环侦测、条件判断,来实现不同光线强度下智能调整灯光的强弱,让学生体会到判断语句在人工智能领域的重要作用。
活动:自主探究——测试光照强度的范围,选择三个区间控制RGB的亮度
2、 光线强度数据反馈
mind+中新建函数“反馈光照强度”,重复执行写数据积木指令,将当前光照强度的值发送至手机APP标签2显示出来,程序如下:

202004201764..png
  3、延趣课后:根据疫情救治医院的实际情况,你还能想到哪些智能、自动化措施,在掌控板上外接拓展版,回忆接线知识,加入更多硬件,去实现你的想法吧!
六、教学评价:
课堂内容容易理解,学生操作的主要问题出现在蓝牙连接上,当手机一直无法搜索到蓝牙信号时,教会孩子们面对问题如何做出调整,可以重新烧录掌控板、可以重新接线、可以按下复位键重新上传代码,让学生了解了,开发过程中,耐心调试,善用调试策略改进项目也是非常重要的步骤。学生课堂气氛活跃,感受到了将想法分解成一个个小任务,逐步解决,完成具有实用性作品的喜悦。
课堂上应更多地将时间交给孩子亲手实践,教师点到为止,当学生提出问题时,多以问答方式帮助学生思考,这也有助于反馈学生学习效果和综合运用知识的能力。



附件:
APP语音识别控制开关灯.zip (223.9 KB, 下载次数: 88)

rzyzzxw  版主

发表于 2020-4-20 09:32:26

挺棒的啊。很喜欢
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rzyzzxw  版主

发表于 2020-4-20 16:29:51


首届"掌控板"教学应用设计大赛最全指南来啦!
老师,请参考指南上传邮箱报名表及资料。
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rzyzzxw  版主

发表于 2020-6-2 08:04:16

首届"掌控板"教学应用设计大赛最全指南
https://mp.weixin.qq.com/s/VvdZnNzydqV0j29_OZZ24w 作品报名表接收邮箱:934188532@qq.com
  作品报名表发送要求:
  1、邮件主题格式:参赛类别(教学设计/自制教具/课程设计)+掌控板教学应用设计大赛+姓名
  (例如:教学设计+掌控板教学应用设计大赛+张三)
  2、邮件附件:参赛作品资料包(作品报名表、作品文档、图片、视频、程序、图纸等资料)
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