同学，请听题！

基于开源软硬件制作的党史知识答题系统

01 前 言

图1

      今年是中国共产党成立100周年，开展党史学习教育活动作为庆祝活动中的一项贯穿全年的重要活动，正在全国广大党员和群众中火热地进行着。教育活动形式多样，有参观教育基地、社区宣讲等。作为创客，我们有没有创新的方式进行学习呢？于是，我想到了制作一个简易的党史知识答题系统。

      该系统具有随机出题、自动评价的功能，带有语音播报，只要有Wi-Fi网络的地方都可以使用。这个项目使用的都是开源软硬件资源，便于广大创客朋友们学习制作。而且，由于可自行编程，题库可按需更换，功能也可以进行不断地升级。

   

演示视频

注：本项目的演示中的，题目只选择了单选题，下面的教程也以回答单选题为例。判断题可以当成只有两个选项的单选题，而多选题则需要对程序进行进一步完善才能实现。

02 实 现 原 理

图2

      使用一台安装了Mind+编程软件的计算机作为服务器，执行出题和评价任务。使用两块掌控板组成答题端，执行发送答题请求、提交答案、显示题目和反馈信息等任务，其中一块掌控板只用于接收并显示题目的备选选项。电脑及两块掌控板之间通过MQTT协议进行通讯，使用了Easy IoT平台提供的服务。

      当按下答题端的“出题”按钮后，会向服务器发送一个“请出题”的信息；服务器收到后，从题库中随机抽题，再分别将题目的题干和备选选项发送到答题端的两块掌控板上。当按下答题端的某个选项按钮（A、B、C、D）后，会向服务器发送相应的信息；服务器收到后，将提交的答案与正确答案进行比对，如回答正确时发送“回答正确”信息，如回答错误则发送“回答错误”信息 ，并发送正确的答案。答题端还使用了语音合成模块对评价进行播报。实际上，也可以实现对题目的播报，根据需要进行小小的程序修改即可。

03 准 备 工 作

1. 计算机及编程软件

图3

图4

（1）一台连接到互联网的计算机（图3）

（2）编程软件：Mind+ V1.7.0（图4）

         下载网址：http://mindplus.cc/

2.Easy IoT平台注册及配置

图5

（1）进入Easy IoT主页进行注册、登录（图5）

          网址：https://iot.dfrobot.com.cn

图6

（2）进入工作间，添加两个新设备并进行命名、设置信息上限等设置（图6）

3.开源电子模块

图7

    （1）掌控板 2块

    （2）扩展板 1块

    （3）语音合成模块 1个

    （4）数字按钮模块 5个


4. 其他材料

    （1）3mm椴木板

    （2）3mm亚克力板（红色、黄色）

    （3）M3螺丝螺母

    （4）丙烯颜料（黄色）

    （5）亚克力胶水或者玻璃胶

04  制 作 步 骤

1. 硬件搭建

图8

（1）将掌控板和扩展板组装在一起

（2）将各个电子模块连接到扩展板的引脚，具体连接方式如上图（图8）所示。

语音合成模块（串口）——P0、P1

数字按钮模块——P2、P13、P14、P15、P16

    连接好的实物连接图如下图（图9）所示。

图9

2. 编写程序

（1）出题端程序

图10

1）将题目分解为题干、备选选项和答案，存为三个独立的txt格式文档（图10）。

图11

图12

2）打开Mind+软件，切换到实时模式（图11），加载“MQTT”扩展包（图12）。

图13

3）建立3个列表（题干、选项、答案），分别将3个txt格式文档中的内容导入到列表中（图13）。

图14

4）设置MQTT初始化参数（图14）。

5）根据预先设计的功能进行程序编写，完整程序如下图（图15）所示。

图15

（2）答题端（掌控板01）程序

图16

1) 以上传模式运行Mind+软件（图16）。

图17

图18

图19

2) 加载“掌控板”、“Wi-Fi”、“MQTT”和“语音合成模块”扩展包（图17、图18、图19）。

图20

3) 对语音合成模块、Wi-Fi、MQTT（图20）进行初始设置。

图21

4) 准备一张分辨率为128*64的黑白图片，内容为“1921”（图21）。

5）根据预先设计的功能进行程序编写，完整程序如下图（图22）所示。

图22

（3）显示选项端（掌控板02）程序

图23

图24

       显示选项端程序较简单，只需要将接收到的选项信息显示在屏幕上即可。需要注意的地方：①MQTT初始参数中的Topic_0需要填写“掌控板02”的topic（图23）。②按下A按钮显示的图片内容为“2021”（图24）。

       完整程序见下图（图25）所示。

图25

3. 造型与结构设计

图26

       使用LaserMaker软件进行建模（图26），为了兼顾功能与美观，同时使用了椴木板和亚克力材料。

4. 切割加工

图27

       使用激光切割机进行板材切割加工（图27）。

5. 组装成型

图28

（1）组装木盒的五个面（图28）。

图29

（2）将语音识别模块和数字按钮模块安装到顶板上，需要使用螺丝螺母紧固（图29）。

图30

（3）装上顶板，重新接好数据线（图30）。

图31

（4）使用胶水将红色亚克力板粘合起来（图31）。

图32

（5）将亚克力外壳套在木盒上，可打点热熔胶固定（图32）。

图33

（6）装上“100”字样的亚克力板，将两块掌控板固定在预定位置（图33）

图34

（7）将黄色亚克力制件粘贴到预定位置（图34）。

图35

（8）使用丙烯颜料在雕刻处进行涂抹，以使标识更加清晰（图35）。

图36

（9）通电调试各项功能是否能正常运行（图36）。

05 后 记

       本项目有很多种可行性方案，比如最简单的只用一块掌控板就可以实现离线答题；而选择使用两块掌控板主要是为了让外观更具对称性、让题目信息更加完整便于阅读；采用服务器进行出题，是为了便于处理题库，直接导入文本文档即可。

       这个只能算是一个1.0版本吧，后期可以进行迭代改进，比如增加多项选择题答题；还可以将多个答题终端连入一个服务器，进行抢答；增加计分、错题汇总等功能。

优秀的刘老师。

今年是中国共产党成立100周年，开展党史学习教育活动作为庆祝活动中的一项贯穿全年的重要活动，正在全国广大党员和群众中火热地进行着。教育活动形式多样，有参观教育基地、社区宣讲等。