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[MIT IoT] 【AI2+IoT】《数据采集和分析》- 项目一：给我发消息之Part 1

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项目一：给我发消息之Part 1

CONNECT! App

和你的团队一起开发一个app，可以将信息发送到100米外的你的Microbit上。按下app上的按钮，使Microbit在其LED矩阵上显示图片。

完成后的app将如下所示:

为了发送信息，你的团队需要了解以下几方面的背景知识:

Microbit是什么？
Microbit是一种易于使用的实验用小型计算机。它的一侧有25个红色led，另一侧有一个计算机处理器芯片。
什么是LED矩阵?
Microbit的25个小灯显示图片、数字和字母。led可以滚动文本信息并显示简单的动画。
什么是蓝牙?
你可能知道蓝牙是手机向其他设备（如耳机或小型扬声器）发送信息的一种方式。蓝牙通过无线电波发送信息。
- 在Microbit和手机、平板电脑上使用蓝牙。
- 根据你使用的Microbit型号，蓝牙无线电天线是金色或黑色的。(在手机或平板电脑中，天线隐藏在里面。)
什么是物联网(IoT)?
- 数据收集：为做出重要决策和预测而收集数据的传感器系统。
- 解决现实世界的问题：物联网是一种用于收集现实世界中事物的数据、分析数据（有时使用人工智能）并使用这些来解决重要问题的方法。例如用更少的资源种植食物，减少建筑物中的能源浪费，或预测洪水以保证人们的安全。有时，物联网（IoT）系统会驱动物理设备，如洒水系统或机械臂。

从这里开始

获取App Inventor项目初始代码。

该代码可以让你快速连接到Microbit。
找到老师提供的文件(Connect_STARTER.aia)或在包含本课程的文件夹中找到的文件。（译注：相关文件请在文末的附件中下载）
把文件下载到你电脑的硬盘上。注意保存文件的位置。
进入App Inventor AI2 的界面设计和逻辑设计（http://ai2.appinventor.mit.edu）（译注：国内可稳定访问的官方服务器地址：https://code.appinventor.mit.edu/login/ ）

点击“Project”（项目）
选择“从我的计算机导入项目(.aia)”，如图中所示。
导入项目初始文件。

单击“选择文件”。
选择你存在硬盘上刚下载的文件： Connect_STARTER.aia。
在界面设计窗口中项目初始文件应该是这样的：

确保蓝牙已开启。

检查你的手机或平板电脑设置，确保蓝牙开启，如下图所示。

无需与Microbits配对。你可以忽略蓝牙配对设置。我们将Microbit以“无配对”模式连接到app，所以配对这这一步是不必要的。

在你的手机或平板电脑上设置定位权限

要访问蓝牙，需要你的设备在设置中开启位置权限。原因是一些蓝牙小工具（不是本项目中的Microbits）需要开启蓝牙来为你的设备提供位置。

找到设备上的“设置”。
在“设置”中，单击“位置”。
开启定位

测试代码。

要查看代码的功能，请将初始代码加载到手机或平板电脑上的AI伴侣中。初始代码可能需要一分钟左右的时间来加载，所以要有耐心！

你应该在设备上的实时测试窗口中看到这样的app。(在点击Scan之前先认真阅读！)

通电！

你（或你的老师）应该将Microbit启动代码加载到Microbit上。（详细说明请参阅 Part 0：项目1：“为学生团队设置Microbit” 。）确保Microbit已接通电源。设备背面的黄灯应该是亮的，在前面的LED显示屏上应该有一个X。

使用该app扫描蓝牙设备。

点击app上的“Scan”来搜索附近的蓝牙设备。

检查列表。

你应该看到你学校或邻居所有蓝牙设备的列表 —— 其中一些可能是朋友的耳机或附近的其他小工具。扫描器移动得很快，但你应该会看到一个项目，上面写着“BBC micro:bit”。按“Stop Scan”按钮冻结列表。

如果同一教室里有多个Microbit，请确保名字与你的Microbit的唯一名称相匹配，例如“vavuz”或“zazva”。(你或你的老师可能已经用胶带给Microbit贴上了标签。参见项目一：Part 0 准备文档中的“同一教室中使用多个Microbit的注意事项”。)

在列表中单击你的Microbit的名称，然后单击“Connect”。
成功!

你应该在Microbit上的红色LED显示屏上看到一个心形。

现在，app和Microbit之间有无线连接，
app会在顶部显示绿色的Connected（已连接）标签。
在app中练习断开和连接Microbit。你可以通过拔出USB线或电源线或按Reset复位按钮断开连接，如下所示。

重新连接

如果你的Microbit与蓝牙断开连接并且无法重新连接，请按下Microbit板上的Reset按钮，如图所示。

使用app中的Scan/Connect按钮重新连接Microbit。

如果你在App Inventor中更改代码，而AI伴侣和Microbit都已连接，则更改可能不会出现问题。或者app断开了连接，而Microbit会认为它仍然连接。在这种情况下，重置Microbit，如上所示。

一旦你的app连接到Microbit，当你按下app上的“Send a Message”（发送一条消息）按钮时，Microbit会发生什么？还是什么都没有？你能找到问题吗？

在App Inventor中完成Connect App

你的app已连接到Microbit，但app无法向Microbit发送消息。你怎么解决这个问题?

检查代码。

点击App Inventor右上角的Blocks按钮，查看app的代码。

（注：图中橙色箭头所指的6个代码块用于设置所有的蓝牙操作，如扫描和连接。这些代码块都折叠起来了，你可以双击它们来让它们显示完整。
初始代码中绿色箭头所指的插槽是空的，代码不完整。让我们将sendMessageButton的代码修复完整！）

构建sendMessageButton的代码

这些代码片段应该出现在starter模板中。将代码放在一起，使sendMessageButton向Microbit发送消息。在本例中，我们想发送一个带有单词“start”的消息:

拖动调用MicrobitDataCannel。SendMessage块放入sendMessageButton中。单击块。
- 你希望app在点击按钮时向Microbit发送消息。
- 在下一课中，我们将讨论SendMessage块以及在哪里可以找到它!
我们想向Microbit传递什么信息?我们可以发送任何文字或号码。但是我们必须在消息前后加上两个逗号。想想为什么需要逗号?我们下节课也会讨论这个!

拖动join块和两个带逗号的string字符串块:

不要忘记添加我们将发送到Microbit的特殊消息 - 单词“start”。
- 该app将“start”一词发送到Microbit。
- Microbit被编码为当它接收到单词“start”作为消息时采取行动。

连接到App Inventor Companion来测试你的代码（使用与上面步骤6相同的过程）。

然后使用蓝牙将你的app连接到你的Microbit（与步骤7到11相同）。

一旦你的app连接上，当你按下app上的SEND A MESSAGE按钮时，Microbit会发生什么？Microbit应该显示菱形:

任务拓展：更改图标或添加动画

当你按下app中的SEND A MESSAGE按钮时，Microbit会显示一个菱形。但是这个形状是不是有点……无聊？接下来，更改Microbit上的代码，以便在按 SEND A MESSAGE 时执行不同的操作。

你想让它让Microbit做什么？

你需要更改Microbit上的代码。到目前为止，你只更改了App Inventor代码。但是在这个物联网项目中有两组代码一起工作!

添加Microbit码

获取Microbit MakeCode启动代码。
这个代码使Microbit显示菱形。你可以把它变成任何形状!
- 找到老师提供的文件(microbit-Connect_STARTER.hex)或在包含本课程的文件夹中找到的文件。（译注：请在附件中下载）
- 把文件下载到你电脑的硬盘上。注意保存文件的位置。
进入Microbits编码网站并导入代码。
- 进入以下网站：https://makecode.microbit.org。（重要提示：如Part0中所述，如果使用比版本V2更老的Microbit，请转到https://makecode.microbit.org/v4）。
  你可能会看到一个显示主菜单的页面：

如果你看到如下所示的页面，点击左上角的micro:bit标志进入主菜单。
单击“import导入”。
在新窗口中单击“Import File导入文件”:
单击“Choose File选择文件”。
在你的计算机上找到之前下载的文件(microbit-Connect_STARTER.hex)。
选择文件后，单击 Go ahead! 将其导入到Microbit编辑器。

查看Microbit代码。
你的屏幕将看起来像这样，显示Microbit代码。在这个项目中，代码将负责接收来自移动app的消息。

microbit代码和App Inventor代码非常相似。你甚至会看到一些相同的积木！在你探索Microbit的过程中，你将了解它们的不同之处。
例如，这里的Connect代码接收来自App Inventor移动app的消息。

讨论：microbit将从app接收到什么信息?你还记得你的团队在App Inventor代码中编写了什么单词作为消息吗?

更改Microbit上的图形。
- 你可以将图形更改为不同的图标:
将图标从钻石切换到怪物？

或者，如何使用自定义图标块来创建一个简短的动画?
(1) 第1步，在Basic抽屉中查看个性化图标

(2) 第2步，将代码堆叠来创建特殊效果。

(3)第3步，在repeat循环中填入数字来创建一个动画
- 检查你的Microbit代码(并与下方的示例进行比较)。请随意尝试。你可以创建什么动画?

测试

完成！现在下载(或“烧录”)新代码到你的Microbit中，如准备材料中的“为学生团队设置Microbit”所示。
用电池、USB或电源适配器将电源连接到Microbit。
通过蓝牙连接App Inventor和Microbit，如前所述。
发送消息到Microbit，测试你的新图标和动画!

进阶：创建一个倒计时!

当Microbit从app接收到一条新消息时，你能让Microbit显示从9到0的倒计时吗?

再利用你的Microbit代码。
- 添加/删除/重写代码。在前面创建的图标或动画的基础上构建，或者使用上面描述的连接Microbit启动代码(Microbit - connect_starter .hex)。
- 重新命名。要重用代码，请在MakeCode页面底部的文本框中重新命名代码—例如，在该空间中使用像“Countdown”这样的新名称。
  
  如何在if代码块中创建一个显示图标或动画的倒计时？
  上图中的橙色箭头是你的代码中已有的图标和动画。
创建一个新变量并将其设置为9。
- 在 Variables 抽屉中，创建一个名为 index 的新变量。变量 index 将跟踪倒计时：

从 Variables 抽屉中拖入一个 Set Variables 块，初始化 index 变量以开始倒计时(例如，“9,8,7…”)。从数字9开始倒计时，并将 Set Variables 块放入If块中。

创建一个循环。
创建一个循环来显示倒计时的数字，并在每次传递时从变量 index 中减去1。
- 从 Loop 抽屉中拖动一个 repeat times 块。 repeat times 块将重复倒计时，并将次数更改为开始倒计时的次数。
- 将循环次数设置为9，并将其放置在变量 index 的 Set Variables 代码块下方。
在Microbit LED矩阵上显示数字。
- 从 Basic 抽屉中拖动 show number 块，并将其添加到倒计时循环中：