行空板K10智慧手套：黑暗中的智能照明助手

项目来源

       本项目“行空智慧手套”旨在满足《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》和《义务教育信息科技课程教学指南》中对人工智能相关内容的要求。项目结合跨学科主题，通过劳动技术与信息科技的融合，培养学生在人工智能应用方面的实践能力。该项目旨在通过信息科技人工智能手段解决实际生活中的问题，同时融入劳动技术中的手工制作内容，培养学生的动手能力和创新思维。项目简介“行空智慧手套”项目中，学生将通过手工缝制的方式，在纺织手套手背上制作一个小口袋，并将行空板K10安放其中，口袋前面留有LED照明口。通过Mind+图形化编程，实现语音控制LED灯的亮灭，以解决在黑暗狭小空间内双手操作时不方便照明的问题。
       项目中涉及，数据与编码：通过语音指令控制LED灯的亮灭，体现数据传输和编码的过程。人工智能应用：利用Mind+图形化编程实现语音控制功能，让学生初步了解人工智能在日常生活中的应用。跨学科融合：结合劳动技术中的手工缝制和信息科技中的编程、硬件安装和先进的激光切割技术，解决实际问题，体现跨学科综合能力的培养。
项目知识点

   贴合新课标中跨学科融合的要求，“行空智慧手套”核心教学以下知识点：

• 劳动技术与手工制作：通过手工缝制口袋和制作电池盒，培养学生的动手能力和劳动技能。
• 信息科技与编程：使用Mind+图形化编程，实现语音控制LED灯的亮灭、语音合成播报，让学生了解语音识别和控制的基本原理。
• 电子设备安装与调试：学习如何激光切割机制作电池盒，并安装行空板K10和3.7V锂电池，确保设备正常工作。
• 跨学科融合：将劳动技术与信息科技相结合，解决实际问题，体现学科融合的实践价值。
  

项目原理

   “行空智慧手套”项目中，行空板K10作为主控器，通过语音识别模块接收语音指令，控制LED灯的亮灭，并语音播报应答。项目硬件行空板如下图所示：

硬件介绍

  在“行空智慧手套”项目中，使用主控器结合传感器和执行器，实现项目功能。

• 主控器：行空板K10
• 传感器：内置语音识别模块
• 执行器：内置LED灯、内置语音合成模块
• 供电：3.7V锂电池
• 其他模块：激光切割机制作的电池盒
  

   各硬件功能介绍如下：

• 行空板K10：作为主控器，负责接收语音指令并控制LED灯。
• 内置语音识别模块：用于接收语音指令，识别“开灯”和“关灯”命令。
• 内容语音合成模块：用于应答相应操作完成，播放“灯光已打开”和“灯光已关闭”。
• 内置LED灯：作为照明设备，安装时朝向手套手背口袋的开口处。
• 3.7V锂电池：为行空板K10和LED灯供电。
• 电池盒：通过激光切割机制作，用于固定锂电池，安装在手腕位置。
  

硬件制作与安装手套制作
   1.材料准备：
    （1）纺织手套
    （2）行空板K10
    （3）3.7V锂电池
    （4）激光切割机
    （5）缝纫工具（布、针、线等）

   2.口袋缝制：
    （1）在手套手背上选择合适位置，用针线缝制一个小口袋，尺寸需适配行空板K10。

    （2）在口袋前面留出一个开口，用于安装LED灯。

   3.电池盒制作：

    （1）使用激光切割机切割一个电池盒，尺寸适配3.7V锂电池。
    （2）在电池盒上预留电源接口和固定孔。  

   4.设备安装：
    （1）将行空板K10安放在手套手背的口袋中。
    （2）将行空板K10的LED灯朝向口袋开口处，确保光线能够射出。
    （3）将3.7V锂电池安装在电池盒中，并通过腕带固定在手腕上。

接线与调试

• 硬件接线：将3.7V锂电池连接到行空板K10的电源接口。
• 程序编写：
  

    （1）使用Mind+图形化编程，编写语音控制程序。
    （2）编写程序时，设置语音识别模块识别“开灯”和“关灯”命令，并分别控制LED灯的亮灭。   3.调试与测试：
    （1）上传程序到行空板K10，测试语音控制功能是否正常。
    （2）调整语音识别模块的灵敏度，确保在黑暗环境中能够准确识别指令。

流程图

在“行空智慧手套”项目中，行空板K10的系统控制流程图如下：

系统控制流程图

程序截图语音识别控制LED程序

外观结构设计

   为了便于课堂教学和项目展示，可利用激光切割技术为“行空智慧手套”设计外观结构。示例结构设计与安装完成图如下：

结构设计图

演示视频

   通过“行空智慧手套”项目，学生不仅能够学习编程和电子设备安装，还能通过手工缝制和激光切割技术，完成一个实用的智能设备，解决实际生活中的问题，充分体现跨学科融合的教育理念。