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[MIT IoT] [AI2+IoT]《数据采集和分析》1 - 《给我发消息》Part 4

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本帖最后由 szjuliet 于 2025-2-28 17:38 编辑

[AI2+IoT]《数据采集和分析》1 - 《给我发消息》Part 4图1

《给我发消息》之Part 0
《给我发消息》之Part 1
《给我发消息》之Part 2
《给我发消息》之Part 3
《给我发消息》之Part 4
《给我发消息》之Part 5

项目一：给我发消息之Part 4

制作猜7秒游戏App

猜7秒 游戏使用 Microbit 向移动App发送消息。本课我们要处理附带了数据的消息。那什么是数据？

数据：物体、人（甚至宠物！）在现实世界的值。

在第 1 课中，我们将物联网（IoT）定义为一种收集现实世界中事物数据的策略。在物联网中，传感器可以发送有关降雨量、阳光、热量、运动或磁场强度的数据，以帮助理解和解决现实世界中的问题。人们利用物联网数据来改善农业、保护濒危动物、建造更安全的房屋、节约能源以及完成许多其他任务。

猜7秒游戏：Microbit 能够精确计时，那你呢？玩 猜7秒 游戏来比试比试！

完成后的App是这样：

App顶部的各个按钮用来与Microbit进行蓝牙连接
中间部分是游戏指南
下方的seconds标签用来显示从Microbit发送的数据，即玩家按下Microbit上的按钮的反应时间。

一、从这里开始

1. 获取 App Inventor 的初始代码。

该代码可让你快速将 猜7秒 App连接到 Microbit。
找到老师提供的文件（Seven_Seconds_STARTER.aia）或在包含本课程的文件夹中找到的文件。（请在文末下载附件）
将文件下载到电脑。注意保存文件的位置。
进入 App Inventor AI2 界面设计和逻辑设计界面（http://ai2.appinventor.mit.edu）。
从电脑中导入文件。
2. 查看“猜7秒”App的界面设计。

你能找到显示玩家反应时间（以秒为单位）的标签组件吗？

这个标签组件有什么作用？猜猜各个组件的功能是什么。
手机下方两个非可视组件都是App Inventor的外部扩展，为了更清楚组件的用途进行了重命名，原始组件的名字是：
- BluetoothLE1
- Microbit_Uart_Simple1

3. 在 App Inventor 中点击“Blocks（逻辑设计）”按钮查看初始代码。

这6组代码块设置了所有蓝牙功能，如扫描和连接。这些代码块被折叠了，你可以双击代码块查看折叠的内容。
添加一个事件代码块，在Microbit收到消息时响应。使其以秒为单位显示数值。

4. 如何编写代码以接收玩家数据？

还记得在“Message Me Back”（给我回消息）App（Part 3）中用于接收消息的代码块吗？将相同的代码块拖入你的代码中。
编写代码，然后对照下面的代码看看你的编写成果。
你的任务是使用 reactionTimeDataLabel 标签组件来显示玩家的反应时间。还记得如何在 App Inventor 中更新标签的文本吗？
另一个提示：玩家的反应时间会从 Microbit 发送到App。你只需以正确的格式显示该值即可。

你编写的代码是不是和上图一样？不错！几乎全对了……在设置标签之前，来自 Microbit 的数据需要进行一些特殊处理。具体见下文：
你从“MicrobitDataChannel”抽屉里拖入了 when MicrobitDataChannel.MessageReceived 代码块吗？对！这个代码块会等待新消息传达到App。
你拖入了 set reactionTimeDataLabel.Text 代码块吗？太棒了！你希望App显示玩家的反应时间。
如果你在 set messageReceivedDataLabel.Text 中添加了 取消息 代码块，离成功就差一点点！唯一的问题是 消息 不会以秒为单位。

1 秒 = 1000 毫秒
来自 Microbit 的数据将在几毫秒内到达你的App。如何将消息数据转换为秒？使用一个数学代码块通过代码展示你的最佳猜测，接下来检查你编写的程序。
当来自 Microbit 的新消息传入时，通过除以 1000 将变量 消息 的单位从毫秒转换为秒。现在该值将在App中以秒为单位显示。
App已准备就绪。在测试之前完成 Microbit 代码！
提示：请在浏览器中同时打开 Microbit MakeCode 和 App Inventor 选项卡。你需要在两者之间来回切换以修改代码。

二、编写 Microbit 代码以发送玩家数据

1. 获取猜7秒游戏的 Microbit MakeCode。

找到老师提供的文件（microbit-Seven_Seconds_STARTER.hex）或在包含本课程的文件夹中找到该文件。（请在文末的附件中下载）
按照之前课程中的相同步骤在 makecode.microbit.org 导入代码。（重要提示：如果使用的是比 V2 版本更早的 Microbit，如Part 0_准备文档中所述，请转至 https://makecode.microbit.org/v4 ）

2. 查看代码。

当玩家按下 A 键时，代码块 显示图标 会呈现出一个棋盘图案：。很简单对吧！
但是为什么这个代码块会将变量 start 设置为一个叫做 运行时间（ms） 的值呢？

计算机只知道运行时间Running Time

像 Microbit 这样的小型计算机在断电后无法保持时间。
每次 Microbit 开机时，计算机都认为时间是 0 毫秒（ms）。
每次 Microbit 唤醒时，它都会从 0 毫秒、1 毫秒、2 毫秒、3 毫秒……开始计数。

“生日快乐，我已经17ms大了”

3. 与你的团队讨论：在游戏里，Microbit 是如何使用运行时间的？

可以这样想：运行时间是记录已用时间的一种方式。
已用时间是两个事件之间的时间差：

用较晚发生的事件（按钮 B）的时间减去较早发生的事件（按钮 A）的时间就是已用时间：

上图中，从按钮 A 到按钮 B 所经过的时间为 6978 毫秒（44189 - 37211），约为 7 秒。玩家距离赢得 7 秒游戏仅差 22 毫秒！
你知道在 Microbit 代码中这是如何实现的吗？

再看一下代码：

当玩家按下 A 按钮时，Microbit 会将当前运行时间保存到变量 start 中。
当玩家按下 B 按钮时，Microbit 会用新的当前运行时间减去之前的 start 时间，并将结果设置到变量 elapsed 中。

4. 将包含玩家数据的消息发送到你的App。

如何把数据发送到App？
- 你还记得那个用于发送消息的代码块抽屉吗？
- 你使用此代码块发送了一个字符串——一个单词或一个字母。
- 玩家数据将会是类似 130 或 2356 这样的消息。这是字符串数据类型还是数字数据类型？
- 在 蓝牙 抽屉下方打开抽屉 …更多 。（如有需要，请查看Part 3 详细说明）寻找一个发送数字数据类型的代码块：
你即将完成 Microbit 代码。为了展示玩家与 7 秒的接近程度，请使用Starter中提供的代码块，从玩家的用时中减去 7 秒。
为什么代码块要从已用时间中减去 7000？如果游戏是猜 7 秒，为什么不直接用 7 ？
请注意，玩家的反应时间可能是正数也可能是负数。（你可能还没有接触过负数！）在测试过程中，想想负数对玩家反应时间意味着什么。

micro:bit-中。">三、将你的“7 Seconds”代码烧录到 micro:bit 中。

按照 Part0 准备材料中“为学生团队设置 micro:bit”的说明，将新代码下载（或“烧录”）到你的 micro:bit 中。
使用电池、USB 或电源适配器为 micro:bit 供电。
四、将App加载到 AI伴侣中
将7 Seconds App加载到设备上的 AI伴侣中。

五、将 Microbit 连接到App

如Part 1 所示，通过蓝牙将 App Inventor 和 Microbit 连接起来。（在App中点击“扫描”，在列表中找到你的 Microbit，然后点击“连接”。）

六、按照App中的说明玩猜7秒游戏

你的反应时间能多接近 7 秒？这取决于你的心情吗？这取决于一天中的时间吗？
当玩家超过 7 秒时，反应时间在App中是如何显示的？当玩家少于 7 秒时，又是如何显示的？为什么？
能否在 App Inventor 代码中而不是 Microbit 代码中计算已用时间？这两个计算出来的已用时间有不同吗？为什么？（译注：实际编程试一下看看有没有不同，是否和你的推理一致）