一種STEM教育卡片編程系統及其編程方法技術方案

本發明專利技術適用于數據處理領域，提供了一種STEM教育卡片編程系統及其編程方法，STEM教育卡片編程系統包括：至少一個機器人、多個不同的指引性卡片、生成運行指令的終端、接收所述運行指令并將所述運行指令發送到對機器人的多個NFC卡片，所述多個不同的指引性卡片通過排列組合形成多種不同的供所述機器人行動的地圖，所述多個NFC卡片接收所述終端生成的與所述地圖相對應的運行指令，并將所述運行指令發送到所述機器人，以使所述機器人根據所述運行指令在所述地圖上行動。實施本發明專利技術實施例，機器人根據寫入運行指令的順序，依次完成流程，鍛煉了地圖組裝者的邏輯編程能力。 1

A STEM educational card programming system and its programming method

The invention is applicable to the field of data processing, providing an STEM education card programming system and its programming method. The STEM education card programming system includes at least one robot, a plurality of different guiding cards, a terminal that generates a running instruction, receives the running instructions, and sends the operating instructions to the robot. A plurality of NFC cards, described by a plurality of different guiding cards, form a variety of different maps for the action of the robot, the plurality of NFC cards receive the running instructions corresponding to the map generated by the terminal, and send the running instructions to the robot to make the robot based on it. The running instructions are acted on the map. According to the embodiment of the invention, the robot completes the process sequentially according to the order of writing instructions, and exercises the logic programming ability of the map assemblers. One

【技術實現步驟摘要】
一種STEM教育卡片編程系統及其編程方法
本專利技術屬于數據處理領域，尤其涉及一種STEM教育卡片編程系統及其編程方法。
技術介紹
STEM是科學(Science)，技術(Technology)，工程(Engineering)，數學(Mathematics)四門學科英文首字母的縮寫，其中科學在于認識世界、解釋自然界的客觀規律；技術和工程則是在尊重自然規律的基礎上改造世界、實現對自然界的控制和利用、解決社會發展過程中遇到的難題；數學則作為技術與工程學科的基礎工具。我國近幾年不斷在普及STEM教育，青少年是STEM教育的主要受眾以及核心用戶。在國內，STEM教育發展起點較晚，輻射面較窄，僅在北上廣深一線城市有所行動。其它二線及以下城市尚未開展或處于萌芽狀態。缺乏腦力訓練以及競技性。同類產品過于死板，娛樂性不夠，價格昂貴，導致只有少部分青少年被吸引。產品參數化嚴重，大多為興趣導向的男孩，女孩參與度不高。同類產品的設計目的以及形式過于簡單，趣味性不夠，熟悉之后僅在屬性的優化上做功課。同臺競技的實例不多，大多為一個接一個的展示型競技，評判標準單一，結構不夠多元化。
技術實現思路
本專利技術實施例的目的在于提供一種STEM教育卡片編程系統和編程方法，以解決現有技術沒有良好的STEM編程系統的問題。本專利技術實施例是這樣實現的，一種STEM教育卡片編程系統，所述STEM教育卡片編程系統包括：至少一個機器人、多個不同的指引性卡片、生成運行指令的終端、接收所述運行指令并將所述運行指令發送到對機器人的的多個NFC卡片，所述多個不同的指引性卡片通過排列組合形成多種不同的供所述機器人行動的地圖，所述多個NFC卡片接收所述終端生成的與所述地圖相對應的運行指令，并將所述運行指令發送到所述機器人，以使所述機器人根據所述運行指令在所述地圖上行動。本專利技術實施例的另一目的在于提供一種STEM教育卡片編程方法，所述STEM教育卡片編程方法包括：通過多個指引性卡片的排列組合形成供機器人運行的地圖，所述指引性卡片包含運動指示；終端通過Scratch程序編寫與所述地圖相對應的運行指令，并將所述運行指令寫入NFC卡片；多張所述NFC卡片依次向所述機器人刷入所述運動指令；至少一個所述機器人根據刷入的指令在所述地圖上運動。本專利技術實施例，將機器人放置于由多張指引性卡片組成的地圖上，在終端上通過Scratch程序編寫與該地圖相對應的運行指令，將編寫完成的運行指令寫入NFC卡片中，NFC卡片將運行指令寫入機器人，使得機器人根據寫入運行指令的順序，依次完成流程，鍛煉了地圖組裝者的邏輯編程能力。附圖說明圖1為本專利技術示出的智能機器人的結構示意圖；圖2為本專利技術一示例性實施例示出的一種STEM教育卡片編程系統的結構圖；圖3為本專利技術一示例性實施例示出的一種STEM教育卡片編程方法的流程圖；圖4為本專利技術實施例示出的硬件系統工作流程示意圖；圖5為本專利技術實施例示出的交互流程示意圖；圖6為本專利技術實施例示出的數據傳輸流程示意圖；圖7為本專利技術實施例示出的編程系統示意圖；圖8為本專利技術實施例示出的競技地圖設計示意圖。具體實施方式為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。為了說明本專利技術所述的技術方案，下面通過具體實施例來進行說明。如圖1所示為本專利技術示出的智能機器人的結構示意圖。如圖2所示為本專利技術一示例性實施例示出的一種STEM教育卡片編程系統的結構圖，所述STEM教育卡片編程系統包括：至少一個機器人201、多個不同的指引性卡片202、生成運行指令的終端203、接收所述運行指令并將所述運行指令發送到對機器人201的的多個NFC卡片204，所述多個不同的指引性卡片202通過排列組合形成多種不同的供所述機器人行動的地圖，所述多個NFC卡片接收所述終端生成的與所述地圖相對應的運行指令，并將所述運行指令發送到所述機器人，以使所述機器人根據所述運行指令在所述地圖上行動。在本專利技術實施例中，STRM教育卡片編程系統包括：至少一個機器人201、多個不同的指引性卡片202、生成運行指令的終端203，接收所述運行指令并將所述運行指令發送到對機器人201的的多個NFC卡片204。在具體的使用過程中，用戶通過指引性卡片的排列組合形成供機器人行動的地圖，并在終端上通過Scratch程序編寫與該地圖相對應的運行指令，將編寫完成的運行指令寫入NFC卡片中，NFC卡片通過RFID的方式將行動指令刷入機器人中，機器人即可根據該運行指令在地圖上行動。指引性卡片可以顯示多種不同的指示信息，包括但不限于：運動指示、聲音指示、燈光指示、傳感器指示。其中，運動指示包括但不限于：方向控制指示(前進、后退、向左旋轉、向右旋轉、旋轉一周等)、運行時間指示(1s、2s、3s)，燈光指示包括但不限于：紅色指示、黃色指示、藍色指示。NFC卡片可以在卡片中存儲PC端生成的運行指令，在NFC卡片與機器人進行接觸時，通過RFID近場通訊技術將運行指令寫入到機器人中，機器人根據與NFC卡片接觸的順序，依次寫入運行指令，機器人則按照運行指令的順序依次做出對應的動作。本專利技術實施例，將機器人放置于由多張指引性卡片組成的地圖上，在終端上通過Scratch程序編寫與該地圖相對應的運行指令，將編寫完成的運行指令寫入NFC卡片中，NFC卡片將運行指令寫入機器人，使得機器人根據寫入運行指令的順序，依次完成流程，鍛煉了地圖組裝者的邏輯編程能力。本專利技術實施例提供的機器人包括：頭頂的RFID天線、左右兩側的RGB燈光、底部紅外巡線傳感器、頭部避障傳感器、底部讀碼傳感器、內部鋰電池、底盤電機驅動設備、背部喇叭、前面板的控制按鍵、內部集成PCB主板(主板包含各部分控制芯片以及傳感器)。通過這些設備實現數據、命令的傳輸，機器人運動控制、燈光色彩控制、語音播放控制等。本專利技術實施例中的運行指令由用戶通過PC端進行Scratch程序編寫實現。完成后進行轉碼通過NFC卡片讀寫器寫入一張NFC卡片。使用已寫入程序的NFC卡片靠近機器人頭頂的NFC天線?？ㄆ绦蛲ㄟ^NFC天線傳輸至主板上的RFID模塊，通過中央處理設備對程序進行編譯解碼。編譯后的控制命令下發至各個控制單元，包括：音頻播放設備、燈光控制設備、電機驅動設備、傳感器開關控制以及開啟讀碼傳感器。音頻播放設備接收到指令后從存儲器中調用相應的音頻進行播放。燈光控制設備接收指令后調用數據庫中RGB燈光數據顯示相應顏色的燈光。電機控制設備根據接收指令控制電機的運動。頭部避障傳感器、底部巡線傳感器接收指令后在對應時間打開。頭部傳感器開啟后可用遮擋道具引導機器人運動，當遮擋道具離開傳感器范圍后停止工作。底部巡線傳感線開啟后開始沿黑色跑道運動，當走到跑道盡頭后自動關閉。當輸入程序后自動打開底部讀碼傳感器。讀碼傳感器可讀出地圖不同指示標的隱藏碼進行識別，并將數據傳回中央處理設備進行對比判斷。本專利技術實施例提供的地圖由用戶通過多個指引性卡片不同的排列組合實現。將機器人放置在起始點，選手通過觀察地圖預設計編程路徑以及完成任務的指標判定難度。選手通過PC進行SCRATCH編程，完成后進行轉碼編譯，使用NFC燒寫器將編譯好的命令數據本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種STEM教育卡片編程系統，其特征在于，所述STEM教育卡片編程系統包括：

【技術特征摘要】
1.一種STEM教育卡片編程系統，其特征在于，所述STEM教育卡片編程系統包括：至少一個機器人、多個不同的指引性卡片、生成運行指令的終端、接收所述運行指令并將所述運行指令發送到對機器人的的多個NFC卡片，所述多個不同的指引性卡片通過排列組合形成多種不同的供所述機器人行動的地圖，所述多個NFC卡片接收所述終端生成的與所述地圖相對應的運行指令，并將所述運行指令發送到所述機器人，以使所述機器人根據所述運行指令在所述地圖上行動。2.如權利要求1項所述的STEM教育卡片編程系統，其特征在于，所述指引性卡片用于顯示多種不同的指示信息。3.如權利要求2所述的STEM教育卡片編程系統，其特征在于，所述指示信息包括：運動指示、聲音指示、燈光指示、傳感器指示。4.如權利要求3所述的STEM教育卡片編程系統，其特征在于，所述運動指示包括：機器人的運動方向、機器人的運動時間，所述燈光指示包括：紅色指示、黃色指示、藍色指示。5.如權利要求1所述的STEM教育卡片編程系統，其特征在于，所述運行包括：到達終點區域、開啟對應聲音、開啟對應燈光、使用跑道任務、頭...

【專利技術屬性】
技術研發人員：杜驍釋，王冠，諸健文，
申請(專利權)人：武漢蛋玩科技有限公司，
類型：發明
國別省市：湖北,42