职业高中人工智能科普馆 人工智能实验室整体建设方案

二、软件：

智能交通系统的发展历程；

智能交通系统的主要组成部分；

智能交通系统的核心技术；

智能交通系统的发展趋势。

一、基本配置：

1、智能小车

2、智能网关和无线传输系统

3、公交语音播报系统

4、 智慧路灯系统

5、城市灯光系统

6、交通信号灯系统

7、ETC不停车收费系统

8、城市环境感知系统

9 城市居民安防系统

10、AI车牌识别系统

11 、车辆定位系统

二、功能：

智能交通实验训系统是以城市道路交通、社区商圈为原型，综合运用无线传输网络、单片机、RFID射频识别、传感器与控制器、AI人工智能、电磁导航驾驶、智能语音、云计算等技术，依托部署在实景沙盘中的传感与控制、无线网络、RFID、智能实训小车以及智能网关等设备，实现智慧交通的控制与管理，帮助学生熟悉智能交通系统相关项目的开发与应用。

一、基本配置：

1、控制器：屏幕8寸，内存8G，硬盘64G.具有WiFi功能和蓝牙功能。

2、机器人

自由度：4

最大负载：250g;

最大伸展距离：340mm

重复定位精度：士0.2

电源电压：100V~240V

电源输入：12V~

工作环境：-5°C-45°C

功率：60W

通信方式：USB虚拟串口/串口

控制软件：DobotStudio/DobotScratch

重量：2.4KG

大\小臂臂长：150

底座尺寸：146mm×146mm

轴运动范围

轴1-底座：-135°至+135°

轴2-大臂：-5°至+80°

轴3-小臂：-10°至+85°

轴4-末端旋转-135°至+135°

末段工具

夹笔器夹笔直径:8-12

吸盘：内置气泵驱动，负压工作，泵吸盘直径20mm

柔性手爪：内置气泵驱动，正、负压工作，最大开合距50mm

Magic

控制芯片：ARM

主频：168

电源电压：100V~240V

电源输入：12V~

工作环境：-5°C-45°

功率：60W

通信方式：USB虚拟串口/串口/蓝牙

编程语言：MicroPython

控制软件：DobotStudio/DobotScratch

重量：98g

尺寸：95

扩展接口

电源接口:×2

多功能通信接口×2

通用I/0扩展接口:×6绿色端子，4PIN,

步进电机扩展接口:×2黄色端子，4PIN,

12V电源接口×2|红色端子，2PIN,

二、功能：

1、具备柔性手爪、吸盘、夹笔器等多种可更换末端工具,可以实现写字画画、抓取、搬运等多种功能。

2、利用软件平台,学生可通过拖拽、拼接的方式进行编程,来控制机器人的一一举一动。

台面：木质，厚度≥15mm

一、基本配置

底盘部分：

127mm金属全向轮X3

MD36行星减速电机X3

铝合金联轴器X3

复合电机支架X3

带轴承电机支座X3

全金属支撑板X4

支撑型材X12

圆球X1

螺丝铜柱若干

电控部分：

C50C有刷电机版机器人控制板X1

MOS电机驱动模块X2

分线器X1

OLED显示屏X1

蓝牙模块X1

12V

12.6V

二、功能：“不倒翁”由智能平衡架和足球组成，可控制“不倒翁”移动，观察“不倒翁”在运动中如何保持稳定。

二、实验原理：

运动中的“不倒翁”本质上依然是一个一阶倒立摆问题，因“不倒翁”仅有一个支撑点与地面接触，所以“不倒翁”自身一直处于一种不稳定的状态。而“不倒翁”可以凭借身上的传感器、陀螺仪的位姿数据，通过三个全向轮驱动底部球体调整自己在球上的位置，保持动态平衡的同时实现全向移动。

台面：木质，厚度≥15mm

基本配置：

视觉平衡台及展柜、工业高速摄像头、工控机。

二、功能：通过互动的方式了解视觉定位以及动态平衡相关的知识。

三、实验原理：

平衡机器人可以通过视觉定位以及平衡来控制小球维持平衡而不掉落到平衡面，可以通过观察小球的运动轨迹衡板的平衡角度来了解相应的科普知识。

台面：木质，厚度≥15mm

一、基本配置：

由摆杆、滑轮、履带、滑轨组成。

二、实验原理：

通过控制摆杆，观察摆杆是如何通过移动重点达到平衡的过程,了解倒立摆的工作原理。

倒立摆控制系统是一个复杂的、不稳定的、非线性系统，是进行控制理论教学及开展各种控制实验的理想实验平台。其控制方法在军工、航天、机器人和一般工业过程领域中都有着广泛的用途，如机器人行走过程中的平衡控制、火箭发射中的垂直度控制和卫星飞行中的姿态控制等。

台面：木质，厚度≥15mm

主控芯片：Arduino

电池：7.4V

电机：MG310电机X1

减速器：普通齿轮减速箱

编码器：13线霍尔编码器

控制算法：PID

遥控方式：蓝牙APP

续航时间：1.5h

最大速度：0.5m/s

产品尺寸：240*70*140mm

车轮直径：75mm

重量：0.48kg

二、软件：

智慧农业的技术体系

农业生产全过程的信息感知；

农业生产定量决策；

农业生产智能控制；

农业生产精准投入；

农业生产个性化服务。

一、功能：

搭建智能采摘机器人工作场景，利用视觉识别技术，对水果进行颜色、大小、位置等信息识别，完成对红色高品级水果和红色次品级两级水果的采摘、分类等任务。学生可学习种植、收割、包装、售卖等基本农业生产知识，并建立农产品质量分级概念，深刻体会人工智能技术对提高农业生产效率，提高农作物生产质量，降低采摘人力成本产生的社会意义和价值。

二、桌面机器人参数

自由度：4

最大负载：250 g

最大伸展距离：340 mm

重复定位精度：±0.2 mm

电源电压：100V~240V AC，50/60 Hz

电源输入：12V? 5A DC

工作环境： -5°C - 45°C

功率：60W Max

通信方式：USB虚拟串口/串口

控制软件：DobotStudio/DobotBlock

重量：2.4KG

大\小臂臂长：150 mm

底座尺寸：146 mm × 146 mm

轴1- 底座：-135°至 +135°

轴2- 大臂：-5°至 +80°

轴3- 小臂：-10°至 +85°

轴4- 末端旋转-145°至 +145°

夹笔器：夹笔直径：8-12 mm

吸盘：内置气泵驱动，负压工作，泵吸盘直径20mm

柔性手爪：内置气泵驱动，正、负压工作，最大开合距离50mm

电池盒参数

最小容量： 2400mAH

额定容量： 2500mAH

尺寸：95 mm×80 mm×28.5 mm

电芯能量：27Wh

续航：单个最大续航60min

特性：可2个或2个以上并联组合使用

三、Magic Box参数

控制芯片：ARM 32-bit Cortex-M4

主频：168 MHz

电源电压：100V~240V AC，50/60Hz

电源输入：12V? 5A DC

工作环境：-5°C - 45°C

功率：60W Max

通信方式：USB虚拟串口/串口/蓝牙

编程语言：MicroPython

控制软件：DobotStudio/DobotBlock

重量：98g

尺寸：95 mm×80 mm×21.5 mm

扩展接口：电源接口×2、多功能通信接口×2、通用I/O扩展接口×6、步进电机扩展接口×2、12V电源接口×2

四、电池盒参数

最小容量： 2400mAH

额定容量： 2500mAH

尺寸：95 mm×80 mm×28.5 mm

电芯能量：27Wh

续航：单个最大续航60min

特性：可2个或2个以上并联组合使用

五、滑轨

1. 运行负载5kg

2. 有效行程1000mm

3. 最大速度150mm/s

4. 最大加速度150mm/s2

5. 重复定位精度0.01mm

6. 绝对定位精度0.25mm

7. 尺寸（长×宽×高） 1320mm×120mm×55mm

8. 重量4.7kg

六、末端视觉套件

1. 图像传感器：Aptina MT9M114,1296*976分辨率，集成图像流处理器

2. 透镜视场：水平60度，垂直40度

3. 功耗：典型值为140 mA

4. 电源输入：USB输入（5V）或Vin输入（6V~10V）

5. RAM：264K bytes

6. 闪存：2M bytes

7. 可用的数据输出：UART串行，SPI，I2C，USB，数字，模拟

8. 集成光源：约20 lumens

七、手爪套件

1.张合大小：27.5mm

2.驱动方式：气动

3.力度：8N

八、其他配件

1. 果树模型：1个，塑料

2. 水果模型：若干

3. 末端夹具：1个

4. 夹具套：2个

5. 果篮：2个

6. 地图：1张

智能采摘地图，材质：450g刀刮布，尺寸：1500*750mm，公差：±2mm

一、展品用材：

1.展台：钣金结构、围板≥1.2mm冷轧板，表面喷塑。

2.台面：木质，厚度≧15mm，拷漆

3.说明牌：亚克力UV喷绘

二、功能：

1、认识智慧农场：认识智能农场，了解智能农场的概念；动手打造属于自己的智能农场

2、学习如何编写程序

3、自动灌溉。

4、温度检测仪：了解板载温度传感器；学习温度检测仪的原理及程序编写；完成温度检测仪的制作。

5、智能温控系统：了解温湿度传感器的特点及使用；

学习智能温控系统的原理与编程逻辑；掌握智能温控系统的程序编写,，完成智能温控系统制。

6、智能光控系统：了解光对植物生长的影响；了解光敏传感器的特点及使用；学习智能光敏系统的原理与编程逻辑；掌握智能光控系统的程序编写,完成智能光控系统制。

7、手动灌溉：了解水泵的特点及使用；了解手动灌溉的原理；制作手动灌溉装置。

8、自动灌溉：了解土壤传感器的特点及使用；掌握自动灌溉的原理和逻辑；制作自动灌溉装置。

9、智能雨控系统：了解雨滴传感器的特点及使用；掌握智能雨控系统的原理和逻辑；制作智能雨控系统。

一、展品用材：

1.展台：钣金结构、围板≥1.2mm冷轧板，表面喷塑。

2.台面：木质，厚度≧15mm，拷漆

3.脑波头环2套, 会吹球的小动物2个.

4.说明牌：亚克力UV喷绘

二、实验过程：

一、展品用材：

1.展台：钣金结构、围板≥1.2mm冷轧板，表面喷塑。

2.台面：木质，厚度≧15mm，拷漆

3.脑波头环1套, 喷泉器1个.

4.说明牌：亚克力UV喷绘

二、功能：

注意力越高，喷泉就喷的越高；反之，注意力不集中，喷泉就越低。通过互动提升专注力.

三、科学原理：

人体脑部都有生物电流产生 ，当一个人处于思维或情绪活动时，脑部所产生的生物电流的幅值就会发生变化。将参赛者双方的脑电参数变化的电信号放大万倍以上，就能实现用脑电波进行推球比赛。

二、软件：

智能家电在健康生活中的应用

智能医疗设备的应用；

智能健康设备的应用

智能设备在健康监测方面的应用。

一、基本配置：

1、传感器：10个身体触摸传感器、加速度传感器、人体红外传感器、环境亮度传感器、地磁传感器。

2、自动充电行走功能：4个组防踏空传感器、6个组雷达测距传感器、8个个红外接收传感器。

3、智能家居功能：13个红外发射传感器、温/湿度传感器、空气质量传感器、433M发射与接收模组。

4、通讯功能：WiFi、蓝牙

输出设备：7寸IPS显示屏、2.1声道高品质音箱

5、摄像头：高清摄像头、双路闪光灯。

二、功能：

1、智能对话：做算术、讲笑话、聊天、天气查询、讲故事、唱歌、跳舞、菜谱咨询。

2、室内环境监测：实时监测室内环境(温度、湿度等)。

3、智能安防：无人在家时，有非法闯入者，机器人会将预警信息及时发送到你的手机。

一、功能：

模拟搭建无人超市场景，完成软件平台自主选购、人脸支付、自动取货送货等任务。学生根据市场需求或个人喜好选择商品类别，建立商品库，基于市场价格调研和成本对商品进行合理定价，并搭建简易人机交互智能应用模块经营商店，确保其自主运营并获得一定利润。学生可深入学习商业经营和管理知识，培养管理和协调能力。

二、基本配置:

自由度：4

最大负载：250 g

最大伸展距离：340 mm

重复定位精度：±0.2 mm

电源电压：100V~240V AC，50/60 Hz

电源输入：12V? 5A DC

工作环境： -5°C - 45°C

功率：60W Ma×

通信方式：USB虚拟串口/串口

控制软件：DobotStudio/DobotBlock

重量：2.4KG

大\小臂臂长：150 mm

底座尺寸：146 mm × 146 mm

轴1- 底座：-135°至 +135°

轴2- 大臂：-5°至 +80°

轴3- 小臂：-10°至 +85°

轴4- 末端旋转-145°至 +145°

夹笔器：夹笔直径：8-12 mm

吸盘：内置气泵驱动，负压工作，泵吸盘直径20mm

柔性手爪：内置气泵驱动，正、负压工作，最大开合距离50mm

电池盒参数

最小容量： 2400mAH

额定容量： 2500mAH

尺寸：95 mm×80 mm×28.5 mm

电芯能量：27Wh

续航：单个最大续航60min

特性：可2个或2个以上并联组合使用

Magic Bo×参数

控制芯片：ARM 32-bit Corte×-M4

主频：168 MHz

电源电压：100V~240V AC，50/60Hz

电源输入：12V? 5A DC

工作环境：-5°C - 45°C

功率：60W Ma×

通信方式：USB虚拟串口/串口/蓝牙

编程语言：MicroPython

控制软件：DobotStudio/DobotBlock

重量：98g

尺寸：95 mm×80 mm×21.5 mm

扩展接口：电源接口×2、多功能通信接口×2、通用I/O扩展接口×6、步进电机扩展接口×2、12V电源接口×2

电池盒参数

最小容量： 2400mAH

额定容量： 2500mAH

尺寸：95 mm×80 mm×28.5 mm

电芯能量：27Wh

续航：单个最大续航60min

特性：可2个或2个以上并联组合使用

二、滑轨

1. 运行负载5kg

2. 有效行程1000mm

3. 最大速度150mm/s

4. 最大加速度150mm/s2

5. 重复定位精度0.01mm

6. 绝对定位精度0.25mm

7. 尺寸（长×宽×高） 1320mm×120mm×55mm

8. 重量4.7kg

三、其他配件

1. 货架：2个，双层

2. 取货箱：1个

3. 地图：1张

1、智能机械机器人：

基本配置 ：

机器人控制器:8寸屏幕,具有WiFi功能和蓝牙功能。260件, 可以设计搭建10个趣味智能机器人。

课程：

第1课 :追光机器人

通过光传感器去感应光源，测得光源后,机器人便会紧追随着太阳移动。

第2课:超声波机器人

通过发射端与接收端讯号的衰减讯号，判断范围内是否有障碍，使超声波机器人进行避障工作。

第3课:触碰式机器人

前端装设有触碰传感器，当触碰传感器撞击到物品时，触碰按钮受到按压后便会启动转向的程序，促使触碰式机器人改变方向。

第4课绘图机器人

绘图机器人会画圆形、多边形、五角螺旋、六角螺旋等。

第5课:夹物机器人

马达传动涡轮后，涡轮带动夹爪齿轮组，此时，两齿轮方向相反、转速慢，但扭力变大，就可以夹抓物品。

第6课:投球机器人

运用橡皮筋的弹力，使撞针产生动能，使机器人能投球。

第7课:避障四足机器人

采用步行的方式，再利用超声波传感器的讯号改变机器人左右边马达的转速差，达到避障功能。

第8课:机械手臂

底盘可做360°旋转，关节处的马达正反转可以调整夹爪高度。

第9课:人形机器人

仿人类形体，看到人会往后退一步，并且向您鞠躬作揖。

第10课:蝎子机器人

模仿自然界中蝎子的形体与动作进行设计，通过连杆机构使蝎子机器人有个诩诩如生的威猛尾巴，好像随时都会被蝎子机器人用尾针攻击。

2、教室智能管理

尺寸:390*290*90

材料:激光切割板

主板：Arduino Nano

实现功能：

1.语音识别教室内灯光

2.语音识别教室内风扇

3.语音识别消毒模式

4.刷卡考勤

5.温湿度监测

6.火灾报警

3、车库智能管理

尺寸:300 *300 *400

材料：激光切割木板

主板：Arduino Nano

实现功能：

1.车辆进出管理

2.车辆计数

3.温湿度实时检测

4.火灾报警

5.烟雾报警

6.地震报警

7.暴雨预警

8.红外遥控室内灯光

4、城市智能管理

尺寸：400*300*100，通过传感器实现智慧功能.可以实现的功能：太阳能、路灯自动亮灭(天亮熄灭，天黑发光)、火灾报警、自动浇花、下雨报警、自动灭火等功能.

课程实践：

1.学生可自行进行小区设计，布局各种功能区.

2.实现各种电路模块的自由组合

系统提出人工智能知识问题，参与者回答问题。每个问题有99秒的回答时间（计时器显示倒计时），不答或错答均算错误，一盏生命灯将熄灭。当所有的生命灯熄灭后游戏结束，竞赛失败。竞赛成功绿色灯亮，竞赛失败红灯亮，游戏结束后可同时按住任意两个按键三秒钟复位游戏。

功能：感受用计算机思想解决实际问题的过程

一、实验原理

语音控制机械手是一种集成了语音识别技术的机械设备，它在现实中的应用非常广泛。在语音控制机械手的场景中，通过语音发出指令，如“打开机械手”或“关闭机械手”，这些语音信号被麦克风采集并转换为数字信号，随后经过降噪、滤波等预处理步骤，提取出有用的特征，并通过语音识别算法将这些特征转换为计算机可识别的指令。机械手的控制系统接收到这些指令后，会根据预设的程序对机械手进行相应的控制。

二、实验过程

语音输入：你好 小新！

系统：有什么可以帮到你？

语音输入：打开机械手。

系统：已为你打开机械手。

语音输入：关闭机械手。

系统：已为你闭合机械手。

感应探测器探测到有人进入时，门自动打开，人离开时，门自动关闭。