職業高中人工智能科普館 人工智能實驗室整體建設方案

二、軟件：

智能交通系統的發展歷程；

智能交通系統的主要組成部分；

智能交通系統的核心技術；

智能交通系統的發展趨勢。

一、基本配置：

1、智能小車

2、智能網關和無線傳輸系統

3、公交語音播報系統

4、 智慧路燈系統

5、城市燈光系統

6、交通信號燈系統

7、ETC不停車收費系統

8、城市環境感知系統

9 城市居民安防系統

10、AI車牌識別系統

11 、車輛定位系統

二、功能：

智能交通實驗訓系統是以城市道路交通、社區商圈為原型，綜合運用無線傳輸網絡、單片機、RFID射頻識別、傳感器與控制器、AI人工智能、電磁導航駕駛、智能語音、云計算等技術，依托部署在實景沙盤中的傳感與控制、無線網絡、RFID、智能實訓小車以及智能網關等設備，實現智慧交通的控制與管理，幫助學生熟悉智能交通系統相關項目的開發與應用。

一、基本配置：

1、控制器：屏幕8寸，內存8G，硬盤64G.具有WiFi功能和藍牙功能。

2、機器人

自由度：4

最大負載：250g;

最大伸展距離：340mm

重復定位精度：士0.2

電源電壓：100V~240V

電源輸入：12V~

工作環境：-5°C-45°C

功率：60W

通信方式：USB虛擬串口/串口

控制軟件：DobotStudio/DobotScratch

重量：2.4KG

大\小臂臂長：150

底座尺寸：146mm×146mm

軸運動范圍

軸1-底座：-135°至+135°

軸2-大臂：-5°至+80°

軸3-小臂：-10°至+85°

軸4-末端旋轉-135°至+135°

末段工具

夾筆器夾筆直徑:8-12

吸盤：內置氣泵驅動，負壓工作，泵吸盤直徑20mm

柔性手爪：內置氣泵驅動，正、負壓工作，最大開合距50mm

Magic

控制芯片：ARM

主頻：168

電源電壓：100V~240V

電源輸入：12V~

工作環境：-5°C-45°

功率：60W

通信方式：USB虛擬串口/串口/藍牙

編程語言：MicroPython

控制軟件：DobotStudio/DobotScratch

重量：98g

尺寸：95

擴展接口

電源接口:×2

多功能通信接口×2

通用I/0擴展接口:×6綠色端子，4PIN,

步進電機擴展接口:×2黃色端子，4PIN,

12V電源接口×2|紅色端子，2PIN,

二、功能：

1、具備柔性手爪、吸盤、夾筆器等多種可更換末端工具,可以實現寫字畫畫、抓取、搬運等多種功能。

2、利用軟件平臺,學生可通過拖拽、拼接的方式進行編程,來控制機器人的一一舉一動。

臺面：木質，厚度≥15mm

一、基本配置

底盤部分：

127mm金屬全向輪X3

MD36行星減速電機X3

鋁合金聯軸器X3

復合電機支架X3

帶軸承電機支座X3

全金屬支撐板X4

支撐型材X12

圓球X1

螺絲銅柱若干

電控部分：

C50C有刷電機版機器人控制板X1

MOS電機驅動模塊X2

分線器X1

OLED顯示屏X1

藍牙模塊X1

12V

12.6V

二、功能：“不倒翁”由智能平衡架和足球組成，可控制“不倒翁”移動，觀察“不倒翁”在運動中如何保持穩定。

二、實驗原理：

運動中的“不倒翁”本質上依然是一個一階倒立擺問題，因“不倒翁”僅有一個支撐點與地面接觸，所以“不倒翁”自身一直處于一種不穩定的狀態。而“不倒翁”可以憑借身上的傳感器、陀螺儀的位姿數據，通過三個全向輪驅動底部球體調整自己在球上的位置，保持動態平衡的同時實現全向移動。

臺面：木質，厚度≥15mm

基本配置：

視覺平衡臺及展柜、工業高速攝像頭、工控機。

二、功能：通過互動的方式了解視覺定位以及動態平衡相關的知識。

三、實驗原理：

平衡機器人可以通過視覺定位以及平衡來控制小球維持平衡而不掉落到平衡面，可以通過觀察小球的運動軌跡衡板的平衡角度來了解相應的科普知識。

臺面：木質，厚度≥15mm

一、基本配置：

由擺桿、滑輪、履帶、滑軌組成。

二、實驗原理：

通過控制擺桿，觀察擺桿是如何通過移動重點達到平衡的過程,了解倒立擺的工作原理。

倒立擺控制系統是一個復雜的、不穩定的、非線性系統，是進行控制理論教學及開展各種控制實驗的理想實驗平臺。其控制方法在軍工、航天、機器人和一般工業過程領域中都有著廣泛的用途，如機器人行走過程中的平衡控制、火箭發射中的垂直度控制和衛星飛行中的姿態控制等。

臺面：木質，厚度≥15mm

主控芯片：Arduino

電池：7.4V

電機：MG310電機X1

減速器：普通齒輪減速箱

編碼器：13線霍爾編碼器

控制算法：PID

遙控方式：藍牙APP

續航時間：1.5h

最大速度：0.5m/s

產品尺寸：240*70*140mm

車輪直徑：75mm

重量：0.48kg

二、軟件：

智慧農業的技術體系

農業生產全過程的信息感知；

農業生產定量決策；

農業生產智能控制；

農業生產精準投入；

農業生產個性化服務。

一、功能：

搭建智能采摘機器人工作場景，利用視覺識別技術，對水果進行顏色、大小、位置等信息識別，完成對紅色高品級水果和紅色次品級兩級水果的采摘、分類等任務。學生可學習種植、收割、包裝、售賣等基本農業生產知識，并建立農產品質量分級概念，深刻體會人工智能技術對提高農業生產效率，提高農作物生產質量，降低采摘人力成本產生的社會意義和價值。

二、桌面機器人參數

自由度：4

最大負載：250 g

最大伸展距離：340 mm

重復定位精度：±0.2 mm

電源電壓：100V~240V AC，50/60 Hz

電源輸入：12V? 5A DC

工作環境： -5°C - 45°C

功率：60W Max

通信方式：USB虛擬串口/串口

控制軟件：DobotStudio/DobotBlock

重量：2.4KG

大\小臂臂長：150 mm

底座尺寸：146 mm × 146 mm

軸1- 底座：-135°至 +135°

軸2- 大臂：-5°至 +80°

軸3- 小臂：-10°至 +85°

軸4- 末端旋轉-145°至 +145°

夾筆器：夾筆直徑：8-12 mm

吸盤：內置氣泵驅動，負壓工作，泵吸盤直徑20mm

柔性手爪：內置氣泵驅動，正、負壓工作，最大開合距離50mm

電池盒參數

最小容量： 2400mAH

額定容量： 2500mAH

尺寸：95 mm×80 mm×28.5 mm

電芯能量：27Wh

續航：單個最大續航60min

特性：可2個或2個以上并聯組合使用

三、Magic Box參數

控制芯片：ARM 32-bit Cortex-M4

主頻：168 MHz

電源電壓：100V~240V AC，50/60Hz

電源輸入：12V? 5A DC

工作環境：-5°C - 45°C

功率：60W Max

通信方式：USB虛擬串口/串口/藍牙

編程語言：MicroPython

控制軟件：DobotStudio/DobotBlock

重量：98g

尺寸：95 mm×80 mm×21.5 mm

擴展接口：電源接口×2、多功能通信接口×2、通用I/O擴展接口×6、步進電機擴展接口×2、12V電源接口×2

四、電池盒參數

最小容量： 2400mAH

額定容量： 2500mAH

尺寸：95 mm×80 mm×28.5 mm

電芯能量：27Wh

續航：單個最大續航60min

特性：可2個或2個以上并聯組合使用

五、滑軌

1. 運行負載5kg

2. 有效行程1000mm

3. 最大速度150mm/s

4. 最大加速度150mm/s2

5. 重復定位精度0.01mm

6. 絕對定位精度0.25mm

7. 尺寸（長×寬×高） 1320mm×120mm×55mm

8. 重量4.7kg

六、末端視覺套件

1. 圖像傳感器：Aptina MT9M114,1296*976分辨率，集成圖像流處理器

2. 透鏡視場：水平60度，垂直40度

3. 功耗：典型值為140 mA

4. 電源輸入：USB輸入（5V）或Vin輸入（6V~10V）

5. RAM：264K bytes

6. 閃存：2M bytes

7. 可用的數據輸出：UART串行，SPI，I2C，USB，數字，模擬

8. 集成光源：約20 lumens

七、手爪套件

1.張合大?。?7.5mm

2.驅動方式：氣動

3.力度：8N

八、其他配件

1. 果樹模型：1個，塑料

2. 水果模型：若干

3. 末端夾具：1個

4. 夾具套：2個

5. 果籃：2個

6. 地圖：1張

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

一、展品用材：

1.展臺：鈑金結構、圍板≥1.2mm冷軋板，表面噴塑。

2.臺面：木質，厚度≧15mm，拷漆

3.說明牌：亞克力UV噴繪

二、功能：

1、認識智慧農場：認識智能農場，了解智能農場的概念；動手打造屬于自己的智能農場

2、學習如何編寫程序

3、自動灌溉。

4、溫度檢測儀：了解板載溫度傳感器；學習溫度檢測儀的原理及程序編寫；完成溫度檢測儀的制作。

5、智能溫控系統：了解溫濕度傳感器的特點及使用；

學習智能溫控系統的原理與編程邏輯；掌握智能溫控系統的程序編寫,，完成智能溫控系統制。

6、智能光控系統：了解光對植物生長的影響；了解光敏傳感器的特點及使用；學習智能光敏系統的原理與編程邏輯；掌握智能光控系統的程序編寫,完成智能光控系統制。

7、手動灌溉：了解水泵的特點及使用；了解手動灌溉的原理；制作手動灌溉裝置。

8、自動灌溉：了解土壤傳感器的特點及使用；掌握自動灌溉的原理和邏輯；制作自動灌溉裝置。

9、智能雨控系統：了解雨滴傳感器的特點及使用；掌握智能雨控系統的原理和邏輯；制作智能雨控系統。

一、展品用材：

1.展臺：鈑金結構、圍板≥1.2mm冷軋板，表面噴塑。

2.臺面：木質，厚度≧15mm，拷漆

3.腦波頭環2套, 會吹球的小動物2個.

4.說明牌：亞克力UV噴繪

二、實驗過程：

一、展品用材：

1.展臺：鈑金結構、圍板≥1.2mm冷軋板，表面噴塑。

2.臺面：木質，厚度≧15mm，拷漆

3.腦波頭環1套, 噴泉器1個.

4.說明牌：亞克力UV噴繪

二、功能：

注意力越高，噴泉就噴的越高；反之，注意力不集中，噴泉就越低。通過互動提升專注力.

三、科學原理：

人體腦部都有生物電流產生 ，當一個人處于思維或情緒活動時，腦部所產生的生物電流的幅值就會發生變化。將參賽者雙方的腦電參數變化的電信號放大萬倍以上，就能實現用腦電波進行推球比賽。

二、軟件：

智能家電在健康生活中的應用

智能醫療設備的應用；

智能健康設備的應用

智能設備在健康監測方面的應用。

一、基本配置：

1、傳感器：10個身體觸摸傳感器、加速度傳感器、人體紅外傳感器、環境亮度傳感器、地磁傳感器。

2、自動充電行走功能：4個組防踏空傳感器、6個組雷達測距傳感器、8個個紅外接收傳感器。

3、智能家居功能：13個紅外發射傳感器、溫/濕度傳感器、空氣質量傳感器、433M發射與接收模組。

4、通訊功能：WiFi、藍牙

輸出設備：7寸IPS顯示屏、2.1聲道高品質音箱

5、攝像頭：高清攝像頭、雙路閃光燈。

二、功能：

1、智能對話：做算術、講笑話、聊天、天氣查詢、講故事、唱歌、跳舞、菜譜咨詢。

2、室內環境監測：實時監測室內環境(溫度、濕度等)。

3、智能安防：無人在家時，有非法闖入者，機器人會將預警信息及時發送到你的手機。

一、功能：

模擬搭建無人超市場景，完成軟件平臺自主選購、人臉支付、自動取貨送貨等任務。學生根據市場需求或個人喜好選擇商品類別，建立商品庫，基于市場價格調研和成本對商品進行合理定價，并搭建簡易人機交互智能應用模塊經營商店，確保其自主運營并獲得一定利潤。學生可深入學習商業經營和管理知識，培養管理和協調能力。

二、基本配置:

自由度：4

最大負載：250 g

最大伸展距離：340 mm

重復定位精度：±0.2 mm

電源電壓：100V~240V AC，50/60 Hz

電源輸入：12V? 5A DC

工作環境： -5°C - 45°C

功率：60W Ma×

通信方式：USB虛擬串口/串口

控制軟件：DobotStudio/DobotBlock

重量：2.4KG

大\小臂臂長：150 mm

底座尺寸：146 mm × 146 mm

軸1- 底座：-135°至 +135°

軸2- 大臂：-5°至 +80°

軸3- 小臂：-10°至 +85°

軸4- 末端旋轉-145°至 +145°

夾筆器：夾筆直徑：8-12 mm

吸盤：內置氣泵驅動，負壓工作，泵吸盤直徑20mm

柔性手爪：內置氣泵驅動，正、負壓工作，最大開合距離50mm

電池盒參數

最小容量： 2400mAH

額定容量： 2500mAH

尺寸：95 mm×80 mm×28.5 mm

電芯能量：27Wh

續航：單個最大續航60min

特性：可2個或2個以上并聯組合使用

Magic Bo×參數

控制芯片：ARM 32-bit Corte×-M4

主頻：168 MHz

電源電壓：100V~240V AC，50/60Hz

電源輸入：12V? 5A DC

工作環境：-5°C - 45°C

功率：60W Ma×

通信方式：USB虛擬串口/串口/藍牙

編程語言：MicroPython

控制軟件：DobotStudio/DobotBlock

重量：98g

尺寸：95 mm×80 mm×21.5 mm

擴展接口：電源接口×2、多功能通信接口×2、通用I/O擴展接口×6、步進電機擴展接口×2、12V電源接口×2

電池盒參數

最小容量： 2400mAH

額定容量： 2500mAH

尺寸：95 mm×80 mm×28.5 mm

電芯能量：27Wh

續航：單個最大續航60min

特性：可2個或2個以上并聯組合使用

二、滑軌

1. 運行負載5kg

2. 有效行程1000mm

3. 最大速度150mm/s

4. 最大加速度150mm/s2

5. 重復定位精度0.01mm

6. 絕對定位精度0.25mm

7. 尺寸（長×寬×高） 1320mm×120mm×55mm

8. 重量4.7kg

三、其他配件

1. 貨架：2個，雙層

2. 取貨箱：1個

3. 地圖：1張

1、智能機械機器人：

基本配置 ：

機器人控制器:8寸屏幕,具有WiFi功能和藍牙功能。260件, 可以設計搭建10個趣味智能機器人。

課程：

第1課 :追光機器人

通過光傳感器去感應光源，測得光源后,機器人便會緊追隨著太陽移動。

第2課:超聲波機器人

通過發射端與接收端訊號的衰減訊號，判斷范圍內是否有障礙，使超聲波機器人進行避障工作。

第3課:觸碰式機器人

前端裝設有觸碰傳感器，當觸碰傳感器撞擊到物品時，觸碰按鈕受到按壓后便會啟動轉向的程序，促使觸碰式機器人改變方向。

第4課繪圖機器人

繪圖機器人會畫圓形、多邊形、五角螺旋、六角螺旋等。

第5課:夾物機器人

馬達傳動渦輪后，渦輪帶動夾爪齒輪組，此時，兩齒輪方向相反、轉速慢，但扭力變大，就可以夾抓物品。

第6課:投球機器人

運用橡皮筋的彈力，使撞針產生動能，使機器人能投球。

第7課:避障四足機器人

采用步行的方式，再利用超聲波傳感器的訊號改變機器人左右邊馬達的轉速差，達到避障功能。

第8課:機械手臂

底盤可做360°旋轉，關節處的馬達正反轉可以調整夾爪高度。

第9課:人形機器人

仿人類形體，看到人會往后退一步，并且向您鞠躬作揖。

第10課:蝎子機器人

模仿自然界中蝎子的形體與動作進行設計，通過連桿機構使蝎子機器人有個詡詡如生的威猛尾巴，好像隨時都會被蝎子機器人用尾針攻擊。

2、教室智能管理

尺寸:390*290*90

材料:激光切割板

主板：Arduino Nano

實現功能：

1.語音識別教室內燈光

2.語音識別教室內風扇

3.語音識別消毒模式

4.刷卡考勤

5.溫濕度監測

6.火災報警

3、車庫智能管理

尺寸:300 *300 *400

材料：激光切割木板

主板：Arduino Nano

實現功能：

1.車輛進出管理

2.車輛計數

3.溫濕度實時檢測

4.火災報警

5.煙霧報警

6.地震報警

7.暴雨預警

8.紅外遙控室內燈光

4、城市智能管理

尺寸：400*300*100，通過傳感器實現智慧功能.可以實現的功能：太陽能、路燈自動亮滅(天亮熄滅，天黑發光)、火災報警、自動澆花、下雨報警、自動滅火等功能.

課程實踐：

1.學生可自行進行小區設計，布局各種功能區.

2.實現各種電路模塊的自由組合

系統提出人工智能知識問題，參與者回答問題。每個問題有99秒的回答時間（計時器顯示倒計時），不答或錯答均算錯誤，一盞生命燈將熄滅。當所有的生命燈熄滅后游戲結束，競賽失敗。競賽成功綠色燈亮，競賽失敗紅燈亮，游戲結束后可同時按住任意兩個按鍵三秒鐘復位游戲。

功能：感受用計算機思想解決實際問題的過程

一、實驗原理

語音控制機械手是一種集成了語音識別技術的機械設備，它在現實中的應用非常廣泛。在語音控制機械手的場景中，通過語音發出指令，如“打開機械手”或“關閉機械手”，這些語音信號被麥克風采集并轉換為數字信號，隨后經過降噪、濾波等預處理步驟，提取出有用的特征，并通過語音識別算法將這些特征轉換為計算機可識別的指令。機械手的控制系統接收到這些指令后，會根據預設的程序對機械手進行相應的控制。

二、實驗過程

語音輸入：你好 小新！

系統：有什么可以幫到你？

語音輸入：打開機械手。

系統：已為你打開機械手。

語音輸入：關閉機械手。

系統：已為你閉合機械手。

感應探測器探測到有人進入時，門自動打開，人離開時，門自動關閉。