成果簡介
一、簡要技術(shù)說明
1、課題來源與背景
課題來源與背景為創(chuàng)客空間與創(chuàng)客教育。創(chuàng)客教育所涉及的學(xué)科知識是綜合的。因為要“造物”，所以創(chuàng)客教育天然是要跨學(xué)科的，不需要刻意強調(diào)。創(chuàng)客教育是傳統(tǒng)課堂教學(xué)的有效補充之一，具有促進學(xué)習(xí)、實踐能力和創(chuàng)造能力培養(yǎng)的潛在可能性，并將本來彼此分離的學(xué)科知識，在“Make”的過程中會緊密的結(jié)合在一起。創(chuàng)客教育的意義就是在推行素質(zhì)教育，培養(yǎng)跨學(xué)科解決問題的能力、團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新能力，發(fā)展個性。結(jié)合我國現(xiàn)行的教育大綱，總體是從應(yīng)試教育向素質(zhì)教育方面逐漸過渡，國家財政對科普教育的投入比例不斷增加。在未來全國的中小學(xué)生人數(shù)將達到2億，而國家對教育方面的投入將突破18萬億元。因此無論是針對家長市場還是學(xué)校市場，該項目都具有廣闊的發(fā)展前景。
2、技術(shù)方案
對該產(chǎn)品進行了兼容性方面的改進，并成功研發(fā)了中國版本，稱之為Siwt1.0。相比國外的Microbit，siwt1.0有4大改進，一是增加蜂鳴器和震動馬達等功能，適合教學(xué)活動。二是使用標(biāo)準(zhǔn)2.54mm接口，方便功能擴展。三是采用多種顏色LED和個性化設(shè)計，適合不同孩子。四是進行了尺寸調(diào)整，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，更加適合雙手操作。具體設(shè)備信息層面，該設(shè)備和信用卡的大小差不多（4cm x 5cm），上面嵌有 25 顆紅色 LED ，用以顯示訊息和圖案，還有兩個可編程按鈕、集成了加速計和磁力計等功能。另外更有低功耗藍牙、無線電收發(fā)、電池接口、microUSB 插口和 5 個 I/O 環(huán)供外接設(shè)備擴展使用。
3、項目關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點
1）SIWT智能編程芯片采用了芯片分離技術(shù)，擁有高集成擴展方式；
2）SIWT智能編程芯片集成藍牙；性能優(yōu)異的2.4G無線功能,實現(xiàn)開機自動掃頻功能，多信道多用戶同場景同時工作，無需使用者人工協(xié)調(diào)、配置信道；
3）SIWT智能編程芯片采用可插拔式結(jié)構(gòu)、可接入高敏度耐用型觸摸傳感器,動靜態(tài)高速精準(zhǔn)傾斜傳感器，新抗紅外、耐高溫、大電流器光敏傳感。
二、主要硬件參數(shù)
Nordic nRF51822低功耗藍牙芯片：16MHz ARM Cortex-M0，256KB Flash、16KB RAM
NXP KL26Z微控制器：48MHz ARM Cortex-M0+，支持USB2.0 OTG
NXP MMA8653三軸加速度計
NXP MAG3110三軸磁力計
25個紅色LED組成5*5矩陣
3個機械按鍵，包括兩個用戶按鍵一個復(fù)位按鍵
MicroUSB供電/數(shù)據(jù)接口和電池接口
23pin信號接口，包括SPI、PWM、I2C以及最大支持17個GPIO。
蜂鳴器可以直接播放音樂
振動馬達可以作為按鍵反饋，也可配合程序?qū)崿F(xiàn)更多效果
三、已有產(chǎn)業(yè)化條件
目前已經(jīng)初步設(shè)計了針對學(xué)生實踐活動使用的人工智能實驗室技術(shù)硬件產(chǎn)品siwt1.0,初步形成了校園人工智能siwt1.0物聯(lián)網(wǎng)項目的方案，明晰了課程耗材，組織團隊設(shè)計了20門siwt1.0課程。2018年7月完成SIWT物聯(lián)網(wǎng)智能編程芯片套裝1.0產(chǎn)品，集成多種傳感器并通過USB數(shù)據(jù)端口傳輸，大大提高了使用的方便度。之后增加主板鏈接柱，并增加可連接電池板。同年11月研發(fā)出直接連接擴展板增加功能模塊。2019年4月完成SIWT物聯(lián)網(wǎng)智能編程芯片套裝2.0產(chǎn)品，主擴展板支持近20種傳感器、電機、舵機等信號接入，并走向AI人工智能技術(shù)運用。2019年12月2.1產(chǎn)品優(yōu)化大量通用接口，增加電源防呆功能，集成地磁、輔助傳感器，做了精簡和電容優(yōu)化，整體增加了耐用性。
四、仍需產(chǎn)業(yè)化條件
就目前狀況而言，智能編程將在全國各地生根發(fā)芽。作為一個新生事物，帶來機遇的同時也面臨諸多挑戰(zhàn)，如何有效地開展編程的建設(shè)，還有很長的路要走，同時需要制定相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范加以引導(dǎo)。
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