CN110491219A - 一种基于模块化编程的互动装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于模块化编程的互动装置，包括互动台、若干不同种类的编码模块以及位于互动台上方的控制器，所述互动台划分有用于摆放编码模块的编码区，所述编码区上设置有扫描编码区内编码模块的扫描器，所述控制器用于显示一移动区以及供移动区移动的移动地图，所述控制器连接扫描器，并依据扫描器的扫描结果控制所述移动区移动经过所述移动地图。在整个使用过程中，采用了娱乐的互动方式使得学生完成编码模块的摆放，锻炼了学生的的动手能力，相比于枯燥的教学实验，其互动的方式更容易引起学生的兴趣。

Description

一种基于模块化编程的互动装置及方法
技术领域
本发明涉及互动系统技术领域，尤其是涉及一种基于模块化编程的互动装置及方法。
背景技术
当代教育背景下，越来越注重学生的综合能力培养，学生的动手实践能力成为素质教育的重要组成部分。传统教育过程中，学生既能够在教室的书本上学习一些理论课程，通过对书本的理解不断的锻炼自身各方面的能力，但是这种方式对于学生全方位提升并没有太大效果，特别是逻辑分析能力等能够通过动手实践过程锻炼的能力。同时传统教育过程中，由于学生对书本知识缺乏兴趣，导致学生各方面知识汲取率低，并不利于学生的学习培养。
现有技术中，为了能够提高学生动手能力并培养学生动手兴趣，研发了大量的电子互动产品，如公开号为CN108022486A的中国发明专利公开的一种可编程自由拼接电子积木模块，电源模块、控制模块以及功能模块，所述功能模块包括交互模块、通信模块、检测模块以及执行模块中的一个或多个，所述各模块能以任意顺序通过总线连接，其中所述各模块的接口类型是统一的，并且所述各模块之间通过防呆机制接口电气连接。
然而，其虽然培养了学生的动手能力，但其本身缺乏与学生的沟通互动，不利于调动学生动手兴趣，学生使用时大多类似于做教学实验的过程，对于学生动手能力的提升并不明显。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于模块化编程的互动装置，该互动装置能够通过与学生的兴趣互动培养学生的动手能力。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种基于模块化编程的互动装置，包括互动台、若干不同种类的编码模块以及位于互动台上方的控制器，所述互动台划分有用于摆放编码模块的编码区，所述编码区上设置有扫描编码区内编码模块的扫描器，所述控制器用于显示一移动区以及供移动区移动的移动地图，所述控制器连接扫描器，并依据扫描器的扫描结果控制所述移动区移动经过所述移动地图。
通过采用上述技术方案，在使用该互动装置时，学生可通过控制器观看移动地图，并依据移动地图规划编码模块的摆放方式，当学生将编码模块摆放好之后，控制器通过扫描器获知学生的编码模块摆放方式，从而依据学生的编码模块摆放方式控制移动区移动经过移动地图。在整个使用过程中，采用了娱乐的互动方式使得学生完成编码模块的摆放，锻炼了学生的的动手能力，相比于枯燥的教学实验，其互动的方式更容易引起学生的兴趣。
作为本发明的改进，一个互动台上设置有两个控制器以及与控制器对应的编码区和扫描器。
通过采用上述技术方案，通过设置多组控制器以及与控制器配合的编码区和扫描器，可实现一台互动装置上的多人竞技，从而进一步的增加互动装置的趣味性。
作为本发明的改进，所述编码模块设置有显示图形的编码显示器并内存有多种编码图形，所述编码模块外设置有调节编码显示器显示图形的编码按钮。
通过采用上述技术方案，当学生需要摆放编码模块时，可依据编码按钮你调节编码模块显示的编码图形，从而使得一个编码模块可应用于多种编码的摆放，避免了配套模块的缺失问题产生。
作为本发明的改进，所述编码图形至少包含前进图形、后退图形、左移图形、右移图形、跳跃图形和俯身图形。
通过采用上述技术方案，多种图形的内置，可实现通过编码模块组合成多种的移动指令或步骤。
作为本发明的改进，所述扫描器通过一L型支架固定连接所述控制器。
通过采用上述技术方案，支架的设置可实现扫描器的固定，同时也便于扫描器与控制器之间的隐藏式线路连接。
作为本发明的改进，所述编码区为互动台上表面凹陷形成的矩形槽。
通过采用上述技术方案，凹陷形成的矩形槽可实现编码区的固化，使得防止学生摆放的编码模块超出扫描器的扫描范围。
作为本发明的改进，所述控制器连接有云数据库，所述控制器内存的移动地图通过云数据库更新。
通过采用上述技术方案，云数据库的设置实现了互动装置移动地图的云更新，在节省控制器储存空间的基础上，实现了对控制器存储移动地图的网络更新。
本发明的另一目的是提供一种基于上述互动装置的互动方法，该互动方法能够通过与学生的兴趣互动培养学生的动手能力。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种基于上述互动装置的互动方法，包括以下步骤：通过控制器显示所述移动地图，经过时间t1后关闭所述移动地图；经时间t2后，由扫描器扫描编码区内的编码模块，所述时间t2内，由学生将编码模块摆放在编码区；所述控制器依据所述扫描器的扫描结果控制所述移动区移动，当所述移动区与所述移动地图干涉时，所述控制器显示失败信息，反之，所述控制器显示成功信息。
通过采用上述技术方案，当学生使用互动装置时，可在时间t1内了解移动地图并规划移动区的移动路径，当时间t1结束后，依据预先规划的移动路径摆放编码模块，通过时间t2的长短以及控制器显示的失败信息或成功信息判定娱乐结果。其不但能够锻炼学生的动手能力，同时也与学生实现了互动，增加了动手培养过程中的趣味性。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
控制器依据学生摆放的编码模块控制移动区通过移动地图，实现了互动装置与学生之间的互动，增加了学生动手能力培养过程中的趣味性。
附图说明
图1是互动装置的整体结构示意图；
图2是编码模块结构示意图；
图3是编码模块摆放方式示意图。
图中，1、互动台；2、控制器；3、编码区；4、扫描器；41、支架；5、容纳槽；6、编码模块；61、编码显示器；62、加强边；621、反光层；63、编码按钮。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1，为本发明公开的一种基于模块化编程的互动装置，包括互动台1、若干不同种类的编码模块6以及位于互动台1上方的控制器2，其中，控制器2为选用为台式的平板电脑，控制器2前方互动台1台面凹陷形成矩形槽状的编码区3，控制器2顶部通过一L型支架41规定连接一朝向编码区3的扫描器4，在使用过程中，由学生将编码模块6摆放到编码区3，扫描器4扫描位于编码区3内的编码模块6。
互动台1的台面上还设置有用于放置编码模块6的容纳槽5，常态下，编码模块6放置在容纳槽5内。
参照图2，编码模块6整体为矩形块状，编码模块6上表面设置有用于显示图形的编码显示器61，编码显示器61两侧设置有台阶状加强边62，加强边62上表面涂抹有黑色的反光层621。编码模块6相互排布之后的图形参照图3，多个编码模块6的加强边62形成反光边，使得扫描器4扫描编码区3过程中，能够更加准确的获取编码显示器61上的图形。
编码模块6相应于加强边62的侧面设置有调节编码显示器61显示图形的编码按钮63。编码模块6内存有多种编码图形，编码图形至少包含前进图形、后退图形、左移图形、右移图形、跳跃图形和俯身图形，每种图形的表现形式以控制器2的识别方式而定，在此不做限定。
当扫描器4扫描编码区3后，生成扫描图像，由控制器2对扫描图像依次进行滤波处理和hough变换，以实现对扫描图像中每一编码图形中直线的，再以每一编码图形中直线的排布方式识别编码图形种类。
控制器2内置有RAM，并通过RAM内存有多种移动地图，每一移动地图均配合有一移动区，控制器2依据识别的编码图形排布顺序生成控制移动区在控制器2的显示屏上移动的编程指令，并控制移动区依据编程指令对应的移动路径通过移动地图。
控制器2以数据包的形式存储移动地图，每一数据包至少包括地图数据和展示时间。
每一互动台1上均包含两套控制器2以及与控制器2对应的编码区3和扫描器4，每一控制器2均连接有连机按钮。在使用该互动装置时，可通过连机按钮实现统一互动台1上两套控制器2的连机，从而以双人竞技的方式完成互动训练。
进一步的，为了提高控制器2内存的移动地图的种类数量，控制器2连接有云数据库，并通过云数据库定时更新控制器2内存的移动地图。
本实施例还公开了一种基于上述互动装置的互动方法，包括以下步骤：
步骤一：通过控制器2显示所述移动地图，经过时间t1后关闭所述移动地图。学生在时间t1内观察控制器2显示的移动地图，并规划移动区相对移动地图的移动路径。时间t1与包含该移动地图的展示时间数据对应。
步骤二：由学生将编码模块6按照预先规划的移动路径摆放在编码区3，经学生确认后，由扫描器4扫描编码区3内的编码模块6。学生确认的方式可以是控制器2内部预定时间结束，也可以是学生自主确认，此处优选为：在互动台1上设置确认按钮，学生摆放编码模块6完成后，按下确认按钮，完成编码模块6的摆放，并由控制器2控制扫描器4对扫描区进行扫描。
步骤三：控制器2依据所述扫描器4的扫描结果控制所述移动区移动，当移动区与所述移动地图干涉时，控制器2显示失败信息，反之，控制器2显示成功信息。失败信息与成功信息用于显示两种互动结果，其显示方式在此不做限定。
由以上内容可知，在使用该互动装置时，学生可通过控制器2观看移动地图，并依据移动地图规划编码模块6的摆放方式，当学生将编码模块6摆放好之后，控制器2通过扫描器4获知学生的编码模块6摆放方式，从而依据学生的编码模块6摆放方式控制移动区移动经过移动地图。在整个使用过程中，采用了娱乐的互动方式使得学生完成编码模块6的摆放，锻炼了学生的的动手能力，相比于枯燥的教学实验，其互动的方式更容易引起学生的兴趣。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于模块化编程的互动装置，其特征在于：包括互动台(1)、若干不同种类的编码模块(6)以及位于互动台(1)上方的控制器(2)，所述互动台(1)划分有用于摆放编码模块(6)的编码区(3)，所述编码区(3)上设置有扫描编码区(3)内编码模块(6)的扫描器(4)，所述控制器(2)用于显示一移动区以及供移动区移动的移动地图，所述控制器(2)连接扫描器(4)，并依据扫描器(4)的扫描结果控制所述移动区移动经过所述移动地图。
2.根据权利要求1所述的一种基于模块化编程的互动装置，其特征在于：一个互动台(1)上设置有两个控制器(2)以及与控制器(2)对应的编码区(3)和扫描器(4)。
3.根据权利要求1所述的一种基于模块化编程的互动装置，其特征在于：所述编码模块(6)设置有显示图形的编码显示器(61)并内存有多种编码图形，所述编码模块(6)外设置有调节编码显示器(61)显示图形的编码按钮(63)。
4.根据权利要求3所述的一种基于模块化编程的互动装置，其特征在于：所述编码图形至少包含前进图形、后退图形、左移图形、右移图形、跳跃图形和俯身图形。
5.根据权利要求1所述的一种基于模块化编程的互动装置，其特征在于：所述扫描器(4)通过一L型支架(41)固定连接所述控制器(2)。
6.根据权利要求1所述的一种基于模块化编程的互动装置，其特征在于：所述编码区(3)为互动台(1)上表面凹陷形成的矩形槽。
7.根据权利要求1所述的一种基于模块化编程的互动装置，其特征在于：所述控制器(2)连接有云数据库，所述控制器(2)内存的移动地图通过云数据库更新。
8.一种基于权利要求1-6任意一条所述的互动装置的互动方法，其特征在于,包括以下步骤：通过控制器(2)显示所述移动地图，经过时间t1后关闭所述移动地图；经时间t2后，由扫描器(4)扫描编码区(3)内的编码模块(6)，所述时间t2内，由学生将编码模块(6)摆放在编码区(3)；所述控制器(2)依据所述扫描器(4)的扫描结果控制所述移动区移动，当所述移动区与所述移动地图干涉时，所述控制器(2)显示失败信息，反之，所述控制器(2)显示成功信息。
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