///AI智能家居开发沙盘
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产品概述
MK-P02-11型人工智能开发沙盘-智能家居结构部分由金属底座和亚克力家居实景模型两部分组成，实景模型按照两室三卫一厅一花园户型设计。人工智能开发沙盘-智能家居装配有-智能家居系统核心设备智能家居网关，用于控制房间的灯光，用于控制房间窗帘的智能窗帘电机，用于采集环境数据的温湿度传感器，用于安防监控的摄像头、智能门磁、人体感应探测器以及用于遥控家电设备的红外遥控器等设备。设备采用了Zigbee无线通信协议进行互联互通。用户可以根据配套提供的二次开发资源，设计并自行开发上位机软件，完成课程实验。
智能家居开发沙盘由沙盘实景和4组传感/控制节点组成，每组节点支持3-4名学生一组进行实验，每个工作台上分别安装有多个传感器及控制器节点，各个节点通过Zigbee网络相连，学生需在电脑上使用Python语言开发程序采集传感器数据，控制灯光、窗帘等设备，并通过设计，实现智能家居系统的设计。系统由无线路由器、摄像头、智能家居网关、多功能控制板、各传感器和执行器以及PC控制端组成。系统管理软件安装和运行在PC端上，各设备数据保存在网关中，用户可以通过我司的API接口调用和控制设备。
产品特点
● 设备控制安全可靠
系统强电柜上锁保护，用户可以接触到的区域最高电压为12V，安全可靠。
● 使用便捷
磁吸附节点可移动，灵活拆分，连线设计方便快捷，传感器和控制系统操作便捷，学生学习，体验，实验方便快捷；
● 多种供电方式
节点可以选择：
1）电源适配器供电；
2）Type-C接口供电；
3）背板供电接口供电
4）电池供电。
Type-C接口接入时可以给电池充电。
● 维护简单
友好的用户界面提示零障碍上手。
节点与网关的硬件配置通过屏幕即可完成。
● 多组同学同时使用
可以最多支持4组同学同时使用。
● 同时支持Python、图形化编程软件FreeOwl开发。
系统结构图
图2.1 系统架构
课程清单
Python课程
序号 | 课程名称 | 类型 | 课时数 | 教学目标 |
1 | 初识人工智能 | 理论 | 1 | ·了解人工智能的发展史； ·了解人工智能包括哪些技术； ·了解人工智能在各个行业的应用 |
2 | “分门别类”的人工智能算法（1） | 理论 演示 | 1 | ·了解什么是算法；
|
3 | “分门别类”的人工智能算法（2） | 练习 | 1 | ·了解分类算法； ·了解聚类算法。 |
4 | “神通广大”的AI语言-Python | 演示 练习 | 1 | ·了解什么是Python； ·掌握如何搭建Python环境； ·掌握使用Pycharm编写Python程序，并完成简单的编程任务。 |
5 | 用Python实现无线灯光控制 | 练习 | 1 | ·了解智能硬件控制原理； ·完成通过Python编程控制智能灯光模块的任务。 |
6 | “言听计从”的风扇（1） | 演示 练习 | 1 | ·学会使用Python控制智能硬件——电风扇； ·了解语音识别基本原理，掌握语音处理库的使用。 |
7 | “言听计从”的风扇（2） | 练习 | 1 | ·使用Python实现“言听计从”的电风扇。 |
8 | “慧眼识人”的门（1） | 演示 练习 | 1 |
·通过Python和智能硬件实现人脸识别。 |
9 | “慧眼识人”的门（2） | 练习 | 1 | ·了解自动开门的原理； ·实现自动开门；
|
10 | “对答如流”的聊天机器人（1） | 演示 练习 | 1 | ·了解聊天机器人的原理； ·尝试调用人工智能开放API实现聊天机器人。 |
11 | “对答如流”的聊天机器人（2） | 练习 | 1 | ·尝试用不同的方法实现聊天机器人。 |
12 | “颠覆视野”的增强现实技术（1） | 演示 练习 | 1 | ·了解AR技术的发展史、原理和在生活中的应用； ·学习PyOpenGL的使用方法，并呈现3D模型； ·学习Flask的使用方法，并创建简单的网页。 |
13 | “颠覆视野”的增强现实技术（2） | 练习 | 1 | ·学习使用Bar4py库，在网页上实现AR技术； ·学习Flask的使用方法，并创建简单的网页。 |
14 | “体贴入微”的智能家电控制系统（1） | 演示 练习 | 1 | ·了解智能家电控制系统的原理； |
15 | “体贴入微”的智能家电控制系统（2） | 练习 | 1 | ·学会使用Tkinter设计界面； ·设计并制作智能家电控制系统的界面。 |
16 | “看家护院”的智能安防系统（1） | 演示 练习 | 1 | ·了解智能安防系统的原理及应用； ·学会设计简单的智能安防系统。 |
17 | “看家护院”的智能安防系统（2） | 练习 | 1 | ·了解Entry控件的使用方法； |
18 | 人工智能的伦理与安全 | 理论 | 1 | ·了解人工智能带来的伦理问题和挑战； ·了解人工智能的安全问题及解决方法。 |
3.1.2 图形化编程软件FreeOwl课程
序号 | 课程名称 | 类型 | 课时数 | 教学目标 |
1 | 欢迎来到小飞同学的智能家居 | 理论 演示 | 1 | ·了解智能家居系统是什么； ·了解图形化编程软件FreeOwl； ·通过编程实现让“小飞同学”说出欢迎语。 |
2 | 尝试制作智能灯光系统 | 演示 练习 | 1 | ·了解智能灯光系统是什么； ·了解需要用到的硬件； ·制作一个灯光系统的简单模型； ·通过编程和模型实现智能灯光系统。 |
3 | 给智能灯光系统增添更多颜色 | 演示 练习 | 1 | ·了解什么是色光三原色和颜料三原色； ·了解和颜色有关的小知识； ·学会调试RGB灯模块； ·通过编程和RGB灯使原来的智能灯光系统更多彩。 |
4 | 让窗帘自己动起来 | 演示 练习 | 1 | ·了解太阳光的作用； ·了解光照系统在智能家居中的重要性； ·学会使用光照传感器； ·通过编程使窗帘可以根据光照度自动运作。 |
5 | 让光照系统更加智能 | 演示 练习 | 1 | ·了解声音传感器的工作原理及使用方法； ·通过编程使智能光照系统能够根据收集到的声音作出反应，并学会通过编程使光照系统有更多的工作模式和功能。 |
6 | 冬暖夏凉的温控系统 | 演示 练习 | 1 | ·了解温度使什么以及和温度有关的小知识； ·了解温控系统是什么、有什么用； ·学会使用温湿度传感器； ·通过编程实现冬暖夏凉的温控系统。 |
7 | 智能的温控系统 | 演示 练习 | 1 |
·了解语音控制； ·通过编程实现用语音控制温控系统。 |
8 | 天气报告机器人 | 理论 演示 | 1 | ·通过实现播报时间的功能，复习参数和连接模块的使用方法； ·通过实现播报温度信息，了解网络HTTP访问的知识； ·通过编程实现天气播报机器人。 |
9 | 拓展：和机器人聊天 | 理论 演示 | 1 | ·了解自然语言处理技术； ·通过编程实现聊天机器人。 |
10 | 初识智能安防系统 | 演示 练习 | 1 | ·了解智能安防系统； ·通过编程实现简单的防盗功能。 |
11 | 让家里的门认得自己的脸 | 演示 练习 | 1 | ·了解人脸识别的简单原理和过程； ·通过编程实现人脸信息的录入。 |
12 | 刷脸开门 | 演示 练习 | 1 | ·复习人脸识别的简单原理和过程； ·通过编程实现刷脸开门。 |
13 | 家里的门能认得家里的车吗？ | 演示 练习 | 1 | ·了解数字识别的简单原理和过程； ·通过编程实现数字识别。 |
14 | 实现智能车库 | 演示 练习 | 1 | ·复习数字识别的实现过程； ·了解如何连接网络摄像头； ·通过编程实现车牌识别。 |
15 | 防火减灾 | 演示 练习 | 1 | ·学习如何避免火灾和遇到火灾如何逃生的小知识； ·了解燃气传感器和烟雾传感器的工作原理； ·通过编程实现防火减灾系统。 |
16 | 我的智能家居（1） | 练习 | 1 | ·回顾之前学习过的智能家居的知识； ·设计自己的智能家居系统； ·通过编程实现自己设计的智能家居系统。 |
17 | 我的智能家居（2） | 练习 | 1 | ·通过编程实现自己设计的智能家居系统； ·测试自己的智能家居系统。 |
18 | 同学们的智能家居 | 讨论 | 1 | ·介绍自己编写的智能家居系统； ·投票选出自己最喜欢的智能家居系统。 |