我国首辆玉兔号月球车就是一种智能小车。它是一种通过轮子移动的机器人,可以按照事先编写的程序在特定的环境里自动行走、探测各种信息、躲避障碍、甚至还可以传输图像。随着科技的发展,各种各样的智能小车在生活、科研、军事、工农业等领域得到了广泛应用。
图1-1 各种各样的智能小车
智能小车在硬件上一般都是由控制系统、检测装置和执行机构三部分组成:
1. 控制系统:是智能小车的“大脑”,其实就是一台专用的计算机,通过事先编写好的程序管理整个智能小车系统。
2. 检测装置:是智能小车的“感觉器官”,能实时检测周边环境及自身状况,并反馈给控制系统。
3. 执行机构:是智能小车的“眼”、“嘴”、“腿”,可以根据控制系统的指令执行相应的动作。
本书的所有范例都是使用“好好搭搭NOVA智能小车”编程实现的。它是一款由激光切割的木制模块拼装而成的智能小车。与“好好搭搭”的其它智能套件一样,可以直接在“好好搭搭”网站上使用Scratch编程、在线编译、下载运行、保存分享。
图1-2 好好搭搭智能小车
| 找一找“好好搭搭NOVA智能小车”的控制系统在哪里?它的检测装置、执行机构有哪些? |
要让智能小车能够自动行走、完成预定任务,需要对它编程。“好好搭搭NOVA智能小车”的程序可以通过“好好搭搭”网站在线编写。
要在“好好搭搭”网站上编写智能小车程序,先要进入智能小车程序设计页。具体可以按以下步骤操作:
1. 打开浏览器,进入“好好搭搭”网站(haohaodada.com),然后单击网站右上角的“登录”按钮登录网站(如果没有账号,可以先单击“加入”按钮免费注册)。
2. 登录完成后,单击网站首页左上方的“创作”按钮,在打开的“创作模板”网页中找到并单击“NOVA智能小车”模板缩略图。
3. 在打开的“NOVA智能小车”模板项目页中,单击网页右上角的“转到设计页”按钮,可以进入智能小车程序设计页(如下图1-3所示)。
图1-3 智能小车程序设计页
| 除了智能小车程序设计页,再打开“好好搭搭”网站的Scratch程序设计页,比较一下这两个网页内容有哪些相同的和不同的地方。 |
我发现相同的是:________________________________________________________
不同的是:______________________________________________________________
要让智能小车动起来,可以编写程序控制小车的电机转动,从而带动轮子前进。好好搭搭智能小车有左、右两个电机,分别带动左右两个轮子。具体可以按以下步骤编程:
1. 在智能小车程序设计页中单击“脚本”选项卡中的“更多模块”类别;
2. 在“更多模块”类别中找到 “设置双电机指令,用鼠标拖动两次到脚本区,与原有的“好好搭搭硬件程序”指令组合在一起;
3. 修改第二个“设置双电机”指令的第一个参数为“MB”。
具体的程序脚本如下图所示:
图1-4 “让智能小车动起来”程序代码
与Scratch传感器板一样,智能小车程序编写完成后,必须把智能小车和计算机连接起来,再运行一个插件程序,才能把程序代码下载到智能小车上。具体可以按以下步骤操作:
1. 用USB线把智能小车的主控板和计算机连接起来。将USB小口端的插头插入主控板的接口,大口端的插头插入计算机的USB接口。
2. 确认已经在计算机上安装了“好好搭搭插件”程序。如果没有安装,可以按照“阅读材料一”介绍的步骤安装。
3. 找到并双击运行计算机桌面上的“硬件下载插件”程序图标,运行“好好搭搭硬件下载插件”程序。如果在计算机桌面上找不到这个图标,可以单击桌面左下角的“开始”按钮,在打开的“程序”中找到名为“haohaodada”的程序组,该程序组中就包含有“硬件下载插件”图标。
4. “好好搭搭硬件下载”插件程序运行以后,会显示如下图1-5所示的对话框。如果对话框左下角显示“打开端口成功”,则说明主控板与Scratch连接正常。
图1-5 “好好搭搭硬件下载”插件程序对话框
与Scratch传感器板不同的是,用Scratch编写的智能小车程序,是不能在线运行的。必须先编译成主控板能够识别的机器码,然后下载到智能小车的主控板上才能运行。具体可以按以下步骤操作:
1. 单击窗口最右边“代码”区域中的“编译&下载”按钮,浏览器会将编写完成的程序代码上传到服务器进行编译,编译成智能小车主控板能够识别的机器码。
2. 服务器编译一般需要3-5秒,编译完成后会弹出一个名为“提示”的对话框(如下图1-6所示)。单击对话框中的“下载”按钮,可以将程序下载到智能小车的主控板上。
图1-6 “文件编译成功是否下载”对话框
下载完成后,拔除智能小车上的USB接口,将智能小车放到平整的地面上,然后先分别按下“RST”按键,再按下和“User”按键,智能小车就能够按照编写的程序在地面上行走了。
与Scratch传感器板程序一样,智能小车程序编写完成后,也可以在“好好搭搭”网站上保存、分享程序。具体可以按以下步骤操作:
1. 单击智能小车程序设计页左上角“文件”菜单栏中的“重命名”选项;
2. 在打开的“更改文件名”对话框中,为编写的智能小车程序取一个合适的文件名,再单击“确定”按钮关闭对话框;
3. 单击“文件”菜单栏中的“立即保存”选项,将智能小车程序保存在“好好搭搭”网站上。
已经保存在“好好搭搭”网站上的智能小车程序,还可以设置“分享”,方便与别人交流。具体可以按以下步骤操作:
1. 单击“文件”菜单栏中的“分享”选项;
2. 在打开的“分享”对话框中输入这个智能小车程序作品的说明文字,再勾选程序类别为“硬件”;
3. 单击“确定”按钮完成分享。
图1-7 好好搭搭智能小车程序分享设置
在“好好搭搭”网站上搜索其他人共享的智能小车程序,找到后转到该程序的设计页查看代码,想一想这个程序可以实现什么功能?然后将程序编译下载到智能小车运行,验证是否与自己的设想一致。
我在“好好搭搭”网站上找到最好玩的智能小车程序是_______________________,通过查看这个程序代码,我估计可以实现的功能是:______________________________。
将程序编译下载运行后,实际效果与我的设想:______________。
阅读材料一:“好好搭搭”插件的下载与安装
使用Scratch编写的智能小车程序,必须通过“好好搭搭”插件程序才能下载到智能小车的Nova主控板上。具体可以按照以下步骤下载、安装插件程序。
一、 下载“好好搭搭”插件
1. 打开网页浏览器,进入“好好搭搭”网站(haohaodada.com);
2. 单击网站上方导航栏中的“资源”按钮,进入“资源下载”网页。
3. 在“好好搭搭插件下载”网页中,单击插件介绍文字上方的“点击下载”文字,将安装文件下载、保存到本地计算机。
二、 安装“好好搭搭”插件
1. 运行所下载的“好好搭搭”插件安装程序,打开如下左图所示的安装向导,单击“下一步”按钮开始安装。
2. 在如上右图所示的“选择目标位置”对话框中,一般不需要改变安装位置,默认将插件程序安装到“D:haohaodada插件”文件夹中。单击“下一步”按钮继续安装。
3. 在如下左图所示的“选择开始菜单文件夹”对话框中,默认会在“开始”菜单文件夹生成一个名为“haohaodada”的程序组,一般不要改变。单击“下一步”按钮继续安装。
4. 在如上右图所示的“选择附加任务”对话框中,默认会在桌面上生成快捷方式,一般也不要改变。单击“下一步”按钮继续安装。
5. 在如下左图所示的“准备安装”对话框中,进一步确认“安装位置”、“开始菜单程序组”、“桌面快捷方式”等安装内容。单击“安装”按钮,开始插件程序的安装。
6. 插件程序安装完成以后,会打开如上右图所示的“驱动安装”对话框,安装“好好搭搭”设备的驱动程序。单击“安装”按钮开始安装。
7. “好好搭搭”设备驱动程序安装完成后,会显示如下左图所示的对话框,单击“确定”按钮退出驱动安装程序。
8. 在如上右图所示的“haohaodada安装向导完成”对话框中,单击“完成”按钮,就可以退出插件安装程序,完成“好好搭搭”插件的安装。
三、 将智能小车和计算机连接起来
1. 使用USB线,将智能小车主控板与计算机连接起来。USB小口端的插头应该插入智能小车Nova主控板的USB接口,大口插头插入计算机的USB接口。如果主控板是第一次连接计算机,会自动识别并安装设备驱动程序。
2. “好好搭搭”插件程序安装完成后,默认在计算机桌面上生成两个快捷图标,单击其中的“硬件下载插件”快捷图标,打开如下图所示的“haohaodada-硬件下载”程序窗口。
如果计算机桌面上没有“硬件下载插件”快捷图标,可以单击桌面左下角的“开始”按钮,在打开的“程序”中查找名为“haohaodada”的程序组,该程序组中包含有“硬件下载插件”快捷图标。
3. 一般情况下,“haohaodada硬件下载”程序会根据当前计算机的串口情况,自动选择连接主控板的串口,不需要人工设置;另外也不需要修改“型号”,只要使用默认的“haohaodada”就可以了。需要注意的是,在使用过程中,“haohaodada硬件下载”程序窗口不能关闭。
按照以上步骤将智能小车硬件和软件都连接到计算机后,只要进入“好好搭搭”网站,就可以在线编写程序,然后编译、下载到智能小车的主控板上运行。