[發(fā)明專利]基于WIFI的便攜式可視化硬件編程系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN109240675A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周慶國;郅朋;漆昱濤;楊旭輝;李飛;周睿;胡軼凜;肖子超
• 申請（專利權(quán)）人: 蘭州大學(xué)
• 主分類號: G06F8/34
• 分類號: G06F8/34;G06F8/41;G06F8/65
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種基于WIFI的便攜式可視化硬件編程系統(tǒng)及方法。本發(fā)明系統(tǒng)包括具有網(wǎng)頁瀏覽器的編程設(shè)備，用于進(jìn)行可視化的硬件編程；服務(wù)器，用于運行拖拽式編程系統(tǒng)，提供WIFI服務(wù)，以及實現(xiàn)嵌入式開發(fā)板上的程序燒錄；拖拽式編程系統(tǒng)，提供一種可視化的編程環(huán)境，用于編寫實驗程序；WIFI通信模塊，用于編程設(shè)備與服務(wù)器的無線連接和通信；嵌入式開發(fā)板，用于執(zhí)行在編程設(shè)備上編寫的實驗程序，并控制外部設(shè)備運行；外部設(shè)備，用于執(zhí)行嵌入式開發(fā)板的輸出命令，呈現(xiàn)程序執(zhí)行結(jié)果；外殼，用于封裝服務(wù)器、嵌入式開發(fā)板、可充電電池和外部接口板。還公開了一種應(yīng)用于上述系統(tǒng)的方法。上述方法簡單易學(xué)，趣味性高，系統(tǒng)搭建方便且成本較低，可隨時隨地進(jìn)行硬件編程，解決了硬件編程平臺搭建難度大、編程復(fù)雜的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子技術(shù)類，屬于硬件控制領(lǐng)域，涉及基于WIFI的便攜式可視化硬件編程系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

近年來，計算機(jī)編程熱度逐步升溫，已成為全球中學(xué)的熱門課程。美國非營利機(jī)構(gòu)Code.org從2013年開始舉辦“編程一小時“活動以來，集結(jié)了社會各界力量，召集了更多的學(xué)生來學(xué)習(xí)并挑戰(zhàn)編程。2014年9月，英國教育部啟用新的計算機(jī)教學(xué)大綱，新的大綱規(guī)定，孩子從5歲就得學(xué)習(xí)使用算法公式編程，從11歲學(xué)習(xí)程序設(shè)計語言。中國的少兒編程教育起步雖晚，但這兩年的革新也是突飛猛進(jìn)，2017年的中國浙江省高考加入了信息技術(shù)科目正是應(yīng)證了這一點，而今后的教育改革也都會圍繞這個變化來開展。現(xiàn)今，在全球有數(shù)百萬數(shù)千萬的孩子從小學(xué)習(xí)編程，可以看到編程正在逐漸成為一種普適的技能，而編程思維也正在成為一種必備的個人素質(zhì)和社會要求。

針對以上現(xiàn)狀和趨勢，很多創(chuàng)客家族開始涉足青少年教育領(lǐng)域，尤其是編程教育，如愛創(chuàng)家、米思齊、編學(xué)邊玩等。它們都通過對傳統(tǒng)光標(biāo)、指針類編程方式進(jìn)行改革，采用新穎的可視化的編程方式，消除青少年對傳統(tǒng)編程方式的恐懼，降低編程入門的門檻，從而調(diào)動青少年的積極性和興趣，而且取得了不錯的反響。但這種改革并不徹底，大家觀念只是發(fā)生了從“代碼編程”到“可視化拖拽式編程”的轉(zhuǎn)換，而“編程要使用電腦”、“硬件開發(fā)需要串口調(diào)試”這些觀念依然根深蒂固，并沒有有效的利用時下流行的WIFI通信技術(shù)，并沒有將趣味編程與當(dāng)下流行的移動設(shè)備，如平板電腦、智能手機(jī)等靈活的結(jié)合起來，基于這個原因本專利發(fā)明了一種基于WIFI的便攜式可視化硬件編程系統(tǒng)，并提出了相應(yīng)的編程方法。它除了使用可視化、拖拽式編程技術(shù)之外，還通過引入平臺服務(wù)器作為介質(zhì)，巧妙地利用WIFI通信技術(shù)，實現(xiàn)了硬件編程的無線化和可視化，簡化了傳統(tǒng)的編程和調(diào)試方式，使青少年和愛好者更加專注于代碼的設(shè)計和編程本身。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種基于WIFI的便攜式可視化硬件編程系統(tǒng)及方法，解決了現(xiàn)有硬件編程平臺搭建難度大、編程復(fù)雜的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種基于WIFI的便攜式可視化硬件編程系統(tǒng)，它包括編程設(shè)備、服務(wù)器、拖拽式編程系統(tǒng)、WIFI通信模塊、嵌入式開發(fā)板、外部設(shè)備，外殼，其特征在于，所述的編程設(shè)備不僅可以是具有網(wǎng)頁瀏覽器的臺式計算機(jī)，而且還可以是具有網(wǎng)頁瀏覽器的智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦；所述的拖拽式編程系統(tǒng)是搭建在所述服務(wù)器上的網(wǎng)站，其網(wǎng)頁布局為：左側(cè)是集成了硬件驅(qū)動模塊的工具箱，其中羅列出若干個圖標(biāo)，每個圖標(biāo)集成了外部設(shè)備的控制模塊，右側(cè)是編輯區(qū)，用戶通過拖拽的方式將左側(cè)工具箱中的圖標(biāo)移動到右側(cè)編輯區(qū)進(jìn)行程序編寫，編輯區(qū)右上角有一個“上傳”按鈕，它集成了使用所述WIFI通信模塊將編寫的程序燒錄到所述的嵌入式開發(fā)板的功能模塊，用戶通過點擊“上傳”按鈕實現(xiàn)一鍵燒錄。所述的WIFI通信模塊搭建在所述的服務(wù)器上，用于所述的編程設(shè)備與所述的服務(wù)器的無線連接和通信；所述的外部設(shè)備是指LED燈、數(shù)字式傳感器、舵機(jī)、智能小車、智能機(jī)器人和無人機(jī)，用于執(zhí)行所述的嵌入式開發(fā)板的輸出命令，呈現(xiàn)程序執(zhí)行結(jié)果；所述的外殼是一個長方體塑膠盒，用于封裝所述的服務(wù)器、嵌入式開發(fā)板、可充電電池和外部接口，其外部有USB調(diào)試口、HDMI接口、運行指示燈、Micro USB充電口、5V/1A USB供電口、電量指示燈、reboot按鍵孔、外部設(shè)備接口。