浅析智能小车在电子创新能力培养中的作用

摘 要：在介绍智能小车训练平台结构的基础上，分析该平台在电子创新能力培养中所起的作用。最后，在分享该平台在学生创新能力培养中取得的成绩的同时，提出了训练平台的后续发展方向。

关键词：智能小车；电子创新；开放接口

随着市场对电子技术人才需求的日益变化，各类电子创新平台应运而生。一般分为两类，一类是由高校根据社会需求创立的创新实践平台，此类平台，往往是对既有实验设备的整合，配置较为灵活，能够满足学生综合能力培养的需要；另一类是由教学仪器生产商设计的实践平台，能够满足于学生个性发展的需要，但其灵活性有待提高。为了能够满足人才能力培养以及竞赛的要求，我们自主研发了一套基于智能小车的学生创新能力训练平台，本文将阐述智能小车在学生电子创新能力培养中所起的作用。

一、智能小车创新能力训练平台介绍

由于电子技术发展较快，想要使教学内容跟上新技术，则必须提供较新的训练平台。然而受经费等多方面因素的影响，学校实验实训设备的更新往往存在较长的周期。为了解决经费所带来的难题，我们开发了一套成本较低，接口开放的基于智能小车训练平台，该训练平台的结构如下图所示。

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智能小车训练平台结构图

由图可知，该训练平台以小车底盘为支撑，根据智能小车功能的需要加入电机驱动模块、信号采集模块以及控制与通信模块。该训练平台，当前支持的电机有直流减速电机、步进电机以及舵机；主要的信号采集单元有红外避障、超声波测距、语音识别、红外循迹、基于RFID卡循迹、火焰检测、温度检测等；控制系统包括基于51的控制系统、基于Cortex-M3的控制系统、基于MSP430的控制系统、基于FPGA的控制系统；通信模块包括蓝牙通信、Zigbee以及WIFI。所有模块基本涵盖模拟电子技术、数字电技术以及微控制器技术等相关的内容，既能对基本技能进行训练，又能培养综合运用能力。由于接口开放，学生只需要根据接口要求，就可以自行设计新的模块，使得学生在掌握基本技术的基础上，拥有更大的想象空间，进而培养其创新能力。

二、训练平台与电子创新能力培养

2010年，我校参加了全国职业院校技能大赛高职组“嵌入式技术”项目，当年所采用的载体便为一辆智能小车。在训练过程中，学生对智能小车的兴趣给了我们极大的启发，我们也由此开始了智能小车训练平台的开发工作。接下来，我将介绍智能小车训练平台在我校学生电子创新能力培养中所起的作用。

1.会动的电子技术，让学生产生极大的兴趣

由于各类电路本身是静止的，再加上学生对电子技术本身的认识不足，对学生学习的积极性造成较大影响。基于智能小车的训练平台，其本身就是一个运动着的载体，再加上各种各样技术所带来的酷炫效果，能够吸引住学生的眼球，使其愿意去了解电子技术。在了解的基础上进一步升华，便可能使其对电子技术产生兴趣。

2.组合灵活，逐步闯关，引领学习者循序渐进

通过观察我们不难发现，如果学习者总是无法取得成绩，便很容易产生放弃的情绪；如果很容易就能够让其达到目标，则容易使其产生自满的情绪。我们所设计的智能小车训练平台，有多样化的模块，可实现由易而难，循序渐进，使得学习者能够获得成功的喜悦，又会激发其继续学习的激情。

3.接口开放，创意无限，带来无尽的创新激情

平台设计之初，不论是硬件还是软件，我们都设计了接口规范，所有平台开发者均遵照该规范进行开发，这为学生后期的使用及开发带来了极大的便利。当学生从对电子技术感兴趣，到使用平成项目训练，学生的基本能力已经得到了很好的训练。在此基础上，学生便可以根据接口规范，自行设计相关模块，来完成其梦想中的新功能，给学生带来无限的创作激情。

通过以上的描述，不难看出，我们所开发的基于智能小车的创新能力训练平台，从让学生对电子技术感兴趣开始，使其进入到电子技术这个学习领域来；接下来，便是使用基本功能模块进行训练，使其掌握基本技术；当其技术水平达到一定程度时，自然而然便会发散思维，去创造一些有趣的项目。

三、使用效果与展望

2011年开始，我们便开始使用该平台开展相关训练，受该平台训练的影响，由四位同学组成的团队，成功开发“基于RFID的导盲机器人”，该团队的核心成员带领两位学弟在2012年全国职业院校技能大赛中取得了全国一等奖的佳绩。此外，通过该平台的使用，学生的视野得以扩展，多人在浙江省大学生科技创新活动计划（新苗人才计划）中成功立项。同学们所取得的成绩，也进一步证明了训练平台在学生电子创新能力的培养中起到了积极作用。

尽管该训练平台已经起到了一定效果，但仍有较大的发展空间。我们打算在以下几方面进行扩展：

1.受初始设计影响，智能小车速度较慢，对学生控制算法的训练有限；拟借鉴飞思卡尔智能车的成功经验，逐步对车体进行改进，以搭建更优的平台。

2.加强电源管理技术的应用，引领学生向低功耗技术方向发展，为穿戴式设备开发奠定基础。

3.加强短距离无线通信技术及传感器技术的应用，引领学生往物联网方向过渡。

（作者单位 金华职业技术学院）