專利名稱：一種基于紅外和無線傳輸技術(shù)的實物編程方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于人機交互領(lǐng)域，具體涉及到一種通過實物進行編程的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
伴隨著科學技術(shù)的高速發(fā)展和個人計算機的廣泛普及，計算機已經(jīng)遍布我們生活中的每個角落，各種數(shù)字化設(shè)備也已經(jīng)成了我們生活的必需品，我們可以使用它們更好地認識世界，了解世界。同時對于兒童來說，隨著兒童使用計算機的深入，他們會不僅僅滿足于使用計算機玩游戲，瀏覽網(wǎng)頁和觀看視頻，他們希望能夠自己編寫程序來控制計算機。然而對于兒童來說，他們并不能很好的理解和接受傳統(tǒng)的編程方式。相關(guān)研究者曾指出，兒童并沒有很好的知識儲備來學習傳統(tǒng)的編程方式(即通過鍵盤輸入一段代碼)，他們不僅會在寫代碼的時候遇到若干問題，也會在使用編程環(huán)境時遇到許多困難。他們很難理解復雜的程序語言、邏輯關(guān)系、系統(tǒng)架構(gòu)等非常專業(yè)的知識，同時也會遇到語法、復雜指令以及大量輸入工作等問題。近些年出現(xiàn)了許多的實物編程系統(tǒng)，兒童可以通過和實物進行交互來 編寫出同傳統(tǒng)編程方式一樣功能的代碼，這樣的編程方式更能吸引兒童，也更方便兒童學習和理解。實物編程方式向兒童提供了一種學習編程的可行途徑。專利一種實物編程方法和系統(tǒng)(公開號CN102136208A)公開了一種實物編程系統(tǒng)，這套系統(tǒng)基于攝像頭捕捉實物語義通過識別理解來實現(xiàn)與程序語義的映射。但該系統(tǒng)有如下問題圖像采集單元只能采集到固定區(qū)域范圍內(nèi)的編程塊信息，有時兒童擺放編程塊會不自覺的超出范圍；同時此系統(tǒng)要求編程塊上的計算機視覺識別碼必須無遮擋，而兒童在使用編程系統(tǒng)時總會把手放在編程塊上，這樣就遮擋了識別碼造成錯誤的反饋；另外，編程塊上計算機視覺識別碼的圖案也會對兒童造成一定的困惑。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提出一種新的實物編程方法，此方法基于紅外和無線傳輸技術(shù)，用戶無需再擔心由于使用攝像頭而產(chǎn)生的一些列問題。不僅如此，此方法提供了在編程塊上的反饋功能，若編程塊擺放錯誤，則相應(yīng)編程塊表面的LED燈會開始閃爍，幫助兒童快速定位錯誤編程塊。本發(fā)明通過編程塊本身提供一定的反饋，使得兒童和新手可以擺脫編程繁冗的語法、大量的輸入和復雜的編程環(huán)境，降低兒童和新手學習編程的門檻。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種實物編程方法的實現(xiàn)，其步驟為I)選取或建立一套實物編程顯示環(huán)境，并將該實物編程顯示環(huán)境的語法語義判定規(guī)則存儲到實物編程處理模塊中(參見專利公開號CN102136208A)；2)用戶根據(jù)所選實物編程的任務(wù)及任務(wù)執(zhí)行規(guī)則擺放實物編程塊；其中，每一個編程塊的內(nèi)部都包含有一個單片機，用于進行通訊及數(shù)據(jù)傳輸。每個編程塊的表面都有一個語義圖形和一個用來進行反饋的LED燈；
3)每個編程塊都有一個唯一的二進制標識碼，每個編程塊都包含有一個無線模塊和一個紅外模塊，相鄰編程塊通過紅外模塊傳遞信息；前一個編程塊的標識碼直接通過紅外編碼解碼即可，紅外模塊是一對一進行數(shù)據(jù)傳輸，每個編程塊都只有一個發(fā)射一個接收，接收在左邊發(fā)射在右邊，這樣就只能接收到左邊發(fā)來的信息，并且自身信息只能發(fā)射到右邊。4)與電腦相連的無線處理模塊與每個編程塊的無線模塊通過地址輪詢進行一對多雙向通信，無線處理模塊根據(jù)接收到的每個編程塊的無線模塊發(fā)出的無線信息(前一個編程塊的二進制標識碼和自身的標識碼)，并將編程塊的二進制碼排序，得到編程塊序列信息并通過串口通信將其發(fā)送給電腦中的實物編程處理模塊；其中，無線處理模塊中有個單片機，其包含一個無線模塊和一個地址輪詢模塊，地址輪詢模塊設(shè)置了地址數(shù)組，數(shù)組中存放了每個編程塊的識別碼，根據(jù)識別碼，來輪詢具體的編程塊。5)實物編程處理模塊根據(jù)對應(yīng)的轉(zhuǎn)換關(guān)系表將二進制序列信息轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的功能語義序列；
6)實物編程處理模塊判斷當前功能語義序列是否滿足該實物顯示環(huán)境的語法語義規(guī)則，并根據(jù)正確和錯誤情況提供相應(yīng)的反饋；7)當根據(jù)所選實物編程的任務(wù)及任務(wù)執(zhí)行規(guī)則應(yīng)擺放的所有實物編程塊對應(yīng)的功能語義序列滿足該實物編程顯示環(huán)境的語法語義判定規(guī)則時，完成該實物編程的任務(wù)。所述實物編程處理模塊依次執(zhí)行功能語義序列中的指令，判斷當前指令是否滿足實物編程顯示環(huán)境的語法語義規(guī)則；如果滿足，反饋程序正確的提示信息；如果不滿足，則反饋用戶相應(yīng)的錯誤提示。所述實物編程顯示環(huán)境經(jīng)一顯示器和相關(guān)編程塊輸出。所述程序正確的提示信息或錯誤的提示信息采用所述顯示器輸出，同時擺放錯誤的編程塊會通過無線得到信息，使該編程塊上的LED燈開始閃爍。一種實物編程系統(tǒng)，其特征在于包括若干實物編程塊、無線處理模塊、實物編程處理單元、實物編程顯示環(huán)境的輸出設(shè)備；所述實物編程處理單元分別與所述實物編程顯示環(huán)境的輸出設(shè)備、與所述無線處理模塊連接；所述實物編程處理單元用于將二進制序列信息轉(zhuǎn)換為功能語義序列，判斷當前采集的實物編程塊序列是否滿足所述實物編程顯示環(huán)境的語法語義判定規(guī)則，并根據(jù)判斷結(jié)果提供反饋信息。其中，每一所述實物編程塊包括一單片機、一語義圖像和反饋燈、一標識碼，單片機包含無線通信模塊和紅外模塊，用于與相鄰編程塊通過無線處理模塊進行通信。無線通信模塊同單片機連接，單片機控制無線模塊。所述系統(tǒng)還包括一中間控制平臺，所述實物編程處理單元經(jīng)所述中間控制平臺與一個傳感器連接；所述傳感器用于執(zhí)行所述中間控制平臺轉(zhuǎn)換后的所述實物編程處理單元的指令，以及將傳感器信號經(jīng)所述中間控制平臺發(fā)送給所述實物編程處理單元(參見專利公開號CN102136208A)。所述系統(tǒng)還包括語音輸出裝置、鼠標或筆，所述實物編程處理單元分別與所述語音輸出裝置、鼠標或筆連接。本發(fā)明的系統(tǒng)如圖I所示，包括I)若干實物編程塊，是兒童用來編程的最主要工具，每個編程塊表面都有一個LED燈和編程語義圖形，LED燈用來提供實時錯誤反饋，便于兒童判斷編程的正確與否，編程語義圖形是為了方便了兒童理解和記憶不同的實物編程塊的語義。每個編程塊內(nèi)部都包含有一個單片機，用來進行數(shù)據(jù)傳輸和處理。編程塊的紅外接收模塊接收前一個編程塊的紅外信息，并解碼得到前一個二進制的標識碼，并通過無線模塊與電腦端無線控制模塊進行數(shù)據(jù)傳輸，將前一個編程塊和自身的二進制標識碼傳送給無線處理模塊，無線處理模塊可以根據(jù)前一個編程塊位置確定該編程塊的位置，進行數(shù)據(jù)處理，完成編程塊序列排序。2)無線處理模塊，同編程塊進行無線通訊，并將數(shù)據(jù)結(jié)果處理后通過串口傳送至實物編程處理單元。3)實物編程處理單元，是整個實物編程系統(tǒng)的操作控制核心，包含對應(yīng)功能語義序列轉(zhuǎn)換、語義分析、傳感器交互、迷宮游戲控制和結(jié)果顯示等。4)Arduino單片機平臺，傳感器與計算機進行交互的中間控制平臺。
5)傳感器，用來控制系統(tǒng)的狀態(tài)和在程序執(zhí)行某些階段與系統(tǒng)進行交互。
6)計算機，包括主機、顯示器、鼠標或筆和鍵盤等。 其中，實物編程處理單元的語義分析、傳感器交互、迷宮游戲控制和結(jié)果顯示等功能，Arduino單片機平臺的功能,傳感器的功能和計算機的功能可參考見專利一種實物編程方法和系統(tǒng)(公開號CN102136208A)。每個實物編程塊都有一個唯一標識的八位二進制碼，每個碼分別與程序中特定的語義命令相對應(yīng)。實物編程塊分為三大類第一類是開始結(jié)束編程塊。有開始和結(jié)束兩種編程塊，表示程序的開始和結(jié)束；第二類是傳感器編程塊，光線傳感器塊、按鈕傳感器塊、溫度傳感器塊，分別與系統(tǒng)中的傳感器類型對應(yīng)；第三類是方向編程塊，共有左上、左下、右上、右下四個方向的四種編程塊，表示迷宮中虛擬人物行走的四個方向。每個實物編程塊中都包含有一個單片機，相鄰編程塊通過紅外通信，同時每個編程塊都和無線處理模塊通過無線進行信息傳遞。若編程塊擺放錯誤，則相應(yīng)編程塊會收到無線信號使編程塊上的LED燈開始閃爍。無線處理模塊通過串口與計算機相連，無線處理模塊通過地址輪詢的方式依次同每個單片機通過無線模塊進行通訊，并將反饋得到的信息排序得到編程塊的二進制序列碼。每隔一段時間，無線處理模塊通過串口將排序好的序列傳給計算機上的實物編程處理模塊。實物編程處理單元的對應(yīng)語義序列轉(zhuǎn)換，當實物編程處理單元接收到無線處理模塊發(fā)來的二進制序列后，會根據(jù)內(nèi)部所存儲的語義序列轉(zhuǎn)換圖(圖3)，將二進制碼轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的語義序列。整套系統(tǒng)的連接結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。本系統(tǒng)利用單片機系統(tǒng)，實現(xiàn)了一套支持單人或者多人協(xié)作編程的實物編程系統(tǒng)。和傳統(tǒng)的編程方式相比，繁冗的語法，大量的輸入和復雜的編程環(huán)境阻礙了兒童和新手學習編程的過程，這套實物編程系統(tǒng)極大的簡化了這個過程，使得兒童和新手可以將精力集中在解決問題和處理程序邏輯本身，同時也通過用戶與傳感器的交互吸引兒童注意力，提高兒童學習的興趣，學習到編程相關(guān)的知識。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點和技術(shù)效果I.本發(fā)明給出一種基于無線和紅外通信的實物編程方法本發(fā)明中，相鄰編程塊通過紅外傳輸數(shù)據(jù)，每個編程塊同無線處理模塊之間通過無線進行多對一雙向通訊。本發(fā)明通過使用電子元件之間數(shù)據(jù)傳輸，最終完成實物語義向編程語義的映射。2.和基于攝像頭實現(xiàn)的實物編程方法相比，兒童不用再擔心自己是否遮擋住了攝像頭。由于使用攝像頭的編程方法需要實時捕捉編程塊上的標識碼，因此若當標識碼被遮擋住后攝像頭會由于無法識別編程塊而造成與預期結(jié)果不同的反饋輸出，給兒童造成困惑。本發(fā)明的實物編程方法完全使用單片機來進行數(shù)據(jù)傳輸，避免了攝像頭遮擋的問題。和基于攝像頭實現(xiàn)的實物編程方法相比，兒童不用再考慮編程塊是否擺放在攝像頭范圍內(nèi)。由于使用攝像頭的編程方法需要通過攝像頭拍攝編程塊上的信息，因此所有的編程塊必須擺放在攝像頭能夠采集到的區(qū)域范圍內(nèi)，但由于沒有明確的標注范圍，兒童有時不小心就會擺放出去，同時看不到預期的反饋。本發(fā)明的實物編程方法完全杜絕了這個問題，兒童可以在沙發(fā)上、地板上、桌子上等任何地方擺放編程塊，完全不受擺放區(qū)域的限制。和基于攝像頭實現(xiàn)的實物編程方法相比，取消了一種實物編程方法和系統(tǒng)專利 (公開號CN102136208A)中編程塊上的圖形識別碼，從而使編程塊更加簡潔容易理解。3.在基于攝像頭的編程方法中，每個編程塊上都有一個圖形碼供攝像頭采集并識另IJ，但對于兒童來說圖形碼太抽象，從而會給他們造成一定的困惑。本發(fā)明的編程方法在編程塊表面只有一個語義圖片和一個用于反饋的LED燈，清晰明了，更加簡潔容易理解。4.和一些基于帶有電子設(shè)備的實物編程方法相比，本發(fā)明操作起來更為靈活方便。在一些基于電子設(shè)備的實物編程方法中，往往需要通過一些有線設(shè)備進行供電和數(shù)據(jù)傳輸，從而增加了環(huán)境的限制。本發(fā)明使用電池供電，不需要電源線。同時本發(fā)明在使用中只需把兩個編程塊擺放在一起即可，并不需要插拔等較為困難的操作，使用起來靈活方便，同時由于每個塊相鄰的兩面有磁鐵，方便了編程塊的連接。5.支持多人協(xié)作編程。實物編程本身是在開放的空間中完成編程，這個特點也使得多用戶協(xié)作編程成為可能。此編程塊的尺寸約為7cm的正方體，方便兩人同時進行擺放，而且兒童可以在游戲中可以互相商量，從而增進友情，培養(yǎng)表達能力和團隊協(xié)作能力。6.增加了編程塊本身的反饋。編程塊上有一個LED燈，當編程塊擺放錯誤時，編程塊上的LED燈會開始閃爍，幫助用戶快速定位錯誤的編程塊，簡化調(diào)試的過程。


圖I本系統(tǒng)架構(gòu)圖；圖2本系統(tǒng)的基本處理流程圖；圖3本系統(tǒng)的語義序列轉(zhuǎn)換圖；圖4本系統(tǒng)的系統(tǒng)連接結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式為了使本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員更好的理解，下面結(jié)合附圖和實施方式對本交互方法作進一步的詳細說明本發(fā)明的實現(xiàn)流程如圖2所示。主要分為狀態(tài)控制、編程調(diào)試和程序執(zhí)行三個階段。其中，狀態(tài)控制和程序執(zhí)行部分的詳細信息可參考見專利一種實物編程方法和系統(tǒng)(公開號CN102136208A)，下面將詳細說明在編程階段各個模塊的詳細功能編程調(diào)試階段是整個系統(tǒng)最重要的階段，在這個階段中用戶需要通過實時調(diào)試和編譯來編寫程序，控制游戲中的虛擬人物從迷宮開始單元格走到迷宮結(jié)束單元格。下面將詳細介紹這一部分的各個功能模塊和步驟I.初始化。在編程階段，編程塊內(nèi)的單片機和無線處理模塊首先需要進行初始化工作，設(shè)定好定時器和中斷的相關(guān)參數(shù)。 2.紅外傳送數(shù)據(jù)。在這套編程系統(tǒng)中，每個編程塊都有一個唯一標識的八位二進制標識碼，相鄰編程塊會通過紅外發(fā)送接收模塊傳遞自己的二進制標識碼。當編程塊接收到前一個編程塊發(fā)送來的紅外信號后，會在解碼后將前一個編程塊的標識碼和自己的標識碼發(fā)送給無線處理模塊。紅外信號使用脈沖寬度調(diào)制進行編碼和解碼，編碼和解碼由編程塊中的單片機完成。3.無線多對一雙向通信。無線處理模塊同編程塊并行工作。在編程塊發(fā)送和接收紅外信號的過程中，無線處理模塊通過地址輪詢的方式依次詢問每個編程塊并等待反饋。對于編程塊來說，首先會檢測是否收到紅外信號，收到紅外信號的編程塊會等待無線處理模塊進行詢問，若收到無線處理模塊的信號則先檢驗是否是通知此編程塊錯誤，是則使編程塊上的LED燈開始閃爍，否則將前一個編程塊和自身編程塊的標識碼通過一定格式反饋給無線處理模塊。對于無線處理模塊來說，首先會詢問地址數(shù)組中識別碼所標識的第η個單片機(某個實物編程塊)，并等待一定時間，若沒收到反饋則詢問下一個單片機，若收到反饋則進行進一步處理。4.無線處理模塊數(shù)據(jù)處理。無線處理模塊首先確定開始塊(每個編程塊都會發(fā)來上一個編程塊的標識碼和自身標識碼。例如如果開始塊的標識碼是01，無線處理模塊會找發(fā)來的前一個標識碼是01的數(shù)據(jù)，確定出開始實物編程塊)，當無線處理模塊收到編程塊反饋的無線信息后(無線信息為前一個編程塊的二進制標識碼和自身的二進制標識碼)，無線處理模塊首先會查找前一個編程塊(單片機)的標識碼在該序列中的位置(確定開始塊之后，編程塊發(fā)來前一個編程塊的信息和自身編程塊信息，如果前一個編程塊是開始塊，那么就把這個編程塊放到開始塊后面，就確定了第二個編程塊；例如找到了(01，05)，那么就將05放在01之后，即第二個，如果之后又接收到了一些數(shù)據(jù)例如(02，03)，(04，06)，(05，07)則將07放在第三個，依此類推，確定整個序列順序)，若該位置之后無編程塊，則直接在該位置后加入新的編程塊(即當前實物編程塊)。若該位置之后有編程塊，則表示之前放過其他的編程塊，此時要將其更換為新的編程塊，因此要消除該位置以及該位置之后的所有編程塊，并加入新的編程塊。以此類推處理每一個編程塊的無線消息，最終得到編程塊的二進制序列信息。5.信息傳遞與轉(zhuǎn)換。當輪詢一遍后，無線處理模塊會將編程塊二進制序列信息通過串口傳遞至實物編程處理單元，實物編程處理單元會通過之前定義的語義轉(zhuǎn)換對應(yīng)關(guān)系表，將二進制序列信息轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的程序語義序列信息。
6.語義理解。結(jié)合著迷宮地圖的相關(guān)信息，進行語義理解步驟并給出相應(yīng)的反饋。具體的過程是，依次從第5步保存的功能語義代碼序列中取出相應(yīng)的命令，每取到一個命令后，判斷是否符合當前迷宮狀態(tài)。如果不符合，則直接進行反饋，不執(zhí)行剩下的語義命令。如果正確，則繼續(xù)從功能語義代碼的容器中取出命令，重復執(zhí)行此步，直到取出所有命令或某個命令不符合迷宮狀態(tài)返回。具體的，在每一步判斷某個命令是否符合當前迷宮狀態(tài)不同的時候，也會根據(jù)命令的不同，而判斷的過程也不一樣。命令主要有三種方向命令、傳感器命令和開始結(jié)束指令。7.多媒體輸出。在第6步中，會根據(jù)迷宮狀態(tài)理解的結(jié)果，給出相應(yīng)的反饋信息。反饋主要有圖像和單片機自身的輸出反饋。a.圖像輸出。主要是通過卡通臉表情的變化來給用戶以直觀的提示。微笑的卡通 臉表示第6步中迷宮狀態(tài)理解正確。沮喪卡通臉表示迷宮狀態(tài)理解有錯誤。b.編程塊自身輸出。若程序存在錯誤，無線處理模塊會通知相應(yīng)的編程塊使其LED燈開始閃爍，使用戶迅速定位錯誤編程塊。這部分是系統(tǒng)實時調(diào)試的一個重要組成部分。用戶可以根據(jù)圖像和編程塊上的提示來綜合判斷所編寫程序的出錯位置。很大程度上方便了程序調(diào)試的整個過程。在編譯調(diào)試階段的最后部分，會判斷是否繼續(xù)進行編譯調(diào)試。如果繼續(xù)編程，則繼續(xù)重復上述行為。如果選擇不繼續(xù)進行編程，則返回操作理解階段，判斷用戶的意圖。通常有兩種情況，一種是，用戶在編程過程中，點擊退出按鈕，退出程序的執(zhí)行；另一種是，用戶通過迷宮塊編程成功選擇了一條從開始單元格到結(jié)束單元格的路線，并且觸發(fā)了操作理解階段中的按鈕傳感器，從編程調(diào)試階段進入到了程序運行階段。綜上所述，本發(fā)明給出了一種通過實物編程塊來進行編程的方法并實現(xiàn)了實物編程系統(tǒng)，有效的簡化了編程語言的語法，優(yōu)化了之前的系統(tǒng)，并使得編程塊本身可以提供一定的反饋，兒童可以集中精力在解決問題本身的邏輯上，極大的提高了兒童對于編程的興趣，方便兒童和新手學習編程。
權(quán)利要求
1.一種基于紅外和無線傳輸技術(shù)的實物編程方法，其步驟為 1)選取或建立一套實物編程顯示環(huán)境，并將該實物編程顯示環(huán)境的語法語義判定規(guī)則存儲到實物編程處理模塊中； 2)用戶根據(jù)所選實物編程的任務(wù)及任務(wù)執(zhí)行規(guī)則擺放實物編程塊；其中，每一個實物編程塊包含有一單片機，所述單片機包括一無線模塊和一紅外模塊；實物編程塊的表面設(shè)有一個語義圖形和一反饋指示燈；每一實物編程塊具有唯一的一二進制標識碼； 3)實物編程塊通過紅外模塊將其二進制標識碼經(jīng)單片機編碼后發(fā)送給相鄰實物編程模塊，實物編程模塊的的單片機收到二進制標識碼后對其進行解碼； 4)服務(wù)器上的無線處理模塊輪詢每個實物編程塊的無線模塊，進行一對多雙向通信，無線處理模塊根據(jù)無線模塊發(fā)出的無線信息對實物編程塊的二進制碼排序，得到實物編程塊序列信息并將其發(fā)送給實物編程處理模塊；所述無線信息包括前一個實物編程塊的二進制標識碼和當前實物編程塊的二進制標識碼； 5)實物編程處理模塊將二進制序列信息轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的功能語義序列； 6)實物編程處理模塊判斷當前功能語義序列是否滿足該實物顯示環(huán)境的語法語義規(guī)貝U，并根據(jù)正確或錯誤情況提供相應(yīng)的反饋； 7)當根據(jù)所選實物編程的任務(wù)及任務(wù)執(zhí)行規(guī)則擺放的所有實物編程塊對應(yīng)的功能語義序列滿足該實物編程顯示環(huán)境的語法語義判定規(guī)則時，完成該實物編程的任務(wù)。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述無線處理模塊中包括一地址數(shù)組，該地址數(shù)組中存放了每個實物編程塊的識別碼。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述雙向通信過程中，對于實物編程塊，首先檢測是否收到相鄰實物編程塊的紅外信號，收到紅外信號的實物編程塊等待無線處理模塊進行詢問，若收到無線處理模塊的信號，則先檢驗是否是通知此實物編程塊錯誤，如果是，則使此實物編程塊上的反饋指示燈閃爍，否則此實物編程塊將其紅外模塊接收的前一個實物編程塊的標識碼和自身編程塊的標識碼反饋給無線處理模塊；對于無線處理模塊，首先實物編程塊的標識碼確定開始實物編程塊，然后詢問所述地址數(shù)組中識別碼所標識的某個實物編程塊，并等待設(shè)定時間，若沒收到反饋則詢問下一個實物編程塊，若收到反饋，則所述無線模塊，根據(jù)當前實物編程塊的無線信息查找其前一個實物編程塊的標識碼在該序列中的位置，若該位置之后無實物編程塊，則直接在該位置后加入當前實物編程塊；若該位置之后有實物編程塊，則消除該位置以及該位置之后的所有實物編程塊，并加入當前實物編程塊，得到實物編程塊序列信息。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述實物編程處理模塊判斷當前功能語義序列是否滿足該實物顯示環(huán)境的語法語義規(guī)則的方法為所述實物編程處理模塊從所述功能語義序列中取出命令，每取到一個命令后，判斷是否符合所述語法語義規(guī)則，如果不符合，則反饋提示信息，不執(zhí)行剩下的語義命令；如果符合，則繼續(xù)從所述功能語義序列中取出命令，直到取出所有命令或某個命令不符合所述語法語義規(guī)則。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述單片機對紅外信號使用脈沖寬度調(diào)制進行編碼和解碼。
6.一種基于紅外和無線傳輸技術(shù)的實物編程系統(tǒng)，其特征在于包括若干實物編程塊、一服務(wù)器，所述服務(wù)器包括一無線處理模塊、實物編程處理單元、實物編程顯示環(huán)境的輸出設(shè)備；所述實物編程處理單元分別與所述實物編程顯示環(huán)境的輸出設(shè)備、所述無線處理模塊連接；所述無線處理模塊用于與每個實物編程塊的無線模塊通過地址輪詢進行一對多雙向通信，得到實物編程塊構(gòu)成的二進制序列信息；所述實物編程處理單元用于將所述二進制序列信息轉(zhuǎn)換為功能語義序列，判斷當前采集的實物編程塊序列是否滿足所述實物編程顯示環(huán)境的語法語義判定規(guī)則，并根據(jù)判斷結(jié)果提供反饋信息；其中，每一所述實物編程塊包括一單片機、一語義圖像和反饋燈、一標識碼；所述單片機包含無線模塊和紅外模塊，相鄰實物編程塊通過所述紅外模塊進行通信，所述無線模塊用于與所述無線處理模塊通信。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于所述無線模塊向所述無線處理模塊發(fā)出的無線信息包括前一個實物編程塊的二進制標識碼和當前實物編程塊的二進制標識碼。
8.如權(quán)利要求6或7所述的系統(tǒng)，其特征在于所述無線處理模塊中包括一地址數(shù)組，該地址數(shù)組中存放了每個實物編程塊的識別碼。
9.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于所述單片機對紅外信號使用脈沖寬度調(diào)制進行編碼和解碼。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于紅外和無線傳輸技術(shù)的實物編程方法和系統(tǒng)，屬于人機交互領(lǐng)域。本方法為1)用戶根據(jù)實物編程的任務(wù)及任務(wù)執(zhí)行規(guī)則擺放實物編程塊；2)編程塊通過紅外模塊將其二進制標識碼發(fā)送給相鄰實物編程模塊；3)無線處理模塊輪詢每個實物編程塊的無線模塊，得到實物編程塊序列信息并將其發(fā)送給實物編程處理模塊；4)實物編程處理模塊將二進制序列信息轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的功能語義序列，并判斷當前功能語義序列是否滿足當前實物顯示環(huán)境的語法語義規(guī)則；5)當所有實物編程塊對應(yīng)的功能語義序列滿足該實物編程顯示環(huán)境的語法語義判定規(guī)則時，完成該實物編程的任務(wù)。本發(fā)明易于實現(xiàn)，避免錯誤的反饋，效率高。
文檔編號G09B19/00GK102789713SQ20121025196
公開日2012年11月21日 申請日期2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月19日
發(fā)明者張鋮, 王丹力, 王宏安, 顧天元 申請人:中國科學院軟件研究所