[发明专利]基于WIFI的便携式可视化硬件编程系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于WIFI的便携式可视化硬件编程系统及方法。本发明系统包括具有网页浏览器的编程设备，用于进行可视化的硬件编程；服务器，用于运行拖拽式编程系统，提供WIFI服务，以及实现嵌入式开发板上的程序烧录；拖拽式编程系统，提供一种可视化的编程环境，用于编写实验程序；WIFI通信模块，用于编程设备与服务器的无线连接和通信；嵌入式开发板，用于执行在编程设备上编写的实验程序，并控制外部设备运行；外部设备，用于执行嵌入式开发板的输出命令，呈现程序执行结果；外壳，用于封装服务器、嵌入式开发板、可充电电池和外部接口板。还公开了一种应用于上述系统的方法。上述方法简单易学，趣味性高，系统搭建方便且成本较低，可随时随地进行硬件编程，解决了硬件编程平台搭建难度大、编程复杂的问题。

技术领域

本发明属于电子技术类，属于硬件控制领域，涉及基于WIFI的便携式可视化硬件编程系统及方法。

背景技术

近年来，计算机编程热度逐步升温，已成为全球中学的热门课程。美国非营利机构Code.org从2013年开始举办“编程一小时“活动以来，集结了社会各界力量，召集了更多的学生来学习并挑战编程。2014年9月，英国教育部启用新的计算机教学大纲，新的大纲规定，孩子从5岁就得学习使用算法公式编程，从11岁学习程序设计语言。中国的少儿编程教育起步虽晚，但这两年的革新也是突飞猛进，2017年的中国浙江省高考加入了信息技术科目正是应证了这一点，而今后的教育改革也都会围绕这个变化来开展。现今，在全球有数百万数千万的孩子从小学习编程，可以看到编程正在逐渐成为一种普适的技能，而编程思维也正在成为一种必备的个人素质和社会要求。

针对以上现状和趋势，很多创客家族开始涉足青少年教育领域，尤其是编程教育，如爱创家、米思齐、编学边玩等。它们都通过对传统光标、指针类编程方式进行改革，采用新颖的可视化的编程方式，消除青少年对传统编程方式的恐惧，降低编程入门的门槛，从而调动青少年的积极性和兴趣，而且取得了不错的反响。但这种改革并不彻底，大家观念只是发生了从“代码编程”到“可视化拖拽式编程”的转换，而“编程要使用电脑”、“硬件开发需要串口调试”这些观念依然根深蒂固，并没有有效的利用时下流行的WIFI通信技术，并没有将趣味编程与当下流行的移动设备，如平板电脑、智能手机等灵活的结合起来，基于这个原因本专利发明了一种基于WIFI的便携式可视化硬件编程系统，并提出了相应的编程方法。它除了使用可视化、拖拽式编程技术之外，还通过引入平台服务器作为介质，巧妙地利用WIFI通信技术，实现了硬件编程的无线化和可视化，简化了传统的编程和调试方式，使青少年和爱好者更加专注于代码的设计和编程本身。

发明内容

本发明提供了一种基于WIFI的便携式可视化硬件编程系统及方法，解决了现有硬件编程平台搭建难度大、编程复杂的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种基于WIFI的便携式可视化硬件编程系统，它包括编程设备、服务器、拖拽式编程系统、WIFI通信模块、嵌入式开发板、外部设备，外壳，其特征在于，所述的编程设备不仅可以是具有网页浏览器的台式计算机，而且还可以是具有网页浏览器的智能手机、平板电脑、笔记本电脑；所述的拖拽式编程系统是搭建在所述服务器上的网站，其网页布局为：左侧是集成了硬件驱动模块的工具箱，其中罗列出若干个图标，每个图标集成了外部设备的控制模块，右侧是编辑区，用户通过拖拽的方式将左侧工具箱中的图标移动到右侧编辑区进行程序编写，编辑区右上角有一个“上传”按钮，它集成了使用所述WIFI通信模块将编写的程序烧录到所述的嵌入式开发板的功能模块，用户通过点击“上传”按钮实现一键烧录。所述的WIFI通信模块搭建在所述的服务器上，用于所述的编程设备与所述的服务器的无线连接和通信；所述的外部设备是指LED灯、数字式传感器、舵机、智能小车、智能机器人和无人机，用于执行所述的嵌入式开发板的输出命令，呈现程序执行结果；所述的外壳是一个长方体塑胶盒，用于封装所述的服务器、嵌入式开发板、可充电电池和外部接口，其外部有USB调试口、HDMI接口、运行指示灯、Micro USB充电口、5V/1A USB供电口、电量指示灯、reboot按键孔、外部设备接口。