V3.0.3

全国青少年机械人技能等级考试标准_机械人_常识 智能写作

中国电子学会遍及事情委员会

中国电子学会科普培训与运用推广中央

全国青少年电子信息科普创新同盟

官方网站:www.kpcb.org.cn kp.cie-info.org.cn

官方考试平台:www.qceit.org.cn

2019 年 12 月

说 明

本标准由中国电子学会科普培训与运用推广中央制订。
V1版本由中国电子学会培训认证科普部开拓;V2/V3版本由全国青少年电子信息科普创新同盟标准事情组开拓,由中国电子学会遍及事情委员会审核通过,适用于由中国电子学会举办的全国青少年机器人技能等级考试,由经授权的全国青少年电子信息科普创新教诲基地、全国青少年机器人技能等级考试中央承担招生和考试做事事情。
本标准旨在引发和培养青少年学习当代机器人技能的激情亲切和兴趣,充分适应我国青少年的认知心理和水平,从力学、机器事理、电子信息和软件技能的入门实践出发,勾引青少年建立工程化、系统化的逻辑思维,使青少年机器人技能等级考试更具科普性、意见意义性和实践性。
本标准不以评价传授教化为目的,考察内容不是按照学校哀求设定,而是从制作机器人所须要的技能和知识,以及海内机器人教诲的遍及情形而确定,紧张以实践运用能力为主。
所有考察内容分为三个层次,理解、理解和节制,理解指对该项内容有初步的认知,理解指具备基本的知识构造,可以在实操中利用该项内容的知识,节制指具备系统的知识和运用能力。

本标准依照工业革命之后科学技能的发展进程由低到高分为一级至八级,个中一二级对应工业革命之后的机器时期,三四级对应电子时期,五六级对应信息时期,七八级对应智能时期。
八级及以上与中国电子学会全国电子信息专业技能职员水平评价(QCEIT)体系衔接,进入电子信息专业人才序列。
本标准版权属中国电子学会所有。
本标准利用者仅限于经中国电子学会直接授权的干系互助单位,包括全国青少年机器人技能等级考试做事中央、做事网点、咨询做事站、全国青少年电子信息科普创新教诲基地。
未经中国电子学会许可,任何单位及个人不得擅自复制、摘编、变造本标准所含笔墨、图片、链接等信息,违者将依法深究法律任务。
所有干系本标准的阐明权属于中国电子学会。

标准事情组织

标准事情组 组长:杨晋 副组长:程晨、曹盛宏、吴艳光

中方事情专家(按拼音排序):包明明、蔡志伟、陈炜、陈愈容、

范瑞峰、方明、李庚、李曦、李作林、鲁润泽、罗泰然、施宏伟、

王建军、王俊、王海涛、王鹏军、王镇山、王志军、奚海蛟、尤单

立、余翀、余河清、余文科、张永升

外方事情专家(按字母排序): Jesse Flot, Paul Copioli

标准参与单位(部分,排名不分先后): 北京大学(信息科学技能学院) 清华大学(信息技能研究院)

北京邮电大学(信息与通信工程学院) 东北大学(创新创业学院)

北京航空航天算夜学(电子信息工程学院) 陕西师范大学(教诲学院)

西安电子科技大学(通信工程学院) 南开大学(打算机与掌握工程学院)

Microsoft 微软(中国)有限公司 ARM 安谋电子科技(上海)有限公司

Innovation First International(创首国际)

上海享渔教诲科技有限公司 北京泺喜教诲科技有限公司

北京童程童美科技有限公司 北京童喜同心教诲科技有限公司

北京波罗教诲科技有限公司 北京数字博识科技有限公司

美科科技(北京)有限公司 北京优游宝贝教诲咨询有限公司

北京酷吧机器人科技有限公司 格物斯坦(上海)机器人有限公司

西安乐博士机器人有限公司 沈阳智行教诲科技有限公司

武汉飞航科技有限公司 深圳盛思科教文化有限公司

安徽省科普产品工程研究中央 浙江奥创教诲信息咨询有限公司

北京花开紫荆教诲科技有限公司 上海立爱教诲科技有限公司

立乐教诲科技(上海)有限公司 艾迪沃克国际教诲科技(北京)有限公司

标准推广单位(部分,排名不分先后): 河北省电化教诲馆 吉林省电化教诲馆 辽宁省电化教诲馆 河南省电化教诲馆

吉林市教诲局 延安市教诲局 青岛市教诲局 包头市电化教诲馆

文昌市教诲局 长治市教诲局 徐州市电化教诲馆 济宁市电化教诲馆

安康市电化教诲馆 蚌埠市电化教诲馆 汉中市电化教诲馆 临沂市电化教诲馆

邯郸市电化教诲馆 潍坊科技学院 苏州市教诲学会 辛集市教诲局

哈尔滨市电化教诲馆 河南省当代教诲技能研究院 呼和浩特市电化教诲馆

无锡市教诲信息化管理做事中央 山东电子学会 重庆市电子学会

四川省电子学会 四川西部教诲研究院 广东省机器人协会

浙江省机器人协会 福建省机器人科教协会 唐山市机器电子学会

贵州省教诲装备行业协会 内蒙古创新教诲学会 湖南省电子学会

陕西省教诲考试与评价研究会 上海青艺童创青少年景长中央

江西省青少年科技教诲协会 天津财经大学珠江学院 云南师范大学

宁波市电子学会 宁波市自动化学会 秦皇岛市青少年科技教诲协会

南京科技馆 丹阳市机器人协会 南通青年创客联合会 江苏理工学院

扬州市科技馆 盐城市机器人学会 阜新市科技馆 韶关市科技馆

山西科技***出版传媒集团 柳州市教诲培训协会 珠海市云打算与大数据学会

宜宾科技馆 遂宁市教诲和体育局 深圳市科技事情者联合会

湖北省潜江市江汉油田教诲集团电教馆 黄石市青少年机器人科普协会

满洲里市教研培训中央 通辽市科学技能协会 锡林浩特市青少年科技教诲学会

阿拉善盟电化教诲馆 乌海市当代教诲技能运用研究中央

巴彦淖尔市教诲信息中央 乌兰浩特市科学技能协会 乌鲁木齐市科普做事中央

注:以上推广单位名单在中国电子学会等级考试官网(www.qceit.org.cn)和科

普官网(www.kpcb.org.cn)上实时更新。

一级标准

科目:机器构造搭建、机器人常用知识。

形式:机器构造搭建采取实际操作的形式,机器人常用知识采取上机

考试形式。

器材:

构造件:能够知足考试哀求的构造件均可。

考察内容:

(一) 实践

1. 基本构造认知,理解重心和重力的观点

2. 节制六种大略机器事理(杠杆,轮轴,滑轮,斜面,楔,螺旋)

3. 理解齿轮和齿轮比的观点

4. 理解链传动和带传动的观点

5. 理解机器人常用底盘(轮式及履带)

(二) 知识

1. 理解主流的机器人影视作品及机器人形象

2. 节制稳定构造和不稳定构造的特性

3. 节制齿轮组变速比例的打算

4. 节制省力杠杆和费力杠杆

5. 节制动滑轮、定滑轮的特点

中国电子学会 全国青少年电子信息科普创新同盟

第 5 页

6. 理解带传动和链传动各自的优缺陷

7. 理解不同种类的齿轮

一级考试详细内容请参考:

《机器人根本技能传授教化》(电子制作杂志社出版,中国电子学会遍及事情委员会编著)第 1 至 9 章节

二级标准

科目:机器构造搭建、机器人常用知识。

形式:机器构造搭建采取实际操作的形式,机器人常用知识采取上机

考试形式。

器材:

构造件:能够知足考试哀求的构造件均可。

电子部分:包含可掌握电源通断的电池盒、电机及连接线既可。

考察内容:

(一) 实践

1. 闇练连接独立的电池盒、开关以及电机

2. 理解凸轮、滑杆、棘轮、曲柄、连杆等分外构造

3. 节制电机的运用,能够连接电机完成一定任务,完成旋转、往

复、摇摆等动作

(二) 知识

1. 理解中国及天下机器人领域的主要历史事宜

2. 理解机器人领域主要的科学家

3. 理解主要的机器人理论及干系人物

4. 节制凸轮、滑杆、棘轮、曲柄、蜗轮蜗杆等分外构造在生活中的运用

5. 节制如何区分不同的曲柄连杆机构

6. 理解电机的事情事理

7. 理解摩擦力的产生条件和分类

8. 理解凸轮机构中从动件的运动轨迹

二级考试详细内容请参考:

《机器人根本技能传授教化》(电子制作杂志社出版,中国电子学会遍及事情委员会编著)

三级标准 (图像化编程+模块搭建+电子电路)

科目:图形化编程、电子电路搭建、机器人常用知识。

形式:软件知识、硬件知识、机器人常用知识采取上机考试形式。

子电路搭建采取现场实际操作形式。

器材及软件:

核心掌握板:Arduino开源硬件掌握板,包含硬件的事理图、勾引

程序(如果含)、开源的开拓环境及源码。
目前支持的掌握板种类及

型号,请至官方网站查询。

电子部分:与核心掌握板配套的电子元件或模块。

开拓软件:能够完成开源硬件掌握板程序开拓的图形化编程软件

即可。
建议采取 Mixly软件。

考察内容:

(一) 知识

1. 理解电子电路领域的干系理论、干系人物及前沿科技时势

2. 理解电流、电压、电阻、欧姆定律、导体、半导体等观点

3. 理解串联、并联的观点

4. 理解二极管的特性

5. 理解掌握系统的基本事情流程

6. 理解仿照量、数字量、I/O口输入输出等观点

7. 节制图形化编程软件的利用

8. 节制图形化环境下,程序设计的三种基本构造、变量的定义及

利用

9. 节制图形化编程环境下,数学、比较、逻辑运算

10.节制程序流程图的绘制

(二) 电子电路、图形化编程

1. 节制大略的串联、并联电路、稠浊连接的电路连接

2. 节制搭建不同的 LED显示效果的电路

3. 节制处理按键类型数字输入旗子暗记的电路

4. 节制利用光敏电阻搭建环境光芒检测感应的电路

5. 节制通过可调电阻掌握 LED的亮度变革的电路

6. 节制通过蜂鸣器发出不同音调的电路

7. 节制通过图形化编程,利用超声波传感器、舵机以及红外遥控器

8. 节制通过图形化编程、利用不同传感器、实行器,实现大略的交互装置

三级考试详细内容请参考:

《智能硬件项目教程》(北京航空航天算夜学出版社出版,中国电子学会等编著)第 1 至 6 章节

四级标准

科目:代码编程、机器人搭建、机器人常用知识。

形式:软件知识、硬件知识、机器人常用知识采取上机考试形式。

子电路搭建、机器人搭建采取现场实际操作形式。

器材及软件:

构造件:能够知足考试哀求的构造件均可。

核心掌握板:Arduino开源硬件掌握板,包含硬件的事理图、勾引

程序(如果含)、开源的开拓环境及源码。
目前支持的掌握板种类及

型号,请至官方网站查询。

电子部分:与核心掌握板配套的电子元件或模块。

编程措辞:Arduino C/C++

IDE 软件:能够完成开源硬件掌握板程序代码编写的软件即可。

前支持的软件包括 Arduino IDE等。

考察内容:

四级标准内容向下席卷三级内容,相同的考察内容未在此列出。

(一)知识

1. 理解细分领域的机器人理论及干系人物及前沿科技时势

2. 节制数值在二进制、十进制和十六进制之间进行转换

3. 节制上拉、下拉电阻电路的基本观点

4. 节制仿照量、数字量、I/O口输入输出等观点

5. 节制程序设计的三种基本构造、自定义函数

6. 节制变量及变量的浸染域

7. 节制数学、比较及逻辑运算

8. 节制直流电机运动掌握及伺服电机(舵机)掌握

9. 节制已有的一些传感器功能函数的利用

10. 节制类库观点、安装及利用

11. 理解三极管的功能

12. 理解常用传感器、实行器的事情事理

13. 理解开环掌握和闭环掌握

14. 理解自律型(反馈型)机器人的行动办法

(二)机器人搭建

实际操作紧张是搭建能够完成指界说务的机构,与措辞程序设计

中的内容有部分交叉。

1. 节制利用输出数字旗子暗记的传感器,如灰度传感器(循迹模块)、靠近开关、触碰传感器

2. 节制利用输出仿照旗子暗记的传感器,如光芒强度传感器

3. 节制利用输出数字脉冲旗子暗记的传感器,如超声波测距传感器、红外遥控旗子暗记吸收传感器

4. 节制通过掌握器 I/O口实现数字旗子暗记、仿照旗子暗记的读写

5. 节制通过编程掌握伺服电机(舵机)实现指定迁徙改变

6. 节制通过编程掌握机器人平台移动

7. 节制通过编程利用三极管掌握电路通断

8. 节制大略的自律型机器人制作,如自动跟随、大略避障、单线条巡线

四级考试详细内容请参考:

《智能硬件项目教程》(北京航空航天算夜学出版社出版,中国电子学会等编著)第 2 至 10 章节

五级标准

科目:代码编程、电子电路搭建、机器人常用知识。

形式:软件知识、硬件知识、机器人常用知识采取上机考试形式。

子电路搭建、机器人搭建采取现场实际操作形式。

器材及软件:

核心掌握板:ESP32开源硬件掌握板,包含硬件的事理图、勾引程序(如果含)、操作系统(如果含)、开源的开拓环境及源码。
目前支持的掌握板种类及型号,请至官方网站查询。

电子部分:与核心掌握板配套的电子元件或模块。

编程措辞:Arduino C/C++、ESP32 for Arduino

IDE 软件:能够完成开源硬件掌握板程序代码编写的软件即可。
目前支持的软件包括 Arduino IDE等。

考察内容:

(一) 知识

1. 理解集成电路、微掌握器领域的有名产品,重大工程项目及前沿科技时势

2. 节制掌握板的基本功能和特性

3. 理解中断程序的运行机制

4. 节制中断回调函数的利用

5. 节制一维数组及二维数组的运用

6. 理解 UART串行通信基本事理

7. 理解报文的含义和组成

8. 节制数据位的操作

9. 节制利用串口库进行串口数据的读写操作

10.节制字符串的基本操作

(二) 电子电路搭建

1. 节制数码管和 LED点阵的利用

2. 节制通过软件实现按键消抖

3. 节制移位寄存器芯片 74HC595的利用

4. 节制通过 UART 进行数据通信,如利用蓝牙模块或与打算机通信

5. 节制 EEPROM的读写操作

五级考试详细内容请参考:

《全国青少年机器人技能等级考试 5-6 级教材》第 1 至 4 章节

六级标准

科目:代码编程、电子电路搭建、机器人常用知识。

形式:软件知识、硬件知识、机器人常用知识采取上机考试形式。

子电路搭建、机器人搭建采取现场实际操作形式。

器材及软件:

构造件:能够知足考试哀求的构造件均可。

核心掌握板:ESP32开源硬件掌握板,包含硬件的事理图、勾引程序(如果含)、操作系统(如果含)、开源的开拓环境及源码。
目前支持的掌握板种类及型号,请至官方网站查询。

电子部分:与核心掌握板配套的电子元件或模块。

编程措辞:Arduino C/C++、ESP32 for Arduino

IDE 软件:能够完成开源硬件掌握板程序代码编写的软件即可。
目前支持的软件包括 Arduino IDE等。

考察内容:

(一)知识

1. 理解中国及天下机器人领域的有名产品,重大工程项目及前沿科技时势

2. 理解 I2C总线通信根本知识

3. 理解 SPI总线通信根本知识

4. 理解互联网根本知识

5. 理解 HTML的基本构造

6. 理解步进电机的事情事理及运动掌握

7. 理解 PID掌握基本观点

8. 理解姿态传感器的根本知识

9. 节制利用 I2C库进行数据的读写操作

10. 节制利用 WiFi库进行 Web做事器的建立、数据读入和输出

(二)机器人搭建

1. 节制步进电机的利用,能够利用它们完成指定的动作

2. 节制通过 WiFi对硬件进行读写操作

3. 节制通过 I2C库获取传感器的值,如获取 I2C接口的姿态传感器的值

4. 节制通过 I2C库掌握液晶显示屏

5. 节制利用中断读取码盘数据

6. 节制比例掌握,掌握机器人按照指定路线移动

六级考试详细内容请参考:

《全国青少年机器人技能等级考试 5-6 级教材》第 5 至 8 章节

七级标准

科目:代码编程、机器人搭建、机器人常用知识。

形式:机器人搭建采取实际操作的形式,机器人常用知识采取上机考试形式。

器材及软件:

构造件:能够知足考试哀求的构造件均可。

核心掌握板:开源硬件掌握板,包含硬件的事理图、勾引程序(如果含)、操作系统(如果含)、开源的开拓环境及源码。
目前支持的掌握板种类及型号,请至官方网站查询。

电子部分:与核心掌握板配套的电子元件或模块,包含无线通信模块。

开拓软件:能够完成开源硬件掌握板程序开拓的软件即可。
目前支持的软件种类及版本,请至官方网站查询。

考察内容:

(一) 知识

1. 节制阐明型编程措辞的运用

2. 理解多种编程措辞的形式和特点

3. 理解不同处理器之间的差别

4. 节制常用 Linux命令行操作

5. 节制常用的算法

6. 理解人工智能的基本知识

(二) 机器人搭建

节制一个通过 WiFi来掌握的机器人的制作,做事器端运行在机器人上,可以掌握机器人的移动以及机器臂的运动,同机遇器人能够自己处理避障、防跌落的情形。

八级标准

科目:代码编程、机器人搭建、机器人常用知识。

形式:机器人搭建采取实际操作的形式,机器人常用知识采取上机考试形式。

器材及软件:

构造件:能够知足考试哀求的构造件均可。

核心掌握板:开源硬件掌握板,包含硬件的事理图、勾引程序(如

果含)、操作系统(如果含)、开源的开拓环境及源码。
目前支持的掌握板种类及型号,请至官方网站查询。

电子部分:与核心掌握板配套的电子元件或模块,包含无线通信模块。

开拓软件:能够完成开源硬件掌握板程序开拓的软件即可。
目前

支持的软件种类及版本,请至官方网站查询。

考察内容:

(一) 知识

1. 理解常用嵌入式系统软件

2. 理解常见的机器人操作系统

3. 理解深度学习的基本知识

4. 节制调用人工智能算法进行语音识别

5. 节制调用人工智能算法对图像进行分类和识别

(二) 机器人搭建

1. 节制非特定语音掌握机器人的内容,机器人通过网络来处理语音信息

2. 节制让机器人跟随特定的颜色或物体进行移动的内容

3. 节制让机器人识别人类的面部表情并完成指定的任务的内容

4. 节制让机器人识别指定的图案或笔墨并完成指定的任务