2022年11月2日-8日，上海市科技艺术教育中心公示了第二届长三角青少年人工智能奥林匹克挑战赛“嘉年华—AI大挑战”项目获奖名单，我校共有7位同学获奖（见下表），其中初二（4）班黄依葶和预初（9）班黄梦洁同学荣获该项目市级一等奖。

黄依葶和黄梦洁这两位同学是姐妹俩，她们的项目背景就来源于实际生活。在炎炎夏日里，空调成了家里每个成员的“救命稻草”，卧室、客厅、书房里的空调齐开，有空调的房间才是她们生活和学习的活动区域。相比之下，厨房就成了家里的“禁区”，爸爸曾在一次做饭中挥汗如雨，一顿晚饭做完爸爸像是洗了个澡，再也没有心情享受美食，只能匆匆去浴室洗澡，由于厨房没有空调，烹饪带来的高温气体让厨房做饭变成了蒸桑拿，为了防止油烟泄露到客厅和卧室里，厨房不得不大门紧闭。基于此，她们就想用自己学习到的知识来设计制作一个智能家居空调调控系统，解决这个问题。

夏日厨房变“桑拿”

她们参赛作品的设计思路是：首先通过Laser Maker进行房屋及空调模型的设计与制作，并对空调不同管道口的控制部分做单独的模型制作。通过安装语音识别模块，扬声器，舵机，ESP32主控器，OLED屏幕来实现空调的开启与关闭，并通过语音控制舵机转动实现不同房间管道的开启与关闭。最后运用APP INVENTOR及IOT物联网模块来设计一个可以远程信息交互的手机APP控制软件，通过MQTT协议对智能家居空调系统进行远程控制。

房屋结构图及激光切割模型设计

在项目实施中，姐妹俩运用Laser maker对模型制作中的房屋框架进行了设计，并运用激光切割机对椴木板进行了切割和拼接。随后设计制作了桌椅，电视机，洗手台等不同房间里的特定元素模型，最后对切割好的模型进行粘结，组装。并加装了ESP32主控器、LD3322语音模块、OLED显示屏、舵机、扬声器模块，并对各个模块进行了线路的连接和调试。

房屋中不同房间及其元素模型制作

智能空调多管道语音控制模型

在智能家居空调调控系统中，她们首先通过设定好的唤醒词“小智小智”或“你好小智”将语音识别模块唤醒，然后通过不同的命令词“打开厨房空调”“打开卧室空调”“打开客厅空调”来发出指令，ESP32主控板在收到语音模块端口发出的电平变化信息后控制对应的舵机开启管道控制阀门，使得对应的房间里开始进行温度的调控。

最后，她们通过APP Inventor制作一款能够实时显示空调信息的手机软件，并针对不同家庭成员（成年人、老人、小孩）设计制作不同的界面及功能区域。使得家庭中的各个成员都能享受到智能家居空调系统带来的便捷，并提供一种全新的家庭空调状态信息获取方式。

软件界面设计手稿及APP界面设计

在制作的过程中，她们还搜集修改了很多图片来丰富她们的界面内容，并对其大小、格式、像素占比进行了匹配调整，对多个界面及界面之间的通讯程序，按键功能做了程序的编写，上图是她们制作的智能家居空调系统软件的界面及其对应的控制程序。

参赛体会：

经过整个项目的设计制作，让我们对于科学创新有了全新的认识。科学创新不仅仅是发明一个新玩意儿那么简单，通过科学严谨的探究过程，检测实验设计方案的可行性，不断优化调试才能真正实现有目的有意义的创新！感谢专家评委对我们作品和方案的肯定，我们会在未来继续强化学习，修改方案，完善作品中仍待提高的部分，也希望运用所知所学改善人们的生活，为早日实现碳达峰、碳中和助力！

撰稿、照片：黄依葶、黄梦洁

发布：许贞 

责编：史莉莉

监制：曾宪一