基于有形编程指令积木的编程教育系统及其营销策略方法与流程

本发明涉及编程教育技术领域，具体涉及基于有形编程指令积木的编程教育系统及其营销策略方法。

背景技术：

目前编程教育系统的营销策略主要有两种：第一种是通过培训机构和学校，与课程搭配销售，是tob的一种营销模式；第二种是通过电子商务平台直接销售，是toc的一种营销模式，其中也包括在众筹网站如京东众筹、天猫众筹的销售。

目前toc的营销模式，营销成本非常大，尤其是对于新兴品牌，需要一个市场认知的过程。

所以很多编程教育产品走的是tob的营销模式，比如奇幻工房的达奇(dash)和达达(dot)这两款机器人已被美国很多的小学、幼儿园和早教机构使用。

tob的营销模式是比较稳健的，只要能够进入培训机构和学校，就基本上长期占领了教育市场。但是要进入中国的学校不仅仅要产品好，更有各种壁垒和利益链条牵扯，不是一个简单的市场营销的领域。

本发明选择了一种toc的，但是有别于传统的通过电子商务平台的营销模式，是一种全新的线上线下结合的，以编程玩具租赁促销售的模式。

现在越来越多的孩子在学习有形编程，在各种有形编程的教具中，采用玩积木的方式来学习编程的教具是最受孩子们喜欢和接受的。但目前使用玩积木来学习编程的还只是孩子中的很小一部分孩子，大部分孩子没使用玩积木来学习编程的主要原因是很多孩子从没听说过玩积木还能学到编程的这一理念。而且积木编程的种类很多，同一套积木编程玩具玩熟悉后孩子失去新鲜感后就不太喜欢玩了。

技术实现要素：

本发明是为了解决孩子在学习编程时必须使用屏幕，而使用屏幕的时间和要控制孩子使用屏幕的时间之间存在冲突的不足，目的一是提供一种便于推广编程玩具的营销策略。目的二是提供一种该编程玩具能让孩子在学习编程时无需使用屏幕就能学习编程，可靠性高，趣味性好的基于有形编程指令积木的编程教育系统及其营销策略方法。

以上技术问题是通过下列技术方案解决的：

基于有形编程指令积木的编程教育系统的营销策略方法，编程教育系统包括三种编程玩具，所述三种编程玩具分别为可编程的积木、电脑和机器人；编程教育系统的营销策略方法包括定点区域编程玩具租赁营销策略，定点区域编程玩具租赁营销策略如下：

a1)在各小区或商场门口放置能自动租赁编程玩具的租赁机，在租赁机上的视频介绍编程教育的重要性、编程玩具的亮点和使用方法，吸引过路的人群；

a2)用户通过刷支付宝从租赁机上租走编程玩具；

a3)用户在手机上安装租赁编程玩具的app，通过app学习编程玩具的使用方法和编程课程，让孩子爱上编程玩具；并告知用户编程教育的重要性，以及更多的外设设备升级款和编程教育的长期课程，购买外设设备升级链接，增加用户的购买欲；

a4)推荐用户添加微信号或微信公众号，参与编程教育互动；

a5)用户归还编程玩具到租赁机；

a6)工作人员定期检查归还在租赁机中的编程玩具情况，并进行消毒处理。

本方案营销策略便于对编程玩具进行推广，能降低用户试用编程玩具的成本，并能使商家较快建立编程玩具的销售市场。

作为优选，用户通过刷支付宝从租赁机上租走编程玩具的流程如下：

b1)编程玩具放入租赁机的柜子内，启动租赁机主程序；

b2)让租赁机的视频循环播放steam教育、编程教育宣传片；

b3)用户点击屏幕上的租赁按钮，跳出二维码，提示用支付宝扫码，并展示租赁价格和对用户支付宝芝麻信用的要求；

b4)用户扫码后获取到用户账号，检查是否为实名认证用户，并判断用户芝麻信用是否达标，如果审核通过，则开启柜门，提示用户取走编程玩具；只有在用户的支付宝已经实名认证并且芝麻信用满足设定分数后才能允许该用户租赁编程玩具；

b5)视频和音频提示用户编程玩具归还流程和注意事项，并建议用户当场检查编程玩具是否有损坏；

b6)如果编程玩具有损，则由用户点击屏幕报损按钮，租赁机将打开柜门，用户归还编程玩具；系统通知管理员报告编程玩具有损，管理员将定期检查报损编程玩具；在用户归还编程玩具后该用户就能继续租赁编程玩具；

b7)如果编程玩具无破损，系统更新用户状态为租赁用户，开始计时计费。

本方案营销策略便于对编程玩具进行推广，能降低用户试用编程玩具的成本。

作为优选，用户归还编程玩具到租赁机的流程如下：

c1)用户点击租赁机上的归还按钮；

c2)租赁机上的视频展示二维码，提示用户用支付宝扫描；

c3)判断用户为租赁用户，打开空的柜门，让用户归还编程玩具；

c4)用户关上柜门，系统更新用户状态为归还中；

c5)系统通知管理员有用户归还，管理员定期检查归还的编程玩具是否完好无损，并消毒已归还的编程玩具，同时更新用户状态为已归还，并相应增加用户的芝麻信用分；

c6)如果编程玩具有毁损，通知用户，做出违规记录。

本方案营销策略便于对编程玩具进行推广，能降低用户试用编程玩具的成本。

作为优选，编程教育系统的营销策略方法还包括线上编程玩具营销策略，所述线上编程玩具营销策略如下：

d1)通过租赁机获取精准用户数据，向精准用户推送促销活动或在线直播课程信息；

d2)在天猫、京东上开网店，线上售卖编程玩具。

编程教育系统的营销策略方法还包括高端用户编程玩具营销策略，所述高端用户编程玩具营销策略如下：

针对高端用户，开放线上、线下一对一授课平台，由通过认证的教师在线上一对一教授孩子如何通过编程玩具学习编程，平台只收取平台服务费。

本方案营销策略便于对编程玩具进行推广，能降低用户试用编程玩具的成本。

编程教育系统包括三种编程玩具，所述三种编程玩具分别为可编程的积木、电脑和机器人；所述积木有若干个，并在每个积木上都分别设有能将任意两个积木进行两两相互可分开式固定对接连接在一起的固定连接机构和能将任意两个积木进行两两相互可分开式数据线对接连接在一起的数据传输接口；在若干个积木中包括一个主控积木、若干个指令积木和若干个参数积木；在主控积木上分别设有主控模块和木端通信模块，木端通信模块和设置在主控积木上的数据传输接口分别与主控模块连接；在每个指令积木上分别设有指令模块，设置在同一个指令积木上的数据传输接口和指令模块连接；在每个参数积木上分别设有参数模块，设置在同一个参数积木上的数据传输接口和参数模块连接；在电脑上设有脑端通信模块；在机器人上设有机端蓝牙mesh模块和能控制机器人进行各种基本动作的机端控制模块，机端蓝牙mesh模块与机端控制模块相连接；主控积木上的木端通信模块能同时与机器人上的机端蓝牙mesh模块和电脑上的脑端通信模块通信连接。

通过积木这种有形模块让孩子边玩边学习编程。制作一个个有形的积木模块代替复杂的计算机代码，有了它就能让小孩都可以学习编程了。通过积木进行有形编程，正是利用孩子们在玩乐当中学习的天性与计算机思维结合在一起，从而让编程变得简单容易。

本发明将scratch里的部分指令搬到了现实中，成为现实中可搭接的积木，孩子能完全脱离屏幕，直接通过指令积木，完成编程，控制被控制对象机器人等。

同时，本发明相比于google的projectbloks这样的有形编程，本发明解决了能在同一个产品里，将有形编程直接过渡到软件编程，实现编程教育的目的，让孩子最终能够学会通过编程语言进行编程。

本发明可实时将积木搭建出的指令同步到ipad或电脑中，实时查看转化成的高级编程语言，如javascript或python，并可执行或单步执行程序，进行debug编程工具。

孩子在学习编程时无需使用屏幕，采用积木连接方式将要执行的程序写入主控模块中，由主控模块根据写入的程序去控制被控制对象完成相应的指令动作，从而实现无需屏幕就能让孩子学习编程，可靠性高，趣味性好。

作为优选，若干个指令积木则有若干个指令模块，并且这若干个指令模块为基础指令集；基础指令集包括执行函数指令、循环控制指令、逻辑判断指令和基本动作指令；若干个参数积木则有若干个参数模块，并且这若干个参数模块是为基础指令集提供指令参数的辅助指令集；所述辅助指令集包括用于执行函数指令的函数名、可调节数字模块、可调节角度模块和可调节是否模块。

基础指令集和辅助指令集的配合能让机器人运行孩子需要的各种动作，大大提高了机器人运行动作的使用范围，便于孩子探索机器人的各种运行动作，增加编程兴趣和玩积木的乐趣。

作为优选，固定连接机构包括能相互磁性吸住的若干个磁铁；在积木的每个壁面内都分别嵌入有至少一个磁铁；两个积木之间通过设置在这两个积木对应壁面内的磁铁磁性吸住后固定对接连接在一起；数据传输接口包括若干个插座和与插座匹配的插头，在每个积木的至少一个壁面上设置有插座，在每个积木的至少一个壁面上设置有插头，并且在同一个积木上的插头和插座不在该积木的同一个壁面上；设置在主控积木上的插头和插座分别与设置在该主控积木上的主控模块连接；设置在同一个指令积木上的插头和插座分别与设置在该个指令积木上的指令模块连接；设置在同一个参数积木上的插头和插座分别与设置在该个参数积木上的参数模块连接。

这种结构易于将两个积木对接连接在一起，并且两个积木对接连接后，这两个积木之间的数据信号传输稳定性好，信号不易中断。

作为优选，在积木内设有木腔，在木腔内设有与该积木上的插头个数相等的支点和与支点个数相等的拉绳，在每个支点上分别设有杠杆；在支点左方的木腔内设有一号定滑轮，在支点右方的木腔内设有二号定滑轮；在插头处的积木内设有与木腔相连通的头滑孔，插头滑动连接在头滑孔内，并在头滑孔内设有能将插头往头滑孔的木腔端挤压的头挤压弹簧；在磁铁处的积木内设有与木腔相连通的磁滑孔，磁铁滑动设置在磁滑孔内，并在磁滑孔内设有能将磁铁往磁滑孔的木腔端挤压的磁挤压弹簧；杠杆的阻力臂端部设有滚轮，滚轮滑动连接在插头的里端面上；拉绳的一端固定连接在杠杆的动力臂端部，拉绳的另一端依次经过二号定滑轮和一号定滑轮后固定连接在磁铁的里端面上；杠杆的动力臂长度大于杠杆的阻力臂长度。

这种结构可靠性高，在两个积木通过磁铁固定连接在一起后，磁铁的力还能同时让其中一个积木的插头上的金属插条插入连接在另一个积木的插座的插孔内。并在这两个积木分开后，插头上的金属插条缩入到积木内，易于使用，在使用过程中插头上的金属插条不易伤到手，使用简单，安全方便，可靠性好。

作为优选，在插孔内的上孔壁上向上设有与插头的金属插头个数相等的竖直孔，在每个竖直孔上方的积木内都分别设有与对应竖直孔相连通的水平孔；在每个水平孔内都分别设有能左右移动的右磁铁，在每个右磁铁的下表面上都设有从左往右朝下倾斜的挤压斜面，在每个右磁体右方的水平孔内都分别设有水平拉力弹簧，每根水平拉力弹簧的两端分别固定连接在对应右磁铁的右端面上和对应水平孔的右孔壁上；在每个竖直孔内分别设有能上下滑动的绝缘竖直滑块，在每个绝缘竖直滑块上方的对应竖直孔内分别设有能上下滑动的竖直柱，在每个绝缘竖直滑块与对应竖直柱之间的对应竖直孔内分别活动设有竖直弹簧，每条竖直弹簧的上端固定连接在对应竖直柱的下表面上，每条竖直弹簧的下端分别固定连接在对应绝缘竖直滑块的上表面上；在插孔的里端面上端分别设有与插头的金属插条个数相等且与金属插条一对一匹配对应的弹性导电金属片，每个弹性导电金属片的外端分别位于对应绝缘竖直滑块的正下方；弹性导电金属片导电连接在数据传输接口的数据传输线上；在弹性导电金属片的外端设有开口朝上的圆弧段，并且弹性导电金属片的圆弧段外端位于绝缘竖直滑块的正下方；在每个绝缘竖直滑块的下端面上设有下滚珠；在每个竖直柱的上端面上设有上滚珠；每个下滚珠分别压紧在对应弹性导电金属片的上表面外端，每个上滚珠分别压紧在对应右磁铁的挤压斜面上；在头滑孔内的上孔壁上向上设有与水平孔个数相等且一对一匹配对应的装磁孔，在每个装磁孔内都分别设有能与对应右磁铁的磁力相吸的左磁铁。

本方案使得积木连接后可靠性高，便于推广编程玩具的营销策略。当插头的金属插条插入连接在插座的插孔内后，右磁铁受到左磁铁的磁力吸引，右磁铁在水平孔内向左移动，挤压斜面挤压上滚珠向下移动，使得竖直柱向下移动，竖直柱向下移动的结果就会让绝缘竖直滑块向下移动，从而使得下滚珠向下移动，使得下滚珠压紧在弹性导电金属片的上表面外端，从而让弹性导电金属片的下表面压紧导电连接在插头的金属插条上，使得金属插条与数据传输接口的数据传输线之间导通，从而使得两个积木之间的数据传输更加稳定可靠。当插头的金属插条从插座的插孔内退出后，右磁铁在水平拉力弹簧的拉力作用下向右移动，下滚珠的弹性导电金属片向上的弹力作用下向上移动。从而使得上滚珠向上移动来降低下滚珠压在弹性导电金属片上的压力，可靠性好。

本发明能够达到如下效果：

本发明的营销策略便于对编程玩具进行推广，能降低用户试用编程玩具的成本，并能使商家较快建立编程玩具的销售市场。本发明还让孩子在学习编程时无需使用屏幕，采用积木连接方式将要执行的程序写入主控模块中，由主控模块根据写入的程序去控制被控制对象完成相应的指令动作，从而实现无需屏幕就能让孩子学习编程，可靠性高，趣味性好。

附图说明

图1为本发明实施例用户通过刷支付宝从租赁机上租走编程玩具的流程图。

图2为本发明实施例用户归还编程玩具到租赁机的流程图。

图3为本发明实施例主控积木和参数积木都还没有连接在指令积木上时的一种连接结构示意图。

图4为本发明实施例主控积木和参数积木都已经分别连接在指令积木上后的一种连接结构示意图。

图5为本发明实施例参数积木还未连接在指令积木上时的一种连接结构示意图。

图6为本发明实施例参数积木已经连接在指令积木上后的一种连接结构示意图。

图7是图5中77处的一种局部放大连接结构示意图。

图8是图6中竖直孔处的一种局部放大连接结构示意图。

图9为本发明实施例闯关板处的一种连接结构示意图。

图10为本发明实施例电脑和机器人分别与积木相连接的一种电路原理连接结构示意框图。

图11为本发明实施例一个主控积木、若干个指令积木和若干个参数积木相互连接在一起的一种连接结构示意框图。

图12为本发明实施例执行函数指令的一种流程图。

图13为本发明实施例存储函数定义的一种流程图。

图14为本发明实施例指令积木控制机器人的一种流程图。

图15为本发明实施例参数模块的一种电路原理连接结构示意图。

图16为本发明实施例指令模块的一种电路原理连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1，基于有形编程指令积木的编程教育系统的营销策略方法，参见图1、图2、图10所示，编程教育系统包括三种编程玩具，所述三种编程玩具分别为可编程的积木47、电脑38和机器人48；编程教育系统的营销策略方法包括定点区域编程玩具租赁营销策略，定点区域编程玩具租赁营销策略如下：

a1)在各小区或商场门口放置能自动租赁编程玩具的租赁机，在租赁机上的视频介绍编程教育的重要性、编程玩具的亮点和使用方法，吸引过路的人群；

a2)用户通过刷支付宝从租赁机上租走编程玩具；

a3)用户在手机上安装租赁编程玩具的app，通过app学习编程玩具的使用方法和编程课程，让孩子爱上编程玩具；并告知用户编程教育的重要性，以及更多的外设设备升级款和编程教育的长期课程，购买外设设备升级链接，增加用户的购买欲；

a4)推荐用户添加微信号或微信公众号，参与编程教育互动；

a5)用户归还编程玩具到租赁机；

a6)工作人员定期检查归还在租赁机中的编程玩具情况，并进行消毒处理。

参见图1所示，用户通过刷支付宝从租赁机上租走编程玩具的流程如下：

b1)编程玩具放入租赁机的柜子内，启动租赁机主程序；

b2)让租赁机的视频循环播放steam教育、编程教育宣传片；

b3)用户点击屏幕上的租赁按钮，跳出二维码，提示用支付宝扫码，并展示租赁价格和对用户支付宝芝麻信用的要求；

b4)用户扫码后获取到用户账号，检查是否为实名认证用户，并判断用户芝麻信用是否达标，如果审核通过，则开启柜门，提示用户取走编程玩具；只有在用户的支付宝已经实名认证并且芝麻信用满足设定分数后才能允许该用户租赁编程玩具；

b5)视频和音频提示用户编程玩具归还流程和注意事项，并建议用户当场检查编程玩具是否有损坏；

b6)如果编程玩具有损，则由用户点击屏幕报损按钮，租赁机将打开柜门，用户归还编程玩具；系统通知管理员报告编程玩具有损，管理员将定期检查报损编程玩具；在用户归还编程玩具后该用户就能继续租赁编程玩具；

b7)如果编程玩具无破损，系统更新用户状态为租赁用户，开始计时计费。

参见图2所示，用户归还编程玩具到租赁机的流程如下：

c1)用户点击租赁机上的归还按钮；

c2)租赁机上的视频展示二维码，提示用户用支付宝扫描；

c3)判断用户为租赁用户，打开空的柜门，让用户归还编程玩具；

c4)用户关上柜门，系统更新用户状态为归还中；

c5)系统通知管理员有用户归还，管理员定期检查归还的编程玩具是否完好无损，并消毒已归还的编程玩具，同时更新用户状态为已归还，并相应增加用户的芝麻信用分；

c6)如果编程玩具有毁损，通知用户，做出违规记录。

编程教育系统的营销策略方法还包括线上编程玩具营销策略，所述线上编程玩具营销策略如下：

d1)通过租赁机获取精准用户数据，向精准用户推送促销活动或在线直播课程信息；

d2)在天猫、京东上开网店，线上售卖编程玩具。

编程教育系统的营销策略方法还包括高端用户编程玩具营销策略，所述高端用户编程玩具营销策略如下：

针对高端用户，开放线上、线下一对一授课平台，由通过认证的教师在线上一对一教授孩子如何通过编程玩具学习编程，平台只收取平台服务费。

实施例1的营销策略便于对编程玩具进行推广，能降低用户试用编程玩具的成本，并能使商家较快建立编程玩具的销售市场。

实施例2，基于有形编程指令积木的编程教育系统，参见图3、图4、图10、图11所示，编程教育系统包括三种编程玩具，所述三种编程玩具分别为可编程的积木47、电脑38和机器人48；所述积木有若干个，并在每个积木上都分别设有能将任意两个积木进行两两相互可分开式固定对接连接在一起的固定连接机构和能将任意两个积木进行两两相互可分开式数据线对接连接在一起的数据传输接口；在若干个积木中包括一个主控积木26、若干个指令积木1和若干个参数积木21；在主控积木上分别设有主控模块44和木端通信模块43，木端通信模块和设置在主控积木上的数据传输接口27分别与主控模块连接；在每个指令积木上分别设有指令模块45，设置在同一个指令积木上的数据传输接口30和指令模块连接；在每个参数积木上分别设有参数模块，设置在同一个参数积木21上的数据传输接口22和参数模块46连接；在电脑上设有脑端通信模块；在机器人上设有机端蓝牙mesh模块和能控制机器人进行各种基本动作的机端控制模块，机端蓝牙mesh模块与机端控制模块相连接；主控积木上的木端通信模块能同时与机器人上的机端蓝牙mesh模块和电脑上的脑端通信模块通信连接。

参见图3、图4、图10、图11所示，若干个指令积木则有若干个指令模块，并且这若干个指令模块为基础指令集；基础指令集包括执行函数指令、循环控制指令、逻辑判断指令和基本动作指令；若干个参数积木则有若干个参数模块，并且这若干个参数模块是为基础指令集提供指令参数的辅助指令集；所述辅助指令集包括用于执行函数指令的函数名、可调节数字模块、可调节角度模块和可调节是否模块。

所述基本动作指令包括能让机器人执行基本动作的机器人基本动作指令，所述机器人基本动作指令包括前进指令、后退指令、左转指令、右转指令、转圈指令、发声指令、闪光指令、前倾斜指令、后倾斜指令、左倾斜指令、右倾斜指令、抬起指令和放下指令。

参见图3、图4、图10、图11所示，固定连接机构包括能相互磁性吸住的若干个磁铁；在积木的每个壁面内都分别嵌入有至少一个磁铁；两个积木之间通过设置在这两个积木对应壁面内的磁铁磁性吸住后固定对接连接在一起；数据传输接口包括若干个插座和与插座匹配的插头，在每个积木的至少一个壁面上设置有插座，在每个积木的至少一个壁面上设置有插头，并且在同一个积木上的插头和插座不在该积木的同一个壁面上；设置在主控积木上的插头和插座分别与设置在该主控积木上的主控模块连接；设置在同一个指令积木上的插头和插座分别与设置在该个指令积木上的指令模块连接；设置在同一个参数积木上的插头和插座分别与设置在该个参数积木上的参数模块连接。

参见图5、图6、图7、图8所示，在积木内设有木腔10，在木腔内设有与该积木上的插头个数相等的支点6和与支点个数相等的拉绳5，在每个支点上分别设有杠杆3；在支点左方的木腔内设有一号定滑轮2，在支点右方的木腔内设有二号定滑轮9；在插头处的积木内设有与木腔相连通的头滑孔13，插头滑动连接在头滑孔内，并在头滑孔内设有能将插头往头滑孔的木腔端挤压的头挤压弹簧11；在磁铁处的积木内设有与木腔相连通的磁滑孔17，磁铁滑动设置在磁滑孔内，并在磁滑孔内设有能将磁铁往磁滑孔的木腔端挤压的磁挤压弹簧12；杠杆的阻力臂4端部设有滚轮8，滚轮滑动连接在插头的里端面上；拉绳的一端固定连接在杠杆的动力臂7端部，拉绳的另一端依次经过二号定滑轮和一号定滑轮后固定连接在磁铁的里端面上；杠杆的动力臂长度大于杠杆的阻力臂长度。

参见图5、图6、图7、图8所示，在插孔内的上孔壁上向上设有与插头的金属插头个数相等的竖直孔65，在每个竖直孔上方的积木内都分别设有与对应竖直孔相连通的水平孔87；在每个水平孔内都分别设有能左右移动的右磁铁80，在每个右磁铁的下表面上都设有从左往右朝下倾斜的挤压斜面84，在每个右磁体右方的水平孔内都分别设有水平拉力弹簧88，每根水平拉力弹簧的两端分别固定连接在对应右磁铁的右端面上和对应水平孔的右孔壁上；在每个竖直孔内分别设有能上下滑动的绝缘竖直滑块69，在每个绝缘竖直滑块上方的对应竖直孔内分别设有能上下滑动的竖直柱90，在每个绝缘竖直滑块与对应竖直柱之间的对应竖直孔内分别活动设有竖直弹簧68，每条竖直弹簧的上端固定连接在对应竖直柱的下表面上，每条竖直弹簧的下端分别固定连接在对应绝缘竖直滑块的上表面上；在插孔的里端面上端分别设有与插头的金属插条个数相等且与金属插条一对一匹配对应的弹性导电金属片71，每个弹性导电金属片的外端分别位于对应绝缘竖直滑块的正下方；弹性导电金属片导电连接在数据传输接口的数据传输线上；在弹性导电金属片的外端设有开口朝上的圆弧段70，并且弹性导电金属片的圆弧段外端位于绝缘竖直滑块的正下方；在每个绝缘竖直滑块的下端面上设有下滚珠64；在每个竖直柱的上端面上设有上滚珠85；每个下滚珠分别压紧在对应弹性导电金属片的上表面外端，每个上滚珠分别压紧在对应右磁铁的挤压斜面上；在头滑孔内的上孔壁上向上设有与水平孔个数相等且一对一匹配对应的装磁孔78，在每个装磁孔内都分别设有能与对应右磁铁的磁力相吸的左磁铁79。

参见图8所示，在右磁铁的上表面上和右磁铁的下表面上都分别设有若干个滚动槽，在每个滚动槽内分别设有滚动轴82。右磁铁包括左段磁铁81、中段磁铁83和右段磁铁86，左段磁铁的右端与中段磁铁的左端一体连接，右段磁铁的左端与中段磁铁的右端一体连接，挤压斜面设置在中段磁铁的下表面上。在右磁铁右方的水平孔内设有限位块89。

当插头的金属插条插入连接在插座的插孔内后，右磁铁受到左磁铁的磁力吸引，右磁铁在水平孔内向左移动，挤压斜面挤压上滚珠向下移动，使得竖直柱向下移动，竖直柱向下移动的结果就会让绝缘竖直滑块向下移动，从而使得下滚珠向下移动，使得下滚珠压紧在弹性导电金属片的上表面外端，从而让弹性导电金属片的下表面压紧导电连接在插头的金属插条上，使得金属插条与数据传输接口的数据传输线之间导通，从而使得两个积木之间的数据传输更加稳定可靠。当插头的金属插条从插座的插孔内退出后，右磁铁在水平拉力弹簧的拉力作用下向右移动，下滚珠的弹性导电金属片向上的弹力作用下向上移动。从而使得上滚珠向上移动来降低下滚珠压在弹性导电金属片上的压力，可靠性好。

参见图10所示，电脑38包括ipad40或基于树莓派的微型电脑39。微型电脑39通过设置在微型电脑39上的脑端通信模块41与主控积木26上的木端通信模块43无线连接。ipad40通过设置在ipad40上的脑端通信模块42与主控积木26上的木端通信模块43无线连接。

参见图10所示，机器人48通过设置在机器人48上的机端蓝牙mesh模块37与积主控积木26上的木端通信模块43无线连接。机器人48上的机端控制模块51与设置在该机器人48上的机端蓝牙mesh模块51连接。机器人48上的声音模块59、发光模块60、传感器模块61、扩展模块62和运动模块63、摄像头模块200、巡线模块201和语音识别模块204分别与机器人48上的机端控制模块51连接。

参见图5、图7所示，指令积木1上的磁铁14还没被参数积木21上的磁铁18磁性吸住。指令积木1上的插头15的金属插条16还没插入连接在参数积木21上的插座20的插孔19内。

参见图6、图8所示，指令积木1上的磁铁14已经被参数积木21上的磁铁18磁性吸住。指令积木1上的插头15的金属插条16已经插入连接在参数积木21上的插座20的插孔19内。

参见图3所示，主控积木26上的固定连接机构29还没固定对接连接在指令积木1上的固定连接机构31上，并且此时指令积木1上的数据传输接口30也没对接连接在主控积木26上的数据传输接口27上，指令积木1上的固定连接机构34也没固定对接连接在参数积木21上的固定连接机构35上，指令积木1上的数据传输接口25也没对接连接在参数积木21上的数据传输接口22上。在指令积木上还设有数据传输接口24。在参数积木上还设有数据传输接口23。在主控积木上还分别设有固定连接机构28、数据传输接口32和数据传输接口33。

参见图4所示，主控积木26上的固定连接机构29已经固定对接连接在指令积木1上的固定连接机构31上，并且此时指令积木1上的数据传输接口30也已经对接连接在主控积木26上的数据传输接口27上，指令积木1上的固定连接机构34也已经固定对接连接在参数积木21上的固定连接机构35上，指令积木1上的数据传输接口25也已经对接连接在参数积木21上的数据传输接口22上。

参见图9、图10所示，编程教育系统的外设设备包括闯关板205、闯关图206、可移动软磁片207、可移动磁性障碍208和可编程的积木47，在机器人上还设有分别与机端控制模块相连接的声音模块59、发光模块60、摄像头模块200、巡线模块201、传感器模块61、扩展模块62、语音识别模块204和能根据指令模块的指令让机器人进行各种基本动作的运动模块63。

机端控制模块51、机端蓝牙mesh模块37、行动模块63、声音模块59、发光模块60、摄像头模块200和巡线模块201都封装在机器人内部。

在机器人上设有两个分别与机端控制模块连接的标准接口；扩展模块包括传感器模块61和语音识别模块204，传感器模块通过一个标准接口与机端控制模块连接，语音识别模块通过另一个标准接口与机端控制模块连接。

假如用蜜蜂209代表机器人48，用花朵211代表寻找物210，则蜜蜂每闯过一关，蜜蜂就需要按照预定的路线走；而蜜蜂只有按照设定的路线走才能找到预先设定的花朵。当蜜蜂走错路线时，蜜蜂就不能找到设定的滑动，通过判断蜜蜂是否能够找到设定的花朵就能确定蜜蜂是否走错路线，进而也就判断出了机器人是否也走错了路线没，可靠性高。

闯关板的闯关过程如下：参见图9、图10所示。

9.1、在闯关板上吸附上闯关图；

9.2、开启蜜蜂209，将蜜蜂209放在闯关图的起始点上；

9.3、搭建指令积木，并点击按钮，指令积木通过机端蓝牙mesh模块传送指令给蜜蜂209；

9.4、蜜蜂209收到指令，开始执行指令；

9.5、巡线模块始终监视蜜蜂209的行走路线是否在预设的路线上，如果偏离路线，则通知机端控制模块，发出报错的语音；

9.6、如果蜜蜂209按照预设的路线行走，蜜蜂209到达终点212后，巡线模块通知机端控制模块，声音模块发出成功的语音；

9.7、当自由设置关卡时，闯关图上没有预设的路线，由孩子将起点213、终点和行驶路线的磁片吸附在闯关板上，其余流程同前；

9.8、在自由设置障碍时，孩子将可移动磁性障碍吸附在闯关板上，其余流程同前。

主控模块：基于树莓派，运行nodejs，通过蓝牙模块控制机器人，通过蓝牙模块同步指令到电脑，通过wifi模块连接电脑上进行软件升级。

若干指令模块：为基础指令集，包括执行函数指令(func())、循环控制指令(for循环)、逻辑判断(条件)指令(if/else)、基本动作指令(前进、后退、左转、右转、转圈、发声、闪灯等)。

若干参数模块：辅助基础指令，提供指令参数，包括函数名(用于执行函数指令)、可调节数字模块、可调节角度模块、可调节是否模块等。

参见图14所示，指令积木控制机器人的流程为：

主控积木的主控模块启动后，通过蓝牙模块，搜索机器人和ipad，主控模块作为蓝牙主机，机器人和ipad作为蓝牙外设，机器人和ipad随时启动，随时蓝牙连接成功。

孩子开始根据自己的意愿或课程要求，自行设计程序，添加指令模块和参数模块，参数模块上的数字、角度、是否等可以随意调整，参数模块还包含针对传感器状态的判断。

完成指令模块和参数模块的搭建后，打开开关，完成指令。主控模块将指令通过蓝牙同步给ipad。

同时，主控模块基于blockly平台解析指令，生成可执行程序并运行，执行过程中将控制机器人的命令通过蓝牙发送给机器人。

ipad的程序启动后，在蓝牙连接主控模块后，一直监听蓝牙输入。收到主控模块同步的指令后，基于blockly平台解析指令，将指令展示为blockly积木形式，转换成javascript和python语言，并生成可执行程序，开始运行，在ipad上画出机器人的行走路线。

机器人程序启动后，在蓝牙连接主控模块后，一直监听蓝牙输入。机器人上的传感器通过蓝牙不断返回传感器状态，主控模块通过全局变量，记录传感器状态值。收到主控模块发出的命令后，机器人执行命令，完成舞蹈动作或者闯关。

主控积木的主控模块为树莓派(raspberrypi)的linux操作系统，运行环境为nodejs，加载googleblockly模块。利用googleblockly平台提供的接口，实现对于指令积木的xml解析，指令积木的功能配置和参数配置。

例如：

1、调用为blockly封装的nodejs模块。

//调用googleblockly模块。

varblockly＝require(’node-blockly’)。

2、通过blockly的blocks函数，对指令积木进行定义。

blockly.blocks[’bee_moveforward’]＝{

init：function(){

this.appenddummyinput()

.appendfield(″向前走″)

.appendfield(newblockly.fieldnumber(10，1，10000)，″movesteps″)

.appendfield(″步″)；

this.setpreviousstatement(true，null)；

this.setnextstatement(true，null)；

this.setcolour(255)；

this.settooltip(’letbeemoveforward’)；

this.sethelpurl(”)；

}}。

3、通过javascript函数，定义指令积木对应的javascript函数。

blockly.javascript[’bee_moveforward’]＝function(block){

varnumber_movesteps＝block.getfieldvalue(’movesteps’)；

varcode＝″bee.moveforward″+″(″+number_movesteps+″)；\n″；

returncode；

}。

4、定义对应函数需要完成的功能，比如通过蓝牙向机器人发出向前走的指令。

//自定义blocks的功能，与ble的蓝牙模块进行ajax通信，传递指令

bee.moveforward＝function(number_steps){

console.log(″moveforward″+number_steps)；

ble.runblecommand(″command″，″moveforward″，number_steps)

}。

5、通过blockly.xml.texttodom函数，将主控模块读到的积木指令对应xml转换为blockly可以识别的workspace，然后通过blockly.javascript.workspacetocode函数把workspace转换为可执行的javascript代码：

bee.workspace＝newblockly.workspace()；

varcommandxml＝xml.generatexml(commandstring)；

try{

varxml＝blockly.xml.texttodom(commandxml)；

}catch(e){console.log(e)；

return

}

blockly.xml.domtoworkspace(xml，bee.workspace)；

varcode＝blockly.javascript.workspacetocode(bee.workspace)。

可自定义函数模块：

当机器人需要完成复杂的动作组合时，指令模块和参数模块就会越积越多，不仅浪费模块，也不能养成好的编程习惯。所以，本项目还支持自定义的函数模块，让孩子学会通过函数来优雅地实现复杂的功能。

定义函数模块需要：

主控模块：用于读取函数定义，并写入函数定义文件；

定义模块：承载函数定义的关键字；

函数模块：承载函数名，如“新动作1”，“新动作2”，硬件同参数模块；

指令模块：用于搭建完成定义函数功能的各个指令；

参数模块：用于搭建完成定义函数功能的指令参数。

定义函数模块的流程为：

指令积木主控模块启动；

将开始模块改为定义模块，后面添加函数模块，函数模块用于承载函数名；

添加该函数功能所需的指令模块和参数模块，比如让机器人跳8字舞所需的所有动作和参数；

主控模块收到指令后，判断是否为函数定义，如果是函数定义，则将该函数定义的指令存储到定义文件里。

参见图13所示，函数定义以json串的格式存储到文件中。

执行函数模块需要：

主控模块：用于蓝牙通信，读取指令，解析指令，执行程序；

执行模块：用于触发自定义函数的执行；

函数模块：承载函数名；

指令模块：用于搭建编程的各个指令；

参数模块：用于搭建编程的指令参数。

参见图12所示，执行函数模块的流程为：

主控积木的主控模块启动；

添加执行模块和函数模块；

添加其他需要的指令模块和参数模块；

确认完成指令搭建；

主控模块收到指令后，判断是否有执行模块，如果有，则读取函数定义文件，将函数定义的指令加入到要执行的指令集中；

主控模块解析指令，执行程序。

图15是机器人端和主控积木端中部分模块的功能说明。图10为指令模块的一种电路原理图；图16为参数模块的一种电路原理图。

所述木端通信模块、所述脑端通信模块和所述机端蓝牙mesh模块都分别包括wifi和或蓝牙。

本发明将scratch里的部分指令搬到了现实中，成为现实中可搭接的积木，孩子能完全脱离屏幕，直接通过指令积木，完成编程，控制被控制对象机器人等。

同时，本发明相比于google的projectbloks这样的有形编程，本发明解决了能在同一个产品里，将有形编程直接过渡到软件编程，实现编程教育的目的，让孩子最终能够学会通过编程语言进行编程。

本发明可实时将积木搭建出的指令同步到ipad或电脑中，实时查看转化成的高级编程语言，如javascript或python，并可执行或单步执行程序，进行debug编程工具。

孩子在学习编程时无需使用屏幕，采用积木连接方式将要执行的程序写入主控模块中，由主控模块根据写入的程序去控制被控制对象完成相应的指令动作，从而实现无需屏幕就能让孩子学习编程，可靠性高，趣味性好。

上面结合附图描述了本发明的实施方式，但实现时不受上述实施例限制，本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变化或修改。