V3.0.3
全國青少年機(jī)器人技術(shù)等級(jí)考試標(biāo)準(zhǔn)
一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
科目：機(jī)械結(jié)構(gòu)搭建、機(jī)器人常用知識(shí)。
形式：機(jī)械結(jié)構(gòu)搭建采用實(shí)際操作的形式，機(jī)器人常用知識(shí)采用上機(jī) 考試形式。
器材：
結(jié)構(gòu)件：能夠滿足考試要求的結(jié)構(gòu)件均可。
考核內(nèi)容：
(一) 實(shí)踐
1.基本結(jié)構(gòu)認(rèn)知，了解重心和重力的概念
2. 掌握六種簡(jiǎn)單機(jī)械原理（杠桿，輪軸，滑輪，斜面，楔，螺旋）
3. 了解齒輪和齒輪比的概念
4. 了解鏈傳動(dòng)和帶傳動(dòng)的概念
5. 了解機(jī)器人常用底盤（輪式及履帶）
(二) 知識(shí)
了解主流的機(jī)器人影視作品及機(jī)器人形象
掌握穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的特性
掌握齒輪組變速比例的計(jì)算
掌握省力杠桿和費(fèi)力杠桿
掌握動(dòng)滑輪、定滑輪的特點(diǎn)
了解帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)各自的優(yōu)缺點(diǎn)
了解不同種類的齒輪
二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
科目：機(jī)械結(jié)構(gòu)搭建、機(jī)器人常用知識(shí)。
形式：機(jī)械結(jié)構(gòu)搭建采用實(shí)際操作的形式，機(jī)器人常用知識(shí)采用上機(jī) 考試形式。
器材：
結(jié)構(gòu)件：能夠滿足考試要求的結(jié)構(gòu)件均可。
電子部分：包含可控制電源通斷的電池盒、電機(jī)及連接線既可。
考核內(nèi)容：
(一) 實(shí)踐
熟練連接獨(dú)立的電池盒、開關(guān)以及電機(jī)
了解凸輪、滑桿、棘輪、曲柄、連桿等特殊結(jié)構(gòu)
掌握電機(jī)的應(yīng)用，能夠連接電機(jī)完成一定任務(wù)，完成旋轉(zhuǎn)、往 復(fù)、搖擺等動(dòng)作
(二) 知識(shí)
了解中國及世界機(jī)器人領(lǐng)域的重要?dú)v史事件
了解機(jī)器人領(lǐng)域重要的科學(xué)家
了解重要的機(jī)器人理論及相關(guān)人物
掌握凸輪、滑桿、棘輪、曲柄、蝸輪蝸桿等特殊結(jié)構(gòu)在生活中 的應(yīng)用
掌握如何區(qū)分不同的曲柄連桿機(jī)構(gòu)
了解電機(jī)的工作原理
了解摩擦力的產(chǎn)生條件和分類
了解凸輪機(jī)構(gòu)中從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)軌跡
三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
科目：圖形化編程、電子電路搭建、機(jī)器人常用知識(shí)。
形式：軟件知識(shí)、硬件知識(shí)、機(jī)器人常用知識(shí)采用上機(jī)考試形式。電子電路搭建采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作形式。
器材及軟件：
核心控制板：Arduino 開源硬件控制板，包含硬件的原理圖、引導(dǎo)程序（如果含）、開源的開發(fā)環(huán)境及源碼。目前支持的控制板種類及型號(hào)，請(qǐng)至官方網(wǎng)站查詢。
電子部分：與核心控制板配套的電子元件或模塊。
開發(fā)軟件：能夠完成開源硬件控制板程序開發(fā)的圖形化編程軟件即可。建議采用 Mixly 軟件。
考核內(nèi)容：
(一) 知識(shí)
了解電子電路領(lǐng)域的相關(guān)理論、相關(guān)人物及前沿科技時(shí)事
理解電流、電壓、電阻、歐姆定律、導(dǎo)體、半導(dǎo)體等概念
理解串聯(lián)、并聯(lián)的概念
理解二極管的特性
理解控制系統(tǒng)的基本工作流程
理解模擬量、數(shù)字量、I/O 口輸入輸出等概念
掌握?qǐng)D形化編程軟件的使用
掌握?qǐng)D形化環(huán)境下，程序設(shè)計(jì)的三種基本結(jié)構(gòu)、變量的定義及 使用
掌握?qǐng)D形化編程環(huán)境下，數(shù)學(xué)、比較、邏輯運(yùn)算
掌握程序流程圖的繪制
(二) 電子電路、圖形化編程
掌握簡(jiǎn)單的串聯(lián)、并聯(lián)電路、混合連接的電路連接
掌握搭建不同的 LED 顯示效果的電路
掌握處理按鍵類型數(shù)字輸入信號(hào)的電路
掌握使用光敏電阻搭建環(huán)境光線檢測(cè)感應(yīng)的電路
掌握通過可調(diào)電阻控制 LED 的亮度變化的電路
掌握通過蜂鳴器發(fā)出不同聲調(diào)的電路
掌握通過圖形化編程，使用超聲波傳感器、舵機(jī)以及紅外遙控 器
掌握通過圖形化編程、利用不同傳感器、執(zhí)行器，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的 交互裝置
四級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
科目：代碼編程、機(jī)器人搭建、機(jī)器人常用知識(shí)。
形式：軟件知識(shí)、硬件知識(shí)、機(jī)器人常用知識(shí)采用上機(jī)考試形式。
電子電路搭建、機(jī)器人搭建采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作形式。
器材及軟件：
結(jié)構(gòu)件：能夠滿足考試要求的結(jié)構(gòu)件均可。
核心控制板：Arduino 開源硬件控制板，包含硬件的原理圖、引導(dǎo) 程序（如果含）、開源的開發(fā)環(huán)境及源碼。目前支持的控制板種類及 型號(hào)，請(qǐng)至官方網(wǎng)站查詢。
電子部分：與核心控制板配套的電子元件或模塊。
編程語言：Arduino C/C++ IDE
軟件：能夠完成開源硬件控制板程序代碼編寫的軟件即可。目前支持的軟件包括 Arduino IDE 等。
考核內(nèi)容： 四級(jí)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容向下囊括三級(jí)內(nèi)容，相同的考核內(nèi)容未在此列出。
（一）知識(shí)
了解細(xì)分領(lǐng)域的機(jī)器人理論及相關(guān)人物及前沿科技時(shí)事
掌握數(shù)值在二進(jìn)制、十進(jìn)制和十六進(jìn)制之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換
掌握上拉、下拉電阻電路的基本概念
掌握模擬量、數(shù)字量、I/O 口輸入輸出等概念
掌握程序設(shè)計(jì)的三種基本結(jié)構(gòu)、自定義函數(shù)
掌握變量及變量的作用域
掌握數(shù)學(xué)、比較及邏輯運(yùn)算
掌握直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制及伺服電機(jī)（舵機(jī)）控制
掌握已有的一些傳感器功能函數(shù)的使用
掌握類庫概念、安裝及使用
理解三極管的功能
理解常用傳感器、執(zhí)行器的工作原理
理解開環(huán)控制和閉環(huán)控制
了解自律型（反饋型）機(jī)器人的行動(dòng)方式
（二）機(jī)器人搭建
實(shí)際操作主要是搭建能夠完成指定任務(wù)的機(jī)構(gòu)，與語言程序設(shè)計(jì)中的內(nèi)容有部分交叉。
掌握使用輸出數(shù)字信號(hào)的傳感器，如灰度傳感器（循跡模塊）、接近開關(guān)、觸碰傳感器
掌握使用輸出模擬信號(hào)的傳感器，如光線強(qiáng)度傳感器
掌握使用輸出數(shù)字脈沖信號(hào)的傳感器，如超聲波測(cè)距傳感器、 紅外遙控信號(hào)接收傳感器
掌握通過控制器 I/O 口實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)、模擬信號(hào)的讀寫
掌握通過編程控制伺服電機(jī)（舵機(jī)）實(shí)現(xiàn)指定轉(zhuǎn)動(dòng)
掌握通過編程控制機(jī)器人平臺(tái)移動(dòng)
掌握通過編程利用三極管控制電路通斷
掌握簡(jiǎn)單的自律型機(jī)器人制作，如自動(dòng)跟隨、簡(jiǎn)單避障、單線 條巡線
五級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
科目：代碼編程、電子電路搭建、機(jī)器人常用知識(shí)。
形式：軟件知識(shí)、硬件知識(shí)、機(jī)器人常用知識(shí)采用上機(jī)考試形式。電子電路搭建、機(jī)器人搭建采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作形式。
器材及軟件：
核心控制板：ESP32 開源硬件控制板，包含硬件的原理圖、引導(dǎo)程 序（如果含）、操作系統(tǒng)（如果含）、開源的開發(fā)環(huán)境及源碼。目前支持的控制板種類及型號(hào)，請(qǐng)至官方網(wǎng)站查詢。
電子部分：與核心控制板配套的電子元件或模塊。
編程語言：Arduino C/C++、ESP32 for Arduino IDE
軟件：能夠完成開源硬件控制板程序代碼編寫的軟件即可。目前支持的軟件包括 Arduino IDE 等。
考核內(nèi)容：
(一) 知識(shí)
了解集成電路、微控制器領(lǐng)域的知名產(chǎn)品，重大工程項(xiàng)目及前 沿科技時(shí)事
掌握控制板的基本功能和特性
理解中斷程序的運(yùn)行機(jī)制
掌握中斷回調(diào)函數(shù)的使用
掌握一維數(shù)組及二維數(shù)組的應(yīng)用
理解 UART 串行通信基本原理
理解報(bào)文的含義和組成
掌握數(shù)據(jù)位的操作
掌握利用串口庫進(jìn)行串口數(shù)據(jù)的讀寫操作
掌握字符串的基本操作
(二) 電子電路搭建
掌握數(shù)碼管和 LED 點(diǎn)陣的使用
掌握通過軟件實(shí)現(xiàn)按鍵消抖
掌握移位寄存器芯片 74HC595 的使用
掌握通過 UART 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，如使用藍(lán)牙模塊或與計(jì)算機(jī)通信
掌握 EEPROM 的讀寫操作
六級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
科目：代碼編程、電子電路搭建、機(jī)器人常用知識(shí)。
形式：軟件知識(shí)、硬件知識(shí)、機(jī)器人常用知識(shí)采用上機(jī)考試形式。
電 子電路搭建、機(jī)器人搭建采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作形式。
器材及軟件：
結(jié)構(gòu)件：能夠滿足考試要求的結(jié)構(gòu)件均可。
核心控制板：ESP32 開源硬件控制板，包含硬件的原理圖、引導(dǎo)程 序（如果含）、操作系統(tǒng)（如果含）、開源的開發(fā)環(huán)境及源碼。目前支持的控制板種類及型號(hào)，請(qǐng)至官方網(wǎng)站查詢。
電子部分：與核心控制板配套的電子元件或模塊。
編程語言：Arduino C/C++、ESP32 for Arduino IDE
軟件：能夠完成開源硬件控制板程序代碼編寫的軟件即可。目前支持的軟件包括 Arduino IDE 等。
考核內(nèi)容：
（一）知識(shí)
了解中國及世界機(jī)器人領(lǐng)域的知名產(chǎn)品，重大工程項(xiàng)目及前 沿科技時(shí)事
理解 I2C 總線通信基礎(chǔ)知識(shí)
理解 SPI 總線通信基礎(chǔ)知識(shí)
理解互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)
理解 HTML 的基本結(jié)構(gòu)
理解步進(jìn)電機(jī)的工作原理及運(yùn)動(dòng)控制
理解 PID 控制基本概念
理解姿態(tài)傳感器的基礎(chǔ)知識(shí)
掌握利用 I2C 庫進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫操作
掌握利用 WiFi 庫進(jìn)行 Web 服務(wù)器的建立、數(shù)據(jù)讀入和輸出
（二）機(jī)器人搭建
掌握步進(jìn)電機(jī)的使用，能夠利用它們完成指定的動(dòng)作
掌握通過 WiFi 對(duì)硬件進(jìn)行讀寫操作
掌握通過 I2C 庫獲取傳感器的值，如獲取 I2C 接口的姿態(tài)傳感 器的值
掌握通過 I2C 庫控制液晶顯示屏
掌握利用中斷讀取碼盤數(shù)據(jù)
掌握比例控制，控制機(jī)器人按照 指定路線移動(dòng)
七級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
科目：代碼編程、機(jī)器人搭建、機(jī)器人常用知識(shí)。
形式：機(jī)器人搭建采用實(shí)際操作的形式，機(jī)器人常用知識(shí)采用上機(jī)考 試形式。
器材及軟件：
結(jié)構(gòu)件：能夠滿足考試要求的結(jié)構(gòu)件均可。
核心控制板：開源硬件控制板，包含硬件的原理圖、引導(dǎo)程序（如 果含）、操作系統(tǒng)（如果含）、開源的開發(fā)環(huán)境及源碼。目前支持的控制板種類及型號(hào)，請(qǐng)至官方網(wǎng)站查詢。
電子部分：與核心控制板配套的電子元件或模塊，包含無線通信模塊。
開發(fā)軟件：能夠完成開源硬件控制板程序開發(fā)的軟件即可。目前 支持的軟件種類及版本，請(qǐng)至官方網(wǎng)站查詢。
考核內(nèi)容：
(一) 知識(shí)
掌握解釋型編程語言的應(yīng)用
了解多種編程語言的形式和特點(diǎn)
了解不同處理器之間的差別
掌握常用 Linux 命令行操作
掌握常用的算法
了解人工智能的基本知識(shí)
(二) 機(jī)器人搭建
掌握一個(gè)通過 WiFi 來控制的機(jī)器人的制作，服務(wù)器端運(yùn)行在機(jī)器 人上，可以控制機(jī)器人的移動(dòng)以及機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)機(jī)器人能夠自 己處理避障、防跌落的情況。
八級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
科目：代碼編程、機(jī)器人搭建、機(jī)器人常用知識(shí)。
形式：機(jī)器人搭建采用實(shí)際操作的形式，機(jī)器人常用知識(shí)采用上機(jī)考 試形式。
器材及軟件：
結(jié)構(gòu)件：能夠滿足考試要求的結(jié)構(gòu)件均可。
核心控制板：開源硬件控制板，包含硬件的原理圖、引導(dǎo)程序（如果含）、操作系統(tǒng)（如果含）、開源的開發(fā)環(huán)境及源碼。目前支持的控制板種類及型號(hào)，請(qǐng)至官方網(wǎng)站查詢。
電子部分：與核心控制板配套的電子元件或模塊，包含無線通信 模塊。
開發(fā)軟件：能夠完成開源硬件控制板程序開發(fā)的軟件即可。目前 支持的軟件種類及版本，請(qǐng)至官方網(wǎng)站查詢。
考核內(nèi)容：
(一) 知識(shí)
了解常用嵌入式系統(tǒng)軟件
理解常見的機(jī)器人操作系統(tǒng)
了解深度學(xué)習(xí)的基本知識(shí)
掌握調(diào)用人工智能算法進(jìn)行語音識(shí)別
掌握調(diào)用人工智能算法對(duì)圖像進(jìn)行分類和識(shí)別
(二) 機(jī)器人搭建
掌握非特定語音控制機(jī)器人的內(nèi)容，機(jī)器人通過網(wǎng)絡(luò)來處理語 音信息
掌握讓機(jī)器人跟隨特定的顏色或物體進(jìn)行移動(dòng)的內(nèi)容
掌握讓機(jī)器人識(shí)別人類的面部表情并完成指定的任務(wù)的內(nèi)容
掌握讓機(jī)器人識(shí)別指定的圖案或文字并完成指定的任務(wù)
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