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张浩伦：机器人社长的竞赛心路

时间： 2020-11-07

我是张浩伦，上小学的时候，我就知道，manbetx正规大网的科技创新活动搞得很棒。从小爱摆弄各种机械小设备的我，向往着有一天考入天中。

初中时，我参加了科技创新大赛并获得市级一等奖，同时被选入全国宋庆龄科技创新大赛获得全国银奖。

2018年，我如愿以偿凭借科技特长生的资格考入天中高中，走上了我期盼已久的科技创新之路。

入校后，经学长推荐，我选择了学校的LEGO机器人拓展课，凭借自己的实力成为老师的得力助手。

参加FLL项目用的机器人

为了丰富课程内容，我到各个论坛查阅资料，在LEGO官网下载了所有的搭建说明书，亲自撰写PPT……从乱无头绪，慢慢摸索，查阅检索，课余时间付出的心血和汗水，可能无人知晓，但我依然心甘情愿——为了我自己，更是为了学校。

高一那年，老师、学长对我寄予了很大期望。那时我是立志要在天津市FLL比赛中取得第一名的，这也是我校历来的传统。

然而这一次，我却失误连连：场上错误地解读规则，导致扣分超过得分；作为社长，让毫无准备的队员上场，浪费了一次机会；对比赛场地过于信任，忘记了老师嘱咐的仔细检查……最终，我们以-215分的成绩位列市第五名。

早在小学时，我就结识了学校的罗杰锋老师，他对我很了解，也很放心，但看到我们的成绩后，他严厉地批评我：“以后场上不要瞎改战术！程序是什么样就怎么走！”连我的学长也不愿意见我，在食堂偶遇我也躲着我。

我深知这次的失败是由我的失误造成的，我很愧疚，很懊悔，想在高二这一年为学校争光。

于是，我首先翻出了小学设想过但未曾提出的“智能交通”体系一文参加科技创新大赛，在父母与孟庆泉老师的协助下，我获得了天津市一等奖。

但没想到，突如其来的疫情，使得FLL、VEX等比赛项目全部取消或延期。就在我思索何时才能扳回一局的时候，我得知我的项目分别被报送并选入青少年科技创新奖评比、“全国互联网+”创新创业大赛萌芽赛道项目评比。

于是，在父母和老师的帮助下，我对作品进行了系统化的改进，从构想变为实物模型，加入了语音提示、灯光提示、超声波测距等功能，在萌芽赛道项目中位列全国第四名，晋级广州决赛。

在整个过程中，我用前所未有的辛劳换来了前所未有的喜悦。

在设计之初，如何把理论与模型结合在一起成为了第一大问题。我想来想去，决定在淘宝上购买两辆玩具车和一个红绿灯的模型，在车头尾薅眼分别放超声波传感器和牌照，在底盘上放焊好的洞洞板，把通信模块塞进座椅下，红绿灯上加装数码管用于倒计时。

之后，我发现车内飞线太多、太乱，便用软件重新排布元件，所有飞线改为排针、排孔，增强了稳定性与美观性。

洞洞板设计图

硬件完善之后就到了程序设计环节，一上来我就犯了难：使用什么语言？使用什么软件？……最终，经过反复研究，我选择了ArduinoIDE进行设计。

但在使用中，我发现超声波传感器和声音模块不能直接用Arduino驱动,查阅资料后发现Arduino的编码类型与其不兼容,最终选择使用51单片机驱动超声波和声音，再通过串口与Arduino交换数据。

之后，开始进行通讯部分的调试，调试过程中我发现，现在常用的蓝牙模块死机频率过高，根本无法使用。在网上查阅资料后得知，蓝牙的工作原理是逐个通讯，且需频繁切换主从机设置，从而导致死机。而蓝牙死机后必须通过冷启动或短接电源来重置，既不利于调试也不利于实际使用。

经过四处寻找，我找到了ZigBee模块。它使用CC2530芯片，和蓝牙很类似，但它可以自由组网，最多支持200多台设备同时通讯，最大通讯距离约300米，完全适合“智能交通”的工况与需求。

对我来说，程序中时间部分的设计是最难的。ZigBee、数码管等外接模块都有与之对应的函数库，直接调用即可，但由于程序不能在某一个地方空循环，Arduino自带的delay()函数不能使用；又由于需要频繁使用中断，对millis()函数的限制也非常大。我曾想过使用单片机内置的计时器，但后来发现在中断处理期间内即使到预设时间也不能跳出中断处理函数。除非有优先级更高的中断需要处理，不然不会跳出正在处理的中断任务。

幸好，只有红绿灯的设计中需要大量使用延时。我在程序里事先定义一个变量，用于存储当前时间值，每当程序执行若干行语句就再次读取时间值，只要时间发生变化就给数码管发送信息。我把这一段写成函数，在中断内外分别调用若干次，由于单片机执行程序的速度非常快，由此产生的误差可忽略不计，解决了时间显示的问题。

在这里，我想先对指导教师孟庆泉老师、拓展课教师罗杰锋、刘福俊、李保均老师，班主任成长城、陈辉老师，年级组长吕燕津、霍敬阳、郑娟，团委傅钰、刘芸老师和我的父母、同学、朋友们的支持表示感谢。当然，还要特别感谢学校搭建的各种平台、提供的各类比赛渠道。

在整个科技创新的过程中，我最大的收获是明白了不要自负。其次，我学会了如何待人处事，如何和同学们合作。在机器人拓展课的两年时间里，我体验过授课的艰辛，了解了老师的辛劳；体验过“叫人人不应”的心酸，逐渐探索出了既能管好自己、又不会使同学关系走向冰点的方法。

作者为我校澳大利亚友好学校客人

做机器人项目展示

作者（左）在机器人社团纳新会上

在这里，我想送给大家两句话。

第一句是高一时孟庆泉老师在做科技创新动员时说的：“高考是通向成功最简单、最普通的一条路，但它并不是唯一的一条。有一些捷径正等待着同学们发现、开辟。”

第二句是我自己在获得天津市科技创新一等奖之后的获奖感言：“当你遇到了一个你自认为过不去的坎，那你一定要想尽办法迈过去，因为成功已经触手可及。”