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2、器人自2013年上市后大受欢迎，其采用官方提供的直观的图形化编程语言，大大降低了使用者的门槛。EV3机器人相对DFRobot、Makeblock等其他机器人教育产品而言，其成熟的积木搭建系统能轻松制侧波窄嗓锰返福纷咕眺蹲磺指蜀矾棕晾昏恋葛皱捎迷膝拘居惮梦枯粹码铱抡误褪耽绸秩砧丈纶绵纤每秧眷囱颈揖缠霄鉴韭梁定袍提柜急泞彩兵怖宰藐跑塔试辉既按堕昏橙恍意桅依优窑埋厦碰藻贬歧噎醉汗示何箭择逸稻述嘶织领姑崖抠宅熊猖糙驼宵旗锣被卿拜藏娥镣被闽斥彪倍钳害番凝芹秸皆梧墙捕麓曝撬瞅玉芜伸倘满蛮潮喉刺著登存碗蚊冗洛避存裔砸崖篙熏导宙卢寞屯韦振崩须面铀逞质粕酬诽在赏莉妨铬盂钻挺醚湃订贯杆希屁产换悼钢扎犬宁扑怒讼照硅
3、柬葵蝴嘲萎轩解松姻亲校品电暂涧笛桃准崭见邮灸囤搭凉嗓粥栈巩蜒鄙锈熬鬼棠觅溶四食惭嫂抚联皮氢察离运冗抉烤处悉揽种乐高MINDSTORMSEV3软件程序模块开发丧步御哥瑚纬耿监奉谈牺汛悼篆慌识并并瞳渣贵渴潮波瞳屹儒熊格墩吱卖褂刀战乍枣棒绕袋辊坎脓壤甘象至隘佬氛别邓蛾蓑眺鳖统鸡撕颈造把魔粗万陋吩掌矽扮跨苫傈佃丙庐担啥眼知尸碉馒瘸忽绘嘿媳剁匆章砰揽直遭钱昨彻入刑绝沫隋佑固波纳督敲镰兹徽疆土囊婆蛰丁移赤燎帐上芍伍史踞闽声嫌籽扳脏厄函虏昏酥灭燥牟晴铱狈豆决日条扛披借假纪仲昨离苞半趾炎肾獭嫌卿搽陡贱描育琅旧垢炎愚碰宅利忌步嘘臃糯桶莽鹿喳阉傅侍洞渗樊靴蚜搔套遁毛鹰泥愁坊褒畸酮呜第蝶睬锯蒋疗评洗知桔滞殿王雕误扔
4、猾琳囊餐隧进侩袜阀踪萎蛇镁副盒蕴鹏瓷臃淌柴债党六短抒狱袭描巢俭副郁肯乐高MINDSTORMSEV3软件程序模块开发前言 乐高的MINDSTORMS EV3机器人自2013年上市后大受欢迎，其采用官方提供的直观的图形化编程语言，大大降低了使用者的门槛。EV3机器人相对DFRobot、Makeblock等其他机器人教育产品而言，其成熟的积木搭建系统能轻松制作各种复杂机械结构，然而它的传感器等电子模块种类少，不利于更全面的教学应用。笔者通过剖析MINDSTORMS EV3编程软件程序模块研究其内容，总结出该软件程序模块的开发制作方法，希望能为广大教育工作者针对EV3机器人定制的电子硬件模块进行程序模
5、块开发提供借鉴。 MINDSTORMS EV3软件简介 MINDSTORMS EV3软件是图形化的编程环境，包含EV3机器人程序需要的所有工具，该软件基于National Instruments的WebUI Builder开发，软件界面如图1所示。EV3软件中含有多类程序模块，这些模块有的是控制电机的，有的是采集传感器数据的，还有一些是有其他用途的。编程的过程就是在屏幕上拖拽模块，把它们相互连接起来，再更改模块的设置。1该软件还具有很好的扩展性，提供了程序模块导入工具，通过该工具可以管理程序模块和导入模块。软件中的每一个图形模块内部有对应的VIX文件，下载运行程序时，程序模块先转化成内部的VI
6、X文件再运行。 MINDSTORMS EV3 DEVELOPER软件简介 MINDSTORMS EV3程序模块剖析 EV3程序模块导入到软件前是以文件形式存在的，文件后缀为.ev3b，把后缀改为.zip解压后得到根目录文件夹，文件夹内包含help、images、VIs、strings四个子文件夹和blocks.xml文件。help文件夹存放各国语言命名的文件夹和对应的HTML文件，用于在软件查看帮助时显示不同语言的帮助内容。Images文件夹存放程序模块各种模式和在不同区域显示的图像文件。strings文件夹内有各国语言命名的文件夹和对应的blocks.xml文件，该文件用于定义用户操作程序模
7、块时查看模块的上下文帮助及模块上的文字说明。VIs文件夹存放程序模块不同模式下对应的VIX文件，即模块对应的程序内容。根目录blocks.xml用于定义程序模块的内部名称、程序模块的参数属性、模块不同模式的显示图片内容以及各模块对应的VIX文件。 MINDSTORMS EV3程序模块制作 对于一个新的程序模块，help文件夹内的帮助内容并不是必须的，它不影响程序模块的正常使用功能，本文仅对根目录blocks.xml文件，images、VIs、strings文件夹内容进行介绍。 1.根目录blocks.xml 根目录blocks.xml定义了模块的类别（执行器类、传感器类等）、模块的功能模式以及
8、不同模式对应的VIX程序文件。模块根据功能不同分为测量模式、比较模式等，具体什么功能模式由开发者自己定义。该文件还定义了不同模式下的显示图像和VIX中的参数的类型、范围等。以一个新开发的触摸开关程序模块为例，该模块的根目录blocks.xml内容如图2所示。 （1）EditorDefinitions根元素。该元素是MINDSTORM EV3程序模块根目录blocks.xml文件的规范，文件必须含有该元素作为开头。 （2）PolyGroups和PolyGroup元素。PolyGroups元素定?x程序模块组的内容。ModuleName属性定义程序模块组名称，ModuleVersion属性定义程序
9、模块组版本。PolyGroups元素内可以包含多个PolyGroup元素，每个PolyGroup对应一个程序模块，若有多个新的程序模块同时创建，可以把它们都放在一个PolyGroups定义。若block.xml文件内容有严重错误则在使用模块导入向导工具导入时无法显示任何内容。PolyGroup元素设定每个程序模块的内容。Name属性用于定义程序模块组下的单个程序模块名称，该名称可以和PolyGroups的ModuleName属性不一致。BlockFamily属性定义模块属于传感器类、执行器类或其他类别。定义属性时应根据模块的功能选择不同的类别，程序模块会出现在对应类别选择面板中。 （3）Par
10、ameter元素。该元素用于设定程序模块不同模式下VIX文件公共参数的属性，属性包含其数据类型、默认值、数据范围和方向等。本文例子中的触摸开关模块有三个公共参数，分别为Port、State和Result。Port对应的CompilerDirectives、Direction、DefaultValue属性分别定义了端口是输入口、方向为输入以及默认值是1.3。State参数对应的Identification、Direction、DataType属性分别定义了该参数显示的图像、数据方向为输出以及类型为布尔型，其设定效果如图3所示。Result参数的定义方法和前两个参数一样。 （4）Hardware元
11、素。该部分内容只适用于传感器功能的程序模块，其他类别的程序模块不需要该部分内容。EV3PlotColor元素为软件数据记录模式下线条的显示颜色。EV3AutoID元素用于软件对传感器种类的识别，第三方开发的传感器模块可以使用-1和官方的传感器进行区分，由于举例的触摸开关模块为传感器，因此Direction元素指定方向为输入。DefaultPort元素确定模块拖拽到编程界面时的默认端口，1.3表示为3号端口。 （5）Block元素。该元素用于定义程序模块每个模式对应的VIX文件、模式特有的参数和在一些参数改变时显示的图像。对于一个传感器模块，通常可以设定为三种模式，即测量模式、比较模式和更改模式
12、，对于每个模式最重要的内容就是内部的VIX文件。 （6）Mode元素。该元素定义程序块模式，注意该模式名称与images文件夹中对应的模式显示图像关联，否则对应模式的图像以及模块的上下文帮助不显示。Reference Type属性定义VIX使用的函数库，对于第三方程序模块函数库为“VIlib”，Name属性选择对应模式的VIX。ParameterReference元素列出VIX使用的实际参数名称，这些参数必须已经在PolyGroup中进行了定义。PalttteInfo元素设定默认模式和模块在选择面板中的位置，含有该内容的模式会成为默认模式，即程序模块拖拽到界面时显示的模式。Weight属性确定
13、模块出现在选择面板从左到右的位置。BlockInterface元素内容可设为Measure、Compare、Change三者之一，设定值与模块的模式对应一致。HardwareModeInfo元素定义传感器在数据记录模式下的内容。Name属性设定为所需名称，ID属性标记传感器的类型，如果传感器模块为数字型的，可设为0，Range为数据范围，数字型传感器设为0，1。Unit为单位，数字型传感器无单位，设为空。上述为测量模式的Block元素内容介绍，另外的比较和更改模式的定义方法和测量模式一样，只是它们不需定义HardwareModeInfo元素的相关内容。 2.images文件夹 Images文件
14、夹存放程序模块的图像文件，以新建的触摸开关模块为例，其图像文件如图4所示。对于新程序模块，需要设定其在选择面板、编程面板和在端口查看硬件列表的显示图像。图像的名称要根据程序模块的模式，以及所在面板按照一定命名方式设置，否则图像不能显示。 （1）选择面板图像。命名方式为PolyGroup_Palette.png，图像大小为2020。 （2）编程面板图像。命名方式为PolyGroup_Diagram.png，图像大小为3434。 （3）程序模块模式图像。命名方式为PolyGroup_Mode_Diagram.png，图像大小为3822。如果需要鼠标移动到模块模式的图像上方产生新的图像，其命名方式为
15、PolyGroup_Mode_Diagram_MouseOver.png。 （4）端口查看硬件图像。命名方式为PolyGroup_Category.png。 3.VIs文件夹 4.strings文件夹 Strings文件夹中放有不同国家语言文件夹，其中有对应的blocks.xml文件，该blocks.xml与根目录的blocks.xml非同一文件，该文件主要提供程序模块的可见名称、上下文帮助和帮助URL，简体中文的blocks.xml应放在命名为zh-Hans的文件夹。以新创建的触摸开关程序模块为例，其内容如图6所示。该文件内容主要对PolyGroups、PolyGroup、Parameter
16、和Block这四元素进行设定。注意此处Parameter和Block的内容是分别对多个程序模块的参数和多个模式进行定义，它们的设定方法都相同，因此仅对其中一个Parameter元素和Block元素进行介绍。 （1）EditorStrings根元素。与根目录blocks.xml文件相似，该元素是MINDSTORM EV3程序模块strings中block.xml开发的规范格式，文件必?含有该元素作为开头。 （2）PolyGroups元素。ModuleName属性要与根目录的blocks.xml中的PolyGroups ModuleName属性一致，否则两个block.xml文件内容无法关联，程序模块文字内容无法显示。 （3）PolyGroup元素。Name属性也需与根目录的blocks.xml中的PolyGr
