[发明专利]一种采用无线通讯的电子积木编程方法及系统

权利要求书

1.一种采用无线通讯的电子积木编程方法，其特征是包括以下步骤：

步骤1、在指令卡表面或内部写入可被指令读取设备获取的码值信息，并在指令卡表面印刷可供使用者识别的图文信息，使用者按照自己设想的逻辑功能排列组合各指令卡；

步骤2、使用者通过指令读取设备识别指令卡上的码值信息，指令读取设备通过无线传输方式将码值信息传输给电子积木主控模块；

步骤3、主控电子积木的无线通信单元接收到指令读取设备发送的码值信息，并通过自身的中央处理单元对该码值信息解码，并组合生成执行程序；

步骤4、主控电子积木将生成的执行程序反馈至输出执行电子积木，输出执行电子积木通过多个输出模块输出对应的功能；信号采集电子积木通过多个信号采集模块采集周边的信息，并将该信息转换为数字信号反馈至主控电子积木，作为执行程序的输入变量。

2.根据权利要求1所述的一种采用无线通讯的电子积木编程方法，其特征在于，所述步骤1进一步包括：

对指令卡采用光学识别码或内置RFID电子标签，向指令卡内写入包括逻辑指令、采集指令、以及控制指令在内的指令信息。

3.根据权利要求2所述的一种采用无线通讯的电子积木编程方法，其特征在于，所述步骤2进一步包括：

通过光学识别设备识别并读取指令卡上的光学识别码，或通过NFC读写器识别并读取指令卡上的RFID电子标签，并将读取到的码值信息通过蓝牙、WiFi、或NFC近场通信传输给电子积木主控模块。

4.根据权利要求1所述的一种采用无线通讯的电子积木编程方法，其特征在于，所述步骤3进一步包括：

主控电子积木在利用中央处理单元对码值信息解码的同时，通过自身的神经网络单元对常见的程序组合进行优化与融合，以达到优化数据布局的作用：

首先引入神经元模型：

式中，表示神经元的权重向量，表示对输入向量x进行非线性变换，表示对该权重向量进行激活函数转换，表示对神经元模型引入tanh表达式以纠正梯度偏值；

将输入向量x赋值为，带入：

式中，n表示神经网络的级数，b表示偏量；

对神经元激活：

式中，表示与分离超平面垂直的权向量，表示超平面的偏置向量，表示超平面之间的边缘带，表示sigmoid激活函数，表示调节系数，表示激活输出向量；

利用NNL编译器多次迭代计算来训练神经网络：由编译器对程序语句进行解析，构建出程序所描述的带有template嵌套的图结构，对嵌套结构展开并根据NNL中隐含的语义对图进行扩展，得到由多个block连接的图结构，对该图结构进行反向传播，通过不断的回传误差，对权重进行更新，重新计算输出，最终从已有的输入值经过神经网络得到我们需要的结果，传递误差连同成本函数的梯度从输出层沿着隐藏层向输入层传递，同时使用梯度下降的方法调整每个神经元的权值，以使下一次正向传播的输出值和真实值更近，其中，多个block连接的表达式为：

式中，表示第l层的第j个神经元与第（l-1）层的第k个神经元之间的权值；表示第l层的第j+1个神经元与第（l-1）层的第k个神经元之间的权值；表示第k个神经元的输出层误差；表示第k+1个神经元的输出层误差。