S10
系统集成与毕业设计
高中 · 10–12 年级 · 10 课时 × 40–45 分钟
核心问题：怎样在时间、成本与可靠性约束下，交付一个完整的机器人作品？
项目目标
- 能独立完成需求分析、架构设计与接口定义
- 能组织多人协作开发、集成测试与性能优化
- 能产出可复现的文档、演示与开源作品集
领域落点
AI：综合运用感知、规划、交互与学习能力
硬件：完整机器人平台、备用件、测试场地
算法：系统工程、集成测试、可靠性设计
10 课时大纲
2 + 6 + 2| 课次 | 课题 / 驱动问题 | 关键知识点 | 学生任务 | 产出 |
|---|---|---|---|---|
| L01 | 选题与指标 做什么，不做什么 | 用户需求；技术可行性；验收指标 | 确定毕设题目，写一页“问题—方案—指标—边界”，通过开题评审。 | 开题报告 |
| L02 | 系统架构设计 先画图，再写码 | 分层架构；数据流与频率；部署视图 | 画出架构图与部署图，标注每个模块的输入/输出/频率/失败模式。 | 架构文档 |
| L03 | 接口定义 团队协作从接口开始 | 消息/服务定义；版本兼容；Mock 与契约测试 | 定义 6 个核心接口并写 Mock，前后端可并行开发。 | 接口文档 + Mock |
| L04 | 分模块开发 并行推进，定期集成 | Git 分支策略；代码评审；持续集成 | 建立仓库与 CI（构建+单测），完成第一轮模块开发与合并。 | 可构建仓库 |
| L05 | 集成测试 把问题暴露在演示之前 | 冒烟/回归/场景测试；日志与追踪；缺陷管理 | 执行 20 条集成用例，记录缺陷并按严重度修复，输出测试报告。 | 集成测试报告 |
| L06 | 性能优化 让系统跑得动、跑得久 | CPU/内存/延迟剖析；降采样/异步；功耗与散热 | 做一次性能剖析，优化最大瓶颈，连续运行 30 分钟验证稳定性。 | 性能报告 |
| L07 | 可靠性与安全 出错时也要安全 | 失效模式分析 FMEA；急停/看门狗；数据与隐私 | 做 FMEA，加入看门狗与急停，注入 5 种故障验证安全状态。 | FMEA + 安全测试 |
| L08 | 文档与复现 别人能装起来才算完成 | README/依赖/一键脚本；参数说明；许可证 | 在干净环境按文档从零部署一次，修复所有缺失步骤。 | 复现文档 |
| L09 | 答辩演示 10 分钟讲清一年工作 | 演示脚本；数据支撑；风险预案 | 正式答辩：现场演示 + 数据 + 反思，准备离线视频兜底。 | 答辩材料 |
| L10 | 作品集与开源 让作品被看见、被使用 | 作品集结构；开源许可证；社区运营 | 整理代码、文档、视频与数据，发布到开源平台并写一篇技术博客。 | 开源仓库 + 作品集 |
说明：本页是教程副本（大纲级），不是完整课件。完整课件、教案、学案、代码与仿真场景按学校进度单独导出。