高中信息技术 必修2 2.4 传感与控制 课件（共 35张）浙教版 （2019）

第2章 信息系统的支撑技术 浙教版（2019版） 信息技术（高中） 2.4 传感与控制 学易同步精品课堂 必修2 信息系统与社会 1、信息系统与外部世界的联系 2、常见的传感器技术 学习目标 重点：常见的传感器技术 难点：传感器信息的获取、射频识别技术 重难点 课堂导入 随着物联网和人工智能的发展，信息系统逐渐可以通过传感技术自动获取外部信息（如温度、亮度、声音、人脸等），也可以通过一定的机制实现对外部物体的直接控制。 2.4.1 信息系统与外部世界的联系 • 图2.4.1 天网监控系统 图2.4.2 闸机 图2.4.3 一款微信锁 图2.4.4 QQ物联功能 2.4.2 常见的传感器技术 图2.4.5 传感器的结构示意图 表2.4.1 传感器与人类感官的类比 图2.4.6 各种传感器 目前，智能手机已经成为一种具有多种综合功能的智能终端，传感器发挥着重要的作用，如通过光线传感器可以自动调节屏幕背光的亮度，通过距离传感器可以检测手机是否贴在耳朵上正在打电话，以便自动调暗屏幕，达到省电的目的，通过重力传感器可以实现手机横竖屏智能切换。拍照照片朝向切换，通过加速度传感器可以实现计步功能，通过指纹传感器可以实现加密、解锁、电子支付等功能。通过霍尔传感器可以实现翻盖自动解锁、合格自动锁屏等功能。 同一种传感器采用不同的算法还可以实现不同的功能，如智能手环中的加速度传感器，除了有计步功能外，还可以监测用户的睡眠状况，磁场传感器除了可以制作电子指南针以外，还可用于制作电子金属探测器。同时传感器技术也在不断发展，如光学心率传感器。可用于检测用户的心率，批电反应传感器可以更准确的监测用户的运动状态。传感器的广泛应用必将给人们的生活与工作带来更多的便利。 2.4.3 传感器信息的获取 信息系统要从传感器获取信息，可以采用多种通信方式，如无线网络、蓝牙、串口（com接口）等。传统的计算机一般没有传感器接口，需要借助其他具备传感器接口的智能终端来实现信息的获取。而计算机和智能终端的通信一般采用com接口或通过usb接口模拟com接口来实现。 拓展链接 串口是串行接口的简称，也称串行通信接口，是采用串行通信方式的扩展接口，其特点是通信线路简单，一般只要一对传输线就可以实现双向通信，从而大大降低了成本。特别适用于远距离通信，但传送速度较慢。目前串口多用于工业控制和测量设备以及部分通信设备中。 拓展链接 micro：bit micro：bit是一款由英国广播电视公司（BBC）为青少年编程教育设计的入门级开发板。开发板集成了5x5LED阵列，有两个可编程按键，内置配有加速度计、电子罗盘、温度计、蓝牙等模块。其io扩展口可通过鳄鱼夹引出，支持读取传感器数据，控制舵机与RGB灯带等，使用扩展插槽后能连接多达20个外部模块，轻松胜任各种编程相关的教学与开发场景，包括电子游戏编写、声光互动、机器人控制、科学实验、可穿戴装置开发等。 图2.4.7 micro：bit开发板 下面，选择micro：bit设备作为采集传感器的智能终端，通过python编程，获取温度传感器的信息。 器材清单： 1、micro：bit 2、usb连接线 操作步骤： 1、通过usb连接线将micro：bit接到计算机，并安装串口驱动。 图2.4.8 通过“设备管理器”查看com端口号 2、编写程序，获取环境数据。 打开micro：bit的离线版ide程序BXY Python Editor.输入代码，单击“烧录”按钮，micro：bit开发板上的led开始闪烁。等到闪烁停止，表示上传成功。 3、通过串口调试工具，查看串口数据 图2.4.10 用BXY查看数据 4、编写Python代码，读取串口数据并显示。 图2.4.11 用python 编程获取串口数据 import serial ser=serial.Serial() #设置通信波特率，需要与micro：bit中设定的通信速率一致 ser.port=‘COM3’ Ser.open() while True: print(ser.readline()) 2.4.4 射频识别技术 一位旅客在火车站的闸机口拿出身份证轻轻一刷，闸机门就开了；一位顾客拿出银行卡在超市的pos机上一刷，支付就完成了；在比尔盖茨的“未来之屋”中，客人凭借一枚小小的电子胸针，控制中心的计算机就能识别并根据其喜好调整各种环境数据。这些看似神奇的场景，其背后正是射频识别技术在发挥重要作用。 1、射频识别技术概述 图2.4.12 信息系统利用RFID技术识别外部世界的事物 （1）电子标签 图2.4.13 衣服上的电子标签 图2.4.14 RFID读写器