第四册 1.3 班级智能养花控制系统 课件 2022—2023学年电子工业出版社（2022）初中信息技术第四册

1.3 班级智能养花控制系统 电子工业版八年级下册 教学目标 1、了解智能养花控制系统的组成 2、了解智能养花控制系统常见的执行器 3、了解控制系统消息的订阅和控制 4、掌握自动控制浇水程序控制系统的调试 1.3.1 控制系统的组成 新知讲解 智能养花系统工作过程 （1）感测系统监测盆栽的生长环境； （2）服务平台发出预警消息； （3）控制平台根据预警信号及时作出反馈。 新知讲解 智能养花控制系统由智能开发板结合相关的执行器组成。 （1）抽送液体的水泵。 （2）提供照明的LED灯带。 （3）促进空气流通的风扇。 水泵 LED灯带 风扇 新知讲解 智能开发板与水泵的连接方式。 A键开启水泵 B键关闭水泵 新知讲解 智能开发板控制水泵开关的程序。 直流电机M2以速度50开始运行 按下A键 按下B键 关闭直流电机 新知讲解 水泵是输送液体或使液体增压的机械，主要用来输送水、油、液体金属等。水泵分为进水口和出水口。 进水口 出水口 智能开发板 水泵 1.3.2 控制系统消息的订阅和控制 新知讲解 自动控制系统是指用一些自动控制装置,对生产中某些关键性参数进行自动控制，使它们在受到外界干扰(扰动) 的影响而偏离正常状态时,能够被自动地调节而回到工艺所要求的数值范围内。 新知讲解 按控制原理的不同，自动控制系统分为： （1）开环控制系统； （2）闭环控制系统。 按给定信号分类，自动控制系统可分为： （1）恒值控制系统； （2）随动控制系统； （3）程序控制系统。 新知讲解 开环控制系统输出只受输入的控制，由顺序控制装置、检测元件、执行机构和被控工业对象所组成。主要应用于机械、化工、物料装卸运输等过程的控制以及机械手和生产自动线。 输入量 控制器 执行器 被控对象 输出量 开环控制系统方框图 新知讲解 闭环控制系统是建立在反馈原理基础之上的，利用输出量同期望值的偏差对系统进行控制，可获得比较好的控制性能。闭环控制系统又称反馈控制系统。 闭环控制系统方框图 新知讲解 土壤湿度检测程序。 感测系统 控制系统（浇水） 收到所有盆栽的缺水信息时打开水泵 新知讲解 当土壤湿度小于30%时，发送预警信号， “water”信息到主题“control”中 通过变量flag的真假值切换，保证预警信号只发送一次 土壤湿度检测程序。 新知讲解 自动控制浇水程序。 连接班级无线WiFi。 填入MQTT服务器IP地址和端口号。 从主题“control”中接收消息。 当接收到消息“water”，并且open变量大于2时， 水泵打开开始浇水，30秒后水泵关闭。 重置缺水的盆栽数为0。 练一练 思考——有的植物耐旱，有的植物喜湿，如何根据植物的特性实现自动集中浇水。 （1）设置多个变量，识别不同的植物，根据植物类别来制定不同的浇水方案。 （2）采用多通道供水技术，根据植物的具体需求来调整电机工作的时间或速度，实现不同的供水量。 1.3.3 控制系统的调试 新知讲解 智能养花控制浇水量程序。 增大电机速度，浇水量增多。 增加电机运行时间，浇水量增多。 新知讲解 智能养花控制系统运行状态。 根据曲线图变化来调整水泵的转动速度与运行时间。 新知讲解 项目实施——班级智能养花系统之控制系统。 遇到的问题 解决办法 待解决的问题 新知讲解 项目实施——班级智能养花系统之控制系统。 遇到的问题 解决办法 待解决的问题 1、浇水的时间多长合适。 2、浇水的瞬间水流大小。 3、电机可以支持最大功率。 4、部分盆栽缺水。 通过程序调整电机的工作速度和工作时间，调整浇水的水量大小，采用多通道浇水技术。 智能养花系统的阳光光照、土壤温度、病虫害等问题如何通过自动控制系统来解决。 课堂练习 1、简述智能养花系统工作过程。 2、智能养花系统中常用的执行器有哪些？ 3、简述水泵的主要作用和用途。 4、简述自动控制系统分类。 课堂练习 1、简述智能养花系统工作过程。 答： （1）感测系统监测盆栽的生长环境； （2）服务平台发出预警消息； （3）控制平台根据预警信号及时作出反馈。 课堂练习 2、智能养花系统中常用的执行器有哪些？ 答： （1）抽送液体的水泵。 （2）提供照明的LED灯带。 （3）促进空气流通的风扇。 课堂练习 3、简述水泵的主要作用和用途。 答： （1）水泵是输送液体或使液体增压的机械。 （2）主要用来输送水、油、液体金属等。 （3）水泵分为进水口和出水口。 课堂练习 4、简述自动控制系统分类。 答： 按控制原理的不同，自动控制系统分为： （1）开环控制系统； （2）闭环控制系统。 按给定信号分类，自动控制系统可分为