2.2 传感器介绍 教学设计-2023-2024学年高中通用技术粤科版（2019）选择性必修6智能家居应用设计

普 通 高 中 教 科 书 《通用技术》选择性必修6：智能家居应用设计 第二章 智能家居与物联通信 第 二 节 传感器介绍 教学设计 教学背景 清晨，天慢慢亮了，卧室自动响起轻柔的音乐把你唤醒；房间亮起柔和的灯光；智能卫浴会为你自动调整洗浴水温；智能厨房会为你自动烹饪早餐…… 你是不是觉得这样的智能生活离我们还很遥远？ 实现人民对美好生活的向往是我们现代化建设的出发点和落脚点。随着国家坚持把发展经济的着力点放在实体经济上，推进新型工业化，加快建设制造强国、质量强国、航天强国、交通强国、网络强国、数字中国的进程，我国的科学技术得到了高速的发展。这种带有科幻色彩的生活场景，已经逐渐走进了人们的生活。小到智能电灯、智能门锁，大到智能卧室、智能厨房，各种各样的智能产品已经渐渐地融入了我们的生活，这些就是同学们将在本书学习的内容——智能家居。 教学目标： 知识与技能目标: 1.熟悉温度、湿度、光照、红外、烟雾等传感器，了解传感器的标准接口。 2.熟知各种型号的传感器。 教学内容分析: 第一章从与同学们生活密切相关的典型实例开始，通过调查、讨论等活动，使同学们了解智能家居的系统特征及技术标准，感悟智能科技应用对家庭生活方式的影响，形成亲近、运用智能科技的积极情感。 第二章通过对物联网技术的技术构成、结构特征、技术标准及传感器的介绍，使同学们了解物联网通信标准在智能家居领域的应用，并通过简单的物联网系统的设计，了解物联网的应用，理解智能家居与物联网的关联性。 第三章通过实例展示了各种智能家居产品，并让同学们亲历一个智能家居产品的设计过程，掌握简易智能家居产品的安装与调试，同时理解组网、通信和传感器等的原理和功能。 第四章是一个较为完整的智能家居的设计、优化与搭建过程，通过情景描述的方式，使同学们掌握与用户进行沟通的方法，并学会需求分析。通过本章的学习，同学们还会学到智能家居的设计原则及对方案进行优化的方法。 学情分析: 学生对智能家居认识有限，他们需要感受先进技术在家庭生活中的运用，需要一个集通信、计算、控制等技术于一体的应用性学习窗口。 智能家居融合了物联网、人工智能、生物技术、大数据、自动控制等先进技术，意在创设一种智慧感知、协调控制、智能互联、方便快捷的家居生活环境。 教学重难点: 熟悉温度、湿度、光照、红外、烟雾等传感器，了解传感器的标准接口。 教学策略: 始终强调实践，在书中设置了“讨论”“分析”“思考”“知识窗”等栏目。这些栏目的设置，为同学们自主学习、合作学习和探究学习提供了方便。 教学准备: 展示用的图片、其他技术产品、多媒体课件。 教学过程: 情景导入: 老师：本节课我们学习《通用技术》选择性必修6：智能家居应用设计　第二章 智能家居与物联通信第 二 节 传感器介绍。 互联网将人与人通过网络连接起来，随着射频识别技术的出现，人们开始思考能否将物也连接到互联网中，将物与物、物与人都通过网络连接起来，形成一种新兴的网络，这就是物联网。以智能手机、平板电脑等为代表的移动终端的出现，使互联网进入了移动互联网时代，推动了物联网的新发展，加快了智能家居走向成熟的步伐。 在物联网中，感知识别技术相当于人类的五官，类似于用视觉、听觉、嗅觉、触觉的方式去感知物体信息。 感知是信息收集的过程，识别是物品身份识别码的读取。感知信息靠传感器，物品身份识别码的识别则靠电子标签、条形码或二维码，其中的电子标签属于射频识别技术。 一、传感器工作原理 传感器，俗称探头，有时亦被称为转换器、变换器或探测器，是获取信息的工具，能够将被测量信息转换为电信号或其他形式的信号。它可以测量物体的各类信息，如温度、湿度、速度、压力、位移、流量、加速度等。因此，物联网收集信息必须依靠传感器。 传感器一般由敏感元件、转换元件、信号调节转换电路组成，有时还需要外加电源提供转换能量。传感器的典型组成如图2-5（参见教材P23）所示。 敏感元件指能直接感受被测量（通常为非电量）的元件，并输出与被测量成确定关系的某一物理量。例如，弹性敏感元件将压力转换为位移，且压力与位移之间保持一定的函数关系。 转换元件是将敏感元件的输出量转换为适于传输和测量的电信号的元件。 信号调节转换电路也称为“二次仪表”，它将转换元件输出的电信号放大，转变成易于处理、显示和记录的信号。 值得注意的是，并不是所有的传感器必须同时包含敏感元件和转换元件。如果敏感元件直接输出的是电量，它就同时兼为转换元件，如热电偶。 知识窗 为什么传感器又叫“电五官”？ 人们从外界环境获取信息，如在研究自然现象规律以及生产活动中，单靠人们自身的感觉器官是远远不够的。为了采集更多信息，我们需要传感器（图2-6）（参见教材P24）的辅助。因此，可以说传感器是人类五官的延长，又称为“电五官”。 将传感器的功能与人类五大感觉