2.4 传感与控制第一课时（教学课件）信息技术浙教版2019必修2

第二章 Chapter 2 信息系统的支撑技术 1 1 2 3 2.1 计算机硬件 4 2.4 传感与控制 2.2 计算机软件 2.3 移动终端 5 6 2.6 网络应用软件开发 2.5 网络系统 目录 复习回顾 1 2 为什么移动终端越来越多的占据我们的时间？有没有可能替代计算机？ 你用移动终端的频率高还是用台式计算机的频率高？大部分人都是这样么？为什么？ 复习回顾 1 2 移动终端有哪些组成部分，与计算机的区别在哪？ 计算机系统包括哪些组成部分 复习回顾 使一些应用在使用时有别于其在个人计算机上的使用，逐渐改变人们的一些行为习惯。 智能性在硬件上主要基于 “传感器”增加了移动终端的自动检测与适应功能，使移动终端能根据不同人群的使用习惯自动做出调整。 智能性 移动性 移动终端 信息系统与外部世界的联系 04 02 01 03 天网监控系统 火车站的闸机 微信智能锁 QQ物联 阅读p50页2.4.1，说一说不同的信息系统是怎样与外部世界进行联系的。 信息系统与外部世界的联系 天网监控系统 信息系统与外部世界的联系 火车站的闸机 信息系统与外部世界的联系 微信智能锁QQ物联 信息系统与外部世界的联系 传感与控制 传感 控制 传感技术负责将采集到的外部世界的各种信息输入到信息系统； 传感技术 控制技术则实现信息系统对外部世界的控制。 控制技术 信息系统 外部世界 传感技术 控制技术 人 信息系统与外部世界的联系 传感技术 传感器 ——感觉，感知；传送 （Sensor、Transducer） 人类 机器 人类有五大感觉器官，即眼、耳、鼻、舌、皮肤。通过这些感觉器官感知外界信息 人体系统 传感器是各种机械和电子设备的感觉器官。感知光、色、温度、压力、声音、湿度、气味及辐射等 机器系统 信息系统与外部世界的联系 传感技术的地位 现代信息技术三大技术之一 信息的采集。 信息的传输 信息处理 传感技术 通信技术 计算机技术 在信息系统中分别起到 “感官”、“神经”和“大脑”的作用。 常见的传感技术 传感器属于输入设备，一般由敏感元件、转换元件、其他辅助元件组成。 敏感元件感受和检出被测对象的待测信息 转换元件将信息转换成有用信号 辅助元件包括信号调节和电源 输出电信号 敏感元件 转换元件 辅助电源 信号调节与转换电路 被测量 弱信号 传感器的结构示意图 常见的传感技术 传感器 传感器名称 人类感觉 人类器官 光敏传感器 视觉 眼睛 声敏传感器 听觉 耳朵 气敏传感器 嗅觉 鼻子 味敏传感器 味觉 舌头 压敏传感器 触觉 皮肤 热敏传感器 触觉 皮肤 传感器与人类感觉器官的类比 常见的传感技术 传感器 常见的传感技术 传感器 常见的传感技术 传感器 常见的传感技术 传感器 检测手机是否贴在耳朵上 横竖屏智能切换 自动调节屏幕背光亮度 计步功能 加密解锁、电子支付 自动解锁，盒盖锁屏 指纹传感器 光线传感器 距离传感器 加速度传感器 霍尔传感器 重力传感器 请将下列传感器及其对应的功能连起来 常见的传感技术 传感器的不同功能 同一传感器采用不同算法，还可以实现不同功能 智能手环中的加速度传感器，除了计步，还可以检测睡眠状况。 磁场传感器，除了电子指南针，还可用于电子金属探测器。 光学心率传感器可用于检测用户心率。 皮电反应传感器可以检测用户运动状态 皮肤电反应传感器 (GSR) 测量皮肤对不同电流水平的电阻。 当电流施加到皮肤表面时，它会导致该区域的小神经细胞发出信息。 然后测量这些信息并用于计算身体上两个穴位之间的阻力。皮肤电导可以测量各种生理反应，包括压力水平、心率、血压和肌肉张力。 GSR 传感器经常出现在智能手表和健身追踪器等可穿戴技术产品中 19 在发生自然灾害后，救援人员使用多种生命探测仪器收集幸存者发出的生命迹象信息。有一类生命探测仪与自动门、家电遥控系统应用的是同一种传感器，这种传感器为（ ） A.湿度传感器 B.气体传感器 C.压力传感器 D.红外传感器 课堂练习 D 街道旁的路灯安装了某传感器，实现白天自动熄灭、夜晚自动点亮，这种传感器属于（ ） A.热敏传感器 B.声敏传感器 C.光敏传感器 D.气敏传感器 课堂练习 C 要把获取的“物体的实时状态”信息传输到信息系统中，需要（ ） A.传感技术 B.识别技术 C.通信技术 D.控制技术 课堂练习 A 某款手机游戏的操作提示界面如图所示，要实现图中的操作，该智能手机中应配置的传感器是（ ） A.加速度传感器 B.距离传感器 C.重力传感器 D光纤传感器 课堂练习 C 某类传感器可将光信号转换为电信号，下列属于这类传感装置的是（ ） A.红外报警装置 B.走廊照明灯的声控装置 C.自动洗衣机中的压力传感装置 D.电饭煲中控制保温的温控装置 课堂练习 A 常见的传感技术 传感信息的获取 从传感器获取信息的方式：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的接口，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 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。 25 常见的传感技术 传感信息获取实践 micro bit板获取 集成模块： 5×5 LED点阵灯 2个可编程按钮 连接引脚 温度传感器 运动传感器 (加速度和指南针) 无线通讯，通过无线电和蓝牙 USB 接口 麦克风和嗡鸣器 26 常见的传感技术 传感信息获取实践 BXY编辑器 BXY Python Editor是一款轻量级的microPython编程IDE，界面简洁，操作便利。内置了很多基础操作库。为众多MicroPython爱好者提供了一个简洁实用的平台。 BXY支持对micro:bit及掌控板的编程。 27 常见的传感技术 传感信息获取实践 MicroPython MicroPython 是 Python 3 语言的精简实现，经过优化可在单片机这样的性能有限的微控制器上运行，最小体积仅256K，运行只需16K内存。 因为要适应嵌入式微控制器，所以裁减了大部分标准库，仅保留部分模块如math，sys等。 28 常见的传感技术 传感信息获取实践 在电脑上运行BXY获取环境数据 micro:bit开发板作为采集传感器数据的终端，通过编程获取micro:bit 内置传感器的信息，并向串口输出 USB线连接 安装驱动 29 常见的传感技术 传感信息的获取 利用了什么技术？ 30 常见的传感技术 射频识别技术 射频识别，又称无线射频识别（简称RFID），属于无线通信的范畴，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无须在特定目标与识别系统之间建立机械或光学接触。从信息采集的角度，射频识别技术属于传感技术。 是一种自动识别技术，它利用无线射频信号实现无接触信息传递，达到自动识别目标对象的目的。 31 常见的传感技术 射频识别技术 32 常见的传感技术 射频识别技术 一个基础的RFID应用系统包括应答器（电子标签）、阅读器（含天线）和高层（应用系统）三个主要组成部分。发射端（电子标签）发送特定的射频信号，接收端（读写器）接收到射频信号后，并从中提取出有用信息。 33 常见的传感技术 射频识别技术 电子标签 电子标签由芯片与天线（线圈）组成，附着在物体上标识目标对象 按照能量供给方式分为：有源标签 无源标签， 按照工作频率分为：低频，高频，超高频和微波频段 34 常见的传感技术 射频识别技术 RFID读写器 读写器基本由射频模块、控制处理模块和天线三部分组成 射频模块向标签发射读取信号 接受标签应答，对标签的对象标识的信息进行解码 将对象标识的信息和标签上的其他相关信息传输到信息系统 35 常见的传感技术 射频识别技术应用 36 常见的传感技术 射频识别技术应用 NFC技术由RFID技术演变而来，是一种短距高频无线电技术，内置NFC设备以手机为主 37 包括以下步骤：①读写器通过天线向电子标签发送一定频率的射频信号；②读写器采集电子标签的信息并解码；③读写器处理解码信息后，将结果发送至信息系统；④电子标签从读写器获得能量，向读写器发送编码信息。以下步骤顺序正确的是（ ） A.①②③ B.①④③ C.④②③ D.①④② 某信息系统利用RFID技术识别电子标签的工作流程如图所示 课堂练习 D 问题提出 传感器和其他技术结合获得信息，通过什么技术开启或关闭闸门？ 39 信息系统中的控制 传感器 控制器 执行器 五官 大脑 肢体 控制技术实现信息系统对外部世界的控制 信息系统通过执行器作用于外部世界 执行器是指在控制系统中接收控制信息并对受控对象施加控制作用的装置 40 信息系统中的控制 信息系统中的控制机制包含控制器、执行器、受控对象、传感器。 根据控制论，控制的基础是信息，一切信息传递都是为了控制，任何控制又以信息反馈来实现。信息反馈就是由控制系统将信息输送出去，又把作用结果返回来，并影响下次信息输出，起到控制的作用，以达到预期目的。 控制器 输入信号 执行器 受控对象 输出信号 控制信号 传感器 反馈信号 41 信息系统中的控制 应用 智能手环 闹钟唤醒、来电提醒、消息提醒、久坐提醒等 发出警报，提醒如何便捷地找到逃生通道 控制闸机的打开和关闭 利用传感器获取湿度信息，湿度值低于预设值，启动浇水装置 火警预报系统 火车站、地铁站检票系统 智能农场系统 42 信息系统中的控制 控制的结果反馈回来与系统设定的希望值比较，并根据它们的误差调整控制作用。如：空调温度的设定 无反馈信息的系统控制方式，控制的结果不会影响当前的控制输出。如：开灯 开环控制 闭环控制 分类 43 小斌最近在家里安装了一套“家庭监控系统”，该系统具有判断人物移动、侦测声音的功能，并可进行人脸识别，若“采集”到陌生“人脸”时，自动反锁房门并发送报警信息到小斌的手机。下列关于该系统说法正确的是（ ） A.传感技术负责自动采集“人脸” B.传感技术负责将报警信息发送到主人的智能手机 C.控制技术实现侦测房间内的声音并采集信息 D.控制技术实现判断房间内是否有物体在移动 课堂练习 A 聆 听 谢 谢 45 Lavf58.51.100 $$