2.4 传感与控制课件-2025-2026学年浙教版高中信息技术必修二

连接虚拟与现实： --初识物联网硬件 第1课时 思考： 通过观看上述视频，应该如何提前预知危险并发出警告，以此来减少损失呢？ 课时 主题 主要学习活动 第1课时 连接虚拟与现实：初识物联网硬件 1. 活动一：探秘传感器（种类、原理） 2. 活动二：认识ESP8266（功能、IO口） 3. 活动三：第一个程序——“Hello, LED!”（点亮LED灯）   第2课时 数据的触角：采集水位信息 1. 活动一：聚焦水位传感器（工作原理、特性） 2. 活动二：动手连接（绘制并完成接线图） 3. 活动三：数据可视化（编写代码，在串口监视器查看实时数据）   第3课时 智能的核心：从感知到控制 1. 活动一：设计系统大脑（绘制程序流程图） 2. 活动二：代码实现（根据流程图补全并编写完整代码） 3. 活动三：系统集成与调试（功能测试、优化展示） 项目：水位自动报警系统 CONTENTS 活动目录 01 探秘传感器——信息的“采集官” 02 认识ESP8266—系统的”大脑 ” 03 第一个程序——点亮 LED! 探秘传感器—信息的“采集官” 活动01 活动一：探秘传感器 ——信息的“采集官” 传感器（Sensor） 是一种能够探测、感知和响应外界环境或内部状态的检测装置。它通常由敏感元件和转换元件组成。 简单来说，传感器就像是机器的“感觉器官”。 就像人类的眼睛能看、耳朵能听、皮肤能感知温度和压力一样。 传感器让机器、设备和系统能够获取周围世界的各种信息，从而做出相应的判断和反应。 6 传感器是如何工作的 传感器的工作流程通常可以概括为以下三个步骤： 1.感知（Detection）：敏感元件直接感知或测量某种特定的物理量、化学量或生物量（例如：温度、光线、压力、运动、湿度、气体浓度等）。 2.转换（Conversion）：转换元件将感知到的信号转换成一种易于传输、处理和测量的电信号（最常见的是电压、电流或电阻的变化）。 3.输出（Output）：将这个电信号传递给后续的处理单元（如微处理器、电脑等），从而进行分析、显示或控制其他设备。 负责“感觉” 负责“思考”和”连接” 负责“执行”和”显示” 7 有哪些常见的传感器？ 传感器名称 它感知什么？ 它的应用场景（举例） 光敏传感器     声音传感器   水位传感器  ， 感知环境光强度并将其转换为信号 智能路灯 智能窗帘 农业大棚监控等 感知空气中的声波震动并将其转换为信号 智能音箱 心肺音检测 语音控制系统等 感知液体表面的位置并将其与一个参考点（通常是容器底部或传感器的安装点）进行比较 防灾控灾 智能灌溉 水产养殖等 8 水位传感器---系统的”眼睛 ” S: 模拟量输出引脚 +: 电源输入引脚 三个引脚： —: 电源负极 工作原理： 利用水的导电性。 · 结构： 电路板上面有一条条平行的导线，这些导线就是探测点。 · 过程： 1. 当传感器干燥时，导线之间是绝缘的，电阻极大，电路不通。 2. 当传感器浸入水中时，水连接了这些导线，由于水能导电，在导线之间形成了一条电流通路，从而使整个电路的电阻变小。 3. 主控板通过检测这个电阻值（或与之对应的电压值）的变化，就能判断是否接触到水以及水位的大致高度（浸入的导电线对越多，导电性越好，读数变化越大）。 · 优点： 价格低廉、结构简单、易于使用。 · 缺点： 长期浸泡易氧化、电解，影响精度和寿命；检测的是水的导电性，故纯净水（几乎不导电）可能无法检测。 认识ESP8266— 系统的”大脑” 02 A0 ESP8266芯片— 系统的”大脑 ” A0引脚：模拟输入引脚。它的主要任务是读取来自模拟传感器的连续电压信号，并将其转换为微控制器可以理解和处理的数字值。 3.3v引脚：电源输出引脚 GND引脚：电流的”回程路径 ”，电流从电源正极流出，经过各种元件做功，最终必须通过GND这条路径流回电源负极形成一个完整的闭环。没有回路，电流就无法流动，任何设备都无法工作。 第一个程序——点亮 LED! 活动03 代码分步呈现 代码实践：在Arduino IDE中输入以下代码并上传。观察现象，并为代码添加注释。 void setup() {    pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);  //初始化引脚 }   void loop() {                       //开始一个无限循环    digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);   //给LED灯引脚一个低电平    delay(1000);                    // 延迟1秒    digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);  //给LED灯引脚一个高电平    delay(2000);                      //延迟2秒 } 课堂检测： 1、快递柜接收快递的方法为：使用手机扫码或者输入取件码，对应的快递柜门就可以自动打开，这是因为快递柜已接入了互联网，当用户提交身份信息，验证通过后，系统后台就会返回一个开门指令。这是一种按照约定的协议把物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，架起物理世界和电子世界桥梁的技术。 这种技术，我们称为 技术。 2、随着科技发展，集成电路芯片越来越大，功能也越来越强大。（）A、正确 B、错误 3、以下应用不属于物联网应用的是( ) A、智能家居 B、ETC（高速公路不停车电子收费系统） C、楼道声控灯 D、共享单车 14 小结： 3.物联网防灾的核心价值是什么？ (1) 从”被动响应 ”到”主动预警 ”:提前感知风险防患于未然。 从”经验决策 ”到”数据驱动 ”:让灾害决策更加科学精准。 (3) 从”孤立信息”到”全局联动 ”:打通监测、预警、响应、救援全链条，实现多部门协同作战。 物联网技术将传统”人防 ”为主的防灾减灾模式升级为”人防 ”+”技防 ”相结合的智慧模式，带来的核心价值是： 1.传感器的定义 工作原理以及常用传感器的用途。 2.水位传感器和ESP8266 15 知识拓展 思考： 水位传感器是如何知道有水没水的？使用deepseek查阅资料或思考其原理。 16 Lavf58.20.100 $