第五单元第18课 土壤湿度控制好（教学课件） 信息科技人教版六年级下册（新教材）

第5章 智能种植有方法 土壤湿度控制好 第18节 人教版 学习目标 01 课堂导入 02 新知探究 03 知识总结 04 智慧挑战 05 兴趣园地 06 目录 CONTENTS 2 了解土壤湿度控制系统的工作原理 能熟练绘制算法流程图 学习目标 通过体验采集数据的过程，进一步了解阈值的作用和闭环控制的特点 课堂导入 课堂导入 植物根系发育 养分吸收 光合作用 土壤湿度 浇灌计划 灵活调整 智能种植大棚土壤湿度控制系统包含哪些设备？ 新知探究 学习任务单 活动1 右图是两种种植环境中的智能监控。 图1：利用_________传感器采集_______数据，通过_______进行传输，管理人员使用_______、______或_______等终端，就可以查看_______，然后根据情况决定是否进行灌溉。 图2：管理人员利用_______终端查看天气情况，根据降水情况判断是否控制______设备工作，从而调节土壤_______。 图1：大棚土壤湿度数据监控 图2：露天种植环境整体监控 土壤湿度 湿度 网络 计算机 手机 平板电脑 湿度数据 智能 灌溉 湿度情况 智能种植大棚土壤湿度控制系统主要包括土壤湿度传感器、计算机和网络、浇灌设备等。利用土壤湿度传感器采集土壤湿度数据，当数据低于设定的阈值时，启动浇灌设备浇水；反之，浇灌设备停止浇水。 土壤湿度传感器 计算机和网络 浇灌设备 新知探究 一、了解土壤湿度控制系统的基本组成 土壤湿度数据可以用百分比表示。 例如，土壤湿度70%~80%是指土壤含水量为70%~80%。土壤湿度传感器读取的湿度值可能是经过换算的，因此要以实际使用的传感器为准。 新知探究 二、体验土壤湿度控制系统的工作过程 在虚拟仿真工具中，一个简易的土壤湿度控制系统主要包括土壤湿度传感器、主控器、喷灌器等。请进入虚拟仿真工具进行实验。 新知探究 1.进入虛拟仿真工具，打开土壤湿度控制系统程序。 2.运行程序，分别设置5个土壤湿度数据，观察主控器屏幕上显示的土壤湿度数据以及对应的喷灌器状态（是否喷水）。 3.注意观察，当喷灌器由喷水变为不喷水时，对应的土壤湿度数据。 新知探究 学习任务单 活动2 1.启动并观察土壤湿度控制系统，这时的土壤湿度数据是______。 2.依次记录5个土壤湿度数据以及对应的喷灌器状态。 3.土壤湿度的改变，相当于改变了控制系统的________,控制系统经过_________，________会发生相应的变化，导致喷灌器的状态也随之变化，从而实现对土壤湿度的控制。 1 2 3 4 5 土壤湿度数据 喷灌器状态 25% 15% 浇水 20% 浇水 25% 浇水 30% 停止 35% 停止 输入量 计算处理 输出指令 新知探究 学习任务单 活动2 4.退出运行仿真界面，在参数设置面板中修改土壤湿度值，再次运行程序。可以看出，________是控制系统状态发生变化的重要条件，改变了________，就改变了控制系统状态发生变化的条件。 阈值 阈值 三、分析控制土壤湿度的算法 根据前面所做的虚拟仿真实验可以得出，土壤湿度传感器检测的是土壤湿度（连续量），然后通过计算生成指令（开关量），控制喷灌器工作。 新知探究 计算处理 土壤湿度——连续量 打开或关闭喷灌器——开关量 1.自己设定一个土壤湿度阈值，补充下面的算法流程图。 新知探究 输入土壤湿度数据 是 否 控制土壤湿度的算法流程图 下面通过算法流程图和开关量真值表进一步理解这个工作过程。 学习任务单 活动3 湿度数据≥设定阈值？ 停止浇水 继续浇水 新知探究 学习任务单 活动3 2.填写土壤湿度与喷灌器状态真值表（用1表示“是”，0表示“否”）。 3.“_______土壤湿度→________土壤湿度是否超过阈值→______喷灌器是否喷水”这个过程不断进行，（○属于 ○不属于）闭环控制。如果要结束这个过程，只能（○断开 ○接通）电源开关，这属于（○人工控制 ○自动控制）。 土壤湿度超过阈值 喷灌器喷水 1 0 0 1 检测 比较 判断 √ √ √ 不同植物对土壤湿度需求不同，以耐旱的仙人掌和喜水的龟背竹为例，仙人掌适宜土壤湿度在30%-40%，超40%容易烂根；龟背竹需保持60%-70%湿度。 植物的不同生长阶段对湿度需求不同，需动态调整湿度计的监测阈值。如番茄幼苗湿度阈值需60%-75%，确保土壤湿润；成熟期则可下调至45%-60%。 新知探究 小贴士 知识总结 土壤湿度控制好 基本组成：土壤湿度传感器、计算机和网络、浇灌设备 阈值是土壤湿度控制系统发生变化的重要条件 闭环控制：设定阈值-检测对比-执行指令-反馈循环 2.下列属于土壤湿度闭环控制的是（ ） A.定时给花盆浇水，不管湿度高低 B.传感器检测湿度低于阈值，自动启动喷灌器 C.人工用喷壶给干旱的花盆浇水 D.喷灌器一直工作，无需任何控制 1.土壤湿度控制系统中负责“收集土壤湿度数据”的是（ ） A.喷灌器 B.网络 C.控制板 D.土壤湿度传感器 智慧挑战 智慧挑战 解析：传感器的核心作用是感知环境数据，土壤湿度传感器负责检测实际湿度。 答案：D 解析：B选项通过传感器反馈湿度数据，自动执行浇水动作，符合闭环特征。 答案：B 兴趣园地 搭建土壤湿度控制系统 搭建一个小型土壤湿度控制系统。 1.活动器材：干燥土壤、土壤湿度传感器、喷灌器。 2.活动目的：体验传感器采集数据的过程，感受土壤湿度阈值对喷灌器的控制作用。 3.活动要求： （1）连接硬件设备，按提示或说明进行操作； （2）记录系统设置的土壤湿度阈值； （3）观察和记录土壤湿度数据以及控制系统执行的操作。 兴趣园地 搭建土壤湿度控制系统 以小组为单位开展实验，把实验现象和结论记录下来。 1.现象：当阖值为________时，喷灌器会自动喷水。 2.结论：如果土壤湿度_______设置不合理，不符合植物生长的要求，那么喷灌器喷水的时机就不合理，会对植物生长不利。 3.探究：土壤湿度控制实验中用到的传感器是__________________，它的工作原理是：_______________________________________________。 谢谢 下节课见！ Thanks！ 人教版 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $土壤湿度传感器是检测土壤湿度信息的输入模块，它将检测到的水汽含量多少转化成电信号传输到主控制器。它是配合着主控制器水泵驱动板来使用，而主控制器决定了控制的状态，如果土壤湿度偏低的话，就会通过主控制器控制连接的水泵抽水，如果湿度偏高的话，就会停止工作。随着社会的发展，土壤湿度传感器的应用越来越广泛，在缺水地区可以大力推广，以缓解水资源短缺的难题。 怎样科学的给盆栽植物浇水？你是不是苦恼到底要怎样给植物浇水？多了植物也死交，少了也死。给植物浇水的过程其实就是在给植物养根，植物的根系强大了，植物才能长得好。有很多新手养植物不知道浇水量，于是犹犹豫豫地浇了一点在培根上，这样一来，植物底部的根根本就吸收不到水分，时间一长就干枯死去了。有的人没事就使劲的给植物浇水，但这样一来，植物的根系就一直泡在水里，根本没法呼吸，没多久就闷死了。那到底要怎样浇水才正确呢？给盆栽植物浇水应该干透浇透，浇透可以让植物所有的根系都能吸收到水分，根部活性，同时能让土壤中的肥料溶于水中，被植物吸收。而根透的过程中，植物的根会出于本能寻找水分，从而长出更多的新根，这样植物的根系就会越来越强大，植物才能越长越好。哪怕是耐干旱的植物，比如仙人球，浇水也要浇透，只是浇水的间隔会更长一些。一般的盆栽植物只需要盆土干了就浇，盆土不干干就不浇水。当然浇水也要看植物所处的环境温度，当温度过高或是过低时，应该停止浇水。温度过高时浇水就好像把植物的根系放在盆里煮。温度过低时不浇水，可以降低植物体内的含水量，增加植物的耐冻性。还有就是植物需要晒太阳才能健康成长，浇水只是解决了植物生长的水分和养分的问题，阳光才是植物生长的能量来源。有的人喜欢把植物放在电视或是办公桌旁边，这种完全照不到太阳地方，短时间植物是不会出问题的。健康的植物内部有足够的能量可以消耗，但是长期没有阳光，植物就没法生长，最后还是会枯萎。有了阳光，植物才能进行光合作用，合成自身所需的物质，这样植物才能长高长壮。