傳感器與檢測技術(shù) 教學(xué)課件 2024-2025學(xué)年電子工業(yè)出版社（2022）初中信息技術(shù)第三冊

情境導(dǎo)入：本單元項(xiàng)目式

主題：分析智能手環(huán)的關(guān)鍵技術(shù)馬寧生日的時(shí)候，爸爸送給他一個(gè)智能手環(huán)作為生日禮物。手環(huán)說明書上寫著:“智能手環(huán)可以實(shí)時(shí)檢測運(yùn)動量、心率、睡眠質(zhì)量。還可以使用手機(jī)實(shí)時(shí)查看運(yùn)動量，檢測走路和跑步的效果”馬寧有些好奇，智能手環(huán)是如何檢測并得到佩戴者的運(yùn)動狀態(tài)與心率數(shù)據(jù)的呢?要解決這個(gè)問題，需要先學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)感知層的關(guān)鍵技術(shù)-傳感器與檢測技術(shù)?！?.1傳感器與檢測技術(shù)》2023年電子工業(yè)出版社

八年級上冊-第3單元

物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)-信息科技

課件2022新版課標(biāo)內(nèi)容1活動1：認(rèn)識生活中的傳感器2活動2：體驗(yàn)傳感器的數(shù)據(jù)采集3活動3：傳感器檢測功能的應(yīng)用《目錄》信息科技01認(rèn)識生活中的傳感器活動101.知識點(diǎn)講解傳感器是一種檢測裝置，能檢測外界信息，并將信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號或模擬信號輸出。智能手環(huán)內(nèi)置了能實(shí)現(xiàn)多種功能的若干種傳感器，可以采集佩戴者的運(yùn)動與健康數(shù)據(jù)。在智能手環(huán)的傳感器中，加速度傳感器可以判斷佩戴者是否在移動，從而達(dá)到計(jì)步的目的;溫度傳感器可以通過與佩戴者皮膚的直接接觸，測量皮膚的表層溫度;光學(xué)心率傳感器可以實(shí)時(shí)檢測佩戴者的心率;光線傳感器可以感知周圍光線情況，并通知處理芯片自動調(diào)節(jié)顯示器背光亮度。智能手環(huán)中的部分傳感器及功能如圖3.1.1所示?；顒?：認(rèn)識生活中的傳感器0101.知識點(diǎn)講解活動1：認(rèn)識生活中的傳感器01傳感器的應(yīng)用在現(xiàn)實(shí)生活中隨處可見。請查閱相關(guān)資料，列舉各種傳感器的作用，以及它們在生活中的應(yīng)用場景，并完成表。實(shí)踐探究傳感器名稱功能應(yīng)用場景01.知識點(diǎn)講解活動1：認(rèn)識生活中的傳感器01知識點(diǎn)在物聯(lián)網(wǎng)的感知層中，傳感器檢測技術(shù)是核心技術(shù)之一。人體通過感覺器官從外界獲取信息。而單靠人體自身的感覺器官研究自然現(xiàn)象及其規(guī)律，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。傳感器可以應(yīng)用于人體無法忍受的溫度、高壓、輻射等惡劣環(huán)境，還可以檢測出人體不能感知的微弱磁、離子射線等信息。傳感器的出現(xiàn)和發(fā)展，讓物體也有了“觸覺、味覺和嗅覺”讓物體慢慢“活”了起來。可以說，傳感器是人類感覺器官的延伸，因此，傳感器又稱為“電五官”。01.知識點(diǎn)講解活動1：認(rèn)識生活中的傳感器01傳感器與人類五大感覺器官及其功能的類比如圖3.1.2所示。01.知識點(diǎn)講解活動1：認(rèn)識生活中的傳感器01傳感器的使用隨處可見。自動門利用紅外傳感器感知人體的紅外波，煙霧報(bào)警器利用氣敏傳感器測量煙霧濃度;電子秤利用力敏傳感器測量物體的重量。目前傳感器已經(jīng)廣泛應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)、海洋探測、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)學(xué)診斷等各個(gè)領(lǐng)域，幾乎每一個(gè)現(xiàn)代化項(xiàng)目都離不開傳感器。尤其在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，將傳感器連接到設(shè)備，并通過網(wǎng)絡(luò)讓設(shè)備互連，使人們可以更加全面地了解設(shè)備獲取的信息，或讓設(shè)備自動執(zhí)行某些功能。02體驗(yàn)傳感器的數(shù)據(jù)采集活動201.知識點(diǎn)講解在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，傳感器的作用就是采集各種各樣的數(shù)據(jù)。而不同的傳感器采集到的數(shù)據(jù)也不同。按照采集到的數(shù)據(jù)的類型，可以把傳感器分為數(shù)字型傳感器和模擬型傳感器。數(shù)字型傳感器只采集0和1兩種狀態(tài)組成的數(shù)據(jù)，如按鍵傳感器;模擬型傳感器能采集發(fā)生連續(xù)變化的數(shù)據(jù)，如能根據(jù)環(huán)境中光線的不同，采集光線數(shù)據(jù)的光線傳感器。活動2：體驗(yàn)傳感器的數(shù)據(jù)采集0201.知識點(diǎn)講解活動2：體驗(yàn)傳感器的數(shù)據(jù)采集02我們使用的智能開發(fā)板就集成了一些常見的傳感器，如圖3.1.3所示。01.知識點(diǎn)講解活動2：體驗(yàn)傳感器的數(shù)據(jù)采集01請同學(xué)們分析智能開發(fā)板上傳感器的類型，完成表3.1.2。實(shí)踐探究傳感器名稱功能應(yīng)用場景傳感器數(shù)字型模擬型聲音傳感器光線傳感器按鍵傳感器01.知識點(diǎn)講解活動2：體驗(yàn)傳感器的數(shù)據(jù)采集02知識點(diǎn)用傳感器采集數(shù)據(jù)的一般過程1.打開編程軟件，用數(shù)據(jù)線連接計(jì)算機(jī)與智能開發(fā)板。2.單擊編程軟件的輸入模塊，在這個(gè)模塊中可以看到智能開發(fā)板包含的所有傳感器的主要功能，如圖3.1.4所示。01.知識點(diǎn)講解活動2：體驗(yàn)傳感器的數(shù)據(jù)采集023.編寫用聲音傳感器采集聲音數(shù)據(jù)并打印(即顯示)所采集的聲音數(shù)據(jù)的循環(huán)結(jié)構(gòu)程序。將程序上傳到智能開發(fā)板開將聲但傳感器采集的數(shù)據(jù)輸出到計(jì)算機(jī)的控制臺上,改變環(huán)境(如對著聲音傳感器說話)，觀察數(shù)據(jù)的變化。03傳感器檢測功能的應(yīng)用活動301.知識點(diǎn)講解活動3：傳感器檢測功能的應(yīng)用03光線傳感器能夠檢測環(huán)境中的光線值，它最常見的應(yīng)用就是自動調(diào)節(jié)屏幕亮度。手機(jī)、筆記本電腦、智能手環(huán)都有這樣的功能，當(dāng)光線傳感器檢測到環(huán)境中的光線較亮?xí)r,為了讓人們更清楚地看到屏幕上顯示的內(nèi)容就會自動調(diào)高屏幕的亮度。01.知識點(diǎn)講解活動3：傳感器檢測功能的應(yīng)用03智能開發(fā)板上也有光線傳感器，我們可以用光線傳感器來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的開關(guān)，制作一個(gè)光線感應(yīng)燈。當(dāng)檢測到環(huán)境光線不足時(shí)，智能開發(fā)板自動把RGB燈打開，如圖3.1.7所示。01.知識點(diǎn)講解活動3：傳感器檢測功能的應(yīng)用03光線感應(yīng)燈程序設(shè)計(jì)當(dāng)智能開發(fā)板上的光線傳感器檢測到環(huán)境比較昏暗時(shí)(本例中以光線值1000作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)光線值小于1000時(shí)，可視為環(huán)境昏暗:否則視為環(huán)境明亮，具體判斷標(biāo)準(zhǔn)可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整),就打開開發(fā)板上的RGB燈;當(dāng)檢測到光線比較明亮?xí)r，就關(guān)閉RGB燈。根據(jù)以上功能設(shè)計(jì)的光線感應(yīng)燈程序流程圖和程序如圖3.1.8所示。01.知識點(diǎn)講解活動3：傳感器檢測功能的應(yīng)用03請同學(xué)們根據(jù)當(dāng)前的光線環(huán)境調(diào)整光線明暗判斷值，將編寫的光線感應(yīng)燈程序刷入智能開發(fā)板中,并對光線感應(yīng)燈的效果進(jìn)行測試(如用手擋住光線傳感器，制造昏暗環(huán)境)，觀察智能開發(fā)板的RGB燈會不會隨著光線環(huán)境的變化自動實(shí)現(xiàn)開和關(guān)。01.知識點(diǎn)講解活動3：傳感器檢測功能的應(yīng)用03傳感器網(wǎng)絡(luò)傳感器網(wǎng)絡(luò)是由許多在物理空間上分布的自動裝置組成的一種物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，這些裝置可以使用傳感器協(xié)同監(jiān)測環(huán)境狀況，如溫度、聲音、振動、壓力、運(yùn)動或污染等。01.知識點(diǎn)講解活動3：傳感器檢測功能的應(yīng)用03用沉降傳感器、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、索力傳感器等，可以有效地構(gòu)建一個(gè)三維立體的防護(hù)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，用于監(jiān)測橋梁、高架橋、高速公路等道路環(huán)境，如圖3.1.9所示。對于許多老舊的橋梁，橋墩長期受到水流沖刷，可以把相關(guān)的傳感器放置在橋墩底部，用以監(jiān)測橋墩結(jié)構(gòu)及其被水侵蝕的程度等信息;也可以把相關(guān)的傳感器放置在橋梁兩側(cè)或底部，實(shí)時(shí)搜集橋梁的溫度、濕度、振動幅度等信息。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，橋梁工程師可以及時(shí)維護(hù)、維修橋梁，避免事故，減少損失。01.知識點(diǎn)講解項(xiàng)目實(shí)施本單元項(xiàng)目式

主題：分析智能手環(huán)的關(guān)鍵技術(shù)馬寧在看智能手環(huán)的說明書時(shí)，發(fā)現(xiàn)手環(huán)內(nèi)嵌了許多傳感器，請同學(xué)們查詢資料，了解智能手環(huán)上有哪些傳感器，這些傳感器的作用是什么?并判斷智能手環(huán)上的傳感器是數(shù)字型傳感器還是模擬型傳感器，完成表3.1.3?；顒觾?nèi)容01.知識點(diǎn)講解項(xiàng)目實(shí)施本單元項(xiàng)目式

主題：分析智能手環(huán)的關(guān)鍵技術(shù)2.以小組為單位交流討論，如果