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课件网) 义务教育2024 八年级下册 第四单元 简易物联系统实践 第20课：反馈控制有算法 学习 目标 了解基于数据分析设计算法的方法，熟悉 执行器的使用方法。 了解系统整合的一般方法。 第20课：反馈控制有算法 义务教育2024 八年级下册 义务教育2024 八年级下册 第20课：反馈控制有算法 问题情境 导入 新课 同学们，夏天天气很热，我们都会开空调。大家有没有想过：空调是怎么一直保持 26℃不变的？ 温度高了，它就自动制冷； 温度够了，它就暂停工作； 温度又升高，它再继续工作。 像这样先检测情况，再根据结果不断调整的控制方式，就叫反馈控制。而控制它 “什么时候开、什么时候关” 的规则，就是我们今天要学的 ———反馈控制算法。 今天这节课，我们就一起来学习：第 20 课 反馈控制有算法。 义务教育2024 八年级下册 学习内容 一、根 据 数 据 设 计 算 法 第20课：反馈控制有算法 二、控制执行器 三、对系统进行整合 四、探索功能扩展 义务教育2024 八年级下册 一、根据数据设计算法 物联花盆系统要实现自动灌溉功能，需要在对温度、土壤湿度、光照和天气预报的数据分析的基础上设计算法。可以通过设计表格来规划灌溉条件。 义务教育2024 八年级下册 一、根据数据设计算法 设计算法与程序实现 动手实践 1.根据盆栽植物的种类,确定适宜该植物生长的土壤湿度的上限值和下限值。例如,设定土壤湿度的上限值为3000,下限值为2000,代码如图20.1所示。 灌溉条件 决策 土壤湿度大于上限值 土壤湿度小于下限值 土壤湿度介于上、下限值之间，且天气预报下雨 土壤湿度介于上、下限值之间，且天气预报不下雨 土壤湿度介于上、下限值之间，且光照强度大 表20.1灌溉条件与决策 义务教育2024 八年级下册 一、根据数据设计算法 2.根据表20.1中的灌溉条件,在决策中填写灌溉、不灌溉或提高下限值。 3.对灌溉条件进行整理。经过分析,发现表20.1中的条件都与土壤湿度 有关,可以把灌溉条件分为土壤湿度大于上限值、介于上限值与下限值之间、小于下限值3种情况,整理完成表20.2所示的内容。 灌溉条件 决策 土壤湿度大于上限值 土壤湿度大于下限值且小于等于上限值 天气预报下雨 天气预报不下雨 光照强度大 光照强度小 土壤湿度小于下限值 表20.2优化后的灌溉条件与决策 义务教育2024 八年级下册 一、根据数据设计算法 4.根据表20.2中的灌溉条件与决策设计算法,形成数据决策部分的程序,主要代码 如图20.2所示。 义务教育2024 八年级下册 二、控制执行器 在物联花盆系统中,反馈与控制就是显示土壤湿度情况和实现自动灌溉功能。利用 oled. print( )可以实现在显示屏上显示土壤湿度,要实现自动灌溉功能则需要增加执行器。 实现自动灌溉功能 动手实践 本活动中,需要使用水泵作为执行器,并设定控制水泵的规则。 1.先连接主控板与水泵,再把主控板连接到计算机上。 2.在程序中添加控制水泵的代码(图20.3),控制水泵的电机运转并灌溉5s,然后控制电机停止运转。 义务教育2024 八年级下册 二、控制执行器 3.把程序烧录到主控板中。 自动灌溉主要代码 义务教育2024 八年级下册 二、控制执行器 数据是整个物联系统的基础,通常来自现实世界,是物联系统了解外部环境的依据。 执行器是实现反馈的工具。 算法是物联系统实现控制的核心,系统会根据算法自动执行决策。 反馈是物联系统对外界环境作出响应的过程。 数据、算法、反馈和执行器的关系 义务教育2024 八年级下册 三、对系统进行整合 实现各个功能模块并分别测试后,把所有模块集成为一个简易物联花盆系统,可以实现自动灌溉功能,核心流程如图20.4所示。 20.4所示，简易物联花盆系统核心流程如图。 义务教育2024 八年级下册 三、对系统进行整合 ... ...
