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课件网) 八年级 · 物联网实践与探索 第三单元 第14课 远程控制更便捷 02 学习目标 本课我们学什么 理解反馈与控制 认识控制与反馈的关系,区分人工控制和自动控制。 分析系统功能 划分远程开锁的输入、计算、输出三个模块。 认识MQTT控制 理解发布与订阅,实现远程开锁教学仿真。 关注通信安全 了解身份认证、访问权限和安全通信的重要性。 03 新知导入 从门铃通知到远程开锁 上节课:收到通知 有人按门铃,家长在手机上看到了来访提醒。 这节课:执行控制 确认亲戚身份后,家长希望通过手机远程打开门锁。 思考:手机不仅能收到消息,还能让门锁打开,需要增加什么功能? 参考答案:通过网络发送控制指令,由门锁端接收并执行开锁动作。 04 学一学 火车站闸机中的控制 火车站人脸识别验票闸机 乘客刷身份证并注视摄像头,系统采集身份数据并判断是否符合通行条件。 反馈验证结果 符合条件时,系统向闸机发出允许通行的信息;闸机按结果决定是否打开。 为什么有些乘客验证后闸机会打开,有些情况下却保持关闭? 05 学一学 反馈与控制的关系 控制是基于反馈的数据调整设备或者系统的工作状态。 采集数据 刷证、摄像头采集身份 → 分析处理 验票服务器判断 → 结果反馈 返回验证结果 → 执行控制 闸机决定是否打开 反馈提供控制依据 系统根据处理结果发出反馈,设备再依据反馈决定如何动作。 采集身份数据 → 分析处理 → 反馈结果 → 调整设备状态 06 学一学 人工控制与自动控制 比较项目 人工控制 自动控制 控制方式 人直接或间接发出指令 系统依据数据和预设规则控制 人的参与 需要人发出相应操作指令 自动执行时无需人直接干预 生活实例 手机远程启动扫地机器人 机器人自主规划清扫路线 区分关键:控制指令或决策由人直接发起,还是由系统按预设规则执行? 07 活动一 寻找生活中的远程控制 远程控制空调 手机发送开机指令,空调接收后启动。 远程控制智能灯 手机发送开灯指令,智能灯收到后亮起。 启动扫地机器人 用户通过联网终端发送启动指令。 共同特点 人通过联网设备发送控制指令,让远处的设备执行指定操作。 08 学一学 远程控制开锁的工作流程 控制指令经过网络传输,门锁端收到符合条件的消息后执行开锁。 按下按钮 用户在控制端操作 → 发布指令 主控板A发送消息 → 服务器中转 MQTT转发消息 → 接收判断 主控板B检查指令 → 执行开锁 舵机模拟开锁 控制端 → MQTT服务器 → 门锁端:发布、订阅和控制相互衔接 09 学一学 远程控制开锁的三个功能模块 模块 主要硬件 实现思路 输入模块 主控板A、按键传感器 采集按键状态,向MQTT服务器发布消息 计算模块 具备移动热点功能的计算机 搭建MQTT服务器、设置主题、支持发布与订阅 输出模块 主控板B、舵机 订阅主题,收到指定消息后控制舵机转动 用户控制端(输入) → MQTT服务器(计算) → 门锁执行端(输出) 10 学一学 远程通知与远程控制的区别 比较项目 第13课:门铃通知 第14课:远程控制 发送内容 “有人按门铃” open(开锁指令) 消息用途 提醒用户 控制设备 接收后动作 屏幕显示门铃通知 舵机转动模拟开锁 主要功能 远程通知反馈 远程执行控制 共同点:都利用MQTT发布与订阅机制,让不同设备通过服务器传递消息。 11 学一学 MQTT主题与远程开锁指令 发布主题:Door/Lock 控制端向这个主题发送开锁消息。 控制消息:open open 是本课程序预设的开锁指令。 控制端发布 open → MQTT服务器 → 门锁端判断指令 主题决定消息送到哪里;消息内容决定程序是否执行开锁。 12 活动二 搭建远程开锁实验环境 所需设备 主控板2个、按键传感器1个、舵机1个、具备热点功能的计算机1台。 实验准备 ① 在计算机上 ... ...