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课件网) 八年级《物联网实践与探索》 第四单元 第20课 反馈控制有算法 1 学习目标 物联花盆的控制任务 系统读到环境数据后，还要决定何时灌溉，并让水泵执行。 02 01 设计算法 列出条件和决策，按湿度区间整理并写成分支。 02 控制执行器 读取 OLED 的湿度提示，说明水泵如何启动与停止。 03 整合与验证 梳理模块连接，按需求测试，再提出可实现的扩展。 2 情境导入 03 物联花盆系统 上节课，我们用折线图看到了土壤湿度的变化。这一次，让花盆在需要时自己浇水。 小林 “土壤已经很干了，水泵怎么知道要不要浇水？” 小禾 “先把湿度和设定值比较，再由程序发出灌溉指令。” 本课任务：根据湿度、天气与光照条件作出决策，再控制水泵启停。 3 数据与算法 灌溉决策的数据来源 测量干燥、适中、湿润三种土壤样本，再参考测量结果设定合理的湿度上下限。 04 土壤湿度传感器 土壤湿度 hum 先与下限 2000、上限 3000 比较。 天气预报 tq 通过 API 获取，判断两条预报是否含“雨”。 光照强度 lgt 用来调整下限。温度用于环境分析。 2000、3000 是教材给出的示例读数，不是通用于所有传感器的标准值。 4 活动一 灌溉条件与决策 先看左列条件，独立判断本轮是否灌溉；单击后再核对教材决策。 05 列举的条件 对应决策 土壤湿度大于上限 土壤湿度小于下限 介于上下限，且预报有雨 介于上下限，且预报无雨 介于上下限，且光照强 教材表20.1 按土壤湿度归并这些条件，可以得到三个区间。 不灌溉 灌溉 不灌溉 灌溉 提高下限 5 数据与算法 湿度优先的判断规则 按图20.1跟踪程序。先判断湿度落在哪个区间，再处理相应条件。 06 超过上限 hum > hum_max 不灌溉 介于两限 hum_min < hum ≤ hum_max 再判断天气和光照 不高于下限 hum ≤ hum_min 灌溉 天气决定本轮动作 两条预报至少一条含“雨” → 不灌溉 两条均无“雨” → 灌溉 光照决定下轮下限 lgt > 1200 → 设为 2500 lgt ≤ 1200 → 恢复为 2000 只有中间分支判断天气和光照，且两个判断各自执行。 6 读一读 数据决策的分支代码 循环前先设 hum_max = 3000，hum_min = 2000。 07 PYTHON if hum > hum_max: oled.print("不灌溉") elif hum > hum_min: if "雨" in tq[0] or "雨" in tq[1]: oled.print("不灌溉") else: oled.print("灌溉") if lgt > 1200: hum_min = 2500 else: hum_min = 2000 else: oled.print("灌溉") 01 外层分三种湿度区间 先比上限，再比当前下限。 02 中间分支做两件事 预报决定本轮提示，光照更新下限。 03 追踪等号 hum 等于上限走中间分支。等于下限走末尾 else。 教材图20.1关键片段，需配合数据采集、天气和 OLED 接口。 7 算一算 下限调整后的两轮灌溉 两轮输入相同。湿度 2300，光照 1500，两条预报为“晴／小雨”。 08 轮次 当前下限 进入分支 水泵动作 下轮下限 第1轮 第2轮 第二轮的 2300 ≤ 2500，直接进入末尾 else，跳过天气和光照判断。 初始下限 2000 时，3200 过湿不灌溉，3000 进入中间分支，2000 进入末尾 else。 2000 中间分支 不启动 2500 2500 末尾 else 灌溉 5 s 后停止 2500 8 活动二 主控板读出土壤湿度 hum 后，先将数值转换为文字，再通过 OLED 显示当前读数。 09 OLED 显示模块 oled.print("土壤湿度:" + str(hum)) str(hum) 把数值转换成可拼接的字符串。 输出作用 提供读数与状态提示，便于观察和调试。 看到“灌溉”提示后，还要观察水泵是否实际运行。 9 活动二 水泵执行自动灌溉 教材主控板带电机驱动。小水泵接 M1，程序也选 M1。 10 直流小水泵 执行器控制 · 关键片段 M1 = parrot(parrot.M1) M1.speed(100) time.sleep(5) M1.speed(0) 启动 等待 5 s 停止 接 M ... ...
