中小学教育资源及组卷应用平台 第2.2课《物联网系统和反馈控制—物联网的控制技术》教学设计 课题 物联网系统和反馈控制—物联网的控制技术 单元 第二单元 学科 信息科技 年级 八年级 信息社会责任：明确物联网控制技术在使用过程中必须遵守相关的法律法规，如保护用户隐私、确保数据安全、遵守通信管理规定等。 教学重点 物联网系统的组成及反馈控制的原理。 教学难点 理解反馈控制在物联网中的工作过程。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 如何调节LED灯的颜色 如何利用蜂鸣器播放音乐 如何控制舵机2.物联网将万物连接在一起，那么万物能够执行的动作，就是物联网系统可以输出的“动作"。这里的“动作”包括信息显示、声音报警、开灯开锁、打开阀门、启动电机等各种操作。这些操作由不同的输出设备完成比如共享单车用电磁镇来实现“开锁"，智能窗帘用电机来打开或关闭窗帘面这些输出设备往往以模块的形式接入智能终端，因而也称为输出模块。 3.播放视频 本单元新知识导入。观看教学视频。 初步明确本课所有知识点。将学生的注意吸引到课堂。 1.常见的显示模块 2.LED的连接和编程 控制一个 LED 需要一个支持 PWM 的引脚，控制一个普通的全彩 LED 则需要三个支持PWM 的引脚。为了节省引脚资源，让编程更加简单，LED灯带一般采用专用的芯片，如WS2812B、SK6812、PLK6812等。这种LED灯带通过一个数字引脚发送数字信号，即可控制多个LED呈现出不同的色彩，基于 WS2812B 芯片的 LED 灯带与某开源硬件扩展板的接线图如图2.2.5所示。 3.显示屏的连接和编程 智能终端中使用的显示屏一般有两种:LCD和OLED显示屏。LCD显示屏就是我们常说的液晶显示屏，其优点是耗电量低、辐射低。OLED显示屏能够自发光，对比度高，因而受到越来越多用户的喜爱，应用领域也更为广泛。 LCD、OLED显示模块和智能终端的连接一般采用12C接口。连接模块前，要查看开源硬件的接口说明书。有些开源硬件内置了显示屏，其连接方式一般也采用I2C，如掌控板。 1、如何保障物联网控制技术的安全性？ 如果智能终端能够发出声音，就显得智能、亲切很多。如果能使用人类的语音，那么人机交互的体验就会更好。 1.常见的声音模块 蜂鸣器是一种常见的声音模块，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、定时器等产品。如图2.2.7所示，常见的计算机主板上一般都有蜂鸣器模块。在控制蜂鸣器的数字引脚上输出特定频率的电信号，蜂鸣器将发出不同的声音。 2.声音模块的连接和编程 不同的声音模块采用的技术不同，和智能终端的连接方式也各不相同需要查阅模块说明书才能正确连接。一般来说，蜂鸣器模块和音频录放模块仅需用 3P线连接任意一个数字引脚即可，而语音合成模块则支持12C和UART两种通信方式，需要连接特定的引脚，与某开源硬件扩展板的接线图如图 2.2.11 所示。 当向蜂鸣器中输入的频率有一定的规律时，只要与延时语句进行结合，就可以演奏出一首美妙的乐曲。 const int buzzerPin = 8; #define NOTE_C4 262 // 其他音符频率定义省略 void setup() { pinMode(buzzerPin, OUTPUT);} // 《茉莉花》部分音符序列数组，对应频率表示 int jasmineSong[] = {NOTE_C4, NOTE_D4, NOTE_E4, NOTE_C4}; // 音符时长设置 void loop() { for (int i = 0; i < sizeof(jasmineSong) / sizeof(jasmineSong[0]); i++) { // 播放音符函数（省略具体实现，类似前面示例通过频率和延时发声） playNote(jasmineSong[i], noteDuration); delay(150); } } 三、电动执行模块 1.常见的电动执行模块 电动执行模块也称为电动执行器，按所用的驱动能源可以分为气动、电动和液压等;按输出位移的形式可以分为旋转和线性等。在物联网系统中执行器可以简单分为 ... ...
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