《智能机器人与传感器》教案课程单元设计06 - 接近觉（人体红外传感器HC-SR501）.doc

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《传感器技术与应用》

一、教案头

本次课标题：超越人类触觉–人体红外传感器HC-SR501

授课班级

16电子信息3-1

上课时间

课时：2

上课地点

知行楼5-413

教

学

目

标

能力（技能）目标

知识目标

1、能使用HC-SR501模块

2、学会连接模块与树莓派

3、学会Python对树莓派GPIO口的操作函数库的使用

4、学会编写代码，获得是否有红外源的Python程序

5、学会检验结果的正确性

1、熟练掌握人体红外的工作原理（30CM）；

2、熟练掌握HC-SR501模块的使用方法，例如可调电位器的作用

2、熟练掌握HC-SR501模块与树莓派的连接

3、熟练掌握GPIO口的python代码控制方法

4、熟练掌握编写传感器代码

5、掌握使用测试结果的方法

能

力

训

练

任

务

及

案

例

任务1：连接HC-SR501模块至树莓派相应的gpio口

任务2：编写Python程序，获得Pin40GPIO的输入电平

任务3：检测结果的可靠性，可以结合调整可调电阻，使结果更加符合应用需要。

参

考

资

料

【1】郭彤颖，张辉，《机器人传感器及其信息融合技术》，化学工业出版社，ISBN：9787122283658，2017年1月

【2】IrvKalb,《LearntoProgramwithPython》，ISBN:9787040422658，APress，2015年9月

【3】RyanHeitz，《Hello，RaspberryPi》,ISBN:9781617292453,Manning,2016

【4】TeroKarvinen,etc.,《Make:Sensors》,ISBN:9781449368104，OReilly，2016

【5】KimmoKarvinenandTeroKarvinen,《GettingStartedwithSensors》,ISBN：9781449367084，MakerMedia,Inc.,2014

【6】树莓派官网：/

二、教学设计

步骤

教学内容

教学方法

教学手段

学生活动

时间分配

告知

（教学内容、目的）

1、讲解人体红外工作原理；

2、讲解传感器HC-SR501模块树莓派的连接方法

3、介绍Python操作树莓派GPIO库的使用importRPi.GPIOasGPIO

4、讲解编写传感器代码

5、讲解测试结果的方法

教师主讲及实物演示

多媒体

听讲解

5分钟

引入

（任务项目）

第一个传感器的介绍就是超越人类感觉范围的红外传感器，其原因是此传感器输出二进制数据：0或1。从接收此结果来说是最简单的。

教师主讲

多媒体

听讲解

5钟

操练

（掌握初步或基本能力）

1、连接传感器HC-SR501模块与树莓派

2、使用RPi.GPIO库来设置树莓派gpio口的输入输出属性

3、编写程序获得结果

4、检验结果的正确性

师生互动

讨论

小组讨论

30分钟

深化

（加深对基本能力的体会）

通常二进制结果是以中断方式告诉树莓派系统，从而提高效率，而不是轮询方式。

教师主讲

上机指导

实际操作演示

指导+实操

5分钟

归纳

(知识和能力)

传感器最简单的输出量就是二进制数据。此类传感器是模块内部有了阈值裁决电路，将模拟量判决成高低电平。

师生互动

小组讨论

讨论

小组讨论

5分钟

训练

巩固

拓展

检验

使用轮询的方式，得到开关量后控制LED灯发光。

师生互动

实际操作演示

指导+实操

20分钟

总结

人体红外传感器给机器人一个超越人类的功能：如蛇等，能感知具有主动发出红外线的物体的能力。此结果有利于后期传感器数据融合，例如知道前方有一个嫌疑“人”，可以驱动人脸识别算法进行识别。

教师主讲

课件演示

听课

5分钟

作业

课程调研：自己编写一个按钮开关检测按下状态的程序。

说明作业要求

课件演示

学生记录

5分钟

后记