2.4 传感与控制公开课教案教学设计课件资料.pptxVIP

;信息系统与外部世界的联系;（2）在由传感与控制技术支持的信息系统中，传感技术负责将采集到的外部世界的各种信息输入到信息系统；则实现信息系统对外部世界的控制。传感与控制技术的应用实例有天网监控系统、火车站的闸机、微信智能锁和QQ物联功能。;常见的传感技术;（3）传感器通过敏感元件感受（或响应）和检出被测对象的待测信息；通过转换元件将敏感元件所感受（或响应）的信息直接转换成有用信号（一般为电信号）。辅助元件主要包括信号调节与转换电路及其所需的电源。;传感器的结构示意图如下：;（4）部分传感器的常见作用。

①光线传感器：自动调节屏幕背光的亮度。

②距离传感器：检测手机是否贴在耳朵上正在打电话，以便自动调暗屏幕亮度达到省电的目的。

③重力传感器：实现手机横竖屏智能切换、拍照照片朝向切换。;④加速度传感器：实现计步功能。

⑤指纹传感器：实现加密、解锁、电子支付等功能。

⑥磁场传感器：可以将磁场及其变化的量转变成电信号输出，如制作电子指南针、电子金属探测器。

⑦皮电反应传感器：检测皮肤汗腺机能改变而产生的变化量，如监测用户的运动状态、心理活动。

⑧霍尔传感器：实现翻盖自动解锁、合盖自动锁屏的功能。

同一种传感器使用不同的算法，还可以实现不同的功能。;传感器信息的获取;射频识别技术;（2）射频识别过程：发射端（RFID标签）向接收端（RFID读写器）发送特定的射频信号，接收端接收到射频信号后，对发射端对象的标识信息进行解码，然后将相关信息输送到信息系统中以供处理。

（3）射频识别系统至少应包括以下两个部分，一是发射端（RFID标签，也称电子标签），二是（RFID读写器），另外还应包括天线、主机等。;①电子标签由天线（线圈）及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，高容量电子标签有用户可写入的存储空间，附着在物体上标识目标对象。按照能量供给方式的不同，电子标签分为有源标签（主动式标签）和无源标签（被动式标签）两种；按照的不同，电子标签分为低频（LF）、高频（HF）、超高频（UHF）和微波频段（MW）??种。;②RFID读写器的主要任务是控制射频模块向标签发射读取信号，并接收标签的应答，对标签的对象标识信息进行解码，然后将对象标识信息及标签上其他相关信息传输到信息系统以供处理。RFID读写器有固定式的和手持式的，一般都支持多个频率点，能自动识别不同频率的标签信息。

（4）RFID技术具有抗干扰性强以及无须人工识别的特点，所以常常被应用在一些需要采集或追踪信息的领域上，例如仓储物流管理、门禁考勤、国防物资动态跟踪等。;①无源RFID产品开发较早，市场应用广泛，如公交卡、食堂餐卡、银行卡、宾馆门禁卡、第二代居民身份证等。

②有源RFID产品具有自动识别的特性，可以应用到一些大型环境中，如智能停车场、智慧城市、智慧交通及物联网等领域。;（5）NFC技术由RFID演变而来，是一种高频的无线电技术，可以实现安全的移动支付。内置NFC功能的设备主要以手机为主，也有不少平板电脑和蓝牙音频设备等。新的银行卡大多具有“闪付”功能，所谓“闪付”，是指在银行卡上集成了支持NFC功能的芯片。;信息系统中的控制;（3）信息反馈是指系统输出信息后，其返回的结果将对信息的再次输出产生影响，从而起到制约的作用，以达到预定的目的。

控制与反馈流程如下：;智能硬件开发中常用的设备;传感器;（3）为了更好地学习可编程硬件的相关知识，本书以micro:bit为例，精心策划了《2.5开源硬件编程实践》相关课程，同学们可以通过具体实践来更好地理解和掌握传感与控制课程。;1;例1.B光敏传感器是一种传感装置，主要由光敏元件组成，能敏锐感应紫外光到红外光的光能量，并将光能量转换成电信号。主要分为环境光传感器、红外光传感器、太阳光传感器、紫外光传感器四类，主要应用在改变车身电子应用和智能照明系统等领域。;2;例2.C通过重力传感器测量由于重力引起的加速度，可以计算

出设备相对于水平面的倾斜角度。通过分析动态加速度，可以分析出设备移动的方式，将信息处理之后便可以对应用软件做出相应的操作。;3;例3.C红外报警装置可检测到人体发出的特定波长的红外线，

可将红外线光信息转换为电信号，后续电路经检验处理后即可

产生报警信号。;4;下列关于无人驾驶汽车的描述，正确的是（）

①无人驾驶汽车通过车载传感系统感知道路环境

②无人驾驶汽车可以自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标

③无人驾驶技术的优点是使出行更安全、缓解交通压力、并减少环境污染

④自动泊车系统、牵引和稳定控制系统都是无人驾驶系统的重要组成部分

⑤中国对无人驾驶汽车的研究起步较晚，直到进入21世纪才开始进行相 关研究