初中信息技术人教版（2024）八年级全一册第20课 反馈控制有算法评优课课件ppt

这是一份初中信息技术人教版（2024）八年级全一册第20课 反馈控制有算法评优课课件ppt，共33页。PPT课件主要包含了讲授新课，导入新课，根据数据设计算法，学习活动，控制执行器，对系统进行整合，探索功能扩展等内容，欢迎下载使用。
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了解基于数据分析设计算法的方法，熟悉执行器的使用方法。了解系统整合的一般方法。
物联系统中的反馈与控制是基于算法实现的。物联花盆系统需要增加执行模块，以便向现实世界采取行动。
执行器模块的作用是让物联系统对环境形成反馈，执行器都是输出设备。这里的反馈不局限于控制电机、舵机运动。事实上，点亮指示灯、让蜂鸣器发出声音也属于反馈的形式。
1. 如何基于数据分析设计算法？2. 如何控制执行器？
物联花盆系统要实现自动灌溉功能，需要在对温度、土壤湿度、光照强度和天气预报数据分析的基础上设计算法。可以设计表格来规划灌溉条件。
1. 根据土壤湿度的分析结果，确定合适的土壤湿度上限值、下限值。 2. 根据物联花盆系统的灌溉条件，将对应决策填入表20.1中。
3. 对灌溉条件进行整理。以上所有条件都与土壤湿度有关，且可以分为大于上限值、介于上下限值之间、小于下限值三种，因此可以将灌溉条件整理成如表20.2所示内容。
4. 根据表格中的条件设计算法，形成数据决策部分程序，主要代码如图所示。
物联花盆系统中，反馈与控制就是显示土壤湿度情况和实现自动灌溉。
学 习 活 动2
1.显示土壤湿度。在显示屏显示土壤湿度数据。
2.实现自动灌溉。灌溉需要水泵作为执行部件。将水泵与主控板连接。修改数据决策程序，添加相关的控制代码，让电机启动并灌溉5s，如图所示。
实现各个功能模块并测试后，将所有模块集成到一起形成一个简易物联灌溉系统，其处理核心流程如图20.3所示。 每次执行完相应的功能，可以让主控板等待一段时间再执行，以减少数据通信和数据存储。因此，可以把主程序代码放在无限循环中，并在最后通过time.sleep()控制等待时间。
在项目投入使用前，还需要进行系统调试。一方面要对比功能需求进行测试；另一方面则是让物联系统进行整体运行，以测试是否存在问题。
学 习 活 动3
1. 以小组为单位，完成物联花盆系统项目的模块整合和功能集成。 2. 根据需求清单对物联花盆系统项目进行功能测试。
在进行功能整合时，注意引导学生思考硬件和软件可能存在的问题。 硬件方面需要考虑引脚使用、供电能力等。例如，主控板的引脚是否够用，能否为多个设备提供充足的电力等。 软件方面则需要考虑主控板的系统资源、程序结构等。例如，使用无限循环重复执行，可能导致系统无法正常运行，影响网络通信等功能。
对物联系统进行功能测试，包括硬件检查、网络测试和动态测试等。 1. 硬件检查。在通电之前，仔细检查所有连线，确保连接正确。注意不要接错电源正负极，否则可能导致电路损坏或烧毁。还应检查传感器、执行器等硬件的连接是否正确，以及是否有物理损伤。
2. 网络测试。要确保系统内的所有设备都能顺畅地连接到网络，包括测试设备之间的通信连通性，以及设备与云服务或服务器的连接稳定性。
3. 动态测试。通过模拟实际操作条件来测试系统的整体功能，可能包括模拟各种环境条件下的系统反应，如温度变化、光照强度变化或其他外部因素的影响。目的是确保系统在实际运行环境中能稳定工作，并且能按预期响应各种情况。
在有些物联网应用场景中，主控板需要完成的任务比较繁杂，使用time.sleep( )让主控板等待会造成资源的浪费。有些主控板支持定时器功能，可以把程序代码放入定时器框架中定时执行。
对于物联花盆系统项目，可以添加警报提醒、远程查看数据、控制灌溉等功能。例如，当土壤湿度过低时，通过LED灯或者蜂鸣器发出报警信息。
物物相连带来了无限的可能，通过不断地创新可以让物联系统有更多的功能，物联花盆系统也是如此。 从系统功能上进行扩展，利用红外热释电传感器，便可以感知是否有人在附近活动，将数据上传到物联网服务平台，并进行数据分析，可以了解主人对植物的关心程度；还可以给物联花盆系统增加人工智能摄像头，自动识别植物种类，并设置不同的湿度参数。
从人机交互上进行扩展，可以编写一个网页端程序，方便查看所有花盆终端的实时数据；可以增加手动灌溉控制的按钮，便于更灵活地控制花盆灌溉。 从数据处理与可视化上进行扩展，可以在网页端增加数据图表来直观地分析花盆环境数据，然后进一步探索环境数据对绿植生长的影响。
1. 选择一两个可以实现的创新功能，对已实现的物联系统进行改造 升级。
2. 某物联门锁系统检测到门口有人停留时，会自动启动摄像头的监控功能，并将监控画面实时显示在房间内的显示屏上。同时，系统会通过蜂鸣器发出提示音，并通过应用软件推送消息通知用户。用户可以通过手机应用软件远程控制门锁。在此物联门锁系统中，数据采集、传输和反馈控制是如何实现的？可能会用到哪些硬件？