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(共23张PPT)
第五单元 智能种植有方法
第18课 土壤湿度控制好
年 级：六年级 学 科：信息科技
汇报人：任小希
第18课 学习目标
1
2
3
进一步了解土壤湿度控制系统的工作过程。
能绘制土壤湿度控制系统算法流程图。
进一步了解连续量数据的特点以及阈值的作用。
学习目标
情境导入
往年，小夏妈妈比较担心院子里种的西红柿幼苗，由于雨水偏多，幼苗的根腐烂。今年，小夏搭建了种植园控制系统，就能比较精准地控制土壤的湿度，保证幼苗的存活率了。
一起走进这个土壤湿度控制系统，分析它是怎么工作的。
第18课 课堂导入
学习活动
1 了解土壤湿度控制系统的基本组成
3 分析湿度控制系统的工作过程
2 完善土壤湿度控制系统算法流程图
第18课 学习活动
土壤的含水量会极大地影响农作物的产量和大部分植物的生长。土壤湿度过低，影响植物生长的速度和品质，严重缺水则会导致植物枯萎和死亡。而土壤湿度过高，土壤通气性变差，会造成烂根死根等，从而影响植物的正常生长。因此，灌溉是作物生长中非常重要的一个环节。
　　在土壤湿度控制系统中，主要包括土壤湿度传感器、系统控制器、水泵等相关硬件模块。
第18课 学习活动
一、了解土壤湿度控制系统的基本组成
准备好就开始体验吧！
种植体验
点击图片进入游戏
一、了解土壤湿度控制系统的基本组成
第18课 学习活动
　　 土壤湿度控制系统工作流程
检测土壤湿度数值
计算机分析数据进行指令下达
喷灌控制
输入
计算
输出
　　土壤湿度传感器是用于检测土壤中的水分的传感器。土壤湿度传感器通过判断土壤中水分含量的多少来判定土壤湿度的大小。
工作过程：当传感器探头悬空时，土壤湿度传感器输出的值为0；当传感器探头插入土壤中时，电路处于导通状态，输出土壤湿度值。
【问题】湿度控制系统是如何利用土壤湿度传感器完成土壤含水量的控制呢？
第18课 学习活动
一、了解土壤湿度控制系统的基本组成
土壤湿度传感器检测的是土壤的湿度（连续量），然后根据这个量控制水泵的开关（开关量）。如果把这个系统中的土壤湿度阈值设为60%—70%，请根据下图补充土壤湿度超过70%的控制算法流程图，并填写输入状态和输出状态的真值表。
第18课 学习活动
二、 完善土壤湿度控制系统算法流程图
第18课 学习活动
二、 完善土壤湿度控制系统算法流程图
补充完善土壤湿度超过70%的算法流程图。
土壤湿度是否超过70%？
不启动喷灌设备
启动喷灌设备
看看左边三个答案，应该放到哪个框里？
第18课 学习活动
思考一下这个控制系统是什么类型？
不启动喷灌设备
启动喷灌设备
土壤湿度是否超过70%？
二、 完善土壤湿度控制系统算法流程图
第18课 学习活动
二、 完善土壤湿度控制系统算法流程图
补充完善土壤湿度低于60%的算法流程图。
土壤湿度是否低于60%？
不启动喷灌设备
启动喷灌设备
看看左边三个答案，应该放到哪个框里？
第18课 学习活动
这是一段闭环控制的过程，无论检测的值是否超过阈值，系统都会重复检测，直至结束。
启动喷灌设备
不启动喷灌设备
土壤湿度是否低于60%？
二、 完善土壤湿度控制系统算法流程图
第18课 学习活动
二、 完善土壤湿度控制系统算法真值表
根据你们小组所选植物对湿度的要求来设定阈值，并进行相应计算（判断条件），然后填写真值表（1表示是，0表示否）。
第18课 学习活动
湿度是否超过阈值 喷灌设备是否启动
湿度值和喷灌设备状态真值表
二、 完善土壤湿度控制系统算法真值表
是（1）
否（0）
关闭（0）
启动（1）
根据你们小组所选植物对湿度的要求来设定阈值，并进行相应计算（判断条件），然后填写真值表（1表示是，0表示否）。
第18课 学习活动
湿度是否低于阈值 喷灌设备是否启动
是（1）
否（0）
湿度值和喷灌设备状态真值表
二、 完善土壤湿度控制系统算法真值表
开启（1）
关闭（0）
三、分析湿度控制系统的工作过程
第18课 学习活动
1. 再次打开土壤湿度模拟程序，体验把湿度传感器、显示器、喷灌器连接起来，构成一个简易的湿度控制系统。
2. 喷灌器开始工作时，记录当前显示器上的数据；喷灌器停止工作时，记录当前显示器上的数据。
三、分析湿度控制系统的工作过程
第18课 学习活动
把活动过程中观察的数据填写到下面的表格中。
湿度控制系统工作过程分析（虚拟仿真） 改变湿度 的方法 传感器读值范围 设定的阈值
阈值设定 60%-70% 低湿度值_______，启动喷灌器 高湿度值_______，关闭喷灌器 土壤湿度<_____
启动喷灌器
60%
70%
60%
第18课 学习活动
湿度改变了，传感器获取的湿度值也改变了，控制系统随后的工作环节会发生什么改变呢？
分析：湿度改变了，相当于改变了系统过程中的什么？导致系统发生什么变化？
会改变“计算”环节得到的结果。
会导致喷灌设备工作状态发生改变。
三、分析湿度控制系统的工作过程
三、分析湿度控制系统的工作过程
第18课 学习活动
我们再来结合这个示意图分析输入和输出的数据类型。
输出
喷灌设备
湿度传感器
处理装置
（设定湿度值）
（土壤湿度值）
计算
连续量
开关量
阈值
输入
回顾：阈值——又叫临界值，是指一个效应能够产生的最低值或最高值。在这里指番茄幼苗生长所需湿度值60%-70%。
知识补充：水泵的工作原理
第18课 学习活动
三、分析湿度控制系统的工作过程
　　 1. 土壤湿度控制系统要用到湿度传感器。
　　 2. 湿度数据属于连续量，在控制系统中进行计算时，需要设定阈值。把数据与阈值进行判断，产生开关量，生成控制指令，控制喷灌器开关的状态。
3. 改变土壤湿度，相当于改变了系统的输入，导致系统的输出（状态）发生了相应的变化，中间经历了计算的环节，从而实现了对系统的控制。
4. 土壤湿度的监控属于闭环控制，需要人工干预才能停止闭环控制的过程。
第18课 课堂总结
根据土壤湿度阈值补充流程图和真值表
土壤湿度阈值设为60%~70%，请根据下图绘制土壤湿度超过70%的算法流程图，并填写输入状态和输出状态的真值表。
土壤湿度<湿度阈值
浇水
土壤湿度>湿度阈值
停止浇水
第18课 拓展与提升

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