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(共33张PPT)
高一—教科版—信息技术—第二单元
2.6 小型信息系统的组建
知识回顾
红外线发射管
红外线接收管
红外信号
电信号
输入
处理
通电开关
控制
开关三极管
小马达
输出
简单的信息系统只是根据获取到的信号控制电路通断，没有对信息进行智能化的判断和处理。
第1课时 “组建红外线传感系统”实验
第2课时 “组建超声波测距警报系统”实验
本节课时安排
实验目的
利用开源硬件（如Arduino）组建超声波测距警报系统，体验信息的采集、传输、判断等处理过程。
实验要求
利用超声波传感器组建超声波测距警报系统，尝试使用智能主机来控制、管理传感信号，并进行判断、处理，以完成报警功能，探究智能化信息系统的工作原理与工作过程。
实验设备
Arduino电路板
超声波模块
有源蜂鸣器
实验效果展示
实验原理
1.信息系统
输入
存储
处理
输出
控制
实验原理
2.超声波测距
开始计时
停止计时
发射信号和返回信号的时间差t即超声波经过了2S的时间。
实验原理
2.超声波测距
已知：音速v=340米/秒，超声波发射与接收总的距离为2S，超声波发射到返回的时间为t。
2S=vt
即：S=vt/2
=340(米/秒)*t(微秒)/2
=34000(厘米/秒)*t/1000000(秒)/2
=17*t/1000(厘米)
实验原理
3.开源硬件（Arduino）
开源硬件（Open Source Hardware）是指用与自由及开源软件相同的方式设计的计算机和电子硬件。
实验原理
3.开源硬件（Arduino）
Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台。它就像一台微型计算机的主板，可以通过编程来进行信息的智能化处理。
实验原理
实验步骤
一、认识实验部件
（一）开源硬件（如Arduino电路板）
实验步骤
（二）超声波模块
超声波模块是一种测量前方障碍物的模块，每隔一段时间通过控制端（Trig）引脚发送一次信号，信号碰到障碍物会返回，被接收端（Echo）引脚接收。
一、认识实验部件
实验步骤
（三）有源蜂鸣器
有源蜂鸣器中的“源”指的是震荡源，只要给有源蜂鸣器通直流电，就可以发出响声。
一、认识实验部件
实验步骤
二、电路连接
实验步骤
三、程序设计
Arduino自带的是C++编程语言，在本实验中并不作编程要求。只需要对老师提供的程序进行调试、上传，感受主机对所传感信号的采集、判断等处理过程即可。
实验步骤
四、测试超声波测距警报系统
1.通过障碍物、飞行物等测试超声波测距警报系统，观察系统的反应。
2.对照实验装置与程序代码检测、调整、完善系统。
实验讨论
针对基本Arduino程序代码，对照实验效果总结信息系统中智能主机的作用，分析智能信息系统的基本工作流程。
根据两组实验，对比简单信息系统和智能信息系统的工作原理、工作流程的异同点，总结两者各自的特点和优势。
实验分析
实验分析
实验分析
实验分析
障碍物
超声波传感器
超声波
输入
存储/处理
传输
Arduino主板
控制
有源蜂鸣器
输出
蜂鸣声
控制
实验分析
简单信息系统 智能化信息系统
成本低
无需编程
实现容易
功能单一
不便拓展
成本较高
需要软硬件结合
实现较复杂
功能强大
可灵活拓展
拓展提升
修改程序，使蜂鸣器在距离障碍物较远时发出频率较低的警报声，距离较近时发出频率较高（更急促）的警报声，实现类似倒车雷达的警示效果。
根据实验过程中对信息系统的理解和感受，通过网络查找，对高速公路上的超速检测报警系统进行分析和解释。
课堂小结
1.体验并学会了小型信息系统的搭建
2.理解了信息系统的工作过程
3.掌握了红外线对射传感器和超声波测距传感器的应用
4.学会了如何判断输入传感器和输出传感器
5.理解了利用智能主机控制传感器数据的工作原理
习题解析
1.开源硬件延伸着开源软件代码的定义，包括电路原理图、材料清单、设计图等都使用开源许可协议，可自由使用分享，完全以开源的方式去授权。（ ）
A.对 B. 错
解析：开源硬件这个词主要是用来反映自由释放详细信息的硬件设计，如电路图、材料清单和电路板布局数据，通常使用开源软件来驱动硬件。是开源文化的一部分。
√
习题解析
2.超声波传感器每隔一段时间发送一次超声波信号，然后在碰到障碍物时自动返回一个距离值，不需要我们进行计算。（ ）
A.对 B. 错
√
解析：超声波传感器只能发送和接收信号，要依靠智能主机测得发送信号与返回信号之间的时间差，并通过编程计算才能得到障碍物与超声波模块的距离。
习题解析
3.超声波测距警报系统的工作原理和红外遥控风扇系统完全相同，因为它们都是小型的信息系统。
A.对 B. 错
解析：前者是简单的信息系统，只依赖元件自身的转换信号功能实现电路通断，没有使用智能主机来控制、管理传感信号，并进行判断和处理。后者是智能化的信息系统，使用了Arduino主板进行编程控制，在工作原理和工作流程上并不完全相同。
√
习题解析
4.以下属于接触式传感器的是。（ ）
A.红外线传感器 B.超声波传感器
C.压力传感器 D.噪声传感器接触式的。
解析：红外线、超声波、噪声传感器都是属于非接触式的。
√
习题解析
5.开源硬件编程的基本过程是。（ ）
①编译程序 ②连接计算机 ③编写程序 ④安装驱动 ⑤上传程序 ⑥测试程序
A.①②③④⑤⑥
B.④②③①⑤⑥
C.②④③①⑤⑥
D.④②①③⑤⑥
√
解析：安装驱动——连接计算机——编写程序——编译程序——上传程序——测试程序
谢谢！

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