资源简介

(共17张PPT)
反馈控制有算法
第四单元 简易物联系统实践
这些设备是如何实现智能化控制的？
物联花盆系统的组成
传感器（温度、土壤湿度、光照强度等）
执行器（水泵）
物联网服务平台
数据可视化
反馈控制原理
动态调节机制：
采集→分析→决策→执行→再采集（循环）
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（以土壤湿度为例）。
数据分析与算法设计
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所示内容。
土壤湿度范围 决策动作
>上限值 不灌溉
正常区间 维持状态
<下限值 启动水泵
数据分析与算法设计
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。
学习活动 1：数据可视化讨论
小组讨论生活中的数据可视化应用场景，如天气预报图表、股市行情图等，以及数据可视化的作用（直观展示数据、便于分析趋势等），小组代表分享讨论结果，教师进行总结和补充。
学习活动 2：控制执行器实践
指导学生将水泵与主控板进行连接，强调连接的正确方式和注意事项。

强调电路安全
注意针脚对应
传感器→主控板
主控板→水泵
学习活动 2：控制执行器实践
指导学生将水泵与主控板进行连接，强调连接的正确方式和注意事项。
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 5 s，如图所示。
学习活动 3：系统整合与功能测试
1、将学生分成小组，每组发放一套物联花盆系统硬件设备和编程软件。
2、各小组根据之前设计的算法和编写的代码，将各个功能模块（数据采集、数据决策、执行器控制）进行整合，形成一个完整的简易物联灌溉系统。
3、小组按照需求清单对物联花盆系统进行功能测试，检查系统是否能够准确采集土壤湿度数据、做出正确的灌溉决策并控制水泵执行灌溉操作，记录测试过程中出现的问题并尝试解决。
拓展提升：物联花盆系统的多种功能扩展
增加红外热释电传感器实现人体感应
添加人工智能摄像头自动识别植物种类并设置湿度参数
编写网页端程序方便查看数据和手动控制灌溉
1. 各小组选择一两个感兴趣的创新功能进行讨论和规划，思考如何在现有系统基础上进行改造升级，并形成初步的设计方案。
2. 请学生分析物联门锁系统的案例其中的数据采集、传输和反馈控制实现方式，以及可能用到的硬件，鼓励学生课后进一步探究。
拓展与提升

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