资源简介

(共29张PPT)
第18课 土壤湿度控制好
过程与控制（六年级）
土壤湿度控制好
02
能熟练绘制算法流程图。
学习目标
03
通过体验采集数据的过程，进一步了解阈值的作用和闭环控制的特点。
01
了解土壤湿度控制系统的工作原理。
土壤湿度控制好
问题情景
茁壮成长的植物
植物的根
土壤湿度控制好
了解土壤湿度控制系统的基本组成
分析土壤湿度控制系统工作原理
01
02
学习内容
03
分析控制土壤湿度的算法
土壤湿度控制好
了解基本组成
分析工作原理
土壤湿度控制算法
学习活动1：了解土壤湿度控制系统的基本组成
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。因此，土壤湿度对于灌溉计划的安排，对于农作物根系的发育、养分吸收和光合作用等过程都起到非常关键的作用。
计算
土壤湿度控制
土壤湿度控制好
了解基本组成
分析工作原理
土壤湿度控制算法
智能种植大棚中土壤湿度控制系统主要包括土壤湿度传感器、计算机和网络、浇灌设备等。通过土壤湿度传感器采集土壤的湿度数据，当采集的数据低于设定的阈值时，启动浇灌设备增加湿度；反之，浇灌设备停止工作。
土壤湿度监控示意图
学习活动1：了解土壤湿度控制系统的基本组成
土壤湿度控制好
了解基本组成
分析工作原理
土壤湿度控制算法
检测土壤湿度
主控板计算
浇灌设备工作
土壤湿度控制系统的基本组成
（土壤湿度数据可以用百分比表示，如土壤湿度为70%~80%。 每种植物都有其土壤湿度要求。）
土壤湿度控制好
土壤湿度控制算法
利用传感器采集5个不同的土壤湿度数据，观察显示的湿度数据以及喷灌器是否喷水。
了解基本组成
分析工作原理
学习活动2：分析土壤湿度控制系统的工作原理

土壤湿度控制好
了解基本组成
分析工作原理
土壤湿度控制算法
第一步：观察简易土壤湿度控制系统的组成
水泵
接P0、P1口
土壤湿度传感器
接M2口
土壤湿度控制好
了解基本组成
分析工作原理
土壤湿度控制算法
第二步：主控板刷入程序
土壤湿度控制好
了解基本组成
分析工作原理
土壤湿度控制算法
1 2 3 4 5
对应的土壤湿度数据 1900
喷灌器是否喷水 是
数据记录表
你的发现：土壤湿度传感器中设定的湿度阈值大约是___________。
第三步：数据记录
注意：
所采集的5个数据，要大体分布合理，不能都偏小或偏大，这样才能找到阈值；
日常生活中往往用百分比来描述土壤湿度（如土壤湿度60%），但利用传感器采集的数据不一定是百分比，要以实际使用的传感器为准。
土壤湿度控制好
了解基本组成
分析工作原理
土壤湿度控制算法
土壤湿度改变，相当于改变了控制系统的什么？导致控制系统发生什么变化？
土壤湿度的改变，相当于改变了控制系统的输入，经过计算，输出会发生相应的变化，导致喷灌器的状态也随之变化，从而实现对土壤湿度的控制。
土壤湿度控制好
土壤湿度传感器检测的是土壤湿度（连续量），然后根据这个数据，按特定的计算规则生成控制喷灌器工作的指令（开关量）。查看学习活动2中记录的湿度阈值，补充控制土壤湿度的算法流程图，填写土壤湿度与喷灌器状态真值表。
了解基本组成
学习活动3：分析控制土壤湿度的算法
分析工作原理
土壤湿度控制算法
输入土壤湿度数据
土壤湿度控制好
了解基本组成
分析工作原理
土壤湿度控制算法
土壤湿度控制算法流程图
不启动喷灌器
启动喷灌器
土壤湿度超过阈值？
是
否
土壤湿度控制好
了解基本组成
分析工作原理
土壤湿度控制算法
土壤湿度超过阈值 喷灌器启动
土壤湿度与喷灌器状态真值表
1
0
0
1
用1和0填写（1表示“是”，0表示“否”）。
土壤湿度控制好
了解基本组成
分析工作原理
土壤湿度控制算法
2.如果要结束控制系统的工作，是否要断开电源开关？
1.“监测土壤湿度—判断湿度是否超过阈值—控制喷灌器工作”这个过程是否属于闭环控制？
1.是，属于闭环控制！
2.如果要结束控制系统的工作，是否要断开电源开关？
2.是，需要断开电源开关
土壤湿度控制好
搭建一个小型土壤湿度控制系统。
拓展与提升
土壤湿度控制好
拓展与提升
土壤湿度控制系统的实验设备
主控板*1
土壤湿度传感器*1
水泵*1
4pin连接线*1
土壤湿度控制好
第一步：主控板连接土壤湿度传感器和水泵
水泵
接P0、P1口
土壤湿度传感器
接M2口
拓展与提升
土壤湿度控制好
第二步：编写程序
读取土壤湿度值，如果湿度值不超过阈值，水泵开启，否则，水泵关闭。
拓展与提升
土壤湿度控制好
第三步：主控板刷入程序
拓展与提升
土壤湿度控制好
第四步：功能测试（土壤湿度传感器插入花盆土壤中，水泵的一条水管放在水中，另一条水管放在花盆里）

拓展与提升
土壤湿度控制好
拓展与提升
同学们，动手操作吧！体验传感器采集数据的过程，感受土壤湿度阈值对浇水设备的控制作用。
土壤湿度控制好
活动结论：
1.干燥土壤的湿度数据为 _______，水泵是否开启：_______（是/否）。
2.湿润土壤的湿度数据为 _______，水泵是否开启：_______（是/否）。
阈值设定过低可能会导致土壤过于干燥。
阈值设定过高则可能导致过早启动浇水，浪费水资源。
拓展与提升
土壤湿度控制好
搜索资料了解几种你感兴趣的植物的土壤湿度要求。
课后作业
土壤湿度控制好
学习总结
02
能熟练绘制算法流程图。
03
通过土壤湿度控制系统的实践操作，进一步了解阈值的作用和闭环控制的特点。
01
了解了土壤湿度控制系统的工作原理。
谢 谢
THANK YOU
Thanks!
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