（精）2021新浙教版八年级下册《信息技术》第二单元第7课传感与识别 ppt课件（含教案）.zip

浙教版信息技术八年级下第二单元第浙教版信息技术八年级下第二单元第 7 7 课传感与识别教学设计课传感与识别教学设计 课题 第 7 课 传感与识别单元第二单元学科信息技术年级八年级 学习 目标 1、通过对传感器、识别设备的观察与认识。 2、了解传感器、识别设备的功能及应用。 3、通过编写温度测量程序，体验传感器的功能。 重点通过对传感器、识别设备的观察与认识。 难点通过编写温度测量程序，体验传感器的功能。 教学过程 教学环节教师活动学生活动设计意图 导入新课传感器和识别设备收集的信息更加详细、精 准、方便，上网了解它们是如何工作的。 听讲，思考 通过网上了解传 感器和设别设备 的信息引入主题。 讲授新课在物联网中，感知层的大量数据主要来源于 传感器和识别设备的信息收集，通过传感器捕捉 状态、RFID 标签显示身份，最终实现识别物体、 采集信息的目的。 一、传感器 传感器是一种能将感应到的信息按一定规律 转换成可输出电信号的器件或装置 1. 传感器的组成 传感器一般由敏感元件、转换元件和信号调 节与转换电路三部分组成。转换元件可将敏感元 件感应到的物理量或化学量等转变成电信号，如 图 7-1 所示。 2. 常见的传感器 常见传感器的功能可以与人类的五大感官进 行类比：光敏传感器对应视觉；声敏传感器对应 听觉；压敏、温敏、流体传感器对应触觉；气敏 传感器对应嗅觉；味敏传感器对应味觉，如图 7-2 所示。 了解、掌握 了解及掌握。 通过教师讲解了 解传感器的概念。 常见的传感器。 在我们生活中，你知道身边哪些设备运用了 传感器吗？这些传感器的功能是什么呢？ 1、体温计：检测人体温度 2、声控灯：通过分析对比声音的大小来判断 是否有人，从而达到开灯的目的 二、射频识别 射频识别（RFID）是一种非接触式的自动 识别技术，利用无线射频方式，在读写器和电子 标签之间进行非接触的双向数据传输，以达到目 标识别和数据交换的目的，如图 7-3 所示。 采用 RFID 技术的标签称为电子标签，如图 7- 4 所示是常见的电子标签。电子标签内部主要由芯 片、天线（线圈）和外部封装材料等组成。 身边的传感器。 自行网上了解 搜索 学生通过网上搜 索活动了解身边 哪些是传感器。 了解射频识别。 电子标签的优点：数据采集更加快捷、精准、 寿命长、成本低等。在图书管理、公路收费等方 面得到了广泛的应用。如图 7-5 所示是电子不停车 收费系统。 日积月累： RFID 技术依据其标签的供电方 式可分为三类，即无源 RFID、有源 RFID 与半有 源 RFID。 有源 RFID：由电池、内存和天线一起构成， 一直通过设定频段外发信息，支持远距离识别。 无源 RFID：具有抗干扰能力，可自定义读写 标准数据，在专门的应用系统效率更加快捷 半有源 RFID：集成了前两者的优势。正常处 于休眠状态只有在激活标签后才会工作。 三、传感器的应用 我们可以利用传感器解决一些简单的应用问 题，如利用温度传感器和一些开源硬件，实现对 环境温度的检测。以 micro:bit 为例，利用其内置 温度传感器，每隔 1 秒实时获取环境温度，方法 如下： （1）通过 USB 连接线将 micro:bit 接到计算 机，确保连接成功。 了解并操作 了解掌握 了解并掌握常见 射频识别的原理。 了解传感器的应 用。 （2）打开 IDE 程序 BXY，新建编辑界面， 保存文件，如图 7-6 所示。 （3）在编辑界面输入如下代码： （4）单击“烧录”按钮，将程序上传到 micro:bit，打开串口工具，查看串口数据，如图 7- 7 所示。 亲身体验亲身体验: 利用土壤湿度传感器，实时获取土壤湿度。 阅读材料：阅读材料： 常见的开源硬件 一、Arduino Arduino 是一款便捷灵活、方便上手的开源电子 原型平台。Arduino 平台 由硬件(各种型号的 Arduino 控制板)和 Arduino 集成开发环境(Arduino IDE)组成。ArduinoUNOR3 是最常见的 Arduino 控 制板，其处理器核心是 ATmega 328，同时具有 14 路数字输入/输出口(其中 6 路可作为 PWM 输出)、 6 路模拟输入、一个 16MHz 晶体振荡器、一个 USB 接口、一个电源插座、一个 ICSP header 和一 个复位按钮。 二、树莓派 树莓派(Raspberry Pi，简称 Rpi 或者 RasPi)是 一款基于 Linux 系统的、只有一张卡片大小的卡片 式计算机。树莓派提供 USB 接口、以太网接口、 SD 卡扩展接口以及 1 个 HDMI 高清视频输出接口。 因为树莓派可以较好地与物联网技术结合，通过 开源平台可以实现物联网开发模式的优化，同时 又可以实现计算机学科教育的智能化，所以它被 广泛应用于 GPS 导航、智能机器人、远程监控、 自动化系统等项目。 三、micro:bit micro:bit 是一款由英国广播电视公司(BBC) 推 出的专为青少年编程教育设计的单片机，它主要 由板载蓝牙、加速度计、电子罗盘、3 个按钮和 5X5 LED 阵列组成。它采用 MicroUSB 口供电， 在底部还有多个环孔连接器，可以通过任意一个 网页浏览器在 Blocks、JavaScript、 Python、 Scratch 等编辑器.上编写代码，控制外接设备。 四、掌控板 掌控板是一块 MicroPython 微控制器板，它集 成了 ESP32 高性能双核芯片，支持 Wi-Fi 和蓝牙 双模通信，板上集成 OLED 显示屏、RGB 灯、加 速度计、麦克风、数字光线传感器、蜂鸣器、按 键开关、触摸开关、金手指外部拓展接口，支持 图形化及 Python 代码编程。 随堂练习随堂练习: 课堂小结1、传感器一般由敏感元件、转换元件和信号调节 与转换电路三部分组成 2、射频识别利用无线射频方式，在读写器和 电子标签之间进行非接触的双向数据传输 3、电子标签的优点：数据采集更加快捷、精 准、寿命长、成本低等 4、 RFID 技术可分为无源 RFID、有源 RFID 与半有源 RFID 提问回答 通过提问方式进 行总结。 板书一、 传感器 二、射频识别 三、传感器的应用 第 七 课 传感与识别 浙教版 八年级下 新知导入 传感器和识别设备收集的信息更加 详细、精准、方便，接下来我们了解 它们是如何工作的。 新知讲解 一、传感器 传感器是一种能将感应到的信息按一定规律转换成可输 出电信号的器件或装置。 新知讲解 1. 传感器的组成 传感器一般由敏感元件、转换元件和信号调节与转换电路三部 分组成。转换元件可将敏感元件感应到的物理量或化学量等转变成电信 号，如图7-1所示。 图 7-1 传感器的结构示意图 新知讲解 2. 常见的传感器 常见传感器的功能可以 与人类的五大感官进行类比： 光敏传感器对应视觉；声敏传 感器对应听觉；压敏、温敏、 流体传感器对应触觉；气敏传 感器对应嗅觉；味敏传感器对 应味觉，如图7-2所示。 图 7-2 传感器与人类五大感官的类比 新知讲解 在我们生活中，你知道身边哪些设备运用了传感器吗？这些传 感器的功能是什么呢？ 开动脑筋 1、体温计：检测人体温度 新知讲解 开动脑筋 2、声控灯：通过分析对比声音的大小来判断是否有人，从而达到开灯 的目的 新知讲解 二、射频识别 射频识别（RFID）是一种非接触式的自动识别技术，利用无线射频 方式，在读写器和电子标签之间进行非接触的双向数据传输，以达到目 标识别和数据交换的目的，如图7-3所示。 图 7-3 RFID系统 新知讲解 采用RFID技术的标签称为电子标签，如图7-4所示是常见的电子 标签。电子标签内部主要由芯片、天线（线圈）和外部封装材料等组成 。 图 7-4 常见的电子标签 新知讲解 电子标签的优点：数据采集更加快捷、精准、寿命长、成本低 等。在图书管理、公路收费等方面得到了广泛的应用。如图7-5所示是 电子不停车收费系统。 图 7-5 ETC专用通道 新知讲解 RFID技术依据其标签的供电方式可分为三类，即无源RFID 、有源RFID与半有源RFID。 日积月累 有源RFID：由电池、内存和天线一起 构成，一直通过设定频段外发信息，支持 远距离识别。 新知讲解 日积月累 无源RFID：具有抗干扰能力，可自定义读写标准数据， 在专门的应用系统效率更加快捷 新知讲解 日积月累 半有源RFID：集成 了前两者的优势。正常处 于休眠状态只有在激活标 签后才会工作。 新知讲解 三、传感器的应用 我们可以利用传感器解决一些简单的应用问题，如利用温度传 感器和一些开源硬件，实现对环境温度的检测。以micro:bit为例，利 用其内置温度传感器，每隔1秒实时获取环境温度，方法如下： （1）通过USB连接线将micro:bit接到计算机，确保连接成功。 新知讲解 图 7-6 BXY编辑界 面 （2）打开IDE程序BXY，新建编辑界面，保存文件，如图7-6所示。 新知讲解 （3）在编辑界面输入如下代码： from microbit import * while True : print (temperature () ) sleep (1000) #引用 microbit库 #循环 #输出温度传感器上的温度值 #间隔时间 1秒 新知讲解 （4）单击“烧录”按钮，将程序上传到micro:bit，打开串口工具，查 看串口数据，如图7-7所示。 图 7-7 串口数据 新知讲解 利用土壤湿度传感器，实时获取土壤湿度。 亲身体验 新知讲解 阅读材料 常见的开源硬 件 一、Arduino Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台 。Arduino平台 由硬件(各种型号的Arduino控制板)和Arduino集 成开发环境(Arduino IDE)组成。ArduinoUNOR3是最常见的 Arduino控制板，其处理器核心是ATmega 328，同时具有14路数 字输入/输出口(其中6路可作为PWM输出)、6路模拟输入、一个 16MHz晶体振荡器、一个USB接口、一个电源插座、一个ICSP header和一个复位按钮。 新知讲解 新知讲解 亲身体验 常见的开源硬 件 二、树莓派 树莓派(Raspberry Pi，简称Rpi或者RasPi)是一款基于 Linux系统的、只有一张卡片大小的卡片式计算机。树莓派提供 USB接口、以太网接口、SD卡扩展接口以及1个HDMI高清视频输出 接口。因为树莓派可以较好地与物联网技术结合，通过开源平台 可以实现物联网开发模式的优化，同时又可以实现计算机学科教 育的智能化，所以它被广泛应用于GPS导航、智能机器人、远程 监控、自动化系统等项目。 新知讲解 新知讲解 亲身体验 常见的开源硬 件 三、micro:bit micro:bit是一款由英国广播电视公司(BBC) 推出的专为青 少年编程教育设计的单片机，它主要由板载蓝牙、加速度计、电 子罗盘、3个按钮和5X5 LED阵列组成。它采用MicroUSB口供电， 在底部还有多个环孔连接器，可以通过任意一个网页浏览器在 Blocks、JavaScript、 Python、 Scratch 等编辑器.上编写代 码，控制外接设备。 新知讲解 新知讲解 亲身体验 常见的开源硬 件 四、掌控板 掌控板是一块MicroPython微控制器板，它集成了ESP32高 性能双核芯片，支持Wi-Fi和蓝牙双模通信，板上集成OLED显示 屏、RGB灯、加速度计、麦克风、数字光线传感器、蜂鸣器、按 键开关、触摸开关、金手指外部拓展接口，支持图形化及Python 代码编程。 新知讲解 新知讲解 1. 传感器由_、_、 _三部分组成。 2. RFID系统的组成有哪些？举例说明生活中的RFID应用实例。 随堂练习 信号调节与转换电路敏感元件转换元件 RFID系统由内部的芯片、天线和外部的封装材料组成 实例应用：车牌识别、门禁卡等 课堂总结 1、传感器一般由敏感元件、转换元件和信号调节与转换电路三部分组 成 2、射频识别利用无线射频方式，在读写器和电子标签之间进行非接触 的双向数据传输 3、电子标签的优点：数据采集更加快捷、精准、寿命长、成本低等 4、 RFID技术可分为无源RFID、有源RFID与半有源RFID 板书设计 一、 传感器 二、射频识别 三、传感器的应用