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计算机组成与工作原理 第八章 数字化的生活世界第八章 数字化的生活世界8.1智能家电已成新宠 （两课时）一、教学目标：1. 理解模糊控制、智能家电、嵌入式芯片等基本概念。2. 认识一些先进的智能家电。3. 了解智能洗衣机及智能电饭煲的工作原理。二、教学重点、难点一些基本概念及智能家电的工作原理。三、技能培训重点、难点学会分析身边一些智能家电的工作原理。四、教学方法教师演示、讲解，学生思考、理解。五、教具使用计算机一台、多媒体幻灯片演示六、教学内容与过程导提问入：你吃过印有股票昨天的收盘价的面包吗？想象过你的袖扣和耳环将不是仅仅的装饰，还用作通信工具吗？激发学生学习兴趣。教师再列举一些先进的智能家电，进入教学课题。讲授新课：（多媒体幻灯片演示或板书）你在商场中见过标有“模糊控制”等字样的电器吗？举例说明我们生活中一些模糊的概念。模糊家电装有各种传感器和微处理器，它利用存储着的一套根据模糊逻辑推理设计的程序，模拟人们使用家电的操作习惯，自动感觉、判断和处理。模糊家电不模糊，它的“聪明”之处在于将这些模糊的概念转变为精确的指令。模糊家电有了简单的“思维”，但它还不会和人们“交谈沟通”。现在有了一种新型家电，它能通过电子遥控、声音辨别以及网络信息等方式，与人们进行相互沟通，那就是智能家电。8.1.1 智能家电博览会。1、智能冰箱：（同学们结合生活，大胆猜想智能冰箱的先进功能；老师补充介绍。）2、智能空调：（同上）3、智能厨房：（那智能厨房又会是怎样的呢？下面听老师给大家介绍）4、智能缝纫机：（当你浏览网上一些精美的图案时，难道不希望这些图案出现在你的衣服上？智能缝纫机就根据网上下载的图案或输入的图片自动缝出。5、智能轮椅下面我们来说说“善解人意”的轮椅。8.1.2 家电智能化的主要原理 “植入”家电的计算机核心芯片称为“嵌入式微处理器”。嵌入式微处理器的作用很大，但作用方式和原理却各不一样。像智能洗衣机中的微处理器主要起的是程序控制的作用，智能电饭煲中的微处理器“扮演”着传感器的角色，智能厨房和智能轮椅等通过模式识别实现条件控制，智能冰箱和智能微波炉中的微处理器还能发挥网络通信的特长，实现远程观察和控制。8.1.3 智能洗衣机的程序控制对照平时见到的洗衣过程，边画边分析洗衣流程图。8.1.4 精确条件控制的智能电饭煲千里之外打个电话，轻松搞定香饭和热菜；同学们不想了解一下智能电饭煲的煮饭过程流程图轻吗？嵌入式微控制器，体积小，结构紧凑。它的应用从工业上的简单控制，发展到仪器仪表、通讯工具、家用电器等诸多领域。随着嵌入式系统的广泛应用，低价智能家电已渐进百姓家庭。各种高技术不断涌入我们的生活和工作，也改变着我们的认识。课堂小结：1. 模糊控制及智能家电的概念。 2. 嵌入式微处理器及其作用方式和原理。课堂作业：1以你家中某一先进的家电的某一功能为例，简述其工作流程。2请列举几个你听到过或看到过的、先进的智能设备。8.2 家居渐兴智能化 （两课时）一、教学目标：1. 理解智能家居的相关概念。2. 理解智能家居的构成及功能。3. 了解智能家居的实现技术。二、教学重点、难点智能家居的构成与功能。三、技能培训重点、难点学会分析智能家居的一些功能及其实现技术。四、教学方法教师演示、讲解，学生思考、理解。五、教具使用计算机一台、多媒体幻灯片演示六、教学内容与过程导入：你想象过这样的生活吗？手机一打或键盘一敲，就能对家中的家电进行智能控制：空调为你事先调好最佳温度，洗衣机为你洗掉留下的衣物，冰箱会通过网络到超市申请购物。激发学生学习兴趣。教师再列举一些先进的智能家居子系统，进入教学课题。讲授新课：（多媒体幻灯片演示或板书）8.2.1 什么是智能家居？智能家居系统就是利用先进的计算机技术、嵌入式系统和网络通讯技术，将家中的各种设备通过家庭网络连接到一起而形成的智能住宅。但是，家居智能化与家居信息化、家居自动化都有一定的区别。（举例说明）8.2.2 智能家居系统的构成与功能 一套智能小别墅包括以下子系统：l 家居布线系统：（先让同学们找找身边熟悉部分，再老师补充讲解，下同）l 家居安防系统：l 家庭自动化系统：l 家庭体验系统：。智能家居系统能够实现如下功能：（同学们根据日常所见所闻举例，老师进行分类归纳得到如下功能）l 家居安防监控：l 网络家电控制：l 家庭信息网络：l 家庭多媒体网络： l 家居物业管理：8.2.3 智能家居功能的实现技术智能家居系统功能的实现主要包括以下技术：1、计算机网络技术（举例简要介绍相关的技术，下同）2、计算机软件技术3、计算机密码技术4、“即插即用”技术5、图像处理技术6.传感器技术7、嵌入式技术8.2.4 智能家居报警系统的原理画出并分析智能家居报警系统主机与分机的报警流程图课堂小结：1. 理解智能家居的相关概念。2. 理解智能家居的构成及功能。3. 了解智能家居的实现技术。课堂作业：1、什么是智能家居？智能家居有哪些先进功能？2、请举例说明计算机在智能家居中的某一具体应用？8.3 嵌入式系统无处不在 （两课时）一、教学目标：1. 了解嵌入式系统的广泛应用。2. 理解嵌入式系统的定义与组成。3. 了解嵌入式系统的实际应用。二、教学重点、难点嵌入式系统的定义与组成。三、技能培训重点、难点在日常生活中找出并分析嵌入式系统的应用。四、教学方法教师演示、讲解，学生思考、理解。五、教具使用计算机一台、多媒体幻灯片演示六、教学内容与过程导入：同学们知道什么叫“后PC时代”吗？又有谁知道后PC时代的擎天之柱是什么吗？激发学生学习兴趣。提出嵌入式系统，并举DVD 、PDA（商务通）、MP3、手机等嵌入式系统的应用实例，进入教学课题。讲授新课：（多媒体幻灯片演示或板书）8.3.1 广泛应用的嵌入式系统在我们周围，有许多小而不引人注目的程序和电器设备正在使我们的生活变得越来越美好。 “看不见、却很用得着”，这一特性正好充分诠释了嵌入式计算机系统及其产品的本质。目前，嵌入式系统的应用已涉及生产、工作、生活等各方面。（老师启迪学生、办公室设备、安全设备、医院设备、机械设备中找出嵌入式系统）。（再让同学们从身边的电脑、家电及其遥控器中找找嵌入式系统，说明其无处不在。8.3.2 嵌入式系统的定义与组成1、嵌入式系统的定义所谓嵌入就是将计算机的硬件或软件嵌入到其他设备中去，构成一种具有更完善功能的新系统，即嵌入式系统。简而言之，就是“嵌入到对象体系中的专用计算机系统”。嵌入式系统的三个基本要素是：“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”。2、嵌入式系统的组成嵌入式硬件嵌入操作系统嵌入式应用程序应用程序与操作系统的接口操作系统与硬件的接口其中嵌入式硬件的核心是嵌入式芯片，主要包括嵌入式微处理器（EMPU）、嵌入式微控制器（EMCU）、嵌入式数字信号处理器（EDSP）及嵌入式片上系统（ESOC）。简要介绍嵌入式芯片及其发展过程。嵌入式系统产品往往都有相应的嵌入式操作系统，而不依赖于我们常见的操作系统（Windows和Dos）。嵌入式操作系统一般是单任务的，其稳定性也非常好。Vxworks、Psos和Os-9等就是传统嵌入式操作系统中应用最广泛的几个。我国自主开发的Hopen则是运行在32位微处理器上的实时多任务操作系统。通用性很强的Linux操作系统也常被应用到嵌入式系统中。8.3.3 手机中的嵌入式系统手机产品的更新换代，手机功能的日新月异，其奥妙就在于手机中的嵌入式微处理器和与之相适应的嵌入式操作系统。让有手机的同学拿出手机，打开其操作系统的图形界面，与WINDOS操作系统比较有什么异同点。将手机功能、可编程信息管理功能和互联网接入功能融合在一起的手机被称为智能手机。嵌入式系统和智能手机可根据其功能，通过红外线或蓝牙短距离系统、中距离网络系统以及长距离移动通信系统来交换数据。我们只要点击智能手机上的按键，便可直接连接到安全系统、工业控制、医疗设备和家庭自动化等系统，并可用手机代替各种家庭