第20课 反馈控制有算法 课件 2025-2026学年人教版初中信息科技八年级全一册

第20课反馈控制有算法反馈控制有算法学习目标01了解基于数据分析设计算法的方法，熟悉执行器的使用方法。02了解系统整合的一般方法。反馈控制有算法问题情景物联系统中的反馈与控制反馈控制有算法1.如何基于数据分析设计算法？2.如何控制执行器？反馈控制有算法根据数据设计算法01控制执行器02学习内容探索功能扩展04对系统进行整合03反馈控制有算法一、根据数据设计算法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。根据数据设计算法控制执行器对系统进行整合探索功能扩展反馈控制有算法根据数据设计算法控制执行器对系统进行整合探索功能扩展学习活动1设计灌溉条件决策表，并通过编程让主控板实现决策反馈控制有算法根据数据设计算法控制执行器对系统进行整合探索功能扩展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，将对应决策填入下表中。灌溉条件与决策反馈控制有算法根据数据设计算法控制执行器对系统进行整合探索功能扩展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下面右表所示内容。优化后的灌溉条件与决策优化后反馈控制有算法根据数据设计算法控制执行器对系统进行整合探索功能扩展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。反馈控制有算法项目原理：根据优化后的表格中的条件设计算法，形成数据决策部分程序，根据条件判断是否灌溉，在主控板上显示“灌溉”或“不灌溉”。灌溉不灌溉反馈控制有算法硬件设备硬件设备主控板*1土壤湿度传感器*14pin连接线*1反馈控制有算法灌溉第一步：连接土壤湿度传感器和主控板根据数据设计算法控制执行器对系统进行整合探索功能扩展反馈控制有算法第二步：编写程序（图形化）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。如果土壤湿度大于上限值,显示“不灌溉”。土壤湿度介于上下限值之间时，天气预报有雨,显示“不灌溉”，否则显示“灌溉”。光照强度大则增加土壤湿度下限值，否则恢复下限值。如果土壤湿度低于下限值,显示“灌溉”。根据数据设计算法控制执行器对系统进行整合探索功能扩展反馈控制有算法第二步：编写程序（代码版）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。如果土壤湿度大于上限值,显示“不灌溉”。土壤湿度介于上下限值之间时，天气预报有雨,显示“不灌溉”，否则显示“灌溉”。光照强度大则增加土壤湿度下限值，否则恢复下限值。如果土壤湿度低于下限值,显示“灌溉”。根据数据设计算法控制执行器对系统进行整合探索功能扩展反馈控制有算法第三步：刷入代码到主控板中根据数据设计算法控制执行器对系统进行整合探索功能扩展反馈控制有算法灌溉根据数据设计算法控制执行器对系统进行整合探索功能扩展反馈控制有算法灌溉条件：_________________________。实验目的：____________________________________________________。决策条件：______________________________________________________________。活动总结：土壤湿度、天气预报、光照强度等确定物联花盆系统中土壤湿度上下限值，制定灌溉决策并编写相关程序根据数据设计算法控制执行器对系统进行整合探索功能扩展土壤湿度大于上限不灌溉；小于下限灌溉；介于之间时，下雨不灌溉、不下雨灌溉反馈控制有算法二、控制执行器物联花盆系统中，反馈与控制就是显示土壤湿度情况和实现自动灌溉。根据数据设计算法控制执行器对系统进行整合探索功能扩展反馈控制有算法学习活动21.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5s自动灌溉主要代码根据数据设计算法控制执行器对系统进行整合探索功能扩展反馈控制有算法根据数据设计算法控制执行器对系统进行整合探索功能扩展硬件设备学习活动2硬件设备主控板*1土壤湿度传感器*1水泵*14pin连接线*1反馈控制有算法第一步：连接水泵、土壤湿度传感器与主控板接P0、P1口接M1口根据数据设计算法控制执行器对系统进行整合探索功能扩展反馈控制有算法mPython第二步：编写程序（图形化）显示土壤湿度，实习自动灌溉根据数据设计算法控制执行器对系统进行整合探索功能扩展反馈控制有算法第二步：编写编写程序（代码版）mPython显示土壤湿度，实习自动灌溉根据数据设计算法控制执行器对系统进行整合探索功能扩展反馈控制有算法第三步：刷入代码到主控板中根据数据设计算法控制执行器对系统进行整合探索功能扩展反馈控制有算法第四步：功能演示（检测土壤湿度）💧土壤湿度：1200根据数据设计算法控制执行器对系统进行整合探索功能扩展数据呈现：

。硬件连接：

。灌溉控制：

。实践意义：

。因主控板引脚电流小难驱水泵，连接在主控板的M1、M2马达接口，可实现水泵连接驱动

反馈控制有算法活动总结：借助oled.print("土壤湿度:"+str(hum))代码，实现土壤湿度数据在显示屏的展示成功搭建物联花盆部分功能，为简易物联系统实践提供经验，推动植物养护智能化利用M1=parrot(parrot.M1)等代码，完成电机连接、运转及停止控制，实现自动灌溉根据数据设计算法控制执行器对系统进行整合探索功能扩展反馈控制有算法三、对系统进行整合实现各个功能模块并测试后，将所有模块集成到一起形成一个简易物联灌溉系统，其处理核心流程如图所示。根据数据设计算法控制执行器对系统进行整合探索功能扩展是否需要灌溉获取API数据获取传感器数据通过物联网服务平台上传数据连接无线网络连接物联网服务平台控制水泵灌溉是否反馈控制有算法根据数据设计算法控制执行器对系统进行整合探索功能扩展同学们，实验过程中有什么注意事项吗？反馈控制有算法根据数据设计算法控制执行器对系统进行整合探索功能扩展每次执行完相应的功能，可以让主控板等待一段时间再执行，以减少数据通信和数据存储。因此，可以把主程序代码放在无限循环中，并在最后通过time.sleep()控制等待时间。对，还有在项目投入使用前，还需要进行系统调试。一方面要对比功能需求进行测试；另一方面则是让物联系统进行整体运行，以测试是否存在问题。反馈控制有算法学习活动3根据数据设计算法控制执行器对系统进行整合探索功能扩展1.以小组为单位，完成物联花盆系统项目的模块整合和功能集成。2.根据需求清单对物联花盆系统项目进行功能测试。反馈控制有算法第一步：添加物联网项目和设备①②③⑤④（1）MQTT服务器地址：/，注册登录账号。（2）添加项目和设备根据数据设计算法控制执行器对系统进行整合探索功能扩展反馈控制有算法第二步：编写程序（图形化）mPython物联花盆系统项目功能测试根据数据设计算法控制执行器对系统进行整合探索功能扩展反馈控制有算法第二步：编写程序（代码版）mPython物联花盆系统项目功能测试根据数据设计算法控制执行器对系统进行整合探索功能扩展反馈控制有算法第三步：刷入代码到主控板中mPython根据数据设计算法控制执行器对系统进行整合探索功能扩展反馈控制有算法第四步：功能演示💧土壤湿度：1480近两日天气：晴-晴根据数据设计算法控制执行器对系统进行整合探索功能扩展物联花盆系统项目：____。功能实现：_____________________________________________________________________________________________________________________________。功能测试：____________________________。反馈控制有算法根据数据设计算法控制执行器对系统进行整合探索功能扩展实验总结：环境监控、数据可视：实时获取天气数据，实时监控并记录湿度和光照数据，提供图表；自确保各模块独立和集成后的功能正常。验证整个系统的运行情况，包括传感器数据采集、数传感器模块、数据处理与分析模块、MQTT模块、控制模块动灌溉:根据土壤湿度情况控制水泵自动开启关闭据分析、控制命令执行反馈控制有算法同学们，物联花盆系统应从那几个方面进行创新扩展？根据数据设计算法控制执行器对系统进行整合探索功能扩展反馈控制有算法根据数据设计算法控制执行器对系统进行整合探索功能扩展

从系统功能上进行扩展，利用红外热释电传感器，便可以感知是否有人在附近活动，将数据上传到物联网服务平台，并进行数据分析，可以了解主人对植物的关心程度；还可以给物联花盆系统增加人工智能摄像头，自动识别植物种类，并设置不同的湿度参数。从人机交互上进行扩展，可以编写一个网页端程序，方便查看所有花盆终端的实时数据；可以增加手动灌溉控制的按钮，便于更灵活地控制花盆灌溉。

从数据处理与可视化上进行扩展，可以在网页端增加数据图表来直观地分析花盆环境数据，然后进一步探索环境数据对绿植生长的影响。反馈控制有算法注意：在设计物联系统时，还需要考虑后续系统功能的扩展需求。从硬件角度，可以预留一些引脚来连接更多的传感器和执行器。从软件角度，可以设计合理的程序框架，方便扩展功能。反馈控制有算法1.选择一两个可以实现的创新功能，对已实现的物联系统进行改造升级。2.某物联门锁系统检测到门口有人停留时，会自动启动摄像头的监控功能，并将监控画面实时显示在房间内的显示屏上。同时，系统会通过蜂鸣器发出提示音，并通过应用软件推送消息通知用户。用户可以通过手应用软件远程控制门锁。在此物联门锁系统中，数据采集、传输和反馈控制是如何实现的？可能会用到哪些硬件？拓展与提升反馈控制有算法同学们，参与物联花盆系统