(共18张PPT)
义务教育《信息科技》
8 年级上册
第2单元
物联保平安
第 5 课
无线传感器
学习目标
情境引入
新知学习
项目探究
目录
学习目标
能够说出与传统传感器相比无线传感器的优点,说明无线传感器的一般结构;
能够陈述无线烟雾传感器的基本构成,识别各个组件,复述每个组件的特性与功能;
能够将无线烟雾传感器连接到网络中,能够对无线烟雾传感器进行安装和部署。
火灾发生后的每一分、每一秒都十分宝贵,我们不仅要考虑如何发现火情,还要考虑如何及时作出反应,将火灾消灭于萌芽状态,而单一的传感器显然做不到大面积的火情预警和处理,那么火情的信息如何能高效地传递呢?
情境引入
温湿度传感器
光敏传感器
新知学习——无线传感器的优点
传统的传感器一般是通过有线连接的,且不能够移动,限制了它们的应用范围
电子技术的进步使得芯片在不影响性能的前提下可以做得很小,网络技术的进步可以让人在不接触传感器的前提下远程监测信号
现代无线传感器,不仅集成了各类传感器模块,还有与外界沟通的网络模块,以及为它提供能量的供能模块,一些传感器甚至还提供了控制模块
新知学习——无线传感器的一般结构
无线传感器的种类很多,但一般都包含几个模块:感知模块、数据处理模块、无线通信模块和供能模块。
感知模块
数据处理模块
无线通信模块
供能模块
主要是由各类敏感元件集合而成
无线通信模块和数据处理模块组合起来相当于一台微型计算机,一般包含处理器和内存,主要用来处理数据,同时也控制各个模块
为无线传感器提供能量,通常为一组干电池
新知学习——无线烟雾传感器
与其他无线传感器一样,无线烟雾传感器也是由感知模块、无线通信模块、供能模块和数据处理模块组成。
感知模块:
烟雾传感器
供能模块:
电池仓
蜂鸣报警器
无线通信模块:
蓝牙通信
新知学习——无线烟雾传感器
感知模块有一个黑色带孔的罩子,里面有烟雾传感器。传感器的工作原理是利用的烟雾颗粒对光的散射作用,烟雾颗粒浓度越高,散射越明显,产生的光电流就越强,超过一定量就会达到报警条件。
感知模块:
烟雾传感器
供能模块:
电池仓
蜂鸣报警器
无线通信模块:
蓝牙通信
新知学习——无线烟雾传感器
无线通信模块负责通信,一般采用蓝牙协议通信。蓝牙协议是一种短距离无线通信协议,具有高速率、低功耗、低成本等优点,在物联网设备中应用广泛。
感知模块:
烟雾传感器
供能模块:
电池仓
蜂鸣报警器
无线通信模块:
蓝牙通信
新知学习——无线烟雾传感器
供能模块是一个电池仓,安装电池后,可以正常工作5年以上。数据处理模块在图中并没有直接显示,而是集成在底部的电路板上。
感知模块:
烟雾传感器
供能模块:
电池仓
蜂鸣报警器
无线通信模块:
蓝牙通信
新知学习——无线烟雾传感器
除了基本模块外,还有一个蜂鸣报警器,当达到报警条件时,蜂鸣报警器将发出声音,同时通过无线通信模块将报警信息传递出去。
感知模块:
烟雾传感器
供能模块:
电池仓
蜂鸣报警器
无线通信模块:
蓝牙通信
项目探究——连接无线烟雾传感器
第一步
将网关接入Wi-Fi网络,注册管理账号
第二步
在管理端进入添加设备页面
第三步
点击添加设备页面通过扫描无线烟雾传感器的二维码,完成添加
通过以上步骤,将无线烟雾传感器与Mesh网关连接起来,无线烟雾传感器可以将报警信息传递到网关。
准备网关及无线烟雾传感器若干,我们将无线烟雾传感器连接到网络中,需要完成以下三个步骤。
项目探究——部署无线烟雾传感器
了解无线烟雾传感器的安装位置要求,并按照安装要求选择无线烟雾传感器部署的位置。
01
检查无线烟雾传感器状态,包括供电、通信以及参数设置等。
根据实际情况,选择安装方式,将无线烟雾传感器部署在预定位置。
02
03
操作练习——练一练
请同学们测试无线烟雾传感器的实际效果,并尝试使用管理端查看报警信息,可以参考以下步骤。
第一步,在保证安全的前提下,将烟雾源靠近无线烟雾传感器,观察蜂鸣报警器的工作情况。
第二步,在烟雾源触发无线烟雾传感器报警后,查看管理端的报警信息。
第三步,计算从烟雾源靠近无线烟雾传感器到管理端收到报警信息的时间。
操作练习——做一做
同学们可以尝试使用不同的报警阈值,如无烟尘区、少量烟尘区或者重度烟尘区,并尝试不同浓度的烟雾对无线烟雾报警器的影响,如杀虫剂、香烟或者水蒸气等,观察在什么情况下,无线烟雾报警器会发生误报。
微机电系统(MEMS)是近几十年发展起来的新兴领域,是集微传感器、微机械结构、信号处理和控制电路、高性能电子集成器件等于一体的微型器件或系统。由于其微型化、智能化、多功能和高集成等特点,现已广泛应用于各行各业中。如在医疗方面,可以利用微机电系统设计开发用于医疗保健的可穿戴传感器服装,对病情进行远程监测和评估;在交通方面,可以利用微机电惯性传感器对水下航行器姿态进行检测。
拓展阅读——微机电系统