第2課傳感之古今未來02傳感之古今未來學(xué)習(xí)目標(biāo)01了解傳感器的由來及發(fā)展趨勢，感受信息科技給生活帶來的益處。了解傳感器的基本工作原理，認(rèn)識傳感器的作用。傳感之古今未來問題情景傳感器與人類感官類比感知在物聯(lián)網(wǎng)中起著決定性的作用。傳感器是物聯(lián)網(wǎng)的感覺器官就如同人的眼、耳、口、鼻、舌等，用于獲取目標(biāo)對象的各種數(shù)據(jù)。傳感之古今未來1.什么是傳感器？傳感器是如何工作的？2.傳感器的發(fā)展趨勢是什么？傳感之古今未來學(xué)習(xí)內(nèi)容傳感器的起源認(rèn)識傳感器010203傳感器的發(fā)展趨勢傳感之古今未來一、傳感器的起源傳感器的發(fā)展趨勢傳感器的起源認(rèn)識傳感器指南針（勺式）日晷傳感之古今未來學(xué)習(xí)活動1：查閱資料了解古代傳感器上網(wǎng)查找材料，說一說古代還有哪些傳感器。它們分別實(shí)現(xiàn)了什么感知功能？它們的輸入和輸出分別是什么？傳感器的發(fā)展趨勢傳感器的起源認(rèn)識傳感器傳感之古今未來1.測風(fēng)器感知功能：測定風(fēng)向和風(fēng)速。輸入：自然風(fēng)力。輸出：風(fēng)向（如東南西北等方向）、風(fēng)速等級（可簡單劃分為微風(fēng)、大風(fēng)等，或更精確的數(shù)值）。古代常見的測風(fēng)器如相風(fēng)鳥，通過風(fēng)對其產(chǎn)生的作用力，使其發(fā)生轉(zhuǎn)動或擺動，人們依據(jù)其指向和擺動幅度等判斷風(fēng)向和風(fēng)速。傳感器的發(fā)展趨勢傳感器的起源認(rèn)識傳感器傳感之古今未來2.測雨器感知功能：測量降雨量。輸入：自然降落到測雨器內(nèi)的雨水。輸出：降雨量數(shù)值（一般通過容器內(nèi)收集雨水的深度來衡量）。比如宋代的“天池盆”，是世界上最早的測雨器，通過測量盆中收集雨水的深度來確定降雨量。傳感器的發(fā)展趨勢傳感器的起源認(rèn)識傳感器傳感之古今未來3.地動儀（候風(fēng)地動儀）感知功能：檢測地震的發(fā)生判斷地震方向。輸入：地震發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的地震波引發(fā)的地面震動。輸出：地震發(fā)生方位（以龍口吐出銅丸落入蟾蜍口中）。它利用“懸垂擺原理”，當(dāng)?shù)卣鸩▊鱽?，?nèi)部的擺錘會擺動，觸發(fā)機(jī)關(guān)，使相應(yīng)方向的龍口張開，銅丸落下，提示地震方位。傳感器的發(fā)展趨勢傳感器的起源認(rèn)識傳感器傳感之古今未來傳感器工作原理輸入計(jì)算輸出圭表測量日影長度以定方向、節(jié)氣和時(shí)刻。太陽光照射下圭表產(chǎn)生的日影長度數(shù)據(jù)。根據(jù)日影長度變化規(guī)律及相關(guān)天文歷法知識推算。方向、節(jié)氣、時(shí)刻日晷利用太陽投射的影子來測定并劃分時(shí)刻。太陽光照射下日晷指針產(chǎn)生的影子位置。根據(jù)影子在刻度盤上的位置對應(yīng)不同時(shí)刻。時(shí)刻沙漏通過控制沙粒掉落的速度來測量時(shí)間。沙粒從一個(gè)容器漏到另一個(gè)容器。依據(jù)沙粒流速和數(shù)量與時(shí)間的對應(yīng)關(guān)系。時(shí)間水鐘利用水的流動來測量時(shí)間。水從一個(gè)容器流到另一個(gè)容器。依據(jù)水流速度和水量與時(shí)間的對應(yīng)關(guān)系。時(shí)間傳感器的發(fā)展趨勢傳感器的起源認(rèn)識傳感器傳感之古今未來二、認(rèn)識傳感器傳感器是一種能將感應(yīng)到的數(shù)據(jù)按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，以滿足數(shù)據(jù)的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。傳感器的基本結(jié)構(gòu)與工作原理傳感器的發(fā)展趨勢傳感器的起源認(rèn)識傳感器傳感之古今未來傳感器中的敏感元件和轉(zhuǎn)換元件抽象為計(jì)算，來實(shí)現(xiàn)信號的輸出。感知環(huán)境數(shù)據(jù)、接收輸入信號。轉(zhuǎn)換適合傳輸和度量的信號，實(shí)現(xiàn)信號輸出。敏感元件轉(zhuǎn)換元件變換電路輔助電路被測量電信號傳感器的發(fā)展趨勢傳感器的起源認(rèn)識傳感器傳感之古今未來溫濕度傳感器光敏傳感器紅外傳感器氣壓傳感器常見的傳感器傳感器的發(fā)展趨勢傳感器的起源認(rèn)識傳感器傳感器領(lǐng)域應(yīng)用傳感之古今未來同一種傳感器可以應(yīng)用在不同領(lǐng)域。溫度傳感器工業(yè)領(lǐng)域監(jiān)控溫度。醫(yī)療領(lǐng)域監(jiān)測病人的體溫。傳感器的發(fā)展趨勢傳感器的起源認(rèn)識傳感器功能傳感器傳感之古今未來實(shí)現(xiàn)同一個(gè)功能，可以使用不同種類的傳感器。測量無人機(jī)飛行高度。氣壓傳感器超聲波傳感器紅外傳感器傳感器的發(fā)展趨勢傳感器的起源認(rèn)識傳感器傳感之古今未來學(xué)習(xí)活動2：認(rèn)識設(shè)備中的傳感器1.洗衣機(jī)、冰箱、空調(diào)等常見的家用電器中是否有傳感器？如果有傳感器，這些傳感器有哪些功能和作用？2.“祝融號”火星探測車可能安裝了哪些傳感器？分別有什么作用？傳感器的發(fā)展趨勢傳感器的起源認(rèn)識傳感器傳感之古今未來傳感器功能作用水位傳感器檢測洗衣機(jī)內(nèi)水位的高低。控制進(jìn)水和排水，使洗衣機(jī)內(nèi)保持合適的水位，滿足不同衣物量的洗滌需求，避免水的浪費(fèi)或不足。溫度傳感器測量洗衣水的溫度。根據(jù)不同的衣物材質(zhì)和洗滌程序，將水溫調(diào)節(jié)到合適的范圍，提高洗滌效果，同時(shí)防止衣物因溫度過高而受損。重量傳感器測量衣物的重量。為洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)提供衣物重量信息，以便自動調(diào)整水位、洗滌時(shí)間和洗滌力度等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能和高效洗滌。壓力傳感器監(jiān)測洗衣機(jī)內(nèi)部的水壓。確保洗滌和漂洗過程中水流正常，同時(shí)防止因衣物過多或管道堵塞等原因?qū)е滤畨寒惓?，保護(hù)洗衣機(jī)的水路系統(tǒng)。洗衣機(jī)中不同傳感器的功能和作用傳感器的發(fā)展趨勢傳感器的起源認(rèn)識傳感器傳感之古今未來“祝融號”火星探測車火星表面磁場探測儀導(dǎo)航與地形相機(jī)火星氣象測量儀次表層探測雷達(dá)傳感器的發(fā)展趨勢傳感器的起源認(rèn)識傳感器傳感之古今未來三、傳感器的發(fā)展趨勢物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展促使傳感器向小型化、高性能、低成本、高精準(zhǔn)方向升級，伴隨集成化、智能化、無線化趨勢，傳感器加速演進(jìn)為兼具多種功能的集成裝置。計(jì)步設(shè)備的發(fā)展計(jì)步器功能：計(jì)算每日走路步數(shù)。集成度：低。傳感器：加速度傳感器?；顒幼粉櫰鞴δ埽河?jì)算每日走路步數(shù)及爬樓梯步數(shù)等。集成度：中。傳感器：加速度傳感器，壓力傳感器。物聯(lián)手環(huán)功能：自動識別多種運(yùn)動，統(tǒng)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)。集成度：高。傳感器：加速度傳感器，壓力傳感器，陀螺儀傳感器，磁力傳感器。物聯(lián)手表功能：準(zhǔn)確識別用戶位置及行為等。集成度：極高。傳感器：加速度傳感器，壓力傳感器，陀螺儀傳感器，磁力傳感器，光敏傳感器。傳感器的發(fā)展趨勢傳感器的起源認(rèn)識傳感器傳感之古今未來傳感器的國產(chǎn)化對促進(jìn)我國科技自主可控的意義是什么？保障國家安全，突破技術(shù)瓶頸，穩(wěn)定產(chǎn)業(yè)發(fā)展。傳感器的發(fā)展趨勢傳感器的起源認(rèn)識傳感器傳感之古今未來手機(jī)集成了哪些傳感器？這些傳感器有什么作用？手機(jī)中的哪些應(yīng)用使用了這些傳感器？拓展與提升傳感之古今未來傳感器作用應(yīng)用重力傳感器檢測手機(jī)方向和運(yùn)動狀態(tài)。屏幕自動旋轉(zhuǎn)、游戲控制。光線傳感器檢測環(huán)境光線強(qiáng)度，自動調(diào)節(jié)屏幕亮度。屏幕亮度自動調(diào)節(jié)、拍照參數(shù)調(diào)整。距離傳感器檢測手機(jī)與物體的距離，防止通話時(shí)誤觸。通話時(shí)自動關(guān)閉和點(diǎn)亮屏幕。攝像頭傳感器捕捉圖像和視頻信息。拍照、錄像、視頻通話等。指紋傳感器采集指紋信息用于身份識別。指紋解鎖、指紋支付?；魻杺鞲衅鳈z測磁場變化，配合保護(hù)套使用。保護(hù)套開合時(shí)自動喚醒或關(guān)閉屏幕。加速度傳感器測量手機(jī)加速度變化。計(jì)步、搖一搖功能。氣壓傳感器測量大氣壓力，推算海拔等信息。地圖導(dǎo)航海拔顯示、天氣預(yù)測。選擇一種在課堂上未詳細(xì)介紹的古代傳感器，查閱資料后撰寫一篇300字左右的小短文，內(nèi)容需包含該傳感器的名稱、工作原理、實(shí)現(xiàn)的感知功能、輸入和輸出信息，以及它在當(dāng)