信息科技实验（苏教版）——模拟本地控制单盏路灯系统

教材再现：

信息科技教材八下（苏教版）第四单元物联网数据处理探索1“物联系统原型的搭建”安排了实验“模拟本地控制单盏路灯系统”。该实验旨在通过模拟本地控制单盏路灯系统，帮助大家理解物联系统中的智能控制。

实验设计：

实验1：模拟本地控制单盏路灯系统，利用实验套盒测量环境光，设定光线阈值，完成利用光线控制灯的开关，理解控制系统中的输入、计算、输出三个环节。

实验2：模拟本地控制单盏路灯系统（可调阈值），在实验1的基础上，通过定义全局变量传递阈值参数实现对路灯阈值的实时调整。

实验效果：

教学建议：

根据对教材的理解和分析本课教学内容分两个层次任务具体如下所示

实验1：必做内容，需理解并掌握控制系统三个环节，设定合理阈值实现恰当控制。

实验2：选做内容，可根据教学实际情况进行安排，进展顺利可进行教学，若有难度可教师展示学生观看，但务必使学生知道，阈值调节不光可以在程序中也在程序运行时，实时调节。

知识储备：

模拟本地控制单盏路灯系统，使用光线传感器检测环境中的光线值。光线值是个连续变化的量，具体光线值在多大时才能开启LED，这里需要我们对其进行环境光测量，并进行阈值标定。例如，我们测量到的环境光强度为500时，我们标定该数值为光线暗的条件，此时，就设定打开照明设备，反之，则认为此时环境光线强无需打开照明设备。

实验一：模拟本地控制单盏路灯系统

实验目的：

（1）理解并掌握控制系统的三个环节:输入、计算、输出。

（2）编程实现模拟本地控制单盏路灯系统。

需求分析：

（1）光线传感器检测环境光数据，并与设定的阈值进行比较给出是否开灯的指令。

（2）屏幕显示实时检测到的环境光数据及开灯和关灯两种状态的图像。

技术分析：

判断实时检测到的环境光是否小于设定阈值，并控制执行LED的开关。

实验器材：

（1）行空板M10实验盒

（2）Mind+编程软件

实验一操作步骤

环节一：光照控制系统中使用光线传感器检测环境中的光线值。环境光线值在控制系统中是个连续变化的量，具体环境光线值在多大时才能开启LED，这里需要我们对其进行环境光测量，并进行标定。例如我们测量到的环境光值为400时，以此标定数据为光线暗的条件。此时，就设定了打开照明设备的阈值条件；反之，系统则认为此时环境光线强无需打开照明设备。

环节二：打开mind+软件，编写程序如下，通过终端或屏幕查看获取环境光线值，小组合作设定合理阈值。分别对教室内和教室外两种环境情况设定相应的环境光阈值。

环节三：根据环节一设定的逻辑，当光线值小于设定阈值时开灯；光线大于设定阈值时关灯，具体程序如下所示。

（3）运行程序，效果如图所示

拓展思考：

（1）不同环境状态下的阈值是否相同？

（2）如何在不要重复烧录程序情况下实时修改阈值？

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实验二：模拟本地控制单盏路灯系统（带阈值调整）

实验目的：

AB键实时调节阈值大小，实现不同环境情况下的单盏路灯控制系统。

需求分析：

（1）界面需求：显示路灯状态、环境光强度、环境光阈值相关数据。

（2）功能需求：通过AB键实时修改光线阈值大小（A+/B-）。

技术分析：

光控灯算法逻辑。

定义全局变量传递参数。

实验器材：

（1）智能开发板行空板M10实验盒1块

（2）Mind+编程软件

实验二操作步骤

Step01:定义变量及相关控件。

变量：光线强度和光线强度阈值并赋初值。

控件：p为图片，kongzhi、ludeng、zhuangtai、yuzhi、qiangdu、gq、gqsz为文本。

Step02:定义全局变量传递阈值参数，光线强度阈值除了在主程序中定义赋值外，还在按钮按下这个事件发生后改变，因此这里把光线强度阈值定义为全局变量，实现在按钮按下后改变并将修改的参数值传递到主程序中。

按钮按下程序如下图所示：

主程序部分如下图所示

Step03:测试运行，分别在教室内和教室外两种不同环境光条件下测试，调整光线强度阈值，实现模拟不同光线场景下的路灯控制系统。

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