川教版（2019）九年級下冊第2節(jié) 安全消防機器人優(yōu)質課件ppt

這是一份川教版（2019）九年級下冊第2節(jié) 安全消防機器人優(yōu)質課件ppt，文件包含川教版九年級下冊信息技術22《安全消防機器人》課件pptx、川教版九年級下冊信息技術22《安全消防機器人》教案doc等2份課件配套教學資源，其中PPT共24頁， 歡迎下載使用。
機器人可以替代或輔助人類在特殊崗位從事危險度高、工藝復雜的活動。如在極端環(huán)境、自然災害、火災、危化品爆炸、核泄漏等安全事件中，機器人可以進人危險環(huán)境，憑借遠程通信、定位、防爆、防水、防病毒以及人工智能等功能，實現(xiàn)安全作業(yè)，最大限度地保障人員及財產安全。
請說說在城市生活中，存在哪些安全問題，面對這些問題，你有解決的思路嗎？
1、需求分析
歡歡組在進一步探索末來城市時，發(fā)現(xiàn)消防機器人功能強大。于是，通過對未來城市消防員的了解與學習，他們準備著手搭建一個城市消防員——消防機器人。
通過老師的講解和查閱材料，歡歡組了解到可以使用火烙傳感器檢測火源是否存在，使用超聲波測距模塊檢測障礙物的距離。
火焰?zhèn)鞲衅魇抢没鹧姘l(fā)出特定波長的紅外線（波長760~1100 nm）來檢測光源的傳感器。它把火焰的亮度轉化為高低變化的電乎信號輸人到控制器里，控制器根據(jù)信號的變化做出相應的程序處理。
根據(jù)器材的基本特性，可以把消防機器人模型分成控制器、檢測裝置、運動裝置和滅火裝置四個部分。
為了模擬消防機器人檢測火源和滅火的過程，建立問題模型：在一定空間里尋找火源，并用風扇吹滅火源。
1、結構搭建
根據(jù)設計方案，搭建消防機器人的基礎結構，并安裝好火焰?zhèn)鞲衅?、超聲波測距模塊、電機驅動模塊等。
基于消防機器人的基本結構，設計電路連接圖（如圖2-2-7所示）將Arduin控制器與運動裝置、檢測裝置、滅火裝貴連接好，并記錄好器件針腳對應表，如表2-2-2所示。
在設計較復雜的程序時，程序員往往會將一個復雜的程序按照功能劃分為若干個小的程序模塊。每個小的程序模塊實現(xiàn)一個確定的功能，并在這些模塊之間建立必要的聯(lián)系。通過模塊的互相協(xié)作完成整個功能，這種程序設計的方式稱為模塊化的程序設計。
問題模型中，消防機器人在一個封閉的空間內運動，消防機器人行進的動作分為直行、后退、左轉、右轉和停止。應用模塊化的編程思想，編寫子模塊函數(shù)。
超聲波測距模塊用于檢測障礙物與消防機器人的距離，在調試時可以使用串口打印功能測試超聲波測距模塊的運行情況，如圖2-2-9所示。
請設計實驗，檢測超聲波測距模塊的靈敏度，以及它在不同場景和障礙物存在的情況下測量距離的精度情況。
在能正確檢測障礙物的距離后，歡歡他們就開始著手設計機器人小車的避障功能，下面是一種簡單的避障算法，如圖2-2-10所示。
小提示：障礙物距離參數(shù)和后退、左轉的時間參數(shù)需要根據(jù)電機和環(huán)境情況反復調試與優(yōu)化。
你認為上面的避障算法有需要政進的地方嗎？請根據(jù)設計的算法畫出相應的流程圖，并編寫程序上傳到消防機器人以驗證算法的正確性與避障效率。
滅火動作由風扇吹滅火焰來模擬，可以將滅火動作設計為啟動電機帶動風扇滅火和停止風扇滅火兩個函數(shù)。
火源用火焰?zhèn)鞲衅鳈z測：火焰?zhèn)鞲衅鱀O針腳輸出為數(shù)宇信號，信號為“0”時表示檢測到火焰，為“I〞時表示未檢測到火焰。那么火源的檢測及滅火動作的程序如圖2-2-13。
圖2-2-13中的程序使用了循環(huán)語句和條件語句，當檢測到火源時（8號管腳讀人的數(shù)值為“”時）則循環(huán)執(zhí)行“utFire”函數(shù)，直到沒有檢測到火源時（8號管腳讀人的數(shù)值為“1”時）則執(zhí)行“stpOutFire”函數(shù)。
在前面程序模塊設計和實驗調試之后，將消防機器人按原先設計的算法流程圖（如表2-2-1中所示）進行整合。
（三）、程序調試、實驗優(yōu)化
將程序上傳至Arduin控制器，并將消防機器人放在實際模擬場景中，記錄實驗結果，實現(xiàn)消防機器人的主要功能。
通過實踐，觀察消防機器人是否存在問題，記錄遇到的問題，并提出解決方案。