《神奇的 “数”》
12 神奇的“数”

在数学课上,我们学习了很多很多的数字,知道通过观察钟表的指针位置可 以得出用来表示时间的数字,通过数数的方式可以得出用来表示苹果个数的数字。

同学们还能举出用数字来表示数量的例子吗?这些数字又是如何得到的呢?

不难发现,生活中很多数字是可以直接观察、测量、记录的。那么有些看不 见摸不着的数据如何来测量和获取呢?

现在,请同学们看看老师手中的Pad,它的屏幕上也有很多数字。我们点击 右侧第一个“环境温度传感器”的“查看”按钮,就可以在左侧看到一条折线,

上面标识了许多数字,这些数字都是用来表示不同时间段的环境温度。

下面老师要带领大家一起来揭开Pad上神奇精妙数据的面纱。老师今天带来 了一个方方正正的“神秘宝盒”,我们叫他“物联网套件”。

“神秘宝盒”里的这些“宝贝”就是获取Pad上数字的强大工具,叫做“传感器”。下面,我们就来了解下,这些工具是如何实现数据的获取、处理、传输的。

1.获取数据的工具——传感器

传感器是一种能感受到被测量信息的检测装置,它能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

传感器的种类有成百上千种。在“物联网套件”中,我们有温度传感器、环境湿度传感器、光照强度传感器、二氧化碳浓度传感器、PH值传感器、氧气传感器、土壤温湿度传感器,共7种传感器。下图所示的就是能够获取光照数字的“宝贝”——光照传感器。

传感器的盒子里到底装着什么秘密呢?原来,盒子里面是密密麻麻的电子芯片和电子线路。它是一个非常精密的仪器,通过精密的检测装置,自动获取并记录所要监测的各种信息,并通过通讯技术将检测获取的数字信息进行传输,而这些处理信息,传输信息的过程就藏在下图所示的精密元件中。

下图所示的是光照传感器的内部组成结构,这些是能够帮助我们获取数据的精密元件。

2.传输数据的桥梁——集线器

集线器是当传感器获取信息后,将信息传输到物联网网关进行信息处理的通 讯桥梁,它能够将物联网套件中的7个传感器同时接入,实现语音信号传输,传 感器数据传输。此外,集线器采用了低压供电方式,保证了使用者的安全。

3.处理数据的“主脑”——智能网关

集线器将传感器连接,架起了信息通讯的桥梁。但是,传感器获取的数据如 何才能够在pad显示呢?

这时候就需要一个处理数据的“主脑”,我们叫做“智能网关”。当老师把温度、 湿度、二氧化碳三个传感器都连到“主脑”上时,我们的Pad上就可以显示出环 境温度、环境湿度和环境二氧化碳的数据,通过点击“查看”,可以看到不同时 间段中,教室里的环境温度、环境湿度和环境二氧化碳的数据变化。

物联网套件中,传感器获取数据,与集线器连接,将数据通过集线器进行传输。 线器与智能网关连接,将收集到的传感器数据通过“主脑”一一智能网关进行数 处理,最终在pad上显示。
实验一:

温度传感器和温度计都能够测量温度,那么它们的区别在哪里呢?请小朋友 使用温度传感器和温度计,这两种温度测量工具,分别在教室内和教室外测量温 度数据,并且记录下来,然后进行对比。

通过两种测量工具的比较,我们可以发现利用传感器测量温度非常方便和快 捷。我们填写下面这张表,来对比他们的优缺点吧。

实验二:

现在,老师提供两种传感器,分别是光照传感器和二氧化碳浓度传感器。

同学们使用光照传感器,通过遮挡传感器的感光区域,观察一下Pad上的“光照传感器”数字变化,完成下列表格。

请同学们使用二氧化碳传感器,通过向传感器的二氧化碳测试区域呼气,观察一下Pad上“二氧化碳浓度传感器”的数字变化,完成下列表格

请同学们查阅资料,了解“城市大脑”、“人工智能”技术,了解身边的传感器技术为人类服务的典型案例。

/