第三单元 活动2《设计并制作简易防碰撞行车系统》课件 黔科版信息科技六年级上册.pptx

活动2

设计并制作简易防碰撞行车系统（黔科版）六年级

01教学目标02课堂导入03学习目标04分析与设计05准备与制作06运行测试08拓展延伸09课堂小结10板书设计07单元小结

01教学目标1、信息意识：能够认识到在行车系统中，信息（如距离、速度）的重要性，并理解如何通过传感器获取这些信息。2、计算思维：能够将复杂的防碰撞问题分解为可管理的子问题，如距离测量、速度计算、决策制定等。3、数字化学习与创新：能够思考如何改进现有的行车安全系统，添加新的传感器或改进算法来提高系统的准确性和效率。4、信息社会责任：能够理解安全性、法律伦理问题以及对未来工作市场的潜在影响。

随着人们生活质量的提高，家庭用车数量不断增加。车辆虽然带来了出行的舒适和便利，但也使交通安全事故不断增多，尤其是车辆与行人、建筑物障碍物碰撞所引发的安全事故。如果在车辆上安装一套防碰撞行车控制装置根据车辆与行人或障碍物之间的距离来控制车速，就可以有效避免碰撞事故的发生，如图3-2-1所示。本活动让我们通过动手制作一个简易的防碰撞行车系统，来深入探究控制系统中的反馈原理。02课堂导入图3-2-1

02课堂导入你将学到★防碰撞小车的原理是什么?★如何设计并制作一个简易的防碰撞行车系统?1.分析与设计2.准备与制作活动向导3.运行测试

知识拓展02课堂导入

03分析与设计本系统通过超声波传感器探测车辆与前方行人或障碍物的距离，并将探测结果反馈给输入环节。随后，系统将反馈回来的距离与预设的安全停车距离进行比较，如果小车与障碍物之间的距离大于安全距离，系统会控制车辆正常行驶;如果小车与障碍物的距离小于安全距离，系统会控制车辆减速行驶;如果小车与障碍物的距离已接近预警的危险距离，系统会控制车辆停止行驶。

03分析与设计超声波传感器是一种将超声波信号转换成其他信号(主要是电信号)的传感器。其原理来源于蝙蝠发出超声波进行定位。超声波传感器广泛应用于工业、国防、生物医学等领域。小贴士

03分析与设计请完成防碰撞小车的控制系统框图(图3-2-2)。做一做图3-2-2预设安全距离超声波传感器电机驱动器小车本身点击转速车辆位置传感器

05分析与设计知识拓展防碰撞小车的原理是什么?一、传感器技术：防碰撞小车通常配备有多种传感器，如雷达、激光雷达（LiDAR）、摄像头等，这些传感器负责收集车辆周围环境的信息。雷达通过发射电磁波并接收反射信号来测量与前方物体的距离和速度。激光雷达则通过发射激光束并接收其反射信号来获取高精度的距离信息。摄像头提供丰富的图像信息，有助于识别行人、交通标志等道路特征。二、数据处理：收集到的传感器数据会被传输到数据处理单元，通常是车辆的中央控制系统。

06准备与制作(1)准备硬件器材本实验可以使用电子开发板作为控制器，需要准备超声波传感器、减速电机和小车运动套件等器材。另外，由于电子开发板上的接口有限，需要配备与之相匹配的拓展板，用来连接超声波传感器、小车上的减速电机等输入输出设备。同时，简易防碰撞行车系统制作完成以后，需要外接电源进行测试，因此，还需要准备移动电源。

06准备与制作减速电机是电机与减速器的集合体，主要为设备提供动力驱动。小贴士

06准备与制作数字化学习上网查阅相关资料，学习超声波传感器、减速电机、拓展板的使用方法。一、了解原理：超声波传感器通过发射和接收超声波来测量物体的距离。它由一个超声波发射器和一个接收器组成，当发射器发出的超声波遇到障碍物时会被反射回来，接收器接收到反射波后，根据声波的传播时间来计算距离。二、连接电路：将超声波传感器的引脚连接到Arduino或其他微控制器上。通常，超声波传感器有三个引脚：VCC、GND和信号引脚。VCC接电源正极，GND接地，信号引脚接到微控制器的数字输入引脚上。

06准备与制作想一想超声波传感器可以用红外传感器替代吗?为什么?一、不可以工作原理：超声波传感器：利用超声波在介质中传播时反射或衍射产生的信号进行测量。红外传感器：通过红外线的反射、吸收或发射等方式进行测量。环境适应性：超声波传感器：可以在黑暗环境中工作，对光线变化不敏感。红外传感器：可能受到温度变化、阳光直射等环境因素的影响，从而影响其准确性。

06准备与制作分析本实验需要的各种器材的功能和数量，填写表3-2-1。做一做器材名称功能数量Arduino主控板1作为系统的核心控制器，处理传感器数据超声波传感器2用于测量与前方障碍物的距离红外避障传感器4近距离障碍物检测，防止车辆与其发生碰撞直流电机2驱动车辆前进、后退或转向电机驱动模块1提供电机驱动能力，控制直流电机的速度电源模块1为整个系统提供稳定的电源供应面包板1用于搭建电路原型，便于连接各种电子元件跳线若干用于连接各个电子元件