數(shù)字化的生活世界

1、計(jì)算機(jī)組成與工作原理 第八章 數(shù)字化的生活世界第八章 數(shù)字化的生活世界8.1智能家電已成新寵 （兩課時(shí)）一、教學(xué)目標(biāo)：1. 理解模糊控制、智能家電、嵌入式芯片等基本概念。2. 認(rèn)識(shí)一些先進(jìn)的智能家電。3. 了解智能洗衣機(jī)及智能電飯煲的工作原理。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)一些基本概念及智能家電的工作原理。三、技能培訓(xùn)重點(diǎn)、難點(diǎn)學(xué)會(huì)分析身邊一些智能家電的工作原理。四、教學(xué)方法教師演示、講解，學(xué)生思考、理解。五、教具使用計(jì)算機(jī)一臺(tái)、多媒體幻燈片演示六、教學(xué)內(nèi)容與過程導(dǎo)提問入：你吃過印有股票昨天的收盤價(jià)的面包嗎？想象過你的袖扣和耳環(huán)將不是僅僅的裝飾，還用作通信工具嗎？激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。教師再列舉一些先進(jìn)的智能

2、家電，進(jìn)入教學(xué)課題。講授新課：（多媒體幻燈片演示或板書）你在商場(chǎng)中見過標(biāo)有“模糊控制”等字樣的電器嗎？舉例說明我們生活中一些模糊的概念。模糊家電裝有各種傳感器和微處理器，它利用存儲(chǔ)著的一套根據(jù)模糊邏輯推理設(shè)計(jì)的程序，模擬人們使用家電的操作習(xí)慣，自動(dòng)感覺、判斷和處理。模糊家電不模糊，它的“聰明”之處在于將這些模糊的概念轉(zhuǎn)變?yōu)榫_的指令。模糊家電有了簡(jiǎn)單的“思維”，但它還不會(huì)和人們“交談溝通”?，F(xiàn)在有了一種新型家電，它能通過電子遙控、聲音辨別以及網(wǎng)絡(luò)信息等方式，與人們進(jìn)行相互溝通，那就是智能家電。8.1.1 智能家電博覽會(huì)。1、智能冰箱：（同學(xué)們結(jié)合生活，大膽猜想智能冰箱的先進(jìn)功能；老師補(bǔ)充介紹。

3、）2、智能空調(diào)：（同上）3、智能廚房：（那智能廚房又會(huì)是怎樣的呢？下面聽老師給大家介紹）4、智能縫紉機(jī)：（當(dāng)你瀏覽網(wǎng)上一些精美的圖案時(shí)，難道不希望這些圖案出現(xiàn)在你的衣服上？智能縫紉機(jī)就根據(jù)網(wǎng)上下載的圖案或輸入的圖片自動(dòng)縫出。5、智能輪椅下面我們來說說“善解人意”的輪椅。8.1.2 家電智能化的主要原理 “植入”家電的計(jì)算機(jī)核心芯片稱為“嵌入式微處理器”。嵌入式微處理器的作用很大，但作用方式和原理卻各不一樣。像智能洗衣機(jī)中的微處理器主要起的是程序控制的作用，智能電飯煲中的微處理器“扮演”著傳感器的角色，智能廚房和智能輪椅等通過模式識(shí)別實(shí)現(xiàn)條件控制，智能冰箱和智能微波爐中的微處理器還能發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)通信

4、的特長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程觀察和控制。8.1.3 智能洗衣機(jī)的程序控制對(duì)照平時(shí)見到的洗衣過程，邊畫邊分析洗衣流程圖。8.1.4 精確條件控制的智能電飯煲千里之外打個(gè)電話，輕松搞定香飯和熱菜；同學(xué)們不想了解一下智能電飯煲的煮飯過程流程圖輕嗎？嵌入式微控制器，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊。它的應(yīng)用從工業(yè)上的簡(jiǎn)單控制，發(fā)展到儀器儀表、通訊工具、家用電器等諸多領(lǐng)域。隨著嵌入式系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，低價(jià)智能家電已漸進(jìn)百姓家庭。各種高技術(shù)不斷涌入我們的生活和工作，也改變著我們的認(rèn)識(shí)。課堂小結(jié)：1. 模糊控制及智能家電的概念。 2. 嵌入式微處理器及其作用方式和原理。課堂作業(yè)：1以你家中某一先進(jìn)的家電的某一功能為例，簡(jiǎn)述其工作流程。2

5、請(qǐng)列舉幾個(gè)你聽到過或看到過的、先進(jìn)的智能設(shè)備。8.2 家居漸興智能化 （兩課時(shí)）一、教學(xué)目標(biāo)：1. 理解智能家居的相關(guān)概念。2. 理解智能家居的構(gòu)成及功能。3. 了解智能家居的實(shí)現(xiàn)技術(shù)。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)智能家居的構(gòu)成與功能。三、技能培訓(xùn)重點(diǎn)、難點(diǎn)學(xué)會(huì)分析智能家居的一些功能及其實(shí)現(xiàn)技術(shù)。四、教學(xué)方法教師演示、講解，學(xué)生思考、理解。五、教具使用計(jì)算機(jī)一臺(tái)、多媒體幻燈片演示六、教學(xué)內(nèi)容與過程導(dǎo)入：你想象過這樣的生活嗎？手機(jī)一打或鍵盤一敲，就能對(duì)家中的家電進(jìn)行智能控制：空調(diào)為你事先調(diào)好最佳溫度，洗衣機(jī)為你洗掉留下的衣物，冰箱會(huì)通過網(wǎng)絡(luò)到超市申請(qǐng)購物。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。教師再列舉一些先進(jìn)的智能家居子系

6、統(tǒng)，進(jìn)入教學(xué)課題。講授新課：（多媒體幻燈片演示或板書）8.2.1 什么是智能家居？智能家居系統(tǒng)就是利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，將家中的各種設(shè)備通過家庭網(wǎng)絡(luò)連接到一起而形成的智能住宅。但是，家居智能化與家居信息化、家居自動(dòng)化都有一定的區(qū)別。（舉例說明）8.2.2 智能家居系統(tǒng)的構(gòu)成與功能 一套智能小別墅包括以下子系統(tǒng)：l 家居布線系統(tǒng)：（先讓同學(xué)們找找身邊熟悉部分，再老師補(bǔ)充講解，下同）l 家居安防系統(tǒng)：l 家庭自動(dòng)化系統(tǒng)：l 家庭體驗(yàn)系統(tǒng)：。智能家居系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)如下功能：（同學(xué)們根據(jù)日常所見所聞舉例，老師進(jìn)行分類歸納得到如下功能）l 家居安防監(jiān)控：l 網(wǎng)絡(luò)家電控制：l 家庭

7、信息網(wǎng)絡(luò)：l 家庭多媒體網(wǎng)絡(luò)： l 家居物業(yè)管理：8.2.3 智能家居功能的實(shí)現(xiàn)技術(shù)智能家居系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)主要包括以下技術(shù)：1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（舉例簡(jiǎn)要介紹相關(guān)的技術(shù)，下同）2、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)3、計(jì)算機(jī)密碼技術(shù)4、“即插即用”技術(shù)5、圖像處理技術(shù)6.傳感器技術(shù)7、嵌入式技術(shù)8.2.4 智能家居報(bào)警系統(tǒng)的原理畫出并分析智能家居報(bào)警系統(tǒng)主機(jī)與分機(jī)的報(bào)警流程圖課堂小結(jié)：1. 理解智能家居的相關(guān)概念。2. 理解智能家居的構(gòu)成及功能。3. 了解智能家居的實(shí)現(xiàn)技術(shù)。課堂作業(yè)：1、什么是智能家居？智能家居有哪些先進(jìn)功能？2、請(qǐng)舉例說明計(jì)算機(jī)在智能家居中的某一具體應(yīng)用？8.3 嵌入式系統(tǒng)無處不在 （兩課時(shí)）一

8、、教學(xué)目標(biāo)：1. 了解嵌入式系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。2. 理解嵌入式系統(tǒng)的定義與組成。3. 了解嵌入式系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)嵌入式系統(tǒng)的定義與組成。三、技能培訓(xùn)重點(diǎn)、難點(diǎn)在日常生活中找出并分析嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用。四、教學(xué)方法教師演示、講解，學(xué)生思考、理解。五、教具使用計(jì)算機(jī)一臺(tái)、多媒體幻燈片演示六、教學(xué)內(nèi)容與過程導(dǎo)入：同學(xué)們知道什么叫“后PC時(shí)代”嗎？又有誰知道后PC時(shí)代的擎天之柱是什么嗎？激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。提出嵌入式系統(tǒng)，并舉DVD 、PDA（商務(wù)通）、MP3、手機(jī)等嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例，進(jìn)入教學(xué)課題。講授新課：（多媒體幻燈片演示或板書）8.3.1 廣泛應(yīng)用的嵌入式系統(tǒng)在我們周圍，有許多小

9、而不引人注目的程序和電器設(shè)備正在使我們的生活變得越來越美好。 “看不見、卻很用得著”，這一特性正好充分詮釋了嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其產(chǎn)品的本質(zhì)。目前，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用已涉及生產(chǎn)、工作、生活等各方面。（老師啟迪學(xué)生、辦公室設(shè)備、安全設(shè)備、醫(yī)院設(shè)備、機(jī)械設(shè)備中找出嵌入式系統(tǒng)）。（再讓同學(xué)們從身邊的電腦、家電及其遙控器中找找嵌入式系統(tǒng)，說明其無處不在。8.3.2 嵌入式系統(tǒng)的定義與組成1、嵌入式系統(tǒng)的定義所謂嵌入就是將計(jì)算機(jī)的硬件或軟件嵌入到其他設(shè)備中去，構(gòu)成一種具有更完善功能的新系統(tǒng)，即嵌入式系統(tǒng)。簡(jiǎn)而言之，就是“嵌入到對(duì)象體系中的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”。嵌入式系統(tǒng)的三個(gè)基本要素是：“嵌入性”、“專用性”與

10、“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”。2、嵌入式系統(tǒng)的組成嵌入式硬件嵌入操作系統(tǒng)嵌入式應(yīng)用程序應(yīng)用程序與操作系統(tǒng)的接口操作系統(tǒng)與硬件的接口其中嵌入式硬件的核心是嵌入式芯片，主要包括嵌入式微處理器（EMPU）、嵌入式微控制器（EMCU）、嵌入式數(shù)字信號(hào)處理器（EDSP）及嵌入式片上系統(tǒng)（ESOC）。簡(jiǎn)要介紹嵌入式芯片及其發(fā)展過程。嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品往往都有相應(yīng)的嵌入式操作系統(tǒng)，而不依賴于我們常見的操作系統(tǒng)（Windows和Dos）。嵌入式操作系統(tǒng)一般是單任務(wù)的，其穩(wěn)定性也非常好。Vxworks、Psos和Os-9等就是傳統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的幾個(gè)。我國自主開發(fā)的Hopen則是運(yùn)行在32位微處理器上的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。通用性很強(qiáng)的Linux操作系統(tǒng)也常被應(yīng)用到嵌入式系統(tǒng)中。8.3.3 手機(jī)中的嵌入式系統(tǒng)手機(jī)產(chǎn)品的更新?lián)Q代，手機(jī)功能的日新月異，其奧妙就在于手機(jī)中的嵌入式微處理器和與之相適應(yīng)的嵌入式操作系統(tǒng)。讓有手機(jī)的同學(xué)拿出手機(jī)，打開其操作系統(tǒng)的圖形界面，與WINDOS操作系統(tǒng)比較有什么異同點(diǎn)。將手機(jī)功能、可編程信息管理功能和互聯(lián)網(wǎng)接入功能融合在一起的手機(jī)被稱為智能手機(jī)。嵌入式系統(tǒng)和智能手機(jī)可根據(jù)其功能，通過紅外線或藍(lán)牙短距離系統(tǒng)、中距離網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及長(zhǎng)距離移動(dòng)通信系統(tǒng)來交換數(shù)據(jù)。我們只要點(diǎn)擊智能手機(jī)上的按鍵，便可直接連接到安全系統(tǒng)、工業(yè)控制、醫(yī)療設(shè)備和家庭自動(dòng)化等系統(tǒng)，并可用手機(jī)代替各種家庭