32冗余設(shè)計(jì)讓系統(tǒng)更安全（課件）六年級(jí)上冊(cè)信息技術(shù)電子工業(yè)版

情境導(dǎo)入：本單元項(xiàng)目式

主題：防范可能存在的安全問(wèn)題為了保障系統(tǒng)安全運(yùn)行，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師通常會(huì)設(shè)計(jì)行多安全保障措施。例如，載人航天工程是一項(xiàng)復(fù)雜且危險(xiǎn)系數(shù)極高的系統(tǒng)，任何錯(cuò)誤都會(huì)對(duì)航天員的生命安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅，除了運(yùn)載火箭自身有一套完整的故障檢測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師還分別針對(duì)火箭發(fā)射階段、低空飛行階段和高空飛行階段設(shè)計(jì)了逃逸塔和高空逃逸發(fā)動(dòng)機(jī)，以確保緊急情況下箭船分離，為航天員提供更多的安全保障。這種通過(guò)增加設(shè)備的層層保障，使系統(tǒng)更加安全的思想就是冗余設(shè)計(jì)的思想?！?.2冗余設(shè)計(jì)讓系統(tǒng)更安全》2023年電子工業(yè)出版社

六年級(jí)上冊(cè)-第3單元

防范可能存在的安全問(wèn)題-信息科技

課件2022新版課標(biāo)內(nèi)容1活動(dòng)1：認(rèn)識(shí)冗余設(shè)計(jì)2活動(dòng)2：模擬單一模塊檢測(cè)的效果3活動(dòng)3：模擬冗余設(shè)計(jì)的檢測(cè)效果《目錄》信息科技01認(rèn)識(shí)冗余設(shè)計(jì)活動(dòng)101.知識(shí)點(diǎn)講解像載人航天一樣，我們身邊的許多過(guò)程與控制系統(tǒng)為了確保系統(tǒng)運(yùn)行的安全，也做了大量的安全設(shè)計(jì)。例如，為避免冬天寒冷天氣凍壞燃?xì)鉄崴鞯乃?，設(shè)計(jì)師從排氣管、主機(jī)到進(jìn)水閥門(mén)，設(shè)計(jì)了三重防凍保護(hù)裝置，如圖3.2.1所示。即使其中一個(gè)沒(méi)有達(dá)到預(yù)期目的，另外兩個(gè)保護(hù)措施也依然會(huì)發(fā)揮作用，確保水管不會(huì)被凍壞?；顒?dòng)1：認(rèn)識(shí)冗余設(shè)計(jì)0101.知識(shí)點(diǎn)講解冗余設(shè)計(jì)安全可靠是保障過(guò)程與控制系統(tǒng)正常運(yùn)行的第一要求，為了達(dá)到這個(gè)目的，我們通常會(huì)采取冗余設(shè)計(jì)。冗余設(shè)計(jì)是指在系統(tǒng)或設(shè)備的關(guān)鍵部分，設(shè)置一套以上能完成相同任務(wù)的工作元件、模塊或子系統(tǒng)目的是減少系統(tǒng)出錯(cuò)或發(fā)生故障的概率。活動(dòng)1：認(rèn)識(shí)冗余設(shè)計(jì)01知識(shí)點(diǎn)01.知識(shí)點(diǎn)講解活動(dòng)1：認(rèn)識(shí)冗余設(shè)計(jì)011.簡(jiǎn)單敘述燃?xì)鉄崴魅乇Ｗo(hù)裝置各發(fā)揮了什么作用。如果工人未安裝防凍保護(hù)裝置，會(huì)出現(xiàn)什么后果?2.討論一下冗余設(shè)計(jì)有什么意義，說(shuō)一說(shuō)你還知道的冗余設(shè)計(jì)案例，并填寫(xiě)到表3.2.1中。討論與交流冗余設(shè)計(jì)案例意義指紋鎖配備應(yīng)急開(kāi)鎖鑰匙02模擬單一模塊檢測(cè)

的效果活動(dòng)201.知識(shí)點(diǎn)講解02現(xiàn)實(shí)生活中，電梯每次上下的人數(shù)都有不同，每個(gè)乘客動(dòng)作的快慢也不同，電梯的自動(dòng)門(mén)設(shè)計(jì)就需要充分考慮各種不同的應(yīng)用場(chǎng)景，避免關(guān)門(mén)時(shí)將人或貨物夾住而發(fā)生危險(xiǎn)。活動(dòng)2：模擬單一模塊檢測(cè)的效果01.知識(shí)點(diǎn)講解02我們已經(jīng)學(xué)過(guò)用紅外線(xiàn)探測(cè)物體，接下來(lái)我們將利用1個(gè)紅外線(xiàn)傳感器來(lái)模擬電梯自動(dòng)門(mén)的檢測(cè)功能，如圖3.2.2所示。模擬實(shí)驗(yàn)搭建可參照?qǐng)D3.2.3進(jìn)行?；顒?dòng)2：模擬單一模塊檢測(cè)的效果01.知識(shí)點(diǎn)講解02本實(shí)驗(yàn)中，我們?cè)O(shè)定如果檢測(cè)到有人或物體正在通過(guò)門(mén)，就讓RGB燈亮紅色，表示不能關(guān)門(mén);如果沒(méi)有檢測(cè)到，則亮綠色，表示可以關(guān)門(mén)，參考程序如圖3.2.4所示?；顒?dòng)2：模擬單一模塊檢測(cè)的效果01.知識(shí)點(diǎn)講解02討論與交流活動(dòng)2：模擬單一模塊檢測(cè)的效果1.如果將紅外線(xiàn)傳感器的位置設(shè)置得高一點(diǎn)或低一點(diǎn),是否會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果?2.模擬生活中不同身高的人、不同的物體通過(guò)電梯門(mén),看看檢測(cè)是否準(zhǔn)確，說(shuō)一說(shuō)你的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。3.在什么情況下，檢測(cè)會(huì)存在盲區(qū)，為什么?03模擬冗余設(shè)計(jì)的

檢測(cè)效果活動(dòng)301.知識(shí)點(diǎn)講解活動(dòng)3：模擬冗余設(shè)計(jì)的檢測(cè)效果03既然僅用一個(gè)紅外線(xiàn)傳感器檢測(cè)不能保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，那我們嘗試在不同的高度再增加一個(gè)紅外線(xiàn)傳感器，由兩個(gè)紅外線(xiàn)傳感器共同完成檢測(cè)任務(wù)，不論哪個(gè)紅外線(xiàn)傳感器檢測(cè)到人或物體，均亮紅燈，不能關(guān)門(mén)。模擬實(shí)驗(yàn)搭建與參考程序如圖3.2.5和圖3.2.6所示01.知識(shí)點(diǎn)講解02討論與交流活動(dòng)3：模擬冗余設(shè)計(jì)的檢測(cè)效果1.用兩個(gè)紅外線(xiàn)傳感器檢測(cè)和用一個(gè)紅外線(xiàn)傳感器檢測(cè)相比，有什么區(qū)別?2.是否還會(huì)存在檢測(cè)盲區(qū)，如何解決?01.知識(shí)點(diǎn)講解活動(dòng)3：模擬冗余設(shè)計(jì)的檢測(cè)效果03現(xiàn)實(shí)生活中的電梯門(mén)使用多個(gè)紅外線(xiàn)傳感器，形成一道光幕，同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，使檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確，如圖3.2.7所示。01.知識(shí)點(diǎn)講解活動(dòng)3：模擬冗余設(shè)計(jì)的檢測(cè)效果03為了進(jìn)一步加強(qiáng)安全保護(hù)，有些電梯還在門(mén)的側(cè)面安了觸板，當(dāng)電梯關(guān)門(mén)夾到人或物體時(shí)，觸板被壓下，電梯會(huì)停止關(guān):動(dòng)作并重新打開(kāi)門(mén)。這些冗余設(shè)計(jì)為電梯的運(yùn)行設(shè)置了一道道安全防線(xiàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)冗余設(shè)計(jì)可以大大增加電梯運(yùn)行的安全性，但仍存在檢測(cè)不到的盲區(qū)，若物體處在盲區(qū)或某個(gè)模塊工作不正常，還可能發(fā)生危險(xiǎn)情況。所以，我們乘坐電梯時(shí)一定要遵守規(guī)則，不要用身體或物體擋門(mén)，也不要在電梯關(guān)門(mén)時(shí)強(qiáng)行出入。01.知識(shí)點(diǎn)講解活動(dòng)3：模擬冗余設(shè)計(jì)的檢測(cè)效果03為了安全，飛機(jī)采用了哪些冗余措施?飛機(jī)被譽(yù)為最安全的交通工具,為應(yīng)對(duì)各種可能出現(xiàn)的意外情況，很多安全保障設(shè)施都采用了冗余設(shè)計(jì)的理念。如為了防止火災(zāi)，飛機(jī)上安裝了很多自動(dòng)報(bào)警的設(shè)備，配備了氣體和液體兩套自動(dòng)滅火系統(tǒng)，機(jī)艙里還配備了滅火器、滅火毯等應(yīng)急器材;為了在發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)能保障緊急撤離,在機(jī)身不同的位置設(shè)置了多個(gè)應(yīng)急出口。01.知識(shí)點(diǎn)講解活動(dòng)3：模擬冗余設(shè)計(jì)的檢測(cè)效果03飛機(jī)的飛行系統(tǒng)也有很多保障安全的冗余設(shè)計(jì):飛機(jī)上配備了3套甚至更多的飛行管理計(jì)算機(jī)，對(duì)發(fā)出的控制指令相互驗(yàn)證，避免1套計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障而發(fā)出錯(cuò)誤的指令;飛機(jī)的操作系統(tǒng)除了電動(dòng)控制外，還會(huì)配備液壓控制和手動(dòng)控制系統(tǒng);飛機(jī)上獲取關(guān)鍵數(shù)據(jù)的傳感器,均按冗余設(shè)計(jì)的要求安裝2個(gè)甚至更多相同或同類(lèi)的傳感器，同時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是否在合理的范圍內(nèi)