任務(wù)四溫濕度傳感器的安裝與調(diào)試【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解DHT11溫濕度傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理。2．能根據(jù)溫濕度傳感器電路圖正確識(shí)別引腳，并進(jìn)行正確的組裝。3．能使用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺(tái)獲取溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)。4．培養(yǎng)數(shù)據(jù)嚴(yán)謹(jǐn)性，樹立質(zhì)量第一意識(shí)?！救蝿?wù)情景】請(qǐng)利用物聯(lián)網(wǎng)套件，設(shè)計(jì)、制作一個(gè)智能花盆，以便實(shí)時(shí)獲取植物生長(zhǎng)環(huán)境的溫濕度數(shù)據(jù)。【任務(wù)分析】要獲取環(huán)境的溫濕度數(shù)據(jù)，必須使用溫濕度傳感器，而溫濕度傳感器有許多類型，需要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的要求來選擇測(cè)量范圍、精度適中的傳感器。在本任務(wù)中，我們要獲取的溫濕度數(shù)據(jù)為居住環(huán)境的室內(nèi)溫濕度。根據(jù)上述分析，本任務(wù)需要使用DHT11溫濕度傳感器、Arduino開發(fā)板等設(shè)備?！鞠嚓P(guān)知識(shí)】一、溫濕度傳感器簡(jiǎn)介二、DHT11溫濕度傳感器的結(jié)構(gòu)三、DHT11溫濕度傳感器的工作原理四、DHT11溫濕度傳感器的應(yīng)用一、溫濕度傳感器簡(jiǎn)介溫濕度傳感器是一種用于測(cè)量環(huán)境溫度和濕度的傳感器。溫濕度傳感器通常由一個(gè)溫度傳感器和一個(gè)濕度傳感器組成，分別用于監(jiān)測(cè)環(huán)境中的溫度和濕度變化。本書使用DHT11溫濕度傳感器實(shí)現(xiàn)任務(wù)，DHT11溫濕度傳感器具有低成本、易于使用、集成度高、低功耗等優(yōu)點(diǎn)。二、DHT11溫濕度傳感器的結(jié)構(gòu)DHT11溫濕度傳感器的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，主要由以下5個(gè)基本組件組成。（1）傳感元器件：DHT11溫濕度傳感器內(nèi)部的傳感元器件包括一個(gè)熱敏電阻和一個(gè)濕敏元器件，它們分別負(fù)責(zé)測(cè)量溫度和濕度的變化。（2）控制電路（MCU）：DHT11溫濕度傳感器內(nèi)部包含一個(gè)控制電路（MCU），用于控制傳感元器件的工作和數(shù)據(jù)傳輸過程。（3）數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）：用于解碼傳感元器件測(cè)量的數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為可用的溫度值和濕度值。（4）單線串行通信引腳（DATA引腳）：DHT11溫濕度傳感器具有一個(gè)單線串行通信引腳，用于與主控設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。（5）外殼：DHT11溫濕度傳感器通常包含一個(gè)外殼，用于保護(hù)內(nèi)部組件并提供便于安裝和固定的結(jié)構(gòu)。

DHT11溫濕度傳感器三、DHT11溫濕度傳感器的工作原理DHT11溫濕度傳感器是一種數(shù)字溫濕度傳感器，它使用單線串行通信協(xié)議與主控設(shè)備（微控制器）進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。DHT11溫濕度傳感器的工作原理如下。（1）啟動(dòng)信號(hào)：主控設(shè)備向DHT11溫濕度傳感器發(fā)送一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)，以請(qǐng)求溫濕度數(shù)據(jù)。啟動(dòng)信號(hào)為一個(gè)低電平信號(hào)，持續(xù)時(shí)間至少18ms，然后拉高信號(hào)并保持至少20μs。（2）數(shù)據(jù)傳輸：DHT11溫濕度傳感器在收到啟動(dòng)信號(hào)后開始進(jìn)行溫濕度數(shù)據(jù)的測(cè)量，并將數(shù)據(jù)以二進(jìn)制形式傳輸回主控設(shè)備。（3）數(shù)據(jù)編碼：DHT11溫濕度傳感器通過單線串行通信協(xié)議將溫濕度數(shù)據(jù)編碼傳輸。每個(gè)數(shù)據(jù)位的傳輸通過時(shí)間間隔的高低電平來表示，高電平時(shí)間間隔表示邏輯1，低電平時(shí)間間隔表示邏輯0。（4）數(shù)據(jù)格式：DHT11溫濕度傳感器發(fā)送40位數(shù)據(jù)，其中包括16位濕度數(shù)據(jù)、16位溫度數(shù)據(jù)和8位校驗(yàn)和。數(shù)據(jù)的高位先傳輸。（5）數(shù)據(jù)解碼：主控設(shè)備接收DHT11溫濕度傳感器發(fā)送的溫濕度數(shù)據(jù)，并根據(jù)時(shí)間間隔來解碼溫度和濕度數(shù)據(jù)。通過測(cè)量高低電平的時(shí)間間隔，主控設(shè)備可以獲取溫度和濕度數(shù)據(jù)，并進(jìn)行校驗(yàn)以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。（6）數(shù)據(jù)計(jì)算：解碼后的溫度和濕度數(shù)據(jù)可以通過一定的計(jì)算公式轉(zhuǎn)換為實(shí)際的溫度和濕度值。四、DHT11溫濕度傳感器的應(yīng)用需要注意的是，DHT11溫濕度傳感器雖然應(yīng)用廣泛，但在一些對(duì)測(cè)量精度要求較高的應(yīng)用中不太適用。在這種情況下，需要更高精度的溫濕度傳感器。1．室內(nèi)溫濕度檢測(cè)DHT11溫濕度傳感器可用于檢測(cè)室內(nèi)環(huán)境的溫度和濕度。這對(duì)于保持舒適的室內(nèi)氣候、控制空調(diào)和加濕器等設(shè)備的運(yùn)行非常重要。2．溫濕度控制DHT11溫濕度傳感器可用于溫濕度控制，使用場(chǎng)景如溫室、孵化箱、恒溫箱等。通過測(cè)量溫濕度并與設(shè)定值進(jìn)行比較，DHT11溫濕度傳感器可以自動(dòng)控制加熱設(shè)備、冷卻設(shè)備和濕化設(shè)備。3．大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)DHT11溫濕度傳感器可用于監(jiān)測(cè)大氣中的溫度和濕度，常用于如氣象觀測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)和氣候研究等領(lǐng)域。4．倉儲(chǔ)管理DHT11溫濕度傳感器可用于檢測(cè)倉庫或儲(chǔ)存設(shè)施內(nèi)的溫濕度，以確保貨物的質(zhì)量和保存條件。5．農(nóng)業(yè)應(yīng)用DHT11溫濕度傳感器可用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，檢測(cè)溫室、農(nóng)田和養(yǎng)殖場(chǎng)的溫濕度，幫助農(nóng)民控制種植條件和動(dòng)物飼養(yǎng)環(huán)境。6．家庭自動(dòng)化DHT11溫濕度傳感器可用于家庭自動(dòng)化系統(tǒng)，例如智能恒溫器、濕度控制器和智能家居設(shè)備等。DHT11溫濕度傳感器可與其他設(shè)備集成，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制和智能化管理?！炯寄苡?xùn)練】活動(dòng)一

組裝設(shè)備活動(dòng)二

編寫圖形程序活動(dòng)三

解讀程序代碼活動(dòng)四上傳與調(diào)試程序活動(dòng)一組裝設(shè)備一、梳理設(shè)備控制的邏輯關(guān)系在本任務(wù)中，使用DHT11溫濕度傳感器來檢測(cè)當(dāng)前環(huán)境的溫度和濕度，并將檢測(cè)到的溫濕度數(shù)據(jù)發(fā)送給ArduinoMega2560開發(fā)板。通過程序?qū)貪穸葦?shù)據(jù)解析出來，并在串口調(diào)試窗口中查看當(dāng)前的溫度和濕度。各硬件之間的關(guān)系活動(dòng)一組裝設(shè)備二、組裝硬件設(shè)備1．識(shí)讀引腳標(biāo)志仔細(xì)觀察各硬件模塊的引腳標(biāo)志，并準(zhǔn)確理解各個(gè)標(biāo)志的含義。（1）DHT11溫濕度傳感器的VCC引腳表示電源正極。（2）DHT11溫濕度傳感器的GND引腳為接地引腳，表示電源負(fù)極。（3）DHT11溫濕度傳感器的OUT引腳為信息輸出引腳，表示DHT11溫濕度傳感器的輸出狀態(tài)，輸出信號(hào)是一個(gè)數(shù)字信號(hào)。2．連接引腳（1）將DHT11溫濕度傳感器的VCC引腳接到Arduino開發(fā)板的3.3V或5V引腳上。（2）將Arduino開發(fā)板的GND引腳與DHT11溫濕度傳感器的GND引腳連接在一起。（3）把DHT11溫濕度傳感器的OUT引腳接到Arduino開發(fā)板的任意數(shù)字引腳［DIGITAL（數(shù)字輸入）區(qū)域］上，本任務(wù)中使用Arduino開發(fā)板DIGITAL區(qū)域的引腳2。智能花盆的設(shè)備接線圖活動(dòng)一組裝設(shè)備三、組裝設(shè)備的注意事項(xiàng)如下。（1）DHT11溫濕度傳感器的OUT引腳傳輸?shù)男盘?hào)是數(shù)字信號(hào)，因此需要接在Arduino開發(fā)板的DIGITAL區(qū)域的端口上。（2）DHT11溫濕度傳感器的VCC是供電電源的輸入端，可以接3.3V電壓，也可以接5V電壓。（3）連接線上的引腳較尖銳，在操作過程中要注意安全?；顒?dòng)二編寫圖形程序一、分析程序流程（1）添加DHT11溫濕度傳感器。（2）由于DHT11是一個(gè)已經(jīng)校準(zhǔn)過的數(shù)字溫濕度傳感器（它內(nèi)部的傳感器元器件在制造過程中經(jīng)過了標(biāo)定，以確保在一定的誤差范圍內(nèi)提供準(zhǔn)確的溫度和濕度參數(shù)），通過Arduino開發(fā)板的數(shù)字引腳接收的數(shù)字信號(hào)會(huì)被解析為一個(gè)包含溫濕度參數(shù)的封裝對(duì)象，因此，連接好硬件后，需要調(diào)用Mind+軟件中DHT11/22封裝好的傳感器方法，對(duì)串口傳回的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，讀取傳感器返回的溫度值與相對(duì)濕度值。（3）通過對(duì)串口傳回的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，可以獲取當(dāng)前環(huán)境的溫濕度數(shù)據(jù)，其類型為數(shù)字類型，需要對(duì)數(shù)據(jù)的格式和類型進(jìn)行轉(zhuǎn)換，才能在串口調(diào)試窗口中正確顯示。本任務(wù)使用的DHT11溫濕度傳感器的測(cè)量精度為濕度±5%RH，溫度±2℃，測(cè)量范圍為濕度5%～95%RH，溫度-20℃～60℃。因此溫度和濕度值只能精確到個(gè)位，為了美化輸出信息的格式，需要去除小數(shù)。智能花盆程序流程圖活動(dòng)二編寫圖形程序二、搭建程序積木聲控?zé)舫绦蛲暾鞒袒顒?dòng)三解讀程序代碼一、查看Mind+軟件自動(dòng)生成的代碼通過活動(dòng)二搭建好了程序積木框架，為了更好地理解程序的運(yùn)行邏輯，還需要對(duì)Mind+軟件自動(dòng)生成的ArduinoC語言的代碼進(jìn)行解讀，以提高物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)編程能力?？梢园匆韵虏僮?，查看Mind+軟件根據(jù)程序積木自動(dòng)生成的ArduinoC語言的代碼（Mind+軟件會(huì)自動(dòng)修改變量名、添加注釋）。（1）單擊Mind+軟件右上角的“代碼區(qū)”按鈕。（2）單擊“自動(dòng)生成”選項(xiàng)卡，如圖2-10所示，就能查看Mind+軟件根據(jù)主窗口的程序積木框架自動(dòng)生成的ArduinoC語言的代碼。智能花盆的ArduinoC語言的代碼活動(dòng)四上傳與調(diào)試程序一、連接設(shè)備在Mind+軟件中選擇“上傳模式”，使用USB連接線將ArduinoMega2560開發(fā)板連接到計(jì)算機(jī)上，并單擊“連接設(shè)備”下拉按鈕，單擊相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行連接。如果沒有出現(xiàn)設(shè)備，則單擊“一鍵安裝串口驅(qū)動(dòng)”后再嘗試。二、上傳程序在Mind+軟件中單擊右上角的“上傳到設(shè)備”按鈕，完成程序的上傳。三、檢查運(yùn)行效果用手指觸碰觸摸開關(guān)，觸摸開關(guān)模塊指示燈呈紅色，查看串口調(diào)試窗口的數(shù)據(jù)顯示是否反映出燈狀態(tài)的變化。觸摸開關(guān)實(shí)物連接。觸摸開關(guān)控制程序運(yùn)行效果。 智能花盆的實(shí)物連接與串口運(yùn)行效果活動(dòng)三解讀程序代碼二、代碼解析代碼含義#include<DFRobot_DHT.h>這行代碼引入了一個(gè)名為DFRobot_DHT的庫，該庫用于操作DHT系列溫濕度傳感器//動(dòng)態(tài)變量定義一個(gè)字符串類型變量mind_s_result，用于存儲(chǔ)要輸出到串口的結(jié)果Stringmind_s_result;volatilefloatmind_n_temp,mind_n_humi;當(dāng)使用volatile關(guān)鍵字修飾變量時(shí)，編譯器會(huì)確保每次訪問這個(gè)變量的時(shí)候都從內(nèi)存中讀取最新的值，而不會(huì)使用之前緩存的值。在多線程環(huán)境中，或者當(dāng)變量的值會(huì)被外部因素（如硬件中斷）修改的情況下，保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性和可預(yù)測(cè)性是非常重要的//創(chuàng)建對(duì)象使用DFRobot_DHTdht11_2;創(chuàng)建了一個(gè)名為dht11_2的DHT11溫濕度傳感器對(duì)象DFRobot_DHTdht11_2;dht11_2.begin(2,DHT11);初始化dht11_2對(duì)象，指定傳感器連接的引腳2和傳感器類型DHT11mind_n_temp=dht11_2.getTemperature();從dht11_2對(duì)象中讀取溫度，并將其存儲(chǔ)在mind_n_temp變量中mind_s_result=(String("當(dāng)前溫度是：")+String(mind_n_temp));構(gòu)建一個(gè)包含溫度值的字符串，并將其存儲(chǔ)在mind_s_result變量中Serial.println((String(mind_s_result)+String("℃")));將溫度值和單位（℃）一起輸出到串口調(diào)試窗口mind_n_humi=dht11_2.getHumidity();從dht11_2對(duì)象中讀取濕度，并將其存儲(chǔ)在mind_n_humi變量中mind_s_result=(String("當(dāng)前濕度為：")+String(mind_n_humi));構(gòu)建一個(gè)包含濕度值的字符串，并將其存儲(chǔ)在mind_s_result變量中Serial.println((String(mind_s_result)+String("%")));將濕度值和單位（%）一起輸出到串口調(diào)試窗口

delay(1000);延遲1s，以便稍等一段時(shí)間再次讀取溫濕度數(shù)據(jù)【任務(wù)評(píng)價(jià)】序號(hào)主要內(nèi)容評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值/分得分/分1溫濕度傳感器的工作原理能正確說出溫濕度傳感器的工作原理10

2溫濕度傳感器的識(shí)別能快速、準(zhǔn)確地從物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)套件中找出溫濕度傳感器10

3溫濕度傳感器引腳的識(shí)別能準(zhǔn)確說出溫濕度傳感器引腳標(biāo)志的含義10

4溫濕度傳感器的組裝能根據(jù)設(shè)備連接圖快速組裝電路10

5溫濕度傳感器的調(diào)試能根據(jù)需求，正確搭建和配置Mind+軟件10

能使用Mind+軟件，利用程序積木正確編寫功能程序10

能正確運(yùn)行程序，使運(yùn)行結(jié)果與功能需求一致10

6職業(yè)素養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，操作要安全、規(guī)范。完成實(shí)驗(yàn)后，應(yīng)將相關(guān)元器件、模塊等收納整齊，保持實(shí)驗(yàn)桌面干凈、整潔10

7學(xué)習(xí)態(tài)度能主動(dòng)參與課堂討論和實(shí)踐活動(dòng)，積極尋求解決問題的方法10

能按時(shí)完成學(xué)習(xí)及工作任務(wù)10

總計(jì)100

【拓展學(xué)習(xí)】溫濕度傳感器的漂移零點(diǎn)漂移溫度漂移溫濕度傳感器的零點(diǎn)漂移和溫度漂移現(xiàn)象【思考與練習(xí)】1.通過本任務(wù)，我們了解了溫濕度數(shù)據(jù)是如何獲取的，請(qǐng)思考：通過程序獲取的數(shù)據(jù)為什么要封裝成對(duì)象呢？2．參考本任務(wù)，按下列要求改動(dòng)程序。當(dāng)濕度值大于70%時(shí)，輸出“今天有雨”，否則，輸出“天氣晴朗”。當(dāng)溫度值大于35℃時(shí)，輸出“今日高溫，請(qǐng)做好防暑降溫工作”。當(dāng)溫度值小于0℃時(shí)，輸出“今日低溫，請(qǐng)做好防寒保暖工作”。當(dāng)同時(shí)符合兩個(gè)條件時(shí)，需輸出對(duì)應(yīng)的兩種提示。任務(wù)五紅外感應(yīng)傳感器的安裝與調(diào)試【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解紅外感應(yīng)傳感器的工作原理。2．能正確連接、安裝紅外感應(yīng)傳感器，并讀取紅外感應(yīng)傳感器的數(shù)據(jù)。3．養(yǎng)成耐心、細(xì)致的學(xué)習(xí)態(tài)度，建立規(guī)范化的操作習(xí)慣?！救蝿?wù)情景】為了方便家里老人晚上起夜時(shí)照明，同時(shí)又不影響家中其他人的睡眠，請(qǐng)使用物聯(lián)網(wǎng)套件設(shè)計(jì)并制作一盞紅外感應(yīng)燈?！救蝿?wù)分析】為了在深夜保持一個(gè)安靜的環(huán)境，同時(shí)電燈又能在人靠近的時(shí)候自動(dòng)打開，需要考慮采用更加安靜、可靠的信息采集設(shè)備——紅外感應(yīng)傳感器。本任務(wù)使用紅外感應(yīng)傳感器、RGB彩燈模塊、Arduino開發(fā)板等設(shè)備實(shí)現(xiàn)紅外感應(yīng)燈的制作?！鞠嚓P(guān)知識(shí)】一、紅外感應(yīng)傳感器簡(jiǎn)介二、紅外感應(yīng)傳感器的結(jié)構(gòu)三、紅外感應(yīng)傳感器的工作原理四、紅外感應(yīng)傳感器的應(yīng)用一、紅外感應(yīng)傳感器簡(jiǎn)介紅外感應(yīng)傳感器是一種用于檢測(cè)生物體運(yùn)動(dòng)的傳感器。紅外感應(yīng)傳感器通過檢測(cè)周圍物體反射或發(fā)射的紅外線來實(shí)現(xiàn)感應(yīng)，是一種非接觸式傳感器。紅外感應(yīng)傳感器廣泛應(yīng)用于智能家居、自動(dòng)化控制、安防等領(lǐng)域。紅外感應(yīng)傳感器可以分為發(fā)射型和接收型兩種。發(fā)射型紅外感應(yīng)傳感器會(huì)發(fā)射一定頻率的紅外線，當(dāng)有物體進(jìn)入感應(yīng)范圍時(shí)，物體會(huì)反射一部分紅外線回來，傳感器就會(huì)接收這些反射回來的紅外線信號(hào)并進(jìn)行信號(hào)處理。接收型紅外感應(yīng)傳感器通過接收周圍物體發(fā)射的紅外線來實(shí)現(xiàn)感應(yīng)。在使用紅外感應(yīng)傳感器時(shí)，需要考慮其感應(yīng)范圍、感應(yīng)角度、感應(yīng)距離等因素。此外，由于紅外線在夜間或弱光環(huán)境下的反射效果較差，因此需要特別注意紅外感應(yīng)傳感器的使用環(huán)境。紅外感應(yīng)傳感器外觀二、紅外感應(yīng)傳感器的結(jié)構(gòu)紅外感應(yīng)傳感器由菲涅耳透鏡、熱釋電探測(cè)儀和放大電路組成。為防止外部環(huán)境對(duì)傳感器輸出信號(hào)的干擾，上述元器件被真空封裝在—個(gè)金屬匣內(nèi)。紅外感應(yīng)傳感器的濾光片為帶通濾光片，它封裝在傳感器殼體的頂端，特定波長(zhǎng)的紅外線可以通過它，到達(dá)熱釋電探測(cè)儀。熱釋電探測(cè)儀是紅外感應(yīng)傳感器的核心元器件，它是在熱釋電晶體的兩面鍍上金屬電極后制成的，相當(dāng)于一個(gè)以熱釋電晶體為電介質(zhì)的平板電容器。當(dāng)熱釋電探測(cè)儀受到非恒定強(qiáng)度的紅外線照射時(shí)，其產(chǎn)生的溫度變化會(huì)導(dǎo)致金屬電極的電荷密度發(fā)生改變，從而產(chǎn)生熱釋電流。熱釋電探測(cè)儀外部結(jié)構(gòu)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

紅外感應(yīng)傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)紅外感應(yīng)傳感器的熱釋電探測(cè)儀外部結(jié)構(gòu)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)二、紅外感應(yīng)傳感器的結(jié)構(gòu)一個(gè)放大電路可以包含一個(gè)高內(nèi)阻的場(chǎng)效應(yīng)管源極跟隨器，其作為電路的一部分，用于阻抗匹配和驅(qū)動(dòng)負(fù)載，通過阻抗變換，將熱釋電探測(cè)儀微弱的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為有用的電壓信號(hào)并輸出。放大電路必須具備高增益、低噪聲、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，以便從眾多的噪聲干擾中提取微弱的電流信號(hào)。熱釋電探測(cè)儀和放大電路通常集成在晶體管內(nèi)，以避免空氣中的水分使泄漏電流增大。這種結(jié)構(gòu)的放大電路信噪比高，受溫度影響小。

三、紅外感應(yīng)傳感器的工作原理紅外感應(yīng)傳感器可以探測(cè)生物體的存在和運(yùn)動(dòng)。其工作原理主要基于被動(dòng)紅外（PassiveInfrared，PIR）技術(shù)。被動(dòng)紅外技術(shù)利用生物體的熱輻射特性來檢測(cè)運(yùn)動(dòng)。在紅外感應(yīng)傳感器中有一種特殊的晶體，它具有特別的功能：在常態(tài)下，晶體表面會(huì)自發(fā)地產(chǎn)生一些正電荷和負(fù)電荷，分別聚集在晶體的兩側(cè)?？諝庵写嬖谝恍┳杂呻娮?，這些電子會(huì)附著在晶體表面，與晶體表面的電荷發(fā)生中和作用。因此，在正常情況下，晶體不會(huì)表現(xiàn)出明顯的電性。然而，當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，晶體表面的部分電荷會(huì)被消耗，導(dǎo)致晶體兩側(cè)產(chǎn)生微弱的電壓。當(dāng)溫度不再變化時(shí)，晶體表面的電荷趨于平衡狀態(tài)，不再表現(xiàn)出電性。紅外感應(yīng)傳感器可以用于檢測(cè)生物體產(chǎn)生的紅外線，它對(duì)體溫約37℃的生物體產(chǎn)生的紅外線具有敏感性。但需要注意的是，紅外感應(yīng)傳感器只有在溫度發(fā)生變化時(shí)才會(huì)有反應(yīng)；當(dāng)檢測(cè)區(qū)域的溫度保持不變時(shí)，紅外感應(yīng)傳感器不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。換句話說，如果有人一直出現(xiàn)在檢測(cè)區(qū)域并保持靜止，由于該檢測(cè)點(diǎn)的溫度沒有變化，紅外感應(yīng)傳感器將不會(huì)有任何反應(yīng)。四、紅外感應(yīng)傳感器的應(yīng)用紅外感應(yīng)傳感器廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，以下是一些常見的應(yīng)用場(chǎng)景。（1）安防系統(tǒng)紅外感應(yīng)傳感器可用于安防系統(tǒng)，檢測(cè)生物體的運(yùn)動(dòng)。（2）自動(dòng)照明紅外感應(yīng)傳感器可用于自動(dòng)照明系統(tǒng)。（3）智能家居紅外感應(yīng)傳感器可用于檢測(cè)人員在房間內(nèi)的活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制燈光、溫度、安全系統(tǒng)等。（4）人體檢測(cè)紅外感應(yīng)傳感器在人體檢測(cè)應(yīng)用中發(fā)揮關(guān)鍵作用。（5）紅外熱像儀紅外感應(yīng)傳感器可用于紅外熱像儀。（6）自動(dòng)化設(shè)備紅外感應(yīng)傳感器也廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化設(shè)備中?！炯寄苡?xùn)練】活動(dòng)一

組裝設(shè)備活動(dòng)二

編寫圖形程序活動(dòng)三

解讀程序代碼活動(dòng)四上傳與調(diào)試程序活動(dòng)一組裝設(shè)備一、梳理設(shè)備控制的邏輯關(guān)系紅外感應(yīng)傳感器利用生物體的熱輻射特性來檢測(cè)運(yùn)動(dòng)，將采集到的生物體紅外狀態(tài)信號(hào)發(fā)送給ArduinoMega2560開發(fā)板。開發(fā)板根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，向RGB彩燈模塊發(fā)送燈光控制信號(hào)。各硬件之間的關(guān)系活動(dòng)一組裝設(shè)備二、組裝硬件設(shè)備1．識(shí)讀引腳標(biāo)志仔細(xì)觀察各硬件模塊的引腳標(biāo)志，并準(zhǔn)確理解各個(gè)標(biāo)志的含義。（1）紅外感應(yīng)傳感器的VCC引腳表示電源正極。（2）紅外感應(yīng)傳感器的GND引腳是接地引腳，用于連接電源的負(fù)極。（3）紅外感應(yīng)傳感器的OUT引腳是信息輸出引腳，表示紅外感應(yīng)傳感器的輸出狀態(tài)，輸出信號(hào)為數(shù)字信號(hào)，可以連接到Arduino開發(fā)板的任意一個(gè)數(shù)字引腳［DIGITAL（數(shù)字輸入）區(qū)域］上。（4）RGB彩燈模塊具有3個(gè)引腳R、G、B，分別代表紅色、綠色和藍(lán)色的燈光信號(hào)。（5）RGB彩燈模塊的GND引腳是接地引腳，表示電源負(fù)極。紅外感應(yīng)燈的設(shè)備連接效果2．連接引腳（1）將紅外感應(yīng)傳感器的VCC引腳接到Arduino開發(fā)板的3.3V或5V引腳上。（2）將Arduino開發(fā)板的GND引腳與紅外感應(yīng)傳感器的GND引腳相連。（3）使用引線將紅外感應(yīng)傳感器的OUT引腳接到Arduino開發(fā)板的DIGITAL區(qū)域的引腳5上。（4）將RGB彩燈模塊的R、G、B這3個(gè)引腳與Arduino開發(fā)板的數(shù)字引腳2、3、4分別相連。（5）將Arduino開發(fā)板的GND引腳與RGB彩燈模塊的GND引腳相連?；顒?dòng)一組裝設(shè)備三、組裝設(shè)備的注意事項(xiàng)如下。（1）紅外感應(yīng)傳感器的OUT引腳傳輸?shù)男盘?hào)是數(shù)字信號(hào)，因此需要接在Arduino開發(fā)板的DIGITAL（PWM）區(qū)域的端口上。（2）紅外感應(yīng)傳感器的VCC引腳是驅(qū)動(dòng)電流的輸入端，可以接3.3V電壓，也可以接5V電壓。（3）連接線上的引腳較尖銳，在操作過程中要注意安全?；顒?dòng)二編寫圖形程序一、分析程序流程紅外感應(yīng)燈測(cè)試程序流程圖如左圖所示。（1）定義變量IR_status，表示紅外感應(yīng)傳感器返回的檢測(cè)結(jié)果。（2）當(dāng)紅外感應(yīng)傳感器檢測(cè)到有生物體活動(dòng)時(shí)，IR_status變量會(huì)接收數(shù)字引腳5的信號(hào)，當(dāng)返回值為0時(shí)，表示沒有檢測(cè)到有生物體活動(dòng)；當(dāng)返回值為1時(shí)，表示檢測(cè)到有生物體活動(dòng)。（3）串口輸出IR_status值的目的是在編程過程中檢測(cè)紅外感應(yīng)傳感器是否正確工作，這并不是必需的部分。（4）對(duì)IR_status值進(jìn)行判斷，在程序調(diào)試時(shí)，我們可根據(jù)IR_status值對(duì)RGB燈進(jìn)行控制，同時(shí)，為了看清紅外感應(yīng)傳感器返回的值，需要在每次檢測(cè)后使用延時(shí)1s的程序控制?；顒?dòng)二編寫圖形程序二、搭建程序積木紅外感應(yīng)燈的程序完整流程活動(dòng)三解讀程序代碼一、查看Mind+軟件自動(dòng)生成的代碼通過活動(dòng)二搭建好了程序積木框架，為了更好地理解程序的運(yùn)行邏輯，還需要對(duì)Mind+軟件自動(dòng)生成的ArduinoC語言的代碼進(jìn)行解讀，以提高物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)編程能力?？梢园匆韵虏僮鳎榭碝ind+軟件根據(jù)程序積木自動(dòng)生成的ArduinoC語言的代碼（Mind+軟件會(huì)自動(dòng)修改變量名、添加注釋）。（1）單擊Mind+軟件右上角的“代碼區(qū)”按鈕。（2）單擊“自動(dòng)生成”選項(xiàng)卡，就能查看Mind+軟件根據(jù)主窗口的程序積木框架自動(dòng)生成的ArduinoC語言的代碼。紅外感應(yīng)燈的ArduinoC語言的代碼活動(dòng)三解讀程序代碼二、代碼解析代碼含義mind_n_IR_status=digitalRead(5);讀取數(shù)字引腳5的狀態(tài)（高電平或低電平）并存儲(chǔ)在mind_n_IR_status變量中。這里使用digitalRead()函數(shù)來讀取數(shù)字輸入的狀態(tài)Serial.println(mind_n_IR_status);將mind_n_IR_status的值通過串口發(fā)送給計(jì)算機(jī)，以便在串口調(diào)試窗口中查看數(shù)字引腳5的狀態(tài)

if((mind_n_IR_status==1)){這是一個(gè)條件語句，用于檢查mind_n_IR_status的值是否等于1，即數(shù)字引腳5是否為高電平

Serial.println("來人亮燈");向串口發(fā)送消息，表示有生物體靠近，燈需要亮起

analogWrite(2,200);向數(shù)字引腳3、4、5輸入數(shù)字信號(hào)

analogWrite(3,200);

analogWrite(4,200);

Serial.println("無人關(guān)燈");向串口發(fā)送消息，表示沒有生物體靠近，LED燈需要熄滅活動(dòng)四上傳與調(diào)試程序一、連接設(shè)備在Mind+軟件中選擇“上傳模式”，使用USB連接線將ArduinoMega2560開發(fā)板連接到計(jì)算機(jī)上，并單擊“連接設(shè)備”下拉按鈕，單擊相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行連接。如果沒有出現(xiàn)設(shè)備，則單擊“一鍵安裝串口驅(qū)動(dòng)”后再嘗試。二、上傳程序在Mind+軟件中單擊右上角的“上傳到設(shè)備”按鈕，完成程序的上傳。三、檢查運(yùn)行效果用手指觸碰觸摸開關(guān)，觸摸開關(guān)模塊指示燈呈紅色，查看串口調(diào)試窗口的數(shù)據(jù)顯示是否反映出燈狀態(tài)的變化。觸摸開關(guān)實(shí)物連接。觸摸開關(guān)控制程序運(yùn)行