单元四 · 简易物联系统实践
第20课 反馈控制有算法
一、学习目标
- 了解基于数据分析设计算法的方法，熟悉执行器的使用方法。
- 了解系统整合的一般方法。
二、情境导入
物联花盆系统要实现自动灌溉等功能，需要在系统中加入执行模块，以便向现实世界采取行动。
物联花盆系统的执行模块需要哪些硬件？什么条件下会触发执行模块工作？
三、核心讲解
本课学习路径：
1根据数据设计算法
2控制执行器
3对系统进行整合
4探索功能扩展
1．根据数据设计算法
自动灌溉需要在温度、土壤湿度、光照和天气预报等数据分析基础上设计算法，可用表格规划灌溉条件。
决策算法：根据数据分析结果设定规则（如湿度上/下限、是否预报下雨），再决定是否灌溉。
- 可依据干燥、适中、湿润时的传感器数据，确定湿度上限与下限。
- 示例：湿度大于上限不浇；小于下限浇；介于中间时结合天气预报决定。
想一想：为什么“介于上下限且预报下雨”时，决策可能与“不下雨”不同？
2．控制执行器
设计物联系统时，要根据反馈任务选择合适的执行器，如水泵、继电器、蜂鸣器、舵机等。
执行器：把控制指令变成对现实世界的动作或提示。
- 灌溉常用水泵/电磁阀等执行机构。
- 也可用声光提示作为“软执行”，提醒人工处理。
想一想：若只有蜂鸣器没有水泵，系统还能完成哪些“反馈”？
3．对系统进行整合
根据功能需求，把采集、传输、分析、反馈控制等模块整合为可运行的系统。
系统整合：模块协同：传感器→网络/平台→算法决策→执行器，并检查接口与时序。
- 先保证各模块单独可用，再联调。
- 整合时关注数据格式、主题命名与触发条件是否一致。
4．探索功能扩展
可从系统功能、人机交互、数据处理与可视化等角度继续扩展。
功能扩展：在已有闭环上增加新感知、新规则或新交互，提升实用性。
- 例如增加缺水推送、远程手动浇水、历史曲线展示等。
- 扩展前先明确新需求对应的数据与执行器。
想一想：你会优先给物联花盆增加哪一个扩展功能？为什么？
弄清以上要点后，再进入下方动手体验，用实际操作验证。
四、动手体验 · MixGo MINI
本课共 3 个编程示例，请用下拉切换后分别载入体验。
模拟灌溉
正在载入 MINI 编程环境
正在载入 MixGo MINI 图形化仿真编程环境…
五、课堂总结
- 在物联系统中，数据决策需要根据数据分析处理的结果设计算法，再控制执行器执行。
- 设计物联系统时，需要根据具体的反馈任务选择合适的执行器。
- 根据功能需求整合各模块，并可从功能、交互、可视化等角度扩展。
六、拓展提升
- 选择一至两个可实现的创新功能，对已实现的物联系统进行改造升级。
- 分析物联门锁“有人停留→监控→提示→远程开锁”中，数据采集、传输与反馈控制如何实现，可能用到哪些硬件。
测评
对照本课学习目标作答（客观题练习）；选出后点「检查」。答错会显示简短说明。
自动灌溉算法的输入通常包括？
执行器的作用是？
判断：系统整合就是把采集、传输、分析、控制等模块协同起来完成功能。
本节小结
回顾本课要点，完成动手体验与测评。记住：反馈控制有算法。