资源简介

(共33张PPT)
第四单元 第1课
数据输出多样化
（桂科版）八年级
上
1
核心素养目标
3
新知讲解
5
拓展延伸
7
板书设计
2
新知导入
4
课堂练习
6
课堂总结
课后作业
8
01
核心素养目标
。
信息意识
计算思维
数字化学习与创新
信息社会责任
学生遵守网络规范，保护数据隐私，抵制不良信息，传播正能量，以实际行动践行信息时代的公民责任。
借助数字工具与平台，开展在线协作、虚拟实验，创作数字作品，推动个性化学习与创新实践。
理解数据输出流程，能够编写程序实现反馈多样化，运用计算思维分解问题，设计算法与模型，逻辑推理求解。
了解不同需求对应的不同数据反馈方式，熟悉物联网中的数据流程。
02
新知导入
控制系统通过传感器采集数据，用户通过移动终端实现对系统的控制，这些功能的实现均依靠物联网将数据传输到服务器数据处理中心进行控制计算。
本主题中，我们将进一步运用物联网中的数据，借助强大的物联网服务平台搭建一套功能更丰富的智能农植园系统，以提供更智能化、更高效化的农业管理解决方案。
单元导入
运用物联网中的数据
02
新知导入
学习目标
1. 了解不同需求对应的不同数据反馈方式。
2. 熟悉物联网中的数据流程。
3. 能够编写程序实现反馈多样化。
02
新知导入
02
新知导入
物联网系统中可以提供给移动终端用户输出的反馈类型是多样的。例如，将我们日常生活中使用的智能手机与家庭中的各种智能终端电器关联(图4-1-1)，就可以实时接收来自这些电器的数据。不在家时，我们仍可接收到家庭中智能设备状态改变的信息，可以查阅文字消息，也可以让移动终端振动提醒或发出语音提醒。
活动背景
图 4-1-1
03
新知讲解
案例分析一
为了便于监控农作物的生长环境，智能农植园通常会将土壤湿度、环境温湿度数据都上传到物联网服务器中。当农植园中的温度超标时,温度控制系统自动控制启动风扇进行降温此时若需要将执行器风扇的状态变动信息发送给移动终端用户进行提醒，可通过彩灯闪亮蜂鸣器发声等多种形式提醒(图 4-1-2)。
图 4-1-2
03
新知讲解
物联网服务器是物联网系统的数据枢纽，负责收集和处理来自传感器和智能设备的信息。它存储数据，执行分析，并根据分析结果或用户指令发送控制信号到设备。服务器确保设备间的有效通信，支持远程监控和管理，是实现智能家居和自动化控制的关键。
小 贴 士
物联网服务器
03
新知讲解
当土壤湿度过低时，农植园的自动灌溉系统会打开水泵及时灌溉。假如你是智能农植园的管理员，此时你最希望得到什么样的系统反馈 大胆设想一下控制系统状态发生变化时数据输出的表达方式。
思 考
作为智能农植园管理员，土壤湿度过低触发自动灌溉时，系统多维度反馈。声光、图标显启动，仪表盘、曲线追湿度与用水，故障弹窗、AR 巡检排异常。结合气象多模态展示，借设备健康可视化、虚拟仿真做预测维护，保灌溉精准，提管理效率 。
03
新知讲解
智能终端发送数据到数据服务器，数据服务器再将处理好的数据发送到移动终端，移动终端接收到对应的控制信号后通过执行器输出。例如，智能终端发送温度超过设定值的数据到数据服务器，数据服务器又将此数据计算处理后传送给移动终端，移动终端接收到数据服务器发送的控制信号后，启动执行器(彩灯、蜂鸣器)给用户发提醒信息，具体流程如图4-1-3 所示。
图 4-1-3
03
新知讲解
智能终端：连接多种传感器与执行器，用于采集数据，发送数据到数据服务器，或接收来自移动终端的控制指令，控制执行器完成相关指令。
数据服务器：作为智能终端与移动终端的纽带，实现智能终端与移动终端双向的数据通信。
阅 读
03
新知讲解
移动终端：接收来自智能终端的感知数据并提供给用户，用户在应用界面发送指令操控智能终端。
智能农植园系统中，其物联网硬件架构如图 4-1-4所示。
图 4-1-4
03
新知讲解
实验目的:接收来自服务器的数据，并形成多样输出。
实验要求:实时接收服务器端的环境温度、空气湿度、光线强度、土壤湿度数据及通风窗状态;本地设备能读取并显示相关数据。
实验器材:如表 4-1-1所示。
做 中 学
序号 设备 数量
1 行空板实验平台 1
2 RGBled 1
3 蜂鸣器 1
表 4-1-1
03
新知讲解
实验步骤:
步骤一:设备与电路连接。连接好行空板等设备。移动终端为RGBled，蜂鸣器为板载设备。
步骤二: 编写程序。显示接收到的数据、LED 服务器的温度值。
(1)环境部署。
①打开编程软件后，将其工作台切换至“Python 模式”，如图 4-1-5 所示。
图 4-1-5
03
新知讲解
②鼠标点击左下角“扩展”按钮，在官方库页面中添加“行空板”和“MQTT-py”库在 pinpong 库页面中添加“WS2812 RGB 灯”，如图 4-1-6 所示。
图 4-1-6
03
新知讲解
（2）程序初始化。
①配置彩灯：从灯带指令集中拖出 ，再从行空板指令集中拖出指令 ，将其填充在“pin1”处。得到的指令集合
②设置显示：从行空板指令集中拖出指令 ，修改对象名为“temp”，修改显示文字为“0”，修改坐标 x=40， y=92，修改字号为 14。得到的指令集合为
程序中所使用到的其余文本与之类似。
03
新知讲解
③设置按钮：从行空板指令集中拖出指令 ，修改对象名为“button1”；按钮名称为“开”；修改坐标 x=150，y=140，宽=30，高= 30。得到的指令集合为
程序中所使用到的其余按钮与之类似。
④物联网服务设置及主题订阅：设置 MQTT 平台类型为 SIoT，以及 SIoT 服务器 IP 地址为 10.6.97.162（作为服务器的行空板地址）。订阅主题内容分别为土壤湿度、环境温度、空气湿度、光线强度、通风窗状态、hot 等，例如
03
新知讲解
⑤显示接收数据、高温提醒:这两项处理都是在 MQTT 接收到 MQTT 消息后进行，具体见图 4-1-7。
图 4-1-7
03
新知讲解
其他主题的接收显示与之类似，请自行补充完整。
(3)烧录运行。
连接行空板，烧录程序。烧录成功后，移动终端会实时显示来自服务器的各项环境数据如图 4-1-8 所示。
图 4-1-8
03
新知讲解
物联网控制系统已经实现了智能终端采集数据并发送到服务器，移动终端查看服务器数据，并附带彩灯闪烁等提醒功能。请编写程序完成以下功能:
(1)修改主要程序，实现彩灯闪烁和蜂鸣器报警的功能。
马上行动
03
新知讲解
(2)编写主要程序，实现移动终端发送指令，控制智能终端风扇开关的功能。
马上行动
04
课堂练习
一、判断正误，正确的画”√“，错误的画”X“。
物联网系统可以实现智能终端数据采集并发送到服务器。（ ）
移动终端可以通过物联网系统查看服务器数据。（ ）
彩灯闪烁和蜂鸣器报警是物联网系统中的两种反馈方式。（ ）
MQTT协议用于物联网系统中的数据通信。（ ）
智能终端可以采集环境温度、湿度和光照强度等数据。（ ）
移动终端可以通过发送指令来控制智能终端的设备状态。（ ）
物联网系统中的数据只能单向传输。（ ）
智能农植园系统可以自动控制风扇进行降温。（ ）
√
√
√
√
X
√
√
√
04
课堂练习
二、选择题
以下哪项不是物联网控制系统的功能？（ ）
A.数据采集 B.数据发送
C.数据存储 D.数据反馈
在物联网系统中，移动终端接收到的数据来自（ ）
A.智能终端 B.数据服务器 C.执行器 D.传感器
以下哪项不是物联网系统中常用的通信协议？（ ）
A.MQTT B.HTTP
C.TCP/IP D.FTP
C
D
B
05
拓展延伸
执行器是物联网系统中接收指令并执行相应动作的设备。它们可以是电机、阀门或任何可以远程控制的机械装置。执行器通过接收来自服务器或智能终端的信号，执行如开关灯光、调节温度等任务，实现自动化控制。这些设备使得物联网系统能够自动响应环境变化或用户指令，提高效率和便利性。
执行器
05
拓展延伸
数据反馈是物联网中信息流通的重要环节。系统通过传感器收集环境数据，如温度、湿度等，并将这些数据发送到服务器。服务器处理后，向移动终端发送控制指令，实现对智能设备的远程监控和控制，确保系统根据环境变化自动调整。
数据反馈
05
拓展延伸
移动终端控制允许用户通过智能手机或平板电脑等设备远程操作物联网中的智能设备。用户可以发送指令来控制设备状态，如开关灯光、调节温度等。这种控制方式提高了设备的灵活性和用户的便利性，使得管理家庭或工作场所的设备更加容易。
移动终端控制
06
课堂总结
1
引入新知内容
2
了解数据输出的多样化形式
3
熟悉物联网中的数据流程
4
完成课题练习
5
进行相关知识拓展
1
2
3
4
5
数据输出多样化
07
板书设计
数据输出多样化
1、新知引入
2、了解数据输出的多样化形式
3、熟悉物联网中的数据流程
4、完成课堂练习
5、知识拓展
课后作业。
1、完成填空题
2、完成程序设计
08
课后作业
物联网系统中，智能终端采集的数据通过________发送到服务器。
移动终端可以通过________ 查看服务器数据。
在实验中，使用________协议实现移动终端和智能终端之间的数据通信。
智能终端发送的数据可以通过________输出。
物联网系统中的传感器可以采集 、 、 等数据。
网络
湿度
应用程序
MQTT
执行器
温度
光照强度
08
课后作业
利用手边的材料或模拟软件，设计一个简单的智能家居系统中的一小部分。
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

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