资源简介

(共25张PPT)
（义务教育版）八年级
全一册
第16课
模块功能先划分
学习目标
激趣导入
学习活动
思考-讨论
实践探究
课堂小结
拓展-提升
单元主题
单元主题
单元名称 课名称 核心内容
第四单元 简易物联系统实践 第16课　模块功能先划分 简易物联系统的工作环节、功能需求，划分功能模块
第17课　物联数据需采集 利用传感器获取数据，通过互联网获取数据，传输与存储数据
第18课　数据分析与处理 从物联系统中获取数据，处理数据的方法
第19课　数据呈现可视化 可视化呈现数据的作用、方式和方法
第20课　反馈控制有算法 根据数据设计算法，实现反馈与控制
学习目标
激趣导入
【情境导入】
激趣导入
【问题情境】
这个智慧农业系统帮我们解决了哪些实际问题？
为了实现这些酷炫的功能，这个系统是由哪些‘部分’组成的？用到了哪些硬件？
这些部件并不是孤立工作的，它们是如何协同，像一支球队一样各司其职，最终赢得‘智慧农业’这场比赛的呢？我们如何才能有条理地设计出这样一个系统？
激趣导入
【建构】
面对复杂系统，如何像庖丁解牛一样游刃有余？答案是“分而治之”。
今天，我们就来学习这种设计方法。关键在于，先不为具体硬件所困，而是像绘制蓝图一样，为智能系统搭建骨架——通过自上而下的思考，将整体功能拆解为独立的模块。
这就是——模块功能先划分！
学习活动
学习活动
了解物联系统的工作环节
一
学习活动
一、了解物联系统的工作环节
物联系统会根据任务目标，采集周围环境数据，对数据进行传输、存储、分析处理，再设计算法，通过执行器对现实世界采取行动。
物联系统的工作环节
学习活动
一、了解物联系统的工作环节
选择生活中常见的一两个物联系统，分析系统的工作环节。
【例】物联音箱、共享单车、运动手表 ……
物联系统 采集数据 传输与存储 数据 分析处理 数据 反馈与控制
共享单车
物联系统的工作环节分析表
学习活动
一、了解物联系统的工作环节
选择生活中常见的一两个物联系统，分析系统的工作环节。
【例】- 共享单车
物联系统 采集数据 传输与存储 数据 分析处理 数据 反馈与控制
共享单车 位置传感器 采集单车位 置数据 通过窄带物 联网传输单 车位置数据 计算单车的 具体位置 用户扫码开锁
物联系统的工作环节分析表
学习活动
确定物联系统的功能需求
二
学习活动
二、确定物联系统的功能需求
学校种植了一些绿色植物，为了解校园不同区域的实时环境状况，决定搭建一个“物联花盆系统” 。
如何搭建该“物联花盆系统”呢？
搭建物联系统前，首先需要明确系统建设的目标，期望利用该系统来达到什么目的或解决什么问题，进而得出物联系统需要实现的功能。
学习活动
二、确定物联系统的功能需求
1. 分组讨论，明确物联花盆系统的基本功能。
功能 功能描述
采集数据
传输与存储数据
分析处理数据
反馈与控制
物联花盆系统功能需求表
学习活动
二、确定物联系统的功能需求
1. 分组讨论，明确物联花盆系统的基本功能。
功能 功能描述
采集数据 可实时获取温度、土壤湿度、光照强度等数据；可通过网络获取天气预报数据
传输与存储数据 可通过网络将数据传输给物联网服务平台
分析处理数据 可从物联网服务平台获取历史数据；可对数据进行初步分析处理，得到简单的数据统计结果和可视化图表
反馈与控制 可动态显示土壤湿度情况；可根据温度、土壤湿度、
天气预报数据，实现自动灌溉
物联花盆系统功能需求表
学习活动
二、确定物联系统的功能需求
2. 对功能需求进行可行性评估，形成物联系统各环节的实现方案。
（1）采集数据。根据项目任务确定需要采集的环境数据，再根据具体使用场景和要求选择合适的传感器。例如，要实时获取空气温度、土壤湿度、光照强度等环境数据，可以利用温湿度传感器、土壤湿度传感器和光敏传感器实现；要获取天气预报数据，可通过 API 获得当地天气预报数据。
（2）传输与存储数据。通过网络将数据传输并存储在物联网服务平台。
（3）分析处理数据。可从物联网服务平台获取历史数据，并对数据进行简单分析处理，得到简单的数据统计结果和可视化图表，动态显示温度、土壤湿度、光照强度等数据。
（4）反馈与控制。可根据土壤湿度、天气预报等数据设计算法，实现自动灌溉。例如，土壤湿度大的时候不灌溉，土壤湿度小且预报第二天下雨的时候不灌溉，在光照强度大的时候适当提高土壤湿度设定值等。
学习活动
划分物联系统的功能模块
三
学习活动
三、划分物联系统的功能模块
【思考-讨论】
物联花盆系统可以分为哪几个模块？
为了降低难度，需要把物联系统分解为多个功能模块，并明确每个功能模块负责的任务以及模块之间的关系。
学习活动
三、划分物联系统的功能模块
物联花盆系统可以分为环境感知模块、网络通信模块、服务平台模块和执行模块。
学习活动
三、划分物联系统的功能模块
1. 环境感知模块。由传感器和主控板组成，传感器负责采集环境数据，主控板负责接收传感器的数据，并将这些数据通过网络通信模块发送到服务平台模块。
2. 网络通信模块。负责实现数据通信。在本项目中，将主控板获取的传感器数据发送到服务平台模块，将服务平台模块和从互联网获取的天气预报数据传输给主控板。
3. 服务平台模块。主要负责数据的汇总、处理。在本项目中，负责存储环境数据，将环境数据可视化，以及实现手动控制灌溉。
4. 执行模块。执行模块包括主控板和执行器。执行器的主要作用是根据主控板发出的指令产生相应的动作（如 LED 灯亮或灭、电机启动或关闭等），从而实现物联系统对现实世界的反馈。
课堂小结
拓展-提升
如今，城市的公交系统越来越智能化，人们通过智能终端可以实时查询公交车的位置。尝试分析物联公交系统的功能模块。
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