资源简介

(共24张PPT)
设计智能温室
川教版
九年级上
新知导入
欢欢为全家人做了一个寒假7天游的旅行计划。美好的假期让欢欢憧憬不已，但想到平时精心照顾的水仙花将在家没人养护，欢欢又犯了难。于是他来求助老师。
老师：欢欢，你可以试试远程养护你的水仙花。
欢欢：远程养花怎么才能做到呢？
老师：欢欢，互联网可以实现高效便捷的远程通信，以互联网为基础，还可以让物物相连，比如你的手机和水仙花。欢欢：哇，太神奇了，您快给我讲讲怎么来实现吧。
老师：我们先梳理出这个项目的学习流程：
新知导入
那么通过上节课我们了解了互联网可以实现高效便捷的远程通信，不仅如此以互联网为基础，还可以让物物相连，比如你的手机和水仙花。具体应该怎么操作呢？
第一个步骤就是设计智能温室。
新知讲解
关于智能温室
新知讲解
在建造智能温室之前，需要先分析应用需求，明确智能温室的设计方法，并做好项目实践的必要准备。
新知讲解
项目设计
1.调研项目应用需求
要实现远程养护家中的水仙花，需要创造一个适宜水仙花生长的环境。
植物养护小贴士：光照、温度、湿度、空气和土壤是影响植物生长的五大要素，不同植物和植物生长的不同阶段对于环境因素的喜好各不相同。
新知讲解
项目设计
植物生长环境
1.光照：绿色植物中的叶绿素参与光线的光合作用
2.湿度：如果我们能够给植物最适当的温度，它们一定生长得健壮。
3.湿度：水是生物细胞组成的主要物质，尤其绿色植物的含水量达80%以上。
4.空气：植物需要空气中的二氧化碳和氧气来制造养料、呼吸。
5.土壤：土壤为植物保温、保湿，提供养分，同时能够辅助根部对植株的固定作用。
合作探究
项目设计
任务一：通过查阅书刊、网络搜索等方式，调研适宜水仙花生长的环境条件，完成表2-1-1。
培养方式
光照
空气温度
土壤湿度
水仙花
合作探究
项目设计
培养方式
光照
空气温度
土壤湿度
水仙花
土栽
水栽
沙栽
需光照充足，有益于植株生长矮壮，防止徒长。上盆后10天内需要的光照较少，以后可以逐渐增加光照，促使花梗伸长。每天有6小时的光照即可正常生长。
适宜温度为12℃－15℃
土壤要疏松、膨软、中性或微酸性。湿度80%左右，需要湿润而又不积水的沙质的土壤。
新知讲解
项目设计
2.设立项目实践目标
在一个完全开放的环境中，人工或设备都不便于创造和调节整体环境条件。因此可以搭建一个温室，在温室中实施局部环境的监测与控制。
温室，又称暖房，一般以能够透光的材料来覆盖全部或部分空间。
在不适宜植物生长的季节里，可以把植物放入温室中，通过局部调节来创造适宜植物生长的环境。
根据水仙花的养护条件，梳理温室项目的实践目标如下：
（1）能远程监控水仙花的生长环境，包括土壤温湿度、空气温湿度、光照度。
（2）能在土壤湿度低于50%时，进行自动浇灌；土壤湿度高于70%时，停止浇灌。
（3）能在空气温度低于10℃时，进行自动加热；空气温度高于20℃时，停止加热。
（4）每天保持10小时光照和适度通风。
合作探究
项目设计
任务二：请分组讨论智能温室项目的实施计划和步骤。
新知讲解
项目设计
3.设计项目实施步骤
如何实施这个植物养护智能温室项目，我们来梳理设计思路：
（1）搭建一个微型智能温室，在其中部署空气温湿度传感器、光照传感器、土壤温湿度传感器。
（2）对温室中部署的各类传感器进行设备调试，确保其能正确进行环境参数采集。
（3）利用物联网中控云平台编程控制，实现智能温室生物环境的监测。
（4）通过云平台，根据环境参数变化，远程控制对智能温室的自动浇灌、温度调节、光照调节。
项目准备
1.智能温室项目的软、硬件准备综合前述应用需求、实践目标和实施步骤，智能温室项目实践所需的软、硬件准备参考表2-1-2所示。
新知讲解
项目实践中使用的软件、“校园物联云平台”应用说明、开发库文件、功能教程等可在教材配套资源平台下载。
新知讲解
类别
名称
作用
数量
参考图片
主体结构
温室种植箱
提供一个植物生长的温室大棚环境。选取的材料应透明、保温、保湿，便于观测和实践
1
开源硬件控制板
Arduino扩展板及连接线
用于扩展连接各个传感器或者执行单元
1
土壤温湿度监控设备
土壤温湿度传感器
测量土壤温湿度
1
浇水水泵
通过水泵开启和关闭控制土壤湿度
包含水管和喷嘴，水管放入外置的水容器中
1
空气温湿度监控设备
DHT11p温湿度传感器
测量温室内的温度和湿度
1
加热器
通过加热器的开启和关闭来维持温室温度
1
通风风扇
通过风扇的开启和关闭控制通风、降温等
1
新知讲解
类别
名称
作用
数量
参考图片
光照
监控设备
光照传感器
测量当前温室内的光照度
1
植物补光灯
可在光照不足的情况下，为植物补充光照
1
联动控制
开关设备
继电器
类似于“开关”，可联动控制植物补光灯、风扇、水泵、加热器
1
网络传输
模块
Wi-Fi通信模组
实现和远程服务器的无线连接，进而实现手机、电脑端的远程控制
1
开源硬件
编程平台
mixly-arduino
编程软件
使用图形化积木式编程语言进行各个传感器的调试和控制
1
物联网
云平台
校园物联
云平台
对温室进行远程监测与控制
1
2.认识主要硬件设备
（1）主控板
选用Arduino扩展板作为主控板，如图2-1-3所示。
新知讲解
项目准备
（2）土壤温湿度传感器
土壤温湿度传感器用于监测土壤温湿度。土壤对于植物生长至关重要，土壤里各种元素的含量影响着植物的生长。感知和监测土壤条件，就是土壤传感器的作用。土壤传感器根据其监测因素不同，可分为土壤温湿度、土壤酸碱度、土壤氮含量传感器等。在这个项目实践中，暂且只考虑土壤温湿度传感器，如图2-1-4所示。
新知讲解
项目准备
（3）空气温湿度传感器
空气温湿度传感器用于感知空气温湿度。温度和湿度是影响植物生长的一个重要指标。通常情况下，温度和湿度是同时存在的因素，所以图2-1-5所示模组，是温度传感器和湿度传感器的集合体。
新知讲解
项目准备
（4）光照传感器
光照传感器用于测量光照的强度。植物生长需要进行光合作用，光照传感器可以将生长环境中的光线强弱转换成控制器能够识别的数值，如图2-1-6所示。
新知讲解
项目准备
（5）继电器
继电器是一种依靠输入信号的改变来控制电路通断的设备。在自动化的控制电路中，继电器实际上是用小电流来控制大电流的一种“自动开关”。在生活中，通过用手按下开关来控制电路。在这里，通过控制板来控制继电器的开关，进而控制水泵、风扇、加热器、植物补光灯等电器设备的开关，如图2-1-7所示。
新知讲解
项目准备
课堂总结
总结本节课所讲内容
板书设计
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php中小学教育资源及组卷应用平台
川教版信息技术九年级上册《设计智能温室》教学设计
课题
设计智能温室
单元
第二单元
学科
信息技术
年级
年级
学习目标
学会分析智能温室的应用需求。掌握智能温室的设计方法。了解智能温室所需软、硬件材料。
重点
了解智能温室的设计思路
难点
智能温室设计与准备
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
欢欢为全家人做了一个寒假7天游的旅行计划。美好的假期让欢欢憧憬不已，但想到平时精心照顾的水仙花将在家没人养护，欢欢又犯了难。于是他来求助老师。老师：欢欢，你可以试试远程养护你的水仙花。欢欢：远程养花怎么才能做到呢？老师：欢欢，互联网可以实现高效便捷的远程通信，以互联网为基础，还可以让物物相连，比如你的手机和水仙花。欢欢：哇，太神奇了，您快给我讲讲怎么来实现吧。老师：我们先梳理出这个项目的学习流程：那么通过上节课我们了解了互联网可以实现高效便捷的远程通信，不仅如此以互联网为基础，还可以让物物相连，比如你的手机和水仙花。具体应该怎么操作呢？第一个步骤就是设计智能温室。
听老师讲解
通过情景导入今日学习课程，复习上单元内容，调动学生学习的积极性，为以下的学习打下良好的基础。
讲授新课
关于智能温室：一、项目设计1.调研项目应用需求要实现远程养护家中的水仙花，需要创造一个适宜水仙花生长的环境。集合，根据形势发展而制定的行动方针和斗争方法植物养护小贴士：光照、温度、湿度、空气和土壤是影响植物生长的五大要素，不同植物和植物生长的不同阶段对于环境因素的喜好各不相同。植物生长环境1.光照：绿色植物中的叶绿素参与光线的光合作用2.湿度：如果我们能够给植物最适当的温度，它们一定生长得健壮。3.湿度：水是生物细胞组成的主要物质，尤其绿色植物的含水量达80%以上。4.空气：植物需要空气中的二氧化碳和氧气来制造养料、呼吸。5.土壤：土壤为植物保温、保湿，提供养分，同时能够辅助根部对植株的固定作用。任务一：通过查阅书刊、网络搜索等方式，调研适宜水仙花生长的环境条件，完成表2-1-1。2.设立项目实践目标在一个完全开放的环境中，人工或设备都不便于创造和调节整体环境条件。因此可以搭建一个温室，在温室中实施局部环境的监测与控制。温室，又称暖房，一般以能够透光的材料来覆盖全部或部分空间。在不适宜植物生长的季节里，可以把植物放入温室中，通过局部调节来创造适宜植物生长的环境。根据水仙花的养护条件，梳理温室项目的实践目标如下：
（1）能远程监控水仙花的生长环境，包括土壤温湿度、空气温湿度、光照度。
（2）能在土壤湿度低于50%时，进行自动浇灌；土壤湿度高于70%时，停止浇灌。
（3）能在空气温度低于10℃时，进行自动加热；空气温度高于20℃时，停止加热。
（4）每天保持10小时光照和适度通风。任务二：请分组讨论智能温室项目的实施计划和步骤。3.设计项目实施步骤如何实施这个植物养护智能温室项目，我们来梳理设计思路：（1）搭建一个微型智能温室，在其中部署空气温湿度传感器、光照传感器、土壤温湿度传感器。（2）对温室中部署的各类传感器进行设备调试，确保其能正确进行环境参数采集。（3）利用物联网中控云平台编程控制，实现智能温室生物环境的监测。（4）通过云平台，根据环境参数变化，远程控制对智能温室的自动浇灌、温度调节、光照调节。二、项目准备1.智能温室项目的软、硬件准备综合前述应用需求、实践目标和实施步骤，智能温室项目实践所需的软、硬件准备参考表2-1-2所示。项目实践中使用的软件、“校园物联云平台”应用说明、开发库文件、功能教程等可在教材配套资源平台下载。2.认识主要硬件设备（1）主控板选用Arduino扩展板作为主控板，如图2-1-3所示。（2）土壤温湿度传感器土壤温湿度传感器用于监测土壤温湿度。土壤对于植物生长至关重要，土壤里各种元素的含量影响着植物的生长。感知和监测土壤条件，就是土壤传感器的作用。土壤传感器根据其监测因素不同，可分为土壤温湿度、土壤酸碱度、土壤氮含量传感器等。在这个项目实践中，暂且只考虑土壤温湿度传感器，如图2-1-4所示。
（3）空气温湿度传感器空气温湿度传感器用于感知空气温湿度。温度和湿度是影响植物生长的一个重要指标。通常情况下，温度和湿度是同时存在的因素，所以图2-1-5所示模组，是温度传感器和湿度传感器的集合体。（4）光照传感器光照传感器用于测量光照的强度。植物生长需要进行光合作用，光照传感器可以将生长环境中的光线强弱转换成控制器能够识别的数值，如图2-1-6所示。（5）继电器继电器是一种依靠输入信号的改变来控制电路通断的设备。在自动化的控制电路中，继电器实际上是用小电流来控制大电流的一种“自动开关”。在生活中，通过用手按下开关来控制电路。在这里，通过控制板来控制继电器的开关，进而控制水泵、风扇、加热器、植物补光灯等电器设备的开关，如图2-1-7所示。
观看智能温室图片了解智能温室的设计思路
听老师讲解学生独立查阅完成老师引申讲解听老师讲解小组合作完成听老师讲解听老师讲解
对智能温室有一个初步的了解对智能温室的设计思路有一个清晰的思路，方便后期项目的开展。了解智能温室应用需求培养学生独立解决能力的问题。使学生能够了解关于水仙花的生长环境条件了解设立智能温室时间目标拓展思维，培养团结合作的精神了解设立智能温室实施步骤了解建造智能温室的项目准备
课堂小结
总结本节课所学内容
学生回答
梳理本节课的知识点，完成学习目标，培养学生总结概况能力
板书设计
21世纪教育网
www.21cnjy.com
精品试卷·第
2
页
（共
2
页）
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