资源简介

(共15张PPT)
情境导入：
本单元主题：智能物联系统实践
智能物联系统的开发意愿通常来自某个真实问题的解决需求，开发过程需要遵循一些基本流程，一般是从系统的设计思路开始，再进行硬件搭建、程序设计、系统调试、改进完善到系统运行和发布。
配备了物联系统的农场，与普通农场相比有什么区别
基于大数据的天气预测会对智慧农场中农作物的生长起到怎样的作用
《第12课 智能物联系统的设计》
2023年浙教版 八年级下册
-第3单元 智能物联系统实践 -
珠珠老师
信息科技 课件
2022新版课标内容
1
活动1：需求分析
2
活动2：整体设计
《目录》
信息科技
3
活动3：物联系统原型搭建实践
01
需求分析
活动1
01.知识点讲解
搭建一个智能物联系统,首先需要明确用户对所搭建系统的设计目标，并由此分析该系统的功能、资源和环境等需求，同时对系统进行可行性分析。
以“智能校园数字气象站系统”为例，通过组建团队,以小组协作方式完成需求分析表，如表12-1所示。
活动1：需求分析
01
01.知识点讲解
活动1：需求分析
01
智能物联系统名称:智能校园数字气象站系统 设计目标 通过气象站系统的搭建，实时监测校园气象环境
功能需求 1.利用智能终端结合相关传感器，对气温、最高气温、最低气温、气压、相对湿度、风向风速、降水量等气象要素进行现场监测
2.通过网络收集各种传感器的数据，实时上传到物联网平台并保存到数据库，供后期分析
3.通过物联网平台，实时查询相关数据，实现Web界面显示各种数据，实现一定的反馈控制
4．通过简单的数据预测，实现简单的天气预报
资源与环境需求 1.硬件的选择;服务器、网络设备、智能终端、传感器、立杆等
2.软件的选择:物联网平台、程序编写软件等
3．环境的选择:校园中的空旷场地，四周无遮挡物，能充分采集阳光、风速等数据
01.知识点讲解
活动1：需求分析
01
可行性分析 技术角度 选择稳定的物联网平台，如: Easyiot、SloT;选择硬件相配套的编程软件，如:Python IDE、mPython、BXY
经济角度 选择教师计算机或学生计算机自行搭建服务器，或选用能提供一定免费使用空间的物联网平台网络服务器;购置通用性、操作性良好的硬件，如传感器、执行器、通信模块、扩展板等
社会意义 通过建立以物联网为核心的在线校园数字气象站系统，实时观测与记录温度湿度、风向风速、紫外线强度等气象参数，提高学生学习气象科学知识的兴趣，促进学校气象科普工作的开展
01.知识点讲解
01
助力知识
气象站是用于监测实时环境变化的观测系统。在早期，人们建立气象观测点，使用各种自制的仪器记录和同步各种数据，如百叶箱里面放有干球温度表、湿球温度表、毛发湿度表、最高和最低温度表等多种仪器，通过人工观测记录数据并上传。随着技术的发展，自动气象站已在我国得到了广泛普及，通过气象传感器、微电脑气象数据采集仪、通信模块、全天候防护箱和气象观测支架等设备，无须人工干预，即可定时向气象中心站传输探测数据。
活动1：需求分析
02
整体设计
活动2
01.知识点讲解
活动2：整体设计
02
整体设计是在完成物联系统需求分析的基础上，对整个系统的开发进行设计。整体设计是根据需求确定系统要建设的模块，分析模块要具备的功能和支持的设备，设计出系统的架构图。以“智能校园数字气象站系统”为例，如图12-1所示。
收集模块:以传感器为采集工具，将感知的信息采集并转化成数据。传输模块:通过通信网络实现数据传输，将数据上传到物联网平台。处理模块:通过物联网平台实时存储接收到的数据，按一定规则进行分析与处理。
呈现模块:处理过的数据最终输出或反馈到智能设备，以一定方式皇现出来。
03
物联系统原型搭建实践
活动3
01.知识点讲解
活动3：物联系统原型搭建实践
03
利用实验设备，搭建一个简单的数字气象站系统原型，实现数据采集、实时传输和数据呈现等功能。以风速数据采集为例，将风速传感器连接主控板，编写程序实现数据采集、网络连接、物联网平台连接及数据上传等功能，在物联网平台查看风速数据。
1.通过系统原型搭建实践，了解气象站中数据传递过程，小组在线协同完善需求分析表，根据工作流程中的功能模块，形成一个设计方案稿。
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巩固练习
1
活动1：需求分析
2
活动2：整体设计
《总结》
信息科技
3
活动3：物联系统原型搭建实践
《感谢观看》
- Thank for Viewing -
珠珠老师
2023年浙教版 八年级下册《第12课 智能物联系统的设计》教学设计
教学内容分析
本节课是2023年浙教版出版的八年级下册第三单元第2课。本节课分为三个活动：“需求分析”“整体设计”“物联系统原型搭建实践”三部分内容组成。学生通过小组合作探究学习逐步掌握本节课的知识点，具备一定的小组合作能力、探究能力、创新能力等，提升信息社会责任，综合提升信息素养。
教学目标及核心素养指向
1、通过对智能物联系统的需求分析与设计规划，了解物联系统开发的基本流程;（信息意识、计算思维） 2、实现物联系统原型的搭建，增强使用数字设备开展创新活动的意识。（信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任）
教学重难点
教学重点： 通过对智能物联系统的需求分析与设计规划，了解物联系统开发的基本流程 设计原因：物联系统开发的基本流程是本节课的主要内容，知识点的渗透需要作为重点内容。 教学难点： 实现物联系统原型的搭建，增强使用数字设备开展创新活动的意识 设计原因：增强使用数字设备开展创新活动的意识此部分对学生来说难度较高，应作为难点内容。
教学过程
1、情境导入（3分钟）
教师活动 学生活动
情境引入：智能物联系统的开发意愿通常来自某个真实问题的解决需求，开发过程需要遵循一些基本流程，一般是从系统的设计思路开始，再进行硬件搭建、程序设计、系统调试、改进完善到系统运行和发布。 配备了物联系统的农场，与普通农场相比有什么区别 基于大数据的天气预测会对智慧农场中农作物的生长起到怎样的作用 学生听教师引导生活中的案例,学生讨论，回答提问
设计意图： 激发学生对人工智能的学习兴趣并快速进入学习状态。
2、新知讲授（35分钟）
教师活动 学生活动
活动1：需求分析 知识讲解 搭建一个智能物联系统,首先需要明确用户对所搭建系统的设计目标，并由此分析该系统的功能、资源和环境等需求，同时对系统进行可行性分析。 以“智能校园数字气象站系统”为例，通过组建团队,以小组协作方式完成需求分析表，如表12-1所示。 重点知识 气象站是用于监测实时环境变化的观测系统。在早期，人们建立气象观测点，使用各种自制的仪器记录和同步各种数据，如百叶箱里面放有干球温度表、湿球温度表、毛发湿度表、最高和最低温度表等多种仪器，通过人工观测记录数据并上传。随着技术的发展，自动气象站已在我国得到了广泛普及，通过气象传感器、微电脑气象数据采集仪、通信模块、全天候防护箱和气象观测支架等设备，无须人工干预，即可定时向气象中心站传输探测数据。 活动2：整体设计 知识讲解 整体设计是在完成物联系统需求分析的基础上，对整个系统的开发进行设计。整体设计是根据需求确定系统要建设的模块，分析模块要具备的功能和支持的设备，设计出系统的架构图。以“智能校园数字气象站系统”为例，如图12-1所示。 收集模块:以传感器为采集工具，将感知的信息采集并转化成数据。传输模块:通过通信网络实现数据传输，将数据上传到物联网平台。处理模块:通过物联网平台实时存储接收到的数据，按一定规则进行分析与处理。 呈现模块:处理过的数据最终输出或反馈到智能设备，以一定方式皇现出来。 活动3：物联系统原型搭建实践 知识讲解 利用实验设备，搭建一个简单的数字气象站系统原型，实现数据采集、实时传输和数据呈现等功能。以风速数据采集为例，将风速传感器连接主控板，编写程序实现数据采集、网络连接、物联网平台连接及数据上传等功能，在物联网平台查看风速数据。 学生通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务 活动1：需求分析 小组合作探究 1.以“智能校园数字气象站系统”为例，通过组建团队,以小组协作方式完成需求分析表。 活动2：整体设计 小组合作探究 1.以“智能校园数字气象站系统”为例，设计出系统的架构图。
设计意图: 培养学生独立思考的能力，提高核心素养。
3、课堂小结（7分钟）
教师活动 学生活动
总结本课内容： 活动1：需求分析 活动2：整体设计 活动3：物联系统原型搭建实践 学生一同回答并梳理知识
设计意图： 帮助学生梳理本节课知识，加深学生对知识的理解。(共1张PPT)
学习单
211
活动1：需求分析
以“智能校园数字气象站系统”为例，通过组建团队,以小组协作方式完成需求分析表。
实践探究
班级：8年__班
组别：______
2
活动2：整体设计
以“智能校园数字气象站系统”为例，设计出系统的架构图。
实践探究
智能物联系统名称：智能校园数字气象站系统
设计目标
通过气象站系统的搭建，实时监测校园气象环境
1.利用智能终端结合相关传感器，对气温、最高气温、最低气温、
气压、相对湿度、风向风速、降水量等气象要素进行现场监测
2.通过阳络收集各种传感器的数据，实时上传到物联阳平台并保
功能需求
存到数据库，供后期分析
3.通过物联网平台，实时查询相关数据，实现Wb界面显示各种
数据，实现一定的反馈控制
4.通过简单的数据预测，实现简单的天气预报
1.硬件的选择；服务器、网络设备、智能终端、传感器、立杆等
资源与环境需求
2.软件的选择：物联网平台、程序编写软件等
3.环境的选择：校园中的空旷场地，四周无遮挡物，能充分采集
阳光、风速等数据
可行性分析
选择稳定的物联阳平台，如：Easyiot、SIoT;选择硬件相配
技术角度
套的编程软件，如：Python IDE、mPython、BXY
选择教师计算机或学生计算机自行搭建服务器，或选用能提供一定
经济角度
免费使用空间的物联阳平台网络服务器；购置通用性、操作性良好的
硬件，如传感器、执行器、通信模块、扩展板等
通过建立以物联阳为核心的在线校园数字气象站系统，实时观测与
社会意义
记录温度湿度、风向风速、紫外线强度等气象参数，提高学生学习
气象科学知识的兴趣，促进学校气象科普工作的开展
收集
处理
呈现
气温、气压、温
传输
物联网平台、视
图形、表格、文
功能
度、风向、风
有线网络
无线网络
频监控平台、数
本、视频、音频
速、降水量等
据处理软件等
等
各
类传感器
PC:数据驾驶舱
、}
数据采集器
、
交换机、路由
物联网平台；手机：
服务器、数据
设备
视频监控
设
器、网线、电缆
微信端小程序、专
采集器等
备、立杆、支
等
用APP;室外设备：
架、电源等
:LED屏幕、广播
收集模块
传输模块
处理模块
呈现模块
图12-1“智能校园数字气象站系统”架构图《第12课 智能物联系统的设计》作业设计
作业分析
作业类型 基础型作业 探究型作业 实践型作业 跨学科综合作业
作业类别 课时作业 单元作业 学期作业
应用场景 课前预习 课中练习 课后作业
作业对象 全体学生作业 学生根据情况可选作业
设计思路 本作业设计围绕智能物联系统的核心概念和应用展开，包括填空题、选择题和实践题三种题型。填空题旨在巩固基础知识，选择题考察理解分析能力，实践题则注重学生的实际应用和方案设计能力。通过这份作业，学生能够更全面地掌握智能物联系统的相关知识。
作业内容
一、填空题【难度等级：★★★★】
1. 智能物联系统通过________和________技术，实现了各种设备的互联互通。
2. 在设计智能物联系统时，需要考虑的主要组件包括________、________和________。
3. 物联网中的“物”通常指的是具有________、________和________能力的设备。
4. 智能物联系统中的传感器主要用于________，而执行器则负责________。
5. 为了确保智能物联系统的安全性和稳定性，需要采取________和________等安全措施。
二、选择题【难度等级：★★★】
1. 智能物联系统中，负责收集和传递环境信息的设备是：
A. 传感器
B. 执行器
C. 控制器
D. 通信模块
2. 在设计智能物联系统时，下列哪项不是必须考虑的因素？
A. 设备兼容性
B. 数据安全性
C. 用户界面美观
D. 系统稳定性
3. 物联网中的“物”通常指的是哪些设备？
A. 智能手机和电脑
B. 具有信息处理和通信能力的设备
C. 传统家用电器
D. 大型机械设备
4. 智能物联系统通过什么方式实现设备的互联互通？
A. 蓝牙技术
B. 物联网技术
C. 云计算技术
D. 人工智能技术
5. 关于智能物联系统的安全性，以下哪项措施是不正确的？
A. 加密通信数据
B. 使用弱密码或无密码
C. 定期更新安全补丁
D. 限制不必要的网络访问
三、实践题【难度等级：★★★★★】
1. 设计一个简易的智能家居场景，列出至少三个可以通过智能物联系统控制的设备，并说明每个设备的功能及其在智能家居中的作用。
2. 假设你是一名智能物联系统的开发者，请描述在设计一个智能照明系统时需要考虑的关键因素，并说明如何通过传感器和执行器实现自动化照明控制。
3. 请利用所学知识，设计一个能够实现温度监控和自动调节的智能物联系统方案。方案中应包含温度传感器、执行器（如空调或加热器）以及控制系统的主要工作流程。

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