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
硬件是智能物联系统的重要基础设施，它的技术指标决定了系统的运行速度、可靠性、适用范围、可维护性等。智能物联系统的硬件组成主要包括服务器、网络设备、传感设备、智能终端等，这些硬件搭建在一定的环境下，实现系统的正常工作。
科技公司为何将大型服务器放置在海底、山洞等特殊地理位置
碰到传感器采集的数据丢失时，你将如何解决这个故障
《第13课 智能物联系统的硬件搭建》
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：硬件的运行环境
2
活动2：硬件搭建
《目录》
信息科技
3
活动3：硬件测试
01
硬件的运行环境
活动1
01.知识点讲解
智能物联系统硬件的运行环境需满足设备正常工作的环境参数要求。服务器、监测屏等一般放置在有网络、可恒温的机房，网络设备、传感设备、智能终端等根据产品的性能及系统需求进行合理放置。
以“智能校园数字气象站系统”为例，将各类硬件安装在校园合适的专用场地，确保设备在不同自然环境下正常运行。如图13-1所示，把气象站的地址选在教学楼的楼顶，符合“最大幅度地排除观测场地四周200米以内障碍物的影响”的运行环境条件。
活动1：硬件的运行环境
01
01.知识点讲解
确定气象观测场地后，需要考虑仪器配置和安装的规划。根据功能需求分析，室外设备包括了采集器、各类气象传感器、百叶箱、立杆支架、太阳能电池板、LED显示屏和监控设备等。如图13-2所示，参考仪器布置规划总平面图，确定气象的监测设备的摆放位置。
活动1：硬件的运行环境
01
在校园中确定数字气象站的选址，小组在线协同绘制气象监测设备平面图。
实践探究
02
硬件搭建
活动2
01.知识点讲解
活动2：硬件搭建
02
实现的功能 选择的器件
对采样数据进行控制运算、计算处理、质量控制 和存储，实现与终端计算机的交互 采集器
（数据上传模块)
采集温湿度数据 温湿度传感器
采集风向数据 风向传感器
采集风速数据 风速传感器
采集雨量数据 雨量传感器
实现供电 电源（适配器、电池等)
数据存储、系统软件的安装 服务器
网络通信 交换机、无线路由器、网线
服务器
智能物联系统的硬件搭建主要包括安装服务器、组建网络、连接监测设备等。在智能校园数字气象站系统中，其硬件组成主要包括服务器、网络设备、室外监测设备等(如表13-1)。
01.知识点讲解
活动2：硬件搭建
02
1，服务器
服务器主要是实现物联网平台功能，用于存储各种传感器采集上传的数据，通过处理与分析，响应客户端的服务需求。
2.网络设备
通过对交换机、无线路由器、网线等网络设备的搭建，实现各类传感器采集的数据实时传送到物联网平台。
3．室外监测设备
气象站需要对校园的气温、气压、湿度、风向风速、降水量等数据进行采集，选择对应功能的传感器将其安装在合适位置。
在校园气象场地完成硬件设备的搭建。
实践探究
03
硬件测试
活动3
01.知识点讲解
活动3：硬件测试
03
在完成搭建后，需要对硬件的可靠性进行测试。如在“智能校园数字气象站系统”中，需要对网络连接和传感器进行测试。
1．网络连接测试
网络设备接通电源后，需要在设置界面输入网络参数,实现网络连接。网络连接状况可以通过平台管理界面查询，也可以通过网络诊断工具进行测试，如图13-3所示。
01.知识点讲解
活动3：硬件测试
03
2.传感器测试
传感器采集的数据可以通过串口输出或LED屏输出等方式呈现，以检测传感器的工作状态。如图13-4所示，风向传感器转动到某一方向，观察输出的数据是否与方向匹配，如不匹配，需对传感器进行校准。
助力知识
在同一局域网内，打开命令提示符窗口，输入: ping 网络设备IP地址，按Enter键，检测当前主机与网络设备的连通情况和连接速度。
1.根据项目设计，完善设备清单，完成硬件的搭建，并记录过程。
*2．观察校园智能数字气象站,了解物联系统硬件的连接，画出数据传输流程示意图。
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巩固练习
器件名称 测试是否成功 遇到的问题 解决的方法
1
活动1：硬件的运行环境
2
活动2：硬件搭建
《总结》
信息科技
3
活动3：硬件测试
《感谢观看》
- Thank for Viewing -
珠珠老师
2023年浙教版 八年级下册《第13课 智能物联系统的硬件搭建》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3课。本节课分为三个活动：“硬件的运行环境”“硬件搭建”“硬件测试”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、通过选择规范的硬件运行环境和合适的硬件设备，实现物联网系统硬件搭建（信息意识、计算思维） 2、了解硬件搭建的一般过程,掌握硬件测试的方法。（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： 通过选择规范的硬件运行环境和合适的硬件设备，实现物联网系统硬件搭建 设计原因：硬件搭建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： 了解硬件搭建的一般过程,掌握硬件测试的方法 设计原因：掌握硬件测试的方法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：硬件是智能物联系统的重要基础设施，它的技术指标决定了系统的运行速度、可靠性、适用范围、可维护性等。智能物联系统的硬件组成主要包括服务器、网络设备、传感设备、智能终端等，这些硬件搭建在一定的环境下，实现系统的正常工作。 科技公司为何将大型服务器放置在海底、山洞等特殊地理位置 碰到传感器采集的数据丢失时，你将如何解决这个故障 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： 激发学生对硬件搭建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：硬件的运行环境 知识讲解 智能物联系统硬件的运行环境需满足设备正常工作的环境参数要求。服务器、监测屏等一般放置在有网络、可恒温的机房，网络设备、传感设备、智能终端等根据产品的性能及系统需求进行合理放置。 以“智能校园数字气象站系统”为例，将各类硬件安装在校园合适的专用场地，确保设备在不同自然环境下正常运行。如图13-1所示，把气象站的地址选在教学楼的楼顶，符合“最大幅度地排除观测场地四周200米以内障碍物的影响”的运行环境条件。 确定气象观测场地后，需要考虑仪器配置和安装的规划。根据功能需求分析，室外设备包括了采集器、各类气象传感器、百叶箱、立杆支架、太阳能电池板、LED显示屏和监控设备等。如图13-2所示，参考仪器布置规划总平面图，确定气象的监测设备的摆放位置。 活动2：硬件搭建 知识讲解 智能物联系统的硬件搭建主要包括安装服务器、组建网络、连接监测设备等。在智能校园数字气象站系统中，其硬件组成主要包括服务器、网络设备、室外监测设备等(如表13-1)。 1，服务器 服务器主要是实现物联网平台功能，用于存储各种传感器采集上传的数据，通过处理与分析，响应客户端的服务需求。 2.网络设备 通过对交换机、无线路由器、网线等网络设备的搭建，实现各类传感器采集的数据实时传送到物联网平台。 3．室外监测设备 气象站需要对校园的气温、气压、湿度、风向风速、降水量等数据进行采集，选择对应功能的传感器将其安装在合适位置。 活动3：硬件测试 知识讲解 在完成搭建后，需要对硬件的可靠性进行测试。如在“智能校园数字气象站系统”中，需要对网络连接和传感器进行测试。 1．网络连接测试 网络设备接通电源后，需要在设置界面输入网络参数,实现网络连接。网络连接状况可以通过平台管理界面查询，也可以通过网络诊断工具进行测试，如图13-3所示。 2.传感器测试 传感器采集的数据可以通过串口输出或LED屏输出等方式呈现，以检测传感器的工作状态。如图13-4所示，风向传感器转动到某一方向，观察输出的数据是否与方向匹配，如不匹配，需对传感器进行校准。 重点知识 在同一局域网内，打开命令提示符窗口，输入: ping 网络设备IP地址，按Enter键，检测当前主机与网络设备的连通情况和连接速度。 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：硬件的运行环境 小组合作探究 1.在校园中确定数字气象站的选址，小组在线协同绘制气象监测设备平面图。 活动2：硬件搭建 小组合作探究 1.在校园气象场地完成硬件设备的搭建。
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：硬件的运行环境 活动2：硬件搭建 活动3：硬件测试 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：硬件的运行环境
在校园中确定数字气象站的选址，小组在线协同绘制气象监测设备平面图。
实践探究
班级：8年__班
组别：______
2
活动2：硬件搭建
在校园气象场地完成硬件设备的搭建。
实践探究
实现的功能
选择的器件
对采样数据进行控制运算、计算处理、质
量控制
采集器
和存储，实现与终端计算机的交互
(数据上传模块)
采集温湿度数据
温湿度传感器
采集风向数据
风向传感器
采集风速数据
风速传感器
采集雨量数据
雨量传感器
实现供电
电源（适配器、电池等）
数据存储、系统软件的安装
服务器
交换机、无线路由器、网线
网络通信
服务器
4
气象站
N
地面气象观测场仪器南置规划总平面图
图13-1校园布局图
图13-2仪器布置规划总平面图《第13课 智能物联系统的硬件搭建》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 本作业设计旨在通过填空题、选择题和实践题等多种形式，全面考查学生对智能物联系统硬件搭建的掌握情况。题目紧扣课程内容，注重知识的应用与实践，旨在提升学生的实际操作能力和问题解决能力。
作业内容
一、填空题【难度等级：★★★★】
1. 在智能物联系统中，负责将物理世界的信号转换为计算机可识别信号的设备称为______。
2. 常见的物联网传感器有温度传感器、湿度传感器、______传感器等。
3. 在搭建智能物联系统时，需要用到______来连接传感器和执行器，实现数据的传输。
4. 为了实现远程控制，智能物联系统通常需要使用______技术来连接互联网。
5. 在智能物联系统的硬件搭建过程中，______是确保系统稳定运行的关键环节之一。
二、选择题【难度等级：★★★】
1. 在智能物联系统中，负责接收和发送数据的关键设备是（ ）。
A. 传感器
B. 执行器
C. 控制器
D. 路由器
2. 下列哪项不是物联网传感器的主要功能？（ ）
A. 采集环境数据
B. 控制硬件设备
C. 转换物理信号为数字信号
D. 发送数据到云端
3. 在搭建智能物联系统时，用于连接不同设备并实现数据通信的是（ ）。
A. 网线
B. 无线网卡
C. 数据线
D. 物联网网关
4. 智能物联系统通过哪种技术实现远程控制？（ ）
A. 蓝牙技术
B. 红外技术
C. 无线网络技术
D. 有线网络技术
5. 在智能物联系统的硬件搭建过程中，以下哪项不是必须考虑的因素？（ ）
A. 硬件设备的兼容性
B. 数据传输的安全性
C. 硬件设备的外观
D. 系统的稳定性和可靠性
三、实践题【难度等级：★★★★★】
1. 请设计一个简单的智能物联系统方案，包含至少一个传感器、一个执行器和一个控制器。描述系统中各部分的功能以及它们之间的连接和通信方式。
2. 利用提供的硬件设备和工具，搭建一个能够实时监测室内温度的智能物联系统。要求能够实时显示温度数据，并在温度超过设定阈值时触发报警或执行其他动作。请写出详细的搭建步骤和结果展示方式。
3. 分析一个实际的智能物联系统案例（如智能家居系统、智能农业系统等），说明其硬件组成、工作原理以及在实际应用中的优势。提出至少一个改进或优化该系统的建议，并解释理由。

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