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
智能物联系统中数据采集、数据传输与存储、数据分析与呈现等功能的实现，一般通过软件的程序编写、参数设置等完成。
温度传感器和水银温度计采集环境温度的过程有何不同
通过传感器采集的数据能否直接帮助我们做出决策
《第14课 智能物联系统的软件编写》
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：数据采集
2
活动2：数据传输与存储
《目录》
信息科技
3
活动3：数据分析与呈现
01
数据采集
活动1
01.知识点讲解
数据采集是利用一种或多种装置，从系统外部采集数据并输入系统内部的过程。以“智能校园数字气象站系统”为例，气象数据采集过程是通过传感器将物理量转换为电信号，并将这些信号进行采集、处理和转换成有用的数据的过程，如图14-1所示。
活动1：数据采集
01
02
数据传输与存储
活动2
01.知识点讲解
在物联系统中，采集到的数据一般先汇总存储在采集器，形成特定规则的数据格式，请求数据的程序按照数据格式来编写代码接收数据。如图14-2所示，在“智能校园数字气象站系统”中，上传服务器的数据代码包含上传时间、数值单位、数值编码、设备名称、数值、设备编码等信息。
活动2：数据传输与存储
02
01.知识点讲解
活动2：数据传输与存储
02
在相关软件中设置传感设备的网络连接参数，连接物联网平台，上传采集的数据，测试物联系统数据传输的稳定性。
实践探究
采集器上传数据时需遵循特定的网络协议，历经分包、编码、传输、解码、组装等过程，传输至服务器，如图14-3所示。服务器通常根据数值编码进行整理，采用数据库的方式存储数据，便于数据的管理、查询和调用。
03
数据分析与呈现
活动3
01.知识点讲解
活动3：数据分析与呈现
03
在智能物联系统中，如智慧工厂、智慧楼宇、智慧校园等都需要将物联网设备采集的数据通过程序进行分析，得到直观的可视化呈现效果，满足用户对实时、精准、全面的数字化管理要求。
如图14-4所示，在“智能校园数字气象站系统”中，通过软件的开发，将数据以数据驾驶舱形式呈现，用户可以实时查看设备状态。同时通过选择相关设备编号，可以查看各类气象数据值的记录，如图14-5所示。
01.知识点讲解
活动3：数据分析与呈现
03
下载物联网平台中已存储的数据，通过编写软件进行分析。如图14-6、图14-7所示，用程序代码读取“智能校园数字气象站系统”中一天的气压数据，生成曲线图进行研究。
01.知识点讲解
03
助力知识
Python模块 在Python中，模块（Module)是用来把函数、变量，以及其他东西组织成更大的、更强的程序。Python提供了大量模块，有些模块内置在Python之中，如用于处理csv文件的读取和存档的模块CSV;有些模块需要单独下载，如用于数据分析的模块pandas。
活动3：数据分析与呈现
1.登录中小学信息科技学习平台，下载某一天的气压、气温和湿度数据,通过编写代码分析数据之间的关系。
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巩固练习
1
活动1：数据采集
2
活动2：数据传输与存储
《总结》
信息科技
3
活动3：数据分析与呈现
《感谢观看》
- Thank for Viewing -
珠珠老师
2023年浙教版 八年级下册《第14课 智能物联系统的软件编写》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4课。本节课分为三个活动：“数据采集”“数据传输与存储”“数据分析与呈现”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、通过收集数据，理解数据的采集、传输和存储的过程;（信息意识、计算思维） 2、通过合理选择工具对数据进行有效的分析，编写程序实现数据可视化。（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： 通过收集数据，理解数据的采集、传输和存储的过程 设计原因：理解数据的采集、传输和存储的过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： 通过合理选择工具对数据进行有效的分析，编写程序实现数据可视化。 设计原因：编写程序实现数据可视化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：智能物联系统中数据采集、数据传输与存储、数据分析与呈现等功能的实现，一般通过软件的程序编写、参数设置等完成。 温度传感器和水银温度计采集环境温度的过程有何不同 通过传感器采集的数据能否直接帮助我们做出决策 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： 激发学生对智能物联系统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：数据采集 知识讲解 数据采集是利用一种或多种装置，从系统外部采集数据并输入系统内部的过程。以“智能校园数字气象站系统”为例，气象数据采集过程是通过传感器将物理量转换为电信号，并将这些信号进行采集、处理和转换成有用的数据的过程，如图14-1所示。 活动2：数据传输与存储 知识讲解 在物联系统中，采集到的数据一般先汇总存储在采集器，形成特定规则的数据格式，请求数据的程序按照数据格式来编写代码接收数据。如图14-2所示，在“智能校园数字气象站系统”中，上传服务器的数据代码包含上传时间、数值单位、数值编码、设备名称、数值、设备编码等信息。 采集器上传数据时需遵循特定的网络协议，历经分包、编码、传输、解码、组装等过程，传输至服务器，如图14-3所示。服务器通常根据数值编码进行整理，采用数据库的方式存储数据，便于数据的管理、查询和调用。 活动3：数据分析与呈现 知识讲解 在智能物联系统中，如智慧工厂、智慧楼宇、智慧校园等都需要将物联网设备采集的数据通过程序进行分析，得到直观的可视化呈现效果，满足用户对实时、精准、全面的数字化管理要求。 如图14-4所示，在“智能校园数字气象站系统”中，通过软件的开发，将数据以数据驾驶舱形式呈现，用户可以实时查看设备状态。同时通过选择相关设备编号，可以查看各类气象数据值的记录，如图14-5所示。 下载物联网平台中已存储的数据，通过编写软件进行分析。如图14-6、图14-7所示，用程序代码读取“智能校园数字气象站系统”中一天的气压数据，生成曲线图进行研究。 重点知识 Python模块 在Python中，模块（Module)是用来把函数、变量，以及其他东西组织成更大的、更强的程序。Python提供了大量模块，有些模块内置在Python之中，如用于处理csv文件的读取和存档的模块CSV;有些模块需要单独下载，如用于数据分析的模块pandas。 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：数据采集 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,采集数据。 活动2：数据传输与存储 小组合作探究 1.在相关软件中设置传感设备的网络连接参数，连接物联网平台，上传采集的数据，测试物联系统数据传输的稳定性。
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：数据采集 活动2：数据传输与存储 活动3：数据分析与呈现 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：数据采集
以“智能校园数字气象站系统”为例，通过组建团队,采集数据。
实践探究
班级：8年__班
组别：______
2
活动2：数据传输与存储
在相关软件中设置传感设备的网络连接参数，连接物联网平台，上传采集的数据，测试物联系统数据传输的稳定性。
实践探究
微控制器主板
测量对象
物理变化
传感器
电子信号
放大电路
信号放大
模拟数字转换器
数字信号
数值转换
数值
11001000
200
数据
数据信息
还原数据
数据
拆分成数据包
组装数据包
10101010
网络
10101010
01010101
01010101
数据包编码
网络传输
数据包解码
图14-3
校园气象站数据传输模拟过程图《第14课 智能物联系统的软件编写》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软件编写展开，包含填空题、选择题和实践题三种题型。通过填空题考查基础知识，选择题加深对知识点的理解，实践题则强调动手实践和应用能力。旨在全面提升学生的理论与实践水平。
作业内容
一、填空题【难度等级：★★★★】
1. 在智能物联系统中，常用的通信协议包括______和______等，它们用于实现设备之间的数据传输和指令控制。
2. 在编写智能物联系统的软件时，我们通常需要用到______语言，它具有跨平台、开源和易于学习的特点。
3. 物联网设备通常通过______接口与服务器进行通信，实现数据的上传和下载。
4. 在智能物联系统中，传感器的作用是______，它将物理量转换为计算机可以识别的电信号。
5. 在智能物联系统中，常见的传感器类型有温度传感器、湿度传感器、______传感器等，它们能够感知环境参数并做出相应的响应。
二、选择题【难度等级：★★★】
1. 在智能物联系统中，用于设备间通信的常用协议不包括以下哪一项？
A. MQTT
B. Zigbee
C. HTTP
D. TCP/IP
2. 编写智能物联系统软件时，下列哪种编程语言通常不是首选？
A. Python
B. Java
C. C++
D. HTML
3. 物联网设备通过哪种方式实现数据的远程传输和控制？
A. 蓝牙连接
B. 无线网络
C. 有线连接
D. USB接口
4. 在智能物联系统中，传感器的主要功能是什么？
A. 存储数据
B. 计算数据
C. 转换和传输数据
D. 显示数据
5. 以下哪种传感器通常用于测量环境中的光线强度？
A. 温度传感器
B. 湿度传感器
C. 光敏传感器
D. 加速度传感器
三、实践题【难度等级：★★★★★】
1. 请使用你熟悉的编程语言和物联网平台，设计一个简易的温度监控系统。该系统能够实时读取温度传感器的数据，并将温度值显示在终端或网页上。当温度超过预设的阈值时，系统应能自动发送警报信息至指定邮箱或手机。请描述你的设计思路、使用的关键技术以及实现过程。
2. 假设你正在开发一个智能家居控制系统，该系统能够通过手机APP控制家中的灯光、空调等设备。请设计一个简单的软件架构图，并说明各个模块的功能及它们之间的交互方式。同时，请列举在开发过程中可能遇到的技术难点及相应的解决方案。
3. 请利用物联网开发板（如Arduino、Raspberry Pi等）及相应传感器，实现一个智能浇花系统。该系统能够根据土壤湿度传感器的数据，自动判断是否需要浇水，并控制水泵进行灌溉。请详细描述你的硬件连接、软件编程以及系统测试的过程，并展示你的系统是如何实现智能浇花功能的。

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