资源简介

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《3.4智能控制技术》教学设计
教学内容分析
本节课是2022年电子工业出版社出版的八年级上册第三单元第4课。本节课分为三个活动：“认识自动控制技术”“认识远程控制技术”“模拟智能手环的远程提醒应用”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、认识自动控制技术（信息意识、计算思维） 2、认识远程控制技术（信息意识、计算思维、数字化学习与创新） 3、对智能手环与智能控制技术进行分析，描述它实现的功能与应用场景（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： 1、认识自动控制技术 2、认识远程控制技术 3、模拟智能手环的远程提醒应用 设计原因：了解生活中的传感器智能控制技术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： 模拟智能手环的远程提醒应用，描述它实现的功能与应用场景 设计原因：能实现对智能手环的智能控制技术进行分析在操作上对学生来说比较困难，所以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：马宁发现在物联网的应用中，实现与机器、设备的交互还需要控制技术。例如，远程控制的门禁、远程感应的灯、实现家庭防护的报警器、矿场中远程控制的机器等，物联网应用中将数据经过分析、处理后，可以根据信息按照既定的程序进行操作，例如，开门、亮灯、发出警报、控制机器动作等，这就是智能控制技术。 在本节，我们通过让智能手环实现智能控制，学习物联网应用层的关键技术之一--智能控制技术。 在物联网中，当传感器获取大量数据后，对数据进行分析、处理，通过控制技术就可以实现对相关设备的控制。根据控制主体的不同，控制形式可分为自动控制与手动控制。 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： 激发学生对传感器与智能控制技术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：认识自动控制技术 知识讲解 自动控制是指对采集到的数据进行分析和处理,并按规定的控制规则，实施控制行为。 自动控制的应用相当广泛，如火车站人脸识别进站系统，当旅客在进站口的闸机上刷身份证后，该系统自动识别身份证信息，同时进行人脸识别对比，并在数据库中查找这一身份信息，判断该旅客是否购买了本站有关车次的车票，然后做出是否打开闸机的决定，如图3.4.1所示。 控制技术中的执行器 执行器是指接收控制信号并对受控对象进行控制的设备。常见的执行器有灯光设备、显示设备、声音设备和电机类设备，如图 3.4.2 所示。 灯光设备是一种输出光信号的执行器，如LED 灯、光环板等; 显示设备是实现人机对话的主要形式，如数码管、OLED 显示屏、LCD 液晶屏等: 声音设备是一种输出声音信号的执行器，如蜂鸣器、喇叭等; 电机类设备是一种控制物休运转的执行器，如可以调节速度的马达，能够控制转动角度的舵机等。 活动2：认识远程控制技术 知识讲解 手动控制是由人直接或间接操作完成的控制。远程控制是常见的手动控制，它是指人使用计算机、手机等智能终端中的软件发送指令，通过物联网对远程设备实现控制。例如，某智能远程控制App(界面如图3.4.3的左图所示)，通过网络连接到在线设备，实现设备的开关、定时、模式调整等操作，如图 3.4.3 所示。 常见的远程控制平台 物联网中常见的远程控制平台有 OneNET 平台、Blynk 平台、MOTT平台和终端小程序平台。 1.OneNET 平台 OneNET平台是由中国移动打造的PaaS 物联网开放平台，该平台能够帮助开发者轻松实现设备接入与设备连接，快速完成产品开发部署，为智能硬件、智能家居产品提供完善的物联网解决方案。 2.Blynk 平台 Blynk 平台是为物联网而设计的，它可以远程控制硬件，可以显示传感器数据，可以存储数据并对其进行视觉化。该平台有三个主要组件:BlynkApp、Blynk服务器和 Blynk库。 3.MQTT 平台 MQTT 是一个基于客户-服务器的消息发布/订阅传输协议，为连接远程设备提供实时可靠的消息服务。在物联网、小型设备、移动应用等方面有较广泛的应用。 4.终端小程序平台 使用终端小程序平台可以连接物联网设备。用户可以自行设置控制界面的组件，如开关、按钮、图表等，也可以设置组件的摆放位置，更灵活地控制物联网设备,还可以直观地看到设备上传感器获取的数据变化情况。 活动3：模拟智能手环的远程提醒应用 知识讲解 使用智能手环可以实现远程提醒的功能，例如，远程提醒老年人吃药。只要在App上发送消息或者点击按钮，就能把信息传送到智能手环中，从而触发智能手环中的执行器，让设备发出声音、亮灯或显示信息等，实现提醒。我们可以用智能开发板和智能终端，使用蓝牙通信的方式，模拟智能手环的远程提醒应用，如图 3.4.4 所示。 1.使设备与终端建立连接。启动编程软件，编写程序，使用蓝牙通信方式将智能终端与智能开发板连接起来，以实现数据传输。一般情况下由智能终端主动建立蓝牙连接，所以，可以设置智能开发板为蓝牙从机，将其命名为“远程提醒应用”，相应的程序如图3.4.5所示。 2.让智能开发板接收指令。蓝牙可以实现主机和从机相互发送和接收数据(指令)，在本例的模拟智能手环的远程提醒应用中，我们只将智能开发板作为接收数据并根据数据做出反馈的一端，相应的程序如图3.4.6所示。 3.让智能开发板判断指令并进行提醒。要实现在智能终端发送相关数据(指令)后，控制智能开发板做出提醒的功能，需要让智能开发板判断发送的数据(指令)是否符合条件，如果是，则播放音乐进行提醒。相应的程序如图 3.4.7 所示。 4.智能终端发送数据(指令)与结果测试。将编写好的蓝牙从机相关程序刷入智能开发板中，在智能终端下载相关的蓝牙App，打开并连接名为“远程提醒应用”的蓝牙设备，等待一段时间后显示连接成功，这时就可以在智能终端输入命令“该吃药了”,让智能开发板发出声音提醒。 请同学们将上述“模拟智能手环的远程提醒应用”的程序刷入智能开发板，并在智能终端发送“该吃药了”命令，如图 3.4.8所示,查看智能开发板是否响起提示音乐。 1.蓝牙 App 的下载 下载并安装资源网站中的蓝牙 ApP。 2.蓝牙模块的使用 在 mPython 软件中，执行“扩展-添加”项中的“通信”子项，在界面的右侧找到“蓝牙”模块并加载，从“串口透传”的模块指令中可以找到上述程序要使用的相关指令。 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：认识自动控制技术 实践探究 请同学们说一说生活中常见的自动控制装置及其功能。 活动2：认识远程控制技术 实践探究 请同学们查阅资料，了解物联网中还有哪些应用涉及远程控制技术它们使用的控制平台分别是什么 完成表 。 活动3：模拟智能手环的远程提醒应用 实践探究 请同学们以“远程智能摄像头”为例，查阅资料。说一说，智能摄像头是如何对家中情况进行监控并实时传输数据的，在这个过程中用到了哪些通信技术。 项目活动 模拟智能手环的远程吃药提醒应用 马宁的爷爷耳朵听不清楚声音，当马宁的爸爸远程提醒他吃药时，他偶尔会听不清楚智能手环的提示音。 活动内容 根据本节课学习的物联网控制技术，请同学们使用智能终端，结合智能开发板板载的执行器:RGB灯、OLED显示屏、蜂鸣器，为马宁的爷爷模拟一款能够亮起灯光、显示信息和循环播放音乐的智能手环，实现远程吃药提醒应用，如图 3.4.9所示 请根据本节课学习的内容，完成表3.4.2。 2.根据设计的模拟智能手环的功能，试着用本节学到的知识实现它们。
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：认识自动控制技术 活动2：认识远程控制技术 活动3：模拟智能手环的远程提醒应用 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。
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21世纪教育网(www.21cnjy.com)
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共30张PPT)
情境导入：
本单元项目式 主题：分析智能手环的智能控制技术
马宁发现在物联网的应用中，实现与机器、设备的交互还需要控制技术。例如，远程控制的门禁、远程感应的灯、实现家庭防护的报警器、矿场中远程控制的机器等，物联网应用中将数据经过分析、处理后，可以根据信息按照既定的程序进行操作，例如，开门、亮灯、发出警报、控制机器动作等，这就是智能控制技术。
在本节，我们通过让智能手环实现智能控制，学习物联网应用层的关键技术之一--智能控制技术。
情境导入：
本单元项目式 主题：分析智能手环的智能控制技术
在物联网中，当传感器获取大量数据后，对数据进行分析、处理，通过控制技术就可以实现对相关设备的控制。根据控制主体的不同，控制形式可分为自动控制与手动控制。
《3.4智能控制技术》
2023年电子工业出版社 八年级上册
-第3单元 物联网的关键技术 -
珠珠老师
信息科技 课件
2022新版课标内容
1
活动1：认识自动控制技术
2
活动2：认识远程控制技术
3
活动3：模拟智能手环的远程提醒应用
《目录》
信息科技
01
认识自动控制技术
活动1
01.知识点讲解
自动控制是指对采集到的数据进行分析和处理,并按规定的控制规则，实施控制行为。
自动控制的应用相当广泛，如火车站人脸识别进站系统，当旅客在进站口的闸机上刷身份证后，该系统自动识别身份证信息，同时进行人脸识别对比，并在数据库中查找这一身份信息，判断该旅客是否购买了本站有关车次的车票，然后做出是否打开闸机的决定，如图3.4.1所示。
活动1：认识自动控制技术
01
01.知识点讲解
活动1：认识自动控制技术
01
请同学们说一说生活中常见的自动控制装置及其功能。
实践探究
01.知识点讲解
活动1：认识自动控制技术
01
控制技术中的执行器
执行器是指接收控制信号并对受控对象进行控制的设备。常见的执行器有灯光设备、显示设备、声音设备和电机类设备，如图 3.4.2 所示。
灯光设备是一种输出光信号的执行器，如LED 灯、光环板等;
显示设备是实现人机对话的主要形式，如数码管、OLED 显示屏、LCD 液晶屏等:
声音设备是一种输出声音信号的执行器，如蜂鸣器、喇叭等;
电机类设备是一种控制物休运转的执行器，如可以调节速度的马达，能够控制转动角度的舵机等。
01.知识点讲解
活动1：认识自动控制技术
01
02
认识远程控制技术
活动2
01.知识点讲解
手动控制是由人直接或间接操作完成的控制。远程控制是常见的手动控制，它是指人使用计算机、手机等智能终端中的软件发送指令，通过物联网对远程设备实现控制。例如，某智能远程控制App(界面如图3.4.3的左图所示)，通过网络连接到在线设备，实现设备的开关、定时、模式调整等操作，如图 3.4.3 所示。
活动2：认识远程控制技术
02
01.知识点讲解
活动2：认识远程控制技术
01
请同学们查阅资料，了解物联网中还有哪些应用涉及远程控制技术它们使用的控制平台分别是什么 完成表 。
实践探究
物联网远程控制应用 控制平台
01.知识点讲解
常见的远程控制平台
物联网中常见的远程控制平台有 OneNET 平台、Blynk 平台、MOTT平台和终端小程序平台。
活动2：认识远程控制技术
02
1.OneNET 平台
OneNET平台是由中国移动打造的PaaS 物联网开放平台，该平台能够帮助开发者轻松实现设备接入与设备连接，快速完成产品开发部署，为智能硬件、智能家居产品提供完善的物联网解决方案。
01.知识点讲解
活动2：认识远程控制技术
02
2.Blynk 平台
Blynk 平台是为物联网而设计的，它可以远程控制硬件，可以显示传感器数据，可以存储数据并对其进行视觉化。该平台有三个主要组件:BlynkApp、Blynk服务器和 Blynk库。
3.MQTT 平台
MQTT 是一个基于客户-服务器的消息发布/订阅传输协议，为连接远程设备提供实时可靠的消息服务。在物联网、小型设备、移动应用等方面有较广泛的应用。
4.终端小程序平台
使用终端小程序平台可以连接物联网设备。用户可以自行设置控制界面的组件，如开关、按钮、图表等，也可以设置组件的摆放位置，更灵活地控制物联网设备,还可以直观地看到设备上传感器获取的数据变化情况。
03
模拟智能手环的
远程提醒应用
活动3
01.知识点讲解
活动3：模拟智能手环的远程提醒应用
03
使用智能手环可以实现远程提醒的功能，例如，远程提醒老年人吃药。只要在App上发送消息或者点击按钮，就能把信息传送到智能手环中，从而触发智能手环中的执行器，让设备发出声音、亮灯或显示信息等，实现提醒。我们可以用智能开发板和智能终端，使用蓝牙通信的方式，模拟智能手环的远程提醒应用，如图 3.4.4 所示。
01.知识点讲解
活动3：模拟智能手环的远程提醒应用
03
1.使设备与终端建立连接。启动编程软件，编写程序，使用蓝牙通信方式将智能终端与智能开发板连接起来，以实现数据传输。一般情况下由智能终端主动建立蓝牙连接，所以，可以设置智能开发板为蓝牙从机，将其命名为“远程提醒应用”，相应的程序如图3.4.5所示。
01.知识点讲解
活动3：模拟智能手环的远程提醒应用
03
2.让智能开发板接收指令。蓝牙可以实现主机和从机相互发送和接收数据(指令)，在本例的模拟智能手环的远程提醒应用中，我们只将智能开发板作为接收数据并根据数据做出反馈的一端，相应的程序如图3.4.6所示。
01.知识点讲解
活动3：模拟智能手环的远程提醒应用
03
3.让智能开发板判断指令并进行提醒。要实现在智能终端发送相关数据(指令)后，控制智能开发板做出提醒的功能，需要让智能开发板判断发送的数据(指令)是否符合条件，如果是，则播放音乐进行提醒。相应的程序如图 3.4.7 所示。
01.知识点讲解
活动3：模拟智能手环的远程提醒应用
03
4.智能终端发送数据(指令)与结果测试。将编写好的蓝牙从机相关程序刷入智能开发板中，在智能终端下载相关的蓝牙App，打开并连接名为“远程提醒应用”的蓝牙设备，等待一段时间后显示连接成功，这时就可以在智能终端输入命令“该吃药了”,让智能开发板发出声音提醒。
01.知识点讲解
活动3：模拟智能手环的远程提醒应用
03
请同学们将上述“模拟智能手环的远程提醒应用”的程序刷入智能开发板，并在智能终端发送“该吃药了”命令，如图 3.4.8所示,查看智能开发板是否响起提示音乐。
01.知识点讲解
活动3：模拟智能手环的远程提醒应用
01
请同学们以“远程智能摄像头”为例，查阅资料。说一说，智能摄像头是如何对家中情况进行监控并实时传输数据的，在这个过程中用到了哪些通信技术。
实践探究
01.知识点讲解
活动3：模拟智能手环的远程提醒应用
03
1.蓝牙 App 的下载
下载并安装资源网站中的蓝牙 ApP。
2.蓝牙模块的使用
在 mPython 软件中，执行“扩展-添加”项中的“通信”子项，在界面的右侧找到“蓝牙”模块并加载，从“串口透传”的模块指令中可以找到上述程序要使用的相关指令。
01.知识点讲解
项目实施
本单元项目式 主题：分析智能手环的智能控制技术
模拟智能手环的远程吃药提醒应用
马宁的爷爷耳朵听不清楚声音，当马宁的爸爸远程提醒他吃药时，他偶尔会听不清楚智能手环的提示音。
活动内容
01.知识点讲解
项目实施
本单元项目式 主题：分析智能手环的智能控制技术
根据本节课学习的物联网控制技术，请同学们使用智能终端，结合智能开发板板载的执行器:RGB灯、OLED显示屏、蜂鸣器，为马宁的爷爷模拟一款能够亮起灯光、显示信息和循环播放音乐的智能手环，实现远程吃药提醒应用，如图 3.4.9所示
活动内容
01.知识点讲解
项目实施
本单元项目式 主题：分析智能手环的智能控制技术
1.请根据本节课学习的内容，完成表3.4.2。
活动内容
远程控制方式 通信技术 执行器 实现的功能
01.知识点讲解
项目实施
本单元项目式 主题：分析智能手环的智能控制技术
2.根据设计的模拟智能手环的功能，试着用本节学到的知识实现它们。
活动内容
《总结》
信息科技
1
活动1：认识自动控制技术
2
活动2：认识远程控制技术
3
活动3：模拟智能手环的远程提醒应用
《感谢观看》
- Thank for Viewing -
珠珠老师
2023年电子工业出版社 八年级上册(共1张PPT)
学习单
1
活动1：认识自动控制技术
班级：8年__班
组别：______
2
活动2：认识远程控制技术
3
活动3：模拟智能手环的远程提醒应用
实践探究
思考与讨论
思考与讨论
请同学们说一说生活中常见的自动控制装置及其功能。
请同学们查阅资料，了解物联网中还有哪些应用涉及远程控制技术它们使用的控制平台分别是什么 完成表 。
1.请根据本节课学习的内容，完成表3.4.2。
2.根据设计的模拟智能手环的功能，试着用本节学到的知识实现它们。中小学教育资源及组卷应用平台
《3.4智能控制技术》作业设计
作业分析
作业类型 R基础型作业 R探究型作业 实践型作业 跨学科综合作业
作业类别 R课时作业 单元作业 学期作业
应用场景 课前预习 R课中练习 课后作业
作业对象 R全体学生作业 学生根据情况可选作业
设计思路 通过比较、综合、拓展，巩固本节课知识点，举一反三，让学生自主探究，掌握新知，沟通交流，提升协作能力。
作业内容
【难度等级：★★】 物联网智能控制技术可以分为:_______________________和________________。 【难度等级：★★】 2本节课制作的远程吃药提醒器只能提醒爷爷一次,万一爷爷没有注意到，就又忘记了，试一试修改程序，保证爷爷能够持续看到或听到提醒吃药的信号，以及看到信号后自己手动关闭智能开发板(如按下A键关闭信号)。 【难度等级：★★★★★】 3.智能控制技术在我们日常生活中的应用非常广泛。如果有一天你忘记带钥匙了，不用担心，用智能终端 App 就可以一键开门。请同学们为智能开发板外接舵机执行器(旋转角度0~180°),图3.4.10供参考。然后编写相关的程序，模拟实现智能终端远程开门的应用。
中小学教育资源及组卷应用平台
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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