资源简介

(共45张PPT)
主题一 任务一
模块功能先划分
（桂科2025版）八年级
下
1
核心素养目标
3
活动目标
5
练习提升
7
拓展延伸
2
新知导入
4
新知讲解
6
开拓视野
活动日志
8
01
核心素养目标
信息意识
计算思维
数字化学习与创新
信息社会责任
了解物联技术在智慧农业中的重要作用，增强对农业科技发展的责任感和使命感。
利用传感器、微控制器等硬件工具，创新设计简易物联系统，提升创新能力和实践能力。
掌握物联系统的工作流程和基本原理，锻炼将实际问题抽象为计算模型的能力，培养逻辑思维和问题解决能力。
认识到物联系统在日常生活中的应用价值，增强对信息技术的兴趣和探索意识，为未来的信息化生活打下基础。
02
新知导入
在我看来，计算机计算机依靠传感器来接收外界的信息。就像我们的眼睛和耳朵一样，传感器可以感知光、声音、温度、压力等各种物理量，并将这些信息转化为电信号。例如，摄像头就是一种图像传感器，它可以将外界的图像转化为数字信号，让计算机能够处理和分析。编码就像是一个神秘的密码世界。它虽然看不见摸不着，却在计算机的世界里起着非常重要的作用。
壮壮种植了一些豆角，可是经常忘记浇水，导致其长势不太理想。为改变现状，壮壮决定动手搭建一个简易蔬菜灌溉物联系统，改善豆角的生长环境状况。
02
新知导入
简易蔬菜灌溉系统需要用到哪些硬件呢？
我们主要需要用到土壤湿度传感器来检测土壤湿度，用微控制器来处理数据和控制水泵，还可能需要用到Wi-Fi模块来上传数据到手机App进行远程监控。
02
新知导入
思考
物联网系统是不是只能用来控制灌溉？
在我看来，计算机计算机依靠传感器来接收外界的信息。就像我们的眼睛和耳朵一样，传感器可以感知光、声音、温度、压力等各种物理量，并将这些信息转化为电信号。例如，摄像头就是一种图像传感器，它可以将外界的图像转化为数字信号，让计算机能够处理和分析。编码就像是一个神秘的密码世界。它虽然看不见摸不着，却在计算机的世界里起着非常重要的作用。
不是的，物联网系统的应用非常广泛。除了农业灌溉，它还可以应用于智能家居、健康医疗、智慧城市等多个领域。只要我们能想到的需要设备之间智能互联的场景，物联网技术都有可能发挥作用。
02
新知导入
在我看来，计算机计算机依靠传感器来接收外界的信息。就像我们的眼睛和耳朵一样，传感器可以感知光、声音、温度、压力等各种物理量，并将这些信息转化为电信号。例如，摄像头就是一种图像传感器，它可以将外界的图像转化为数字信号，让计算机能够处理和分析。编码就像是一个神秘的密码世界。它虽然看不见摸不着，却在计算机的世界里起着非常重要的作用。
在农业领域，物联网技术正发挥着巨大的作用。通过精准管理农田，农民可以提高农作物的产量和质量，减少浪费。今天，我们将一起走进智慧农业，了解物联网如何助力农业灌溉。
通过物联网技术，我们可以实现农业灌溉的智能化管理，让农业生产变得更加高效和便捷。
02
新知导入
思考
设计简易蔬菜灌溉物联系统可以先从哪方面切入呢？结合你对物联系统的认识，说一说，写一写。
03
新知讲解
核心功能：用土壤湿度传感器检测干湿，自动启停水泵浇水。
硬件简化：传感器+微控制器+水泵，通过代码设置湿度阈值控制开关。
联网扩展：加Wi-Fi模块上传数据到手机App远程监控。
优化要点：防水处理、调节浇水时长、用充电宝供电。
讨论
与小伙伴分享你平时与智能音箱或语音助手的互动经历，完成图1-1-1中有关物联系统工作环节的匹配。
03
新知讲解
选项:A.反馈与控制 B.分析处理数据D.传输与存储数据C.采集数据
03
新知讲解
选项：
A.反馈与控制
B.分析处理数据
C.采集数据
D.传输与存储数据
C
D
B
A
小贴士
尽管不同类型的物联系统在功能、软硬件组成上存在差异，但它们的工作流程大同小异，主要包括以下工作环节：
1.采集数据。
2.传输与存储。
3.分析处理数据。
4.反馈与控制。
03
新知讲解
小贴士
1.采集数据。通过在物体上或者环境内部署传感器，实时获取相关数据，例如智能音箱物联系统是通过声音传感器收集周围环境的声音信息的。这个环节通常包括获取原始数据的各种硬件设备和对数据进行预处理的软件。
04
新知讲解
小贴士
2.传输与存储数据。通过合适的网络传输方式将采集到的数据传输到数据处理中心或云端服务器，同时按照数据类型进行分类存储，方便后续的数据分析和使用。
03
新知讲解
小贴士
3.分析处理数据。对采集到的数据进行深入分析，形成有价值的结论数据，为决策提供支持。
03
新知讲解
小贴士
4.反馈与控制。服务器将结论数据反馈至终端设备，终端设备则根据反馈信息执行相应的指令和操作，比如智能音箱物联系统可以识别人声口令、自动调节音量大小、播报天气预报等。
03
新知讲解
探究
1.需求分析：请参考智能音箱物联系统的工作环节，分组讨论简易蔬菜灌溉物联系统应具备的基本功并完成功能需求表1-1-1。
03
新知讲解
环节 功能描述
采集数据 1.实时感知豆角生长环境中的土壤湿度
2.周期性记录环境数据（如每30分钟采集一次）
传输与存储数据 1. 通过无线网络将传感器数据发送至中央处理器（如微控制器）
2. 将数据存储至本地或云端数据库，便于长期分析
分析处理数据 1. 根据预设阈值判断土壤湿度是否需灌溉（如湿度<30%触发浇水）
2. 结合光照和温度数据优化灌溉策略（如光照强时减少浇水频率）
反馈与控制 1. 自动控制水泵或电磁阀进行灌溉
2. 通过手机或显示屏反馈当前环境状态及灌溉记录（如“土壤干燥，已启动浇水”）
探究
2.实现方案。分组讨论，进一步明确各个环节的实现方法，结合表1-1-2给出的信息完成以下填空。
03
新知讲解
名称 图片 简介
温湿度传感器 用于监测和显示周围环境温度和湿度的 装置。它内部的特殊元件对温度和湿度 的变化非常敏感,能够将这些变化转换 成易于处理的信号,比如电信号或数字 信号等
土壤湿度传感器 用来测量土壤湿度的设备。这种传感器 在农业、园艺、环境监测等领域有着广 泛的应用
光线传感器 一种能够感知周围光线强弱并作出反 应的电子元件。它就像简化版的眼 晴,专门用来“看”光线,并根据光 线的强弱来调节设备的工作状态
主控板 一款开源硬件,板上集成加速度传感 器、声音传感器、蜂鸣器等电子元件, 主要用于收集并传输环境数据
探究
2.实现方案。分组讨论，进一步明确各个环节的实现方法，结合表1-1-2给出的信息完成以下填空。
03
新知讲解
名称 图片 简介
物联网服务平台 能将各种设备和系统连接起来，为它们相互通信、交换数据和协同工作提供支持的集成系统，主要用于处理主控板传输的动态数据
水泵 简单来说，水泵就是一个能把液体 “吸”进来再“压”出去的机器。它不 仅能泵水,还能泵送其他液体，比如 油、酸碱液、乳化液、悬乳液，甚至液态金属等
探究
（1）采集数据。根据具体使用场景和要求选择合适的数据采集设备。例如，要实时获取土壤湿度数据，可以利用土壤湿度传感器实现；还可以利用温度传感器，获取到土壤温度；或者借助光照强度传感器，获取到光照强度。
03
新知讲解
探究
（2）传输与存储数据。采集到的土壤湿度数据通过无线网络方式传输给系统的中央数据处理模块，并传到云端存储平台中，以便后续处理和分析。
03
新知讲解
探究
（3）运用数据分析工具对数据进行进一步的加工整理，使其符合统计分析的需要，包括清洗、分析和格式化等。
03
新知讲解
探究
（4）反馈与控制。反馈环节会将获取到的环境数据与预设阈值的数据进行比较，如果两者之间有显著偏差，控制环节会触发执行器，以调节环境。
03
新知讲解
讨论
对比温湿度传感器、土壤湿度传感器和光线传感器三种类型，说一说它们在使用过程中有哪些相同点和不同点，并完成下列练习。
03
新知讲解
相同点：都是用来检测环境数据，且需要连接控制器才能工作。
不同点：检测目标不同（温湿度测空气，土壤湿度测泥土，光线测光照强弱）。
讨论
1.以下有关温湿度传感器、土壤湿度传感器和光线传感器适用场景的描述中，正确的有（ AC ）
A.土壤湿度传感器专门用来测量土壤中的水分含量
B.温湿度传感器可以输出数字信号，直接与微控制器连接，通过串口读取温度和湿度值
C.光线传感器适用于需要根据光照强度调整行为的场景，如自动调节室内照明或植物生长室的补光系统
D.温湿度传感器需要直接接触土壤
03
新知讲解
讨论
2.温湿度传感器、土壤湿度传感器和光线传感器的相同点包括（ AD ）
A.数据采集
B.测量空气的温度和湿度
C.智能决策
D.环境适应性
03
新知讲解
马上行动
结合简易蔬菜灌溉物联系统的工作环节和各环节的功能需求，试着完成图 1-1-2中有关物联系统功能模块的划分。
选项：A.网络通信 B.服务平台 C.环境感知 D.执行
03
新知讲解
C
A
B
D
小贴士
1.环境感知模块。主要负责采集环境数据，并通过网络通信模块将其发送到服务平台模块。
03
新知讲解
小贴士
2.网络通信模块。负责实现数据通信。在本项目中，将环境感知模块获取的数据发送到服务平台模块，并将服务平台模块的数据和从互联网获取的天气预报数据传输给主控板。
03
新知讲解
小贴士
3.服务平台模块。主要负责数据的汇总、处理。在本项目中，负责存储、处理环境数据，将环境数据可视化，从而实现自动控制灌溉。
03
新知讲解
小贴士
4.执行模块。根据主控板发出的指令产生相应的动作（如水泵开启或关闭等），从而实现物联系统对现实世界的反馈。
03
新知讲解
讨论
在认识了物联系统的基本工作流程和功能模块之后，关于搭建简易蔬菜灌溉物联系统，你有了哪些新的设计想法？记录下来，与老师和同学们交流。
03
新知讲解
我想设计一个简易蔬菜灌溉物联系统，通过土壤湿度传感器实时检测土壤湿度，并将数据发送给中央控制器，当土壤干燥时，自动触发浇水装置进行灌溉，既方便又节水。
任务拓展
当出租车司机触发一键报警按键之后，出租车智能管理系统就会通过摄像头、GPS 定位系统和远程控制功能遥控该车辆驾驶到指定位置。结合物联系统的工作流程，说一说出租车智能管理系统的各个工作环节可能使用到哪些硬件。
03
新知讲解
任务拓展
03
新知讲解
采集数据：车上装的摄像头（拍车内外的视频）、GPS定位器（像手机地图一样知道车在哪）、报警按钮（司机按了才会触发）。
传输数据：用4G/5G网络模块（像手机上网）把视频和位置传给公司后台。
处理数据：公司电脑（或服务器）收到后，自动分析是不是真有危险，然后决定要不要控制车。
控制车辆：车上有个远程控制器（类似遥控汽车的接收器），能锁车门、慢慢减速，或者开去派出所。
04
拓展延伸
物联网的“生活应用”
智能家居：
物联网让家中设备互联，远程智控，生活便捷且更智能化，提升居住品质。
健康医疗：
智能医疗设备实时监测，远程诊疗，健康管理更加精准化，方便患者就医。
04
拓展延伸
物联网的“生活应用”
智慧城市：
物联网连接城市设备，智能管理，提升城市运行效率化，打造智慧生活圈。
工业自动化：
物联网监测环境数据，智能预警，环保治理更加精细化，保护生态环境。
04
拓展延伸
物联网的“生活应用”
智慧农业：
物联网技术应用于农业，精准管理，农业生产更加科学化，提高农作物产量。
智慧环保：
物联网技术助力工业，智能制造，生产流程更加高效化，降低运营成本。
07
活动日志
活动日志 班级：XX 姓名：XX
活动名称 模块功能先划分
活动环节 1了解物联网工作环节 口 2讨论简易灌溉物联系统 口
（在对应环节画V）
活动完成内容 完成简易灌溉物联系统模块划分
活动完成度 口口口口口口口口口(100%)
活动小结 问题与反思：语法错误、编辑错误。
改进的方法：加强对灌溉物联系统的理解。
08
板书设计
模块功能先划分
1.进行新知引入
2.完成需求分析
3.讨论设计想法
4.完成课堂练习
5.进行知识拓展
09
课后作业
01
根据本课内容，制作一个自己的功能规划。
09
课后作业
02
学完本节课，和同学们讨论数据规划。
09
课后作业
1、简易蔬菜灌溉物联系统的核心功能是什么？（ ）
A. 用土壤湿度传感器检测干湿，自动启停水泵浇水。 B. 播放音乐给蔬菜听，促进生长。
C. 自动施肥，无需人工干预。 D. 实时监控蔬菜的长势，通过摄像头查看。
2、在物联系统中，哪个模块负责采集环境数据？（ ）
A. 网络通信模块 B. 服务平台模块 C. 环境感知模块 D. 执行模块
3、以下哪种传感器适用于测量土壤中的水分含量？（ ）
A. 土壤湿度传感器 B. 温湿度传感器 C. 光线传感器 D. 声音传感器
4、物联系统中，数据通常通过什么方式传输到数据处理中心或云端服务器？（ ）
A. 蓝牙 B. 无线网络 C. 有线电缆 D. 红外线
A
C
A
B
09
课后作业
6、物联系统在智慧农业中有什么应用？请举一个例子。
7、温湿度传感器和土壤湿度传感器都可以直接测量土壤中的湿度。（ ）
8、在简易蔬菜灌溉物联系统中，水泵是执行模块的一部分。（ ）
9、光线传感器可以用于自动调节室内照明。（ ）
物联系统在智慧农业中可以用来实时监测农田的环境，比如土壤湿度、温度和光照强度等。举个例子，当土壤湿度传感器检测到土壤太干时，系统会自动启动水泵给农田浇水，这样就不需要人工去检查土壤湿度再决定是否浇水了，既方便又高效。这就是物联系统在智慧农业中的一个简单应用。
错
对
对
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