资源简介 (共33张PPT)第一单元 第2课采集土壤湿度数据（教科版）八年级下1核心素养目标3新知讲解5拓展延伸7板书设计2新知导入4课堂练习6课堂总结课后作业801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结合智慧城市污染监测案例，讨论数据采集的隐私边界；通过冷链药品监控等场景。搭建简易物联网系统，用Python采集存储数据，通过Excel图表将原始数据转化为指导灌溉的可视化方案，提升数据处理能力。掌握传感器“感知-传输-分析”的工作原理，能拆解湿度采集器的硬件连接与程序逻辑，用数学方法（曲线、表格）解决实际问题。理解土壤温湿度数据与农业生产的关联，能通过图表分析植物需水规律，体会数据对优化灌溉决策的作用，形成“用数据说话”的思维习惯。02新知导入聚焦上节课我们了解了自动浇水器的构造和工作原理，现在一起来制作能自主判断的“智能小园丁”吧！第一步就是用传感器检测土壤湿度，记录并分析这些数据，就像解读植物的“口渴信号”，让浇水器知道何时该“喂水”。这节课我们就学习如何采集、存储并读懂这些关键数据！02新知导入探索看，这就是土壤温湿度传感器！它像给植物做“体检”的小护士，能同时测出土壤的“体温”（温度）和“口渴度”（湿度），是智能种田的“小侦察兵”，悄悄帮我们读懂泥土的秘密！03新知讲解能量加油站来看土壤温湿度传感器的奥秘！它其实有两大“超能力”：温度探测员像植物的“体温计”，能测量土壤、空气甚至水的温度。温度高低直接影响种子发芽、肥料分解和植物生长，还能帮助科学家研究农田的“小气候”哦！湿度侦察兵它专门检测土壤的“口渴值”——含水量，就像给泥土做干湿体检。农民伯伯用它判断什么时候浇水最合适，是智能灌溉的“小军师”。03新知讲解能量加油站小提示：虽然温度和湿度都重要，但今天我们先学会用湿度传感器“听”懂土壤的喝水需求！议一议请回忆一下，在前面的章节中，土壤温湿度传感器采集的数据是怎样显示和传输的？采集和存储土壤湿度数据的目的又是什么？显示方式通过显示屏（如LCD屏幕）实时显示数值。电脑/手机APP接收并可视化数据（比如曲线图或数字表格）。02新知导入传输方式有线传输：通过数据线连接电脑或控制器（如Arduino）。无线传输：蓝牙/Wi-Fi模块将数据发送到手机或云端。采集和存储土壤湿度数据的目的实时监测：让系统知道土壤“口渴程度”，自动决定是否浇水。长期分析：记录数据帮助优化浇水策略（比如调整浇水时间）。远程管理：即使不在家，也能通过手机查看植物状态。故障排查：存储的数据用来检查系统是否正常。议一议传感器数据是怎么从土壤传到系统，再变成浇水指令的？“摸土”测数据传感器金属针扎入土壤，感知湿度并转成数字信号（如“湿度50%”）。02新知导入“发短信”传数据传感器金属针扎入土壤，感知湿度并转成数字信号（如“湿度50%”）。“大脑”做决定系统对比设定值（如＜30%就浇水），自动开关水泵！土壤温湿度传感器如何实现数据的感知、传输与分析？03新知讲解写一写感知：探针接触土壤，检测导电性变化（湿度越高导电性越强），转化为电信号（如0-5V电压）。传输：电信号通过数据线（有线）或Wi-Fi/蓝牙模块（无线）发送到主控板或云端。分析：系统将接收的数据与设定阈值（如30%）对比，触发水泵开关等指令，实现自动浇灌。03新知讲解能量加油站土壤湿度传感器工作三步曲探针感知干湿：土壤越湿导电越强，传感器转成电信号（如“湿度60%”）。无线传数据：主控板通过Wi-Fi/蓝牙将数据发到云端，像发消息！看图表决策：手机/电脑用表格或曲线图分析趋势，设定自动浇水规则。例子：湿度30%→触发浇水→图表显示每天降10%→优化为“低于40%自动浇”。设计土壤湿度采集器——六步轻松搞定！准备材料：根据功能选硬件（主控板、传感器、数据线等）。连电线：把传感器和主控板用线接好（像拼积木一样对准接口）。写程序：设定“定时任务”（比如每2小时测一次湿度）。传数据：上传程序，手机/电脑就能收到湿度数据。存表格：从平台导出数据，保存为Excel或TXT文件。看表格找规律：用简单表格对比数据（示例），决定何时浇水最合适！03新知讲解做一做采集时间 8 10 12 14 16 18 20土壤湿度值 60% 53% 45% 47% 50% 38% 50%浇水 浇水 浇水 浇水用列表法分析完数据后，并不能直观地看出数据走向。请根据数据采集表中的信息绘制土壤湿度值-时间曲线，用作图法分析数据。03新知讲解做一做03新知讲解实践1.准备硬件：主控板x1、土壤湿度传感器x1、计算机x1、连接线x1。03新知讲解实践2.连接硬件。03新知讲解实践3.编写程序。（1）选择“Python 主程序开始”模块。（2）程序初始化时，将代表土壤湿度值的变量初始值设置为0，再设置主控板上液晶显示屏的数据显示格式，如右图所示。可根据个人喜好设置数据显示位置的坐标值。03新知讲解实践初始化程序如下图所示。03新知讲解实践（3）在循环执行阶段，主程序中要实现的是实时采集土壤湿度值，如下页图所示。假设土壤湿度传感器连接到主控板上的P21模拟口，主控板文本对象 text value 中显示的是土壤湿度值，数据采样时间是3秒。03新知讲解实践（4）采集完数据后，根据以前学习的方法，将数据传输到物联网平台上，如右图所示。03新知讲解实践（5）采集完数据后，从物联网平台中导出数据表，如下图所示。分别用作图法和列表法分析数据，并对比结果。03新知讲解ID 主题 消息 时间10458 浇水器 /土壤湿度 2108 2023/1/17 10:3310457 浇水器/土壤湿度 2067 2023/1/17 10:3310456 浇水器/土壤湿度 842 2023/1/17 10:3310455 浇水器 /土壤湿度 0 2023/1/17 10:3310454 浇水器 /土壤湿度 2059 2023/1/17 10:3310453 浇水器 /土壤湿度 1244 2023/1/17 10:3310452 浇水器 /土壤湿度 2291 2023/1/17 10:3310451 浇水器/土壤湿度 1920 2023/1/17 10:3310450 浇水器 /土壤湿度 0 2023/1/17 10:3310449 浇水器 /土壤湿度 1 2023/1/17 10:3210448 浇水器 /土壤湿度 0 2023/1/17 10:3210447 浇水器 /土壤湿度 0 2023/1/17 10:3203新知讲解实践4.运行调试。运行上面的程序，并观察、分析结果。遇到问题时，尝试调试解决。04课堂练习一、判断正误，正确的画”√“，错误的画”X“。使用土壤湿度传感器前，必须先将探针完全浸入水中测试。（ ）Excel表格中的曲线图可以直接显示土壤湿度的实时变化。（ ）主控板的P21接口是专门连接温度传感器的。（ ）数据存储为TXT文件后，可以用Excel打开分析。（ ）当土壤湿度低于设定阈值时，系统会自动关闭水泵。（ ）√XXXX04课堂练习二、选择题1、土壤湿度传感器检测到土壤变湿时，输出的电信号会如何变化？ ( )A. 电流减小 B. 电流增大C. 电压不变 D. 电阻增大2、将传感器数据发送到手机时，以下哪种方式属于无线传输？ ( )A. USB数据线 B. HDMI接口C. 网线连接 D. Wi-Fi模块3、编写Python程序初始化土壤湿度值时，应如何设置变量？ ( )A. soil_humidity = 0 B. soil_humidity = 50%C. soil = "湿度" D. humidity = TrueBDA05拓展延伸智慧城市管理智能交通动态优化：通过路侧摄像头、地磁传感器与车联网协同，实时分析车流密度，动态调整红绿灯配时策略，高峰期拥堵率降低20%-35%。污染源网格化治理：部署PM2.5、臭氧多参数传感器集群，结合气象数据生成污染热力图，精准定位建筑工地扬尘、工业排放等污染源头。05拓展延伸医疗健康革新高危患者远程预警系统：植入式血糖监测仪、智能心电贴通过NB-IoT传输数据，异常值自动触发医院急救系统响应，急救响应时间缩短40%。用药闭环管理系统：智能药盒内置重量传感器+蓝牙模块，漏服药物时同步推送提醒至家属手机，并与医院HIS系统联动修正处方。05拓展延伸物流供应链升级医药冷链可信追溯：采用多频段温度记录仪+区块链存证技术，疫苗运输中每15分钟上传温湿度数据，异常波动自动冻结物流链路。跨境商品数字护照：为奢侈品、生鲜包裹植入超高频RFID标签，云端区块链记录生产、通关、配送全链条数据，假货投诉率下降67%。06课堂总结1引入新知内容2了解土壤温度传感器3掌握土壤数据分析方法4完成课堂练习5进行相关知识拓展12345采集土壤湿度数据07板书设计采集土壤湿度数据1、进行新知引入2、了解土壤温度传感器3、掌握土壤数据分析方法4、完成课堂练习5、进行知识拓展课后作业。1、简述土壤湿度传感器的工作步骤。08课后作业1.土壤湿度传感器的探针通过检测土壤的________变化来反映湿度。2.在Python程序中，传感器连接到主控板的________接口（如P21）。3.分析数据时，用________法可以直观看到湿度随时间变化的趋势。导电性模拟作图08课后作业4、简答题简述土壤湿度传感器的工作步骤。传感器探针接触土壤，导电性随湿度变化产生电信号；电信号转换为数字数据；数据通过有线或无线传输到主控板；系统根据设定阈值判断是否触发浇水。https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine 展开更多...... 收起↑ 资源列表 【教科版】信息科技 八年级下册 第一单元 第二课《采集土壤湿度数据》 课件.pptx 土壤温湿度传感器.mp4
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