资源简介

(共26张PPT)
第二单元 第4课
测试运维校园数字气象站
（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
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
遵守设备防水、数据备份等运维规范，保护气象数据隐私，避免设备遭破坏影响校园安全监测。
能用生活工具构建测试环境，尝试优化传感器校准方法或设计低功耗方案解决实际问题。
会搭建必要的测试环境，以便进行项目作品各功能测试、整体联调测试、运行维护。
能通过传感器数据异常波动判断设备故障，关注温度、雨量等环境参数的真实性，理解气象数据对校园活动的决策价值。
02
新知导入
聚焦
在前阶段课程中，我们已完成校园数字气象站原型搭建，现需建立测试环境以进行功能测试、联调测试及运行维护。作为物联网系统，投入使用前需进行哪些测试？测试流程如何安排？运行维护需注意哪些问题？
02
新知导入
聚焦
03
新知讲解
探索
校园数字气象站测试与维护指南
测试环境搭建
模拟真实使用场景，搭建测试环境，检查硬件和软件是否正常工作。
输入模块（如传感器）：通过程序读取数据，验证读数是否准确。
输出模块（如显示屏）：发送数据测试显示效果是否匹配。
通信模块（如蓝牙/Wi-Fi）：测试能否正常收发数据。
硬件模块测试
整体功能测试
所有模块联合测试，确保协同工作（如传感器数据实时显示并上传云端）。
定期检查：清洁传感器，检查设备供电和网络。
数据监控：关注设备状态（如异常报警），及时修复故障。
科学维护：提前备好替换零件，优化维护流程。
运行维护要点
03
新知讲解
校园数字气象站物联系统如下图所示。
议一议
03
新知讲解
（1）分析校园数字气象站有哪些功能。
议一议
数据采集：通过传感器测量温度、湿度、风速、降雨量等天气数据。
数据传输：用Wi-Fi/蓝牙将数据发送到服务器或显示屏。
数据显示：在本地屏幕实时展示天气信息，或通过网页/APP远程查看。
数据存储：自动保存历史数据，方便分析天气变化。
03
新知讲解
（2）为保证作品的整体功能实现，需要对哪些功能进行测试？
议一议
传感器准确性：如温度计是否显示合理数值。
数据传输稳定性：如Wi-Fi断连时能否自动恢复。
多设备协同：如显示屏、服务器是否同步更新数据。
异常处理能力：如雨天防水性、设备断电后数据保护。
03
新知讲解
能量加油站
校园数字气象站测试环境搭建要点
模拟不同使用场景
根据设备可能遇到的环境（如教室、操场、雨天、晴天）搭建测试环境。
稳定性测试方法
在同一环境下多次重复测试（如连续测一周温度），观察数据是否稳定可靠。
测试环境要求
稳定可控：保持测试条件（如供电、网络）一致，减少干扰。
独立测试：单独测试气象站，避免其他设备影响结果（如不连其他Wi-Fi）。
03
新知讲解
设计
通过上面的学习，我们已经了解了测试物联系统的基本方法。搭建完校园数字气象站之后，我们需要设计测试
校园数字气象站测试四步法
开机检查：先通电开机，观察所有设备是否亮灯、联网。
基础功能测试：看温度计能否测出教室温度，风速仪是否随风扇转动变化。模拟雨天用喷壶淋湿设备，观察数据是否异常。
信息显示测试：检查显示屏是否实时更新天气数据。
远程控制测试：用手机发送指令，测试气象站能否接收并响应。
请根据测试流程把下面的测试流程图补全。
03
新知讲解
做一做
基础功能
显示信息
远程控制
请根据上面的测试流程对校园数字气象站进行实践操作测试，填写下表。
03
新知讲解
做一做
测试内容 测试环境 所需器材设备 测试操作 测量结果合格/不合格 优化措施
雨量传感器 下雨环境 水 往雨量传感器中缓慢倒入水，观察终端上的数值变化 合格 无
雨量传感器 模拟下雨环境 喷壶、清水 用喷壶缓慢向传感器倒水，观察终端显示的雨量数值是否同步增加 合格/不合格 检查传感器排水口是否堵塞
温度传感器 室内常温/冷热环境 热水杯、冰水杯 将传感器贴近热水杯和冰水杯，观察终端温度数值是否与温度计实际测量值一致 合格/不合格 校准传感器或检查连接线路
校园气象站需实时监测供电、网络、传感器、环境及安防状态，异常立即处理。请补充运维措施和新增监测项至下表。
03
新知讲解
做一做
状态监测 运维措施 负责人
供电状态 定期充电，故障时更换备用电源（建议配置备用电源） 技术维护员
网络状态 重启路由器/检查设备联网状态 网络管理员
传感器状态 清洁传感器表面/校准数据（如温度计对比标准值） 设备管理员
环境状态 高温启动风扇/雨天启用防水罩 环境监测员
安防状态 加固设备/触发监控报警 安全管理员
数据存储 定期清理存储空间/备份数据 数据管理员
显示屏状态 检查屏幕亮度/刷新率 显示设备管理员
03
新知讲解
能量加油站
项目完善两步法
检查基本功能：对照最初设计，确认所有功能（如测温度、传数据）是否实现。若未完成，像“修自行车”一样排查问题（如传感器没电/程序出错）。
找升级空间：思考如何让作品更强大（例如：加语音播报天气、用太阳能供电），像“手机系统更新”一样添加新功能。
04
课堂练习
一、判断正误，正确的画”√“，错误的画”X“。
测试雨量传感器时，可以用喷壶模拟下雨环境。（ ）
数据存储不需要定期备份，只需清理存储空间。（ ）
校园气象站的环境状态监测包括高温启动风扇。（ ）
远程控制测试时，手机发送指令后气象站无需响应。（ ）
测试环境搭建时需连接其他Wi-Fi设备以增强信号。（ ）
√
X
X
√
X
04
课堂练习
二、选择题
1、校园数字气象站测试流程的第一步是什么？( )
A. 开机检查 B. 基础功能测试
C. 信息显示测试 D. 远程控制测试
2、测试温度传感器时，以下哪种操作是正确的？( )
A. 用吹风机直吹传感器 B. 将传感器放入冰箱冷冻层
C. 贴近热水杯和冰水杯对比温度 D. 直接用手捂住传感器
3、若雨量传感器测试不合格，应首先检查什么？( )
A. 传感器电池电量 B. 传感器排水口是否堵塞
C. 显示屏亮度 D. 网络连接状态
A
C
B
05
拓展延伸
防雷击保护
避雷装置安装：在设备高点加装避雷针或浪涌保护器，避免雷击电流直接损坏核心电路。
接地系统优化：采用深埋铜缆等低电阻接地方式，确保雷电流快速导入地下消散。
05
拓展延伸
防水与排水设计
密封防护结构：对传感器接口、电路板外壳采用硅胶密封圈或防水涂层，阻止雨水渗透。
排水导流设计：在设备外壳底部增设排水孔或倾斜结构，避免积水导致内部元件腐蚀。
05
拓展延伸
抗风加固策略
防风支架设计：采用三角形支撑结构或加重底座，降低强风倾倒风险。
缆绳动态固定：使用弹性钢缆连接设备与地面锚点，缓冲风力冲击同时保持稳定性。
06
课堂总结
1
引入新知内容
2
掌握系统的测试方法
3
制定气象站测试方案
4
完成课题练习
5
进行相关知识拓展
1
2
3
4
5
测试运维校园数字气象站
07
板书设计
测试运维校园数字气象站
1、进行新知引入
2、掌握系统的测试方法
3、制定气象站测试方案
4、完成课堂练习
5、进行知识拓展
课后作业。
1、校园数字气象站的整体功能测试包含哪些内容？
08
课后作业
1.测试环境搭建需模拟不同使用场景，例如________、操场、雨天等。2.维护传感器状态时，应清洁传感器表面并________数据。
3.测试数据传输稳定性时，需检查Wi-Fi断连后能否_________。
教室
校准
自动恢复
08
课后作业
2、简答题
校园数字气象站的整体功能测试包含哪些内容？
所有模块联合测试，确保传感器数据实时显示并上传云端，检查多设备协同工作（如显示屏与服务器同步更新数据），验证异常处理能力（如断电数据保护）。
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