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六年级下册第 5 课“教室室温监测微系统”教学参考
年级 六年级 单元/主题 第二单元：身边的智能系统
课名 第 5 课 教室室温监测微系统
一、教学建议
1.教学时长建议 2 课时
2.教学目标 1.了解智能监测系统的组成和工作原理。 2.掌握教室室温监测微系统的参数设置和工作流程。 3.通过实际操作，学会搭建教室室温监测微系统的硬件并实现程序。
3.教学设计建议 情境引入： 通过展示智能监测系统在环境监测和健康监测等方面的应用案例，引发学生对智能监测系统的兴趣。 例如，播放一段关于城市空气质量监测的视频，展示智能监测系统如何实时监测空气质量并发出预警。 活动设计： 分组讨论智能监测系统的组成部分及其功能。让学生分成小组，每组选择一个智能监测系统的应用场景，如教室室温监测、智能家居温度监测等，讨论该场景中智能监测系统的组成部分，如监测设备、数据采集器、监测预警云平台等，并分析每个部分的功能。 小组展示与交流： 每个小组派代表展示他们的讨论结果，其他小组可以提问和补充。通过这样的活动，学生能够深入理解智能监测系统的组成和工作原理。
4.教学方法建议 实践操作： 让学生实际操作搭建教室室温监测微系统的硬件，如连接温度传感器、开源开发板、显示屏等。 在操作过程中，教师可以给予指导和帮助，确保学生正确连接硬件。编程实现： 指导学生使用图形化编程仿真平台，根据教室室温监测微系统的工作流程和原理，编写程序实现温度监测、预警提示等功能。例如，使用Python 语言编写程序，通过温度传感器获取室内温度数据，根据设定的参数判断是否需要发出预警提示，并在显示屏上显示相关信息。问题解决： 在实践操作和编程实现过程中，鼓励学生遇到问题积极思考，尝试自己解决。 例如，当硬件连接出现问题时，引导学生检查线路连接是否正确、传感器是否正常工作等；当程序运行出现错误时，帮助学生分析错误原因，修改程序代码。
二、补充知识
对应教材内容（对教材中何处内容的补充） 提供一些关于智能监测系统的扩展阅读资料，如智能监测系统在其他领域的应用案例、最新的技术发展动态等。
补充内容 智能监测系统在农业领域的应用，如智能温室监测系统可以实时监测温室内的温度、湿度、光照等环境参数，自动控制通风、灌溉、施肥等设备，提高农作物的产量和质量。 智能监测系统在交通领域的应用，如智能交通监测系统可以实时监测道路上的车辆流量、车速、路况等信息，为交通管理部门提供决策支持，优化交通流量，减少交通拥堵。
补充知识来源（提供网站链接或按参考文献格式提供） https://www..cn/ https://www..cn/
三、对应需要的软件、硬件说明
对应教材内容（对教材中何处内容使用软件、硬件） 在搭建教室室温监测微系统的硬件和实现程序时，需要使用开源开发板、温度传感器、显示屏、继电器等硬件设备，以及图形化编程仿真平台等软件。
软件名称（最好提供开源软件） Linkboy 或者 Arduino IDE： 或者 Mixly：
基本功能说明 Linkboy 是一款面向嵌入式、物联网、工业自动化等领域的国产编程语言和图形化编程仿真平台。 Arduino IDE 是一款开源的集成开发环境，用于编写和上传代码到Arduino 开发板。它支持多种编程语言，如 C、C++ 等，并且具有简单易用的界面，适合初学者使用。它提供代码编辑、编译和上传功能，支持多种硬件平台和编程语言，具有调试工具和库管理功能。 Mixly 是一款图形化编程软件，它可以将代码块组合成程序，无需编写复杂的代码 。Mixly 支持多种硬件平台，包括 Arduino、 ESP8266 等，并且具有丰富的库函数和示例代码，方便用户快速开发项目。它提供图形化编程界面，用户可以通过拖拽代码块的方式编写程序，支持实时预览和模拟运行，具有代码生成和导出功能。
硬件名称（选择性价比高、中小学能用得起的） 比如：Arduino Uno 开发板： Arduino Uno 是一款基于 ATmega328P 的微控制器开发板，具有 14个数字输入 / 输出引脚（其中 6 个可用于 PWM 输出）、6 个模拟输入引脚、一个 16MHz 的晶体振荡器、一个 USB 接口和一个电源插座。它价格低廉，易于使用，适合初学者学习和实践。
DHT11 温湿度传感器： DHT11 是一款数字式温湿度传感器，它可以同时测量温度和湿度，并且具有体积小、功耗低、精度高等优点。DHT11 传感器输出的是数字信号，无需进行模数转换，直接可以与微控制器连接使用。 LCD1602 显示屏： LCD1602 是一款 16 字符 ×2 行的液晶显示屏，它可以显示字母、数字、符号等信息，具有功耗低、显示清晰等优点。LCD1602 显示屏通过并行接口与微控制器连接，使用方便。 继电器模块： 继电器模块是一种电子开关设备，它可以通过小电流控制大电流的通断。继电器模块通常由继电器、驱动电路和接线端子组成，它可以与微控制器连接，实现对外部设备的控制。
基本功能说明 Arduino Uno 开发板： 作为控制核心，接收和处理传感器数据，控制显示屏和继电器等外部设备。 DHT11 温湿度传感器： 测量室内的温度和湿度，并将数据传输给开发板。 LCD1602 显示屏： 显示室内的温度和湿度等信息。 继电器模块： 根据开发板的控制信号，控制风扇、空调等外部设备的开关。
四、项目探究解答参考
探究项目： 如何实现智能风扇控制系统，使其在温度变化时自动开关风扇？ 解析参考： 1.硬件准备 控制器：选择 Arduino Uno 开发板或其他类似的微控制器。 温度传感器：如 DHT11 或 DS18B20 温度传感器，用于监测环境温度。 风扇：可通过电信号控制开关的风扇。 继电器：用于控制风扇的电源通断。 电源：为整个系统供电。 2.硬件连接 将温度传感器与微控制器的相应引脚连接，根据传感器类型选择数字输入引脚或模拟输入引脚。 将继电器与微控制器的数字输出引脚连接。 将风扇与继电器的输出端连接。 3.编程实现 使用 Arduino IDE 等编程工具编写代码。 在程序中，读取温度传感器的数据，并设定温度阈值。
根据温度与阈值的比较结果，控制继电器的状态，从而实现风扇的自动开关。 4.调试与优化 将程序上传至微控制器后进行测试。 根据测试情况调整温度阈值和控制逻辑，以达到最佳效果。 通过以上步骤，可以实现智能风扇控制系统在温度变化时的自动开关功能。
五、操作练习答案
一、知识检测 如果要实现智能风扇控制系统，在温度变化时自动开关风扇， 需要以下哪些硬件？ ( ) A.控制器 B.温度传感器 C.灯具 D.信息显示器 答案：A 和 B 解析：A. 控制器 - 用于接收温度传感器的数据并控制风扇的开关。 B. 温度传感器 - 用于实时监测环境温度，并将数据传输给控制器。 C. 灯具和 D. 信息显示器虽然可以在一些系统中使用，但它们并不是实现基本风扇控制的必要硬件。 因此，正确答案是：A 和 B。
二、技能操练 火灾自动报警系统像一个侦探，可以帮助我们及时发现火灾， 保护我们的生命安全 。请思考：一个火灾自动报警系统需要哪些硬件设备？ 它是如何工作的？ 请简易描述。 一、硬件设备 火灾自动报警系统通常需要以下硬件设备： 1.火灾探测器：用于检测火灾产生的烟雾、热量或火焰等信号。 2.报警器：包括声光报警器，用于发出警报信号，提醒人们火灾的发生。 3.控制器：接收火灾探测器的信号，并根据预设的程序进行判断和处理，控制报警器等设备的工作。 4. 电源：为整个系统提供电力支持。 二、工作流程 火灾自动报警系统的工作流程通常如下： 1.火灾探测器实时监测周围环境的烟雾、热量或火焰等信号。 2. 当探测器检测到火灾信号时，会将信号发送给控制器。 3.控制器接收到信号后，会进行判断和分析，如果确认发生火灾，会启动报警器发出警报。 4. 同时，控制器还可以与其他消防设备（如灭火系统、疏散系统等）进行联动，采取相应的措施来控制火灾和保护人员安全。

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