资源简介

(共18张PPT)
信息意识 · 计算思维 · 数字化学习与创新 · 信息社会责任
第二单元　物联网实验流程——灯光警报呼叫器
第4课　实现灯光警报呼叫器
信息科技 八年级 上册
第4课 实现灯光警报呼叫器
聚焦
探索
设计
实践
拓展
第4课 实现灯光警报呼叫器
引入情境
随着智慧家庭和养老照护的普及，灯光、声音和屏幕联动的警报装置逐渐成为日常生活中的必要设备。比如，老年人摔倒后可以一键呼叫，系统便会通过灯光闪烁、蜂鸣器响铃和屏幕显示，及时提醒家人。
一键呼叫
联动报警
通知家庭成员
老年人摔倒
老年人摔倒
第4课 实现灯光警报呼叫器
聚焦
探索
设计
实践
拓展
第4课 实现灯光警报呼叫器
引入情境
观察样例给出的老年人呼叫器。分析其使用的模块，并思考其优点以及可以改进之处。
聚焦
探索
设计
实践
拓展
聚焦问题，明确任务
聚焦问题
明确任务
单一的警报方式存在局限：灯光在白天不明显，蜂鸣器在嘈杂环境中不易分辨，屏幕提示可能被忽视。
如何让“灯光—声音—屏幕”形成协同，提升报警系统的有效性与直观性？
本节课我们要通过物联网实验平台，设计并实现一个灯光警报呼叫器，使其具备一键报警的功能。
第4课 实现灯光警报呼叫器
第4课 实现灯光警报呼叫器
聚焦
探索
设计
实践
拓展
聚焦问题，明确任务
在前几课学习灯光与蜂鸣器应用的基础上，引入LCD显示屏模块，实现多模态协同的报警系统设计。学生需要学会通过程序设计与模块调试，让报警信息在屏幕上循环显示，并与灯光、蜂鸣器形成互补与协作。
第4课 实现灯光警报呼叫器
第4课 实现灯光警报呼叫器
聚焦
探索
设计
实践
拓展
分析问题，探索方法
第4课 实现灯光警报呼叫器
第4课 实现灯光警报呼叫器
生活中的报警器
贴墙式一键呼叫器常见于病房、走廊或卧室等固定位置，便于在紧急情况下迅速呼叫帮助；腕式一键呼叫器以手表的形式佩戴，适合老人或患者随身携带，便于移动过程中的随时求助；颈挂式一键呼叫器则通过挂绳佩戴，操作简便，特别适合行动不便或需长时间卧床的人群。三类呼叫器在外观上各具特色，但原理均是通过按键触发信号，经主控系统传输至报警终端，实现远程呼叫与即时报警。
聚焦
探索
设计
实践
拓展
分析问题，探索方法
第4课 实现灯光警报呼叫器
第4课 实现灯光警报呼叫器
传统呼叫器存在的问题
灯光警报呼叫器的优势
传统贴墙式一键呼叫器位置固定，求救者必须靠近并操作才能使用，若跌倒或不便移动时往往难以及时触达；同时，其单一的声音报警方式容易受环境噪声干扰，且无法向使用者反馈信息，使得求救过程中缺乏安全感与确认感。
灯光警报呼叫器在声音报警的基础上，集成了LED灯与LCD屏幕，形成多模态提示：蜂鸣器发声提醒周边人员，LED灯光增强可视效果，屏幕则能实时显示报警状态与回应信息。这样不仅提升了警报信号的可靠性，还能让求救者明确知道呼救已被接收与响应，大幅增强安全感与交互性。
聚焦
探索
设计
实践
拓展
分析问题，探索方法：探索要求
1.熟悉通信模块的基本功能，理解其在主控板之间数据交互中的作用。
2.掌握主控板之间建立通信链路的方法，确保信息能够正确传输。
3.实现呼叫信号的发送与接收，完成“呼叫—响应”的完整功能。
4.在实验过程中注意程序逻辑与硬件连接的配合，保证系统稳定运行。
第4课 实现灯光警报呼叫器
第4课 实现灯光警报呼叫器
聚焦
探索
设计
实践
拓展
分析问题，探索方法
第4课 实现灯光警报呼叫器
第4课 实现灯光警报呼叫器
报警信息
我们是如何传递信息的，同学们请看下面两张流程图。
聚焦
探索
设计
实践
拓展
梳理思路，设计方案
第4课 实现灯光警报呼叫器
第4课 实现灯光警报呼叫器
呼叫器
警报器
检测按键状态并发送信号、
接收返回数据并显示
报警信息
救援信息
接收信号后触发LED灯、蜂鸣器和液晶显示屏的联动
聚焦
探索
设计
实践
拓展
梳理思路，设计方案
第4课 实现灯光警报呼叫器
第4课 实现灯光警报呼叫器
开 始
报警器发送信息
按下按钮A？
报警器________
_______________
_______________
是否接收反馈信息？
结 束
开 始
接收器发送信息
是否接收反馈信息？
接收器________
_______________
_______________
结 束
按下按钮A？
是
否
是
否
否
是
是
否
呼叫器
警报器
聚焦
探索
设计
实践
拓展
梳理思路，设计方案：点评展示
基础目标
思考提升
掌握利用通信模块实现两块主控板之间信息交互的基本方法。
能够完成灯光警报呼叫器的初步搭建，实现呼叫信号的发送与接收。
探讨通信模块在更复杂应用（如智能医疗、智慧校园）中的拓展可能性。
提出优化方案，如在现有设计中加入确认反馈机制、信号加密机制，以提高系统的可靠性与安全性。
第4课 实现灯光警报呼叫器
第4课 实现灯光警报呼叫器
聚焦
探索
设计
实践
拓展
运用所学，实现方案：实现要求
按照设计的算法实现灯光警报呼叫器。
准备
硬件
连接
硬件
编写
程序
运行
调试
第4课 实现灯光警报呼叫器
第4课 实现灯光警报呼叫器
聚焦
探索
设计
实践
拓展
运用所学，实现方案：实现示范
准备
硬件
连接
硬件
编写
程序
运行
调试
含有LCD显示器的主控板×2
LED灯x1
第4课 实现灯光警报呼叫器
第4课 实现灯光警报呼叫器
救援正在赶来
对方需要救援
聚焦
探索
设计
实践
拓展
运用所学，实现方案：点评展示
LCD 屏幕、LED 小灯与蜂鸣器是否同步、实现远程报警功能。
问题：两块主控板之间通信不稳定。
建议：学生检查通信模块的波特率、信道设置，尝试重新配对或更换通信方式。
问题：按下呼叫键后，没有显示反馈。
建议：学生排查输入按键模块，验证是否有信号传入主控板，并修改程序逻辑。
问题：报警信息未能及时传递到接收端。
建议：学生通过串口调试工具查看数据传输过程，定位延迟或丢包原因。
第4课 实现灯光警报呼叫器
第4课 实现灯光警报呼叫器
聚焦
探索
设计
实践
拓展
评价交流，拓展练习：拓展性任务要求
评价交流
拓展练习
交流在硬件连接、通信模块调试和呼叫反馈机制上的不同实现方法。
方案是否真正解决了老年人呼救的需求？
在功能、成本和实用性之间是否达到了平衡？
注：评价需包括师生互评、自我反思和同伴提问。
能否让呼叫器连接到手机App实现远程提醒？
是否可以加入定位功能，帮助护理人员快速找到呼救者？
第4课 实现灯光警报呼叫器
第4课 实现灯光警报呼叫器
聚焦
探索
设计
实践
拓展
全课总结提升
课后学习指导与作业
课后需完成以下学习与实践任务：
1. 整理课堂笔记，绘制完整的电路连接图与程序流程图，形成学习档案。
2. 分析传统呼叫器与灯光警报呼叫器的差异，总结各自的优缺点。
3. 查找并简要撰写一个物联网在智能家居或智慧医疗中的应用案例，思考其与本课内容的联系。
4. 选做拓展：尝试构思将呼叫器与移动终端结合，实现远程报警的可行方案。
第4课 实现灯光警报呼叫器
第4课 实现灯光警报呼叫器
谢 谢

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