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
信息科技 八年级 上册
第四单元 物联网数据传输——简易温湿度传输系统
第5课
温湿度的报警与响应
聚焦
探索
设计
实践
拓展
引入情境
上节课，我们实现了通过物联网对植物生长环境状况的监测和报警，但仅靠报警就能够解决问题吗？报警后的自动响应或人工干预才是监测和报警的最终目的。
聚焦
探索
设计
实践
拓展
聚焦问题，明确任务
本节课要解决的问题：在上节课温湿度监测报警系统基础上，解决如何增加报警响应机制的问题，以实现物联网数据上行（采集与报警）和下行（响应指令）的完整闭环，完善农业大棚植物管理的物联网应用。
本节课要完成的任务：理解物联网数据上行和下行概念，分析自动与人工响应的优缺并设计合理方案，通过实践实现响应消息的发送与接收，理清完整的监测报警与响应流程。
成果形式：基于温湿度报警信息设计的响应方案（含至少三个响应措施），以及可运行的温湿度报警与响应系统，能实现从数据采集、报警到响应执行的完整过程。
聚焦
探索
设计
实践
拓展
分析问题，探索方法
问题属性：属于物联网技术在农业场景中的深化应用问题，聚焦于报警后的响应机制构建，涉及数据双向传输、响应方案设计等，需综合理论理解与实践操作解决。
解决过程：先通过智能门锁案例理解数据上行和下行，再设计温湿度报警的响应措施；最后进行硬件连接和程序编写，实践完整的监测报警与响应流程。
概念：涉及物联网数据上行（如传感器数据、报警信息传输）和下行（如响应指令传输）、自动响应、人工响应等概念，以及两者适用场景的区别。
聚焦
探索
设计
实践
拓展
分析问题，探索方法：探索要求
1.请观察“智能门锁应用场景”图，将图中的编号填写在对应的括号中。
在物联网系统中，传感器采集到的环境数据可以通过Wi-Fi传输到物联网平台。这是物联网数据传输的一个过程，称为数据的上行，也就是设备上传数据信息到平台。相应地，还有数据的下行，也就是平台或者应用层下发控制指令到设备。
数据的上行和下行同时构成了物联网“网络层”的数据传输闭环。
以智能门锁为例，当有人拜访时，门锁终端采集客人数据（如人脸信息）并将其上传到物联网平台，房间主人通过终端设备收到数据后，选择“开门”指令，门锁随即执行“打开”操作，客人就可以进入房间。
聚焦
探索
设计
实践
拓展
分析问题，探索方法：点评展示
点评指导
结合生活中的真实体验，参照图示中的实线和虚线，完成内容的填写，填写完成后能够独立、正确口述该过程，则是对物联网中数据的上行、下行的过程有了基本理解。
本环节提升升华
除了智能门锁，生活中还有很多类似的案例是同学们经常接触到的。物联网系统中的数据上行、下行，形成一个完整的物联网应用系统，才是应用物联网的意义所在——通过各类感知技术实时获取物体的状态信息，再依托自动响应机制或人工干预形成反馈，进而动态指导物体的后续运行流程，或为人类的生产生活决策提供精准、高效的参考依据。
聚焦
探索
设计
实践
拓展
梳理思路，设计方案
解决思路：一般情况下，物联网平台可以根据报警信息设定自动的响应控制指令，在收到报警信息时自动发送下行数据控制相关设备。当遇到自动响应故障或场景不适用等情况时，则可通过物联网平台进行人工干预，手动发出控制指令。以农业大棚为例，当系统触发“高温”报警时，平台可以发送“开启喷灌”或“开窗”等指令，控制大棚中的相关设备进行工作。
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设计
实践
拓展
梳理思路，设计方案：设计要求
1.根据下面的温湿度报警响应算法，将算法流程图补充完整，注意规范使用流程图符号。
①物联网平台收到报警信息A
②判断是否自动响应
③如果自动响应，进入第④步，否则进入第⑤步
④物联网平台自动发送响应消息C(已自动响应)到主控板
⑤物联网平台手动发送响应消息B到主控板
⑥主控板显示收到的响应消息
聚焦
探索
设计
实践
拓展
梳理思路，设计方案：设计要求
2.按照本单元第4课设计的报警系统，你会设定哪些响应措施呢？请至少列举3个例子填写到下表中。
聚焦
探索
设计
实践
拓展
梳理思路，设计方案：点评展示
点评指导
注意理解流程图符号所表达的含义有助于正确补充填写流程图；在响应措施的设计中，可以发挥个人创意，但也要考虑农业环境下的实际情况。
本环节提升升华
结合系统的设计，再次体会物联网系统中的数据上行、下行，思考应用物联网系统对指导人类生活、提高工作效率的重大助益。
聚焦
探索
设计
实践
拓展
运用所学，实现方案
核心任务：依据设计方案，通过硬件连接和程序编写，实现对接收到的不同温湿度数据有相适应的报警及响应。
成果要求：每位同学或小组需成功连接硬件、编写程序，运行程序后，感知端采集到的数据能够传输到应用端，并根据数值发出对应的报警信号，对报警信号有所响应。
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设计
实践
拓展
运用所学，实现方案：实现要求
准备硬件。
思考：本课所用的硬件设备与本单元第4课的一样吗？
2. 连接硬件。
思考：本课硬件设备的连接与本单元第4课相比有变化吗？
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设计
实践
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运用所学，实现方案：实现要求
3.编写程序。
例如，当SIoT物联网平台收到“干燥”报警时，人工发送“浇水”的响应消息，主控板即可显示“请浇水”，表示已经收到了“浇水”的指令。
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探索
设计
实践
拓展
运用所学，实现方案：实现示范
说明：
编写程序环节的三个步骤，完全让学生自主探究会有困难，老师先通过范例进行示范。
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探索
设计
实践
拓展
运用所学，实现方案：点评展示
点评指导
文字响应是一种最简单的响应方式，程序编写难度适中。为保证程序正常、合理运行，在MQTT设置、逻辑关系判断中，都要注意细节。
本环节提升升华
鼓励学生创新更多适合农业大棚实际工作的响应方式来模拟实现。
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探索
设计
实践
拓展
评价交流，拓展练习：拓展性任务要求
共享单车是生活中常见的一种物联网应用。请结合自身使用共享单车的经验，尝试使用自然语言或算法流程图描述从请求开锁到开锁响应再到关锁付费的完整过程。注意考虑可能出现的异常情况，例如，若存在未支付的订单，需要完成支付才能再次开锁;单车出现故障，导致不能正常开锁;等等。
使用自然语言或算法流程图描述从请求开锁到开锁响应再到关锁付费的完整过程。
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探索
设计
实践
拓展
全课总结提升
全课总结提升
强调对物联网数据双向传输闭环的理解，结合实际需求熟识自动响应和人工响应的适用场景及设计方法，促进知识向实践转化。
核心素养体现：在设计响应逻辑和编写程序的推理中锻炼计算思维；在理解数据双向传输价值并应用于场景的过程中提升信息意识；在感受技术对农业生产的实际助益中夯实信息社会责任；在硬件操作和系统搭建的实践中强化数字化学习与创新能力。
课后学习指导与作业
可结合本节课实践，进一步优化温湿度报警响应方案，尝试在不同农作物场景中设计响应措施，或探究更多物联网设备的上下行数据传输案例。
谢 谢

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