资源简介 (共32张PPT)第六单元 第18课 第一节高级功能的实现（河北大学版）八年级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了解数据规范（如 CSV 格式）的作用，树立数据规范化意识，避免数据失效。能用 MicroPython 编写网络检测、本地存储程序，整合模块实现自动化数据处理。拆解 “网络检测 - 数据处理” 流程，掌握相关编程逻辑，学会用技术解决实际问题。知晓校园网络中断时数据保全的重要性，理解本地存储与屏幕记录的价值，关注数据安全与连续性。02新知导入在实际工作环境中，校园网络可能会因土木施工、电力检修、网络维护等各种原因出现中断。为了最大限度地保全数据，可以采取两种办法，一种是在无网络条件下使用开发板内部的闪存保存数据，另一种是使用屏幕显示数据并人工抄写记录。这两种方案如何实现？各有什么优势和不足？问题情境02新知导入03新知讲解一、网络状态检测1.无线网络连接检测MicroPython 提供网络连接配置功能，通过wlan.isconnected( )检测开发板是否连入无线网络：返回True：网络连接正常返回False：网络断开或无法连接（可能原因：信号差、接入点名称错误、密码错误）实践与探究03新知讲解运行以上程序，然后关闭无线路由器电源来模拟网络中断情况，观察微控制器联网状态的变化;然后恢复无线路由器供电，再次观察微控制器的联网状态。将观察结果填入表6-9。试一试03新知讲解试一试表6-9网络状态检测测试操作 观察结果无线路由器通电开机，微控制器程序运行 程序打印 “网络连接正常”，微控制器成功接入无线网络程序运行期间关闭无线路由器电源 程序打印 “网络连接断开或无法连接”，网络状态由连接变为断开恢复无线路由器供电 程序重新打印 “网络连接正常”，微控制器自动重新连接网络03新知讲解测试发现网络恢复后微控制器可自动重连网络，该功能由wlan.config(reconnects=n)控制，其中n是重连尝试次数。n=-1（默认）：不限制重新连接尝试次数。n=0：不进行自动重连。无线网络连接检测部分高端开发板支持 “多接入点切换” 功能，即预设多个无线网络（如校园网、备用热点），当当前网络断开时，程序会自动尝试连接下一个预设网络，进一步提升网络稳定性，其底层逻辑是在wlan.isconnected()判断为False后，增加遍历预设接入点的代码逻辑。小知识03新知讲解03新知讲解2.互联网和云平台连接检测微控制器连入无线网络不一定能正常发布数据，可能存在路由器未接入互联网、云平台离线等问题，需进一步检测。检测原理依据 HTTP 协议：网页正常打开时，服务器响应状态码为200。若为其他状态码，说明无法访问服务器。工具：MicroPython 的urequests模块，可模拟浏览器访问网页并获取状态码。03新知讲解异常：互联网中断或服务器关机时，程序会异常报错并停止运行，无法持续检测状态。解决方案：使用 MicroPython 的try…except…异常处理语句，系统尝试运行try内的代码若出现异常，转至except处理，程序不终止。03新知讲解网络或服务器出现问题 → 设备进入离线模式（仅在微控制器内部存储数据）网络和服务器正常 → 设备处于非离线模式（通过网络发布数据，云平台存储）图6-15监测设备网络检测流程图03新知讲解检测流程需循环运行，实时响应网络和服务器状态变化。通过offlineMode变量标记模式，分离 “网络判断” 与 “数据处理” 代码，提升可读性。03新知讲解读懂网络和服务器状态检测程序，补全模块导入和网络连接相关代码。然后自己写一段条件判断程序，使监测设备根据offlineMode的值来确定是否向服务器发布数据。根据网络和云平台状态检测结果设置离线模式的参考程序试一试03新知讲解提示：导入模块：network（无线网络）、urequests（云平台检测）。网络连接：初始化 WLAN，激活并连指定 WiFi。条件判断：offlineMode 为 False 时发布数据；为 True 时不发布（可本地存储）。模式设置：用 wlan.isconnected () 判断 WiFi 连接，urequests.head () 查云平台状态码（200 正常），以此设 offlineMode 值。试一试03新知讲解二、本地数据记录存储需求存储内容：温度、湿度、时间日期等数据。存储介质：开发板内置 2MB 闪存（满足临时断网需求）。支持模块：os模块（MicroPython 文件读写功能）。03新知讲解由os模块支持，读写文件需先打开、后关闭，open()语句可自动完成这一过程。第一个参数：文件名。第二个参数：打开模式，常见模式及含义如下表。可在微控制器内部存储空间创建文件并写入字符串格式内容打开模式 含义r 只读模式，可读取文件内容w 写入模式，清空原有内容并写入新内容a 追加模式，在已有内容尾部添加新内容表6-10三种打开模式含义03新知讲解os模块支持的文件打开模式还有哪些？它们都有什么含义？查一查打开模式 含义r+ 读写模式，可读取也可写入，写入时从文件开头覆盖内容，文件不存在则报错w+ 读写模式，覆盖原有内容（或创建新文件），可同时读取写入的内容a+ 追加读写模式，在文件末尾追加内容（或创建新文件），可读取文件全部内容03新知讲解为方便计算机电子表格软件处理，开发板数据记录采用 CSV 格式：将温度、湿度、时间日期用英文逗号分隔，每条数据换行，示例程序以5秒间隔按此格式记录数据。程序运行一段时间后，就可以将数据文件下载到计算机中，并使用电子表格软件查看。如图6-16所示。图6-16 使用电子表格软件打开CSV数据文件03新知讲解将之前的网络状态检测、数据发布和本地数据记录程序进行整合。假设在开发板启动时网络正常，参考图6-17所示流程，实现网络和服务器正常状态下的数据发布，以及网络和服务器非正常状态下自动将数据以文件形式存入开发板内置存储器。试一试图6-17系统运行流程简图03新知讲解网络与 MQTT 初始化：完成 WiFi 连接和 MQTT 服务器连接配置。传感器与时钟：读取 DHT22 温湿度数据，通过 NTP 校对系统时间。函数封装：将 MQTT 发布、本地文件写入功能封装为函数，提升代码可读性。主循环逻辑：每隔 5 秒读取传感器数据，检测网络和服务器状态，若正常则发布数据，否则将数据以 CSV 格式写入开发板本地文件。试一试04课堂练习完成单项选择题：1.以下哪种情况会导致wlan.isconnected()返回False？（ ）A.开发板连入 WiFi 但未接入互联网 B.开发板未连入任何 WiFiC.云平台服务器离线 D.HTTP 响应状态码为 404B2.使用os模块以追加模式打开文件，应选择的参数是（ ）A. r B. w C. a D. r+C04课堂练习完成多项选择题：3.本地数据记录采用 CSV 格式的优势有（ ）。便于电子表格软件快速处理数据格式简洁，节省存储空间支持多条数据批量写入可直接用于 MQTT 数据发布ABC05拓展延伸如何优化本地数据存储程序以降低功耗减少文件写入频率，将 “5 秒一次写入” 改为 “每 30 秒批量写入一次”（如先将数据暂存到内存列表，达到 6 条后一次性写入文件），减少闪存擦写次数（闪存擦写功耗较高）。使用 “深度休眠” 模式，在两次数据采集 - 存储间隔期间，让开发板进入深度休眠，仅保留实时时钟唤醒功能，休眠时功耗可降至微安级。选择低功耗存储模式，如关闭文件系统的缓存功能（部分开发板支持），减少不必要的内存访问，降低功耗。05拓展延伸常见HTTP状态码400（请求错误，如请求参数格式错误）。403（禁止访问，服务器拒绝请求）。404（资源未找到，如访问的网页地址不存在）。500（服务器内部错误，如服务器程序崩溃）。503（服务不可用，如服务器过载）。在物联网云平台检测中，若出现 404 或 500，需检查访问地址是否正确或联系平台维护人员。05拓展延伸外部存储器常见类型06课堂总结1网络状态检测高级功能的实现 第一节2本地数据记录4完成课堂练习5进行相关知识拓展123407板书设计高级功能的实现 第一节1、网络状态检测2、本地数据记录3、完成课堂练习5、进行知识拓展课后作业。1、研究校园气象站本地数据风险及规避建议。08课后作业围绕 “校园气象站长期运行中，本地存储的数据可能面临哪些风险？如何规避这些风险？”，结合本课知识，写下自己的思考，提出 2-3 条具体的风险规避建议（如定期备份数据），字数不少于 200 字。https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine 展开更多...... 收起↑ 资源列表 【河北大学版】《信息科技》八年级 第6单元第18课《高级功能的实现》第一节.pptx 知识导入视频.mp4 知识拓展视频.mp4
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