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(共25张PPT)
实验3 博物馆环境监测系统实践
年 级：八年级（上册） 单 元：第2单元 物联网基本原理与功能
——物联系统原型设计与搭建
1. 实 验 内 容
2. 实 验 目 标
3. 实验重难点
4. 实 验 准 备
5. 实 验 过 程
6. 实 验 反 思
1. 实 验 内 容
2. 实 验 目 标
3. 实验重难点
4. 实 验 准 备
5. 实 验 过 程
6. 实 验 反 思
1.注重以科学原理指导实践应用；
2.要求创设真实情境及任务；
实验是连接技术和素养的重要桥梁。
6. 实验反思
5. 实验过程
4. 实验准备
3. 实验重难点
2. 实验目标
1. 实验内容
本节课让学生重点聚焦文物所处的环境，引导学生思考自动控制的方法，实现为文物提供一个适宜、稳定的环境。
在学习中按照“发现真实问题——剖析问题成因——提出解决方案——开展实践验证”的步骤，体验物联网数据采集、传输、处理、应用的整个过程，深化理解物联网系统的工作原理，提升动手能力和创新能力。
实时监测博物馆环境数据
6. 实验反思
5. 实验过程
4. 实验准备
3. 实验重难点
2. 实验目标
1. 实验内容
6. 实验反思
5. 实验过程
4. 实验准备
3. 实验重难点
3. 实验重难点
2. 实验目标
1. 实验内容
2
1
3
素 养 目 标
根据学习任务的需要选择合适的实验设备，通过硬件连接实现物联网原型系统的搭建（信息意识，数字化学习与创新）
通过上传程序、验证功能，理解物联网设备间的数据传输、处理等过程，进一步感知物联网系统的的工作原理（信息意识、计算思维）
通过学习，认识到自主可控技术的重要作用。表达家、国情怀（数字化学习与创新，信息社会责任）
难点
重点
实 验 目 标
实现“博物馆环境监测系统”的自动控制
6. 实验反思
5. 实验过程
4. 实验准备
3. 实验重难点
2. 实验目标
1. 实验内容
硬件环境
软件环境
6. 实验反思
5. 实验过程
4. 实验准备
3. 实验重难点
2. 实验目标
1. 实验内容
6. 实验反思
5. 实验过程
4. 实验准备
3. 实验重难点
2. 实验目标
1. 实验内容
情境描述
推动博物馆与科技的有机融合，强化智慧保护、智慧管理、智慧服务……
设计意图：通过国际博物馆日这一节日形式，让学生对科学助力博物馆建设形成直观认识，为后续完成系统功能设计做铺垫。
6. 实验反思
5. 实验过程
4. 实验准备
3. 实验重难点
2. 实验目标
1. 实验内容
问题引领
2.当前的监测方式有什么不足的地方？
温度、湿度超过适宜保存的范围
耗时耗力 处理不及时
3.有可以解决此问题的方案吗？
4.还有哪些新需求呢？
1.展柜内的文物面临着怎样的问题？
设计意图：界定问题，明确本课要探讨的主要内容。通过对比，突出环境监测系统的优势。
实践探究
6. 实验反思
5. 实验过程
4. 实验准备
3. 实验重难点
2. 实验目标
1. 实验内容
原型系统名称 实现功能
温度控制系统
光照控制系统
气体警报系统
搭建的系统，要实现什么功能？
自动降温
自动调节光源
自动警报
设计意图：规划博物馆环境监测系统的功能。
组别 原型系统名称 功能
A 温度控制系统 自动降温
B 光照控制系统 自动调节光源
C 气体警报系统 自动警报
组内分工 A1组 A2组 实验记录员 ：1 人
DIY 工 程 师 ： 2人
程 序 员 ： 1人
B1组 B2组 C1组 C2组 每小组4人
6. 实验反思
5. 实验过程
4. 实验准备
3. 实验重难点
2. 实验目标
1. 实验内容
实践探究
确定小组任务
设计意图：通过划分小组，明确各组实验任务。
6. 实验反思
5. 实验过程
4. 实验准备
3. 实验重难点
2. 实验目标
1. 实验内容
实践探究
实现自动化管理，需要哪些硬件？
原型系统名称 功能 硬件需求
温度控制系统 自动降温
光照控制系统 自动调节光源 气体警报系统 自动警报 传感器 执行器 设备与线材 温湿度传感器 风扇 掌控板
光敏传感器 LED灯 杜邦线
气敏传感器 蜂鸣器 USB数据线
设计意图：通过问题引领的方式，让学生思考要实现相应的功能，该使用哪些硬件设备？
6. 实验反思
5. 实验过程
4. 实验准备
3. 实验重难点
2. 实验目标
1. 实验内容
实践探究
完成硬件连接
6. 实验反思
5. 实验过程
4. 实验准备
3. 实验重难点
2. 实验目标
1. 实验内容
分析：采集端与接收端之间该如何进行有效的数据传输？
实践探究
组 别 主 题 （topic)
A 温度 topic_0:siot/wd
风扇 topic_1:siot/fs
B 光线 topic_0:siot/gx
LED灯 topic_1:siot/LED
C 气体 topic_0:siot/qt
蜂鸣器 topic_1:siot/fmq
难点
配置网络
配置服务器
设计意图：通过体验各子系统的工作过程，突破本课难点。
6. 实验反思
5. 实验过程
4. 实验准备
3. 实验重难点
2. 实验目标
1. 实验内容
实践探究
1.采集端与控制端实现了有效、准确的数据传输吗？
2.你所设计的系统是否符合文物保护的环境需求？
监测类型 适宜的环境需求 实现自动化的方法
温度 15℃~25℃ >=25℃ 开启风扇
光线 <600 >=600 关灯
气体 <1200 >=1200 警报
3.调试程序，设置合理阈值。
汇报评价
6. 实验反思
5. 实验过程
4. 实验准备
3. 实验重难点
2. 实验目标
1. 实验内容
组 别 原型系统 阈值 WiFi topic 功能是否实现 评价
A
B
C
设计意图：通过学生汇报本组系统的工作过程、实现效果，帮助学生巩固所学知识，同时加以评价增强其自信感。
拓展提升
6. 实验反思
5. 实验过程
4. 实验准备
3. 实验重难点
2. 实验目标
1. 实验内容
A组
B组
C组
单系统
多系统
设计意图：由单一系统到多功能系统，增加了学生的成就感，也培养了学生的“系统观”,也为后续学习简易物联系统做好铺垫。
任务：
1.为“博物馆环境监测系统”添加新功能；
2.为本地博物馆添加新技术，助力场馆建设。
拓展提升
6. 实验反思
5. 实验过程
4. 实验准备
3. 实验重难点
2. 实验目标
1. 实验内容
设计意图：引导学生自主创新、开发系统功能，在探索和实践中树立科技强国的伟大梦想。
6. 实验反思
5. 实验过程
4. 实验准备
3. 实验重难点
2. 实验目标
1. 实验内容
本课亮点
1.由浅入深，层层递进，符合学生的认知规律，避免学生的畏难情绪；
2.巧妙设置活动，将重难点悄无声息地融入到各项实验中；
3.精心设计分组，倡导做中学、用中学、创中学。
反思提优
1.创设合适的问题导向；
2.激发学生创新意识；
3.解决学生差异性问题。
答案：B
1.博物馆环境监测系统的核心作用是（ ）
A. 提升博物馆的客流量
B. 实时监测环境指标，保障文物安全
C. 替代人工讲解服务
D. 美化博物馆展厅环境
课堂练习
答案：C
2.博物馆需要重点监测的环境指标不包括（ ）
A. 温度
B. 湿度
C. 背景音乐音量
D. 空气质量
课堂练习
答案：B
3.博物馆环境监测系统中，负责采集温湿度、光照等数据的部件属于物联网的（ ）
A. 传输层
B. 感知层
C. 应用层
D. 网络层
课堂练习
答案：B
4.当博物馆内温度超出文物安全阈值时，环境监测系统会触发（ ）
A. 自动调节空调温度
B. 声光报警或发送预警通知
C. 关闭展厅照明
D. 启动消防喷淋系统
课堂练习
答案：A
5.搭建博物馆环境监测系统时，温湿度传感器需要与（ ）连接才能传输数据
A. 无线通信模块
B. 摄像头
C. 扬声器
D. 打印机
课堂练习
谢谢观看

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