资源简介

(共23张PPT)
主题三 活动3
模型搭建与实现
（湘科版）八年级
上
1
核心素养目标
3
新知讲解
5
拓展延伸
2
新知导入
4
课堂练习
板书设计
6
感知物联网从互联网延伸拓展而来的脉络，能识别物联网在生活各领域的应用价值。
理解物联网的基本架构（感知、传输、处理），梳理其发展历程，能分析物联网应用的基本原理。
能利用数字工具搜集整理物联网应用案例，通过小组合作探究扫码乘车、共享设备等工作机制。
认识物联网发展带来的机遇与挑战，关注我国物联网建设成就，增强科技报国意识。
信息意识
计算思维
数字化学习与创新
信息社会责任
01
核心素养目标
02
新知导入
在小型物联网系统中，工作、实现功能的关键。在搭建好硬件系统后,需要根据设计好的方案，编写程序、调整参数、优化改进，实现设计的各项功能。
连接传感器和主控板
电脑编写程序
采集数据并观察显示
通过物联网实现远程采集数据，不受环境限制，不仅方便、快捷，还能同时采集多种不同类型的数据，对环境变化进行不间断的监测，便于大数据分析，在现代农业中应用广泛。
一、实现数据远程采集功能
03
新知讲解
03
新知讲解
1. 实验目的：体验通过物联网系统远程采集多种数据的过程。
2. 实验设计：
探
究
践
实
03
新知讲解
3. 实验准备：两块主控板、扩展板、传感器、编程计算机、物联网实验平台和实验盆栽，连接好设备。
探
究
践
实
主控板
扩展板
传感器
编程计算机
物联网实验平台
实验盆栽
03
新知讲解
4. 实验过程：
（1）编写程序。
探
究
践
实
03
新知讲解
4. 实验过程：
（1）编写程序。
探
究
践
实
03
新知讲解
4. 实验过程：
（2）小组两人合作，将程序分别上传到两块主控板，运行程序，观察运行结果。
（3）打开物联网实验平台管理页面，查看三个主题下接收的消息。
探
究
践
实
与物联网远程数据采集原理相似，使用物联网也可以实现远程控制。例如，远程浇灌植物、远程开关家用电器等。
二、通过物联网实现远程控制
03
新知讲解
探
究
践
实
1. 实验目的：体验在小型物联网系统中，模拟远程控制的过程。
2. 实验设计：小组合作，用LED灯模拟电磁水阀。LED亮红灯表示关闭水阀，亮绿灯表示打开水阀。
03
新知讲解
3. 实验准备：两块主控板、编程计算机和物联网实验平台。
4. 实验过程：
（1）在“网络服务”中选择“Wi-Fi”“MQTT”。
探
究
践
实
03
新知讲解
4. 实验过程：
（2）编写程序。
探
究
践
实
03
新知讲解
4. 实验过程：
（3）将程序分别上传到两块主控板，运行程序，观察运行结果。
（4）打开物联网实验平台管理页面，查看水阀/开关主题下接收的消息。
探
究
践
实
三、利用反馈实现自动控制
03
新知讲解
植物生长需要保持相对稳定的土壤湿度。当土壤变干时，需要及时浇灌，当土壤湿度达到植物需求后，应该停止浇灌。
这个过程一般由人工根据经验来控制，但人工操作存在无法准确判断土壤湿度、浇灌不及时或过度浇灌的问题，不仅不利于植物生长，还会造成水资源浪费。
三、利用反馈实现自动控制
03
新知讲解
在控制系统中，我们可以采用带反馈的闭环系统来实现自动控制。
在物联网系统中，如果把数据采集看作输入，控制端负责计算，发布控制指令看作输出，也可以建立类似的反馈闭环系统，实现自动浇灌功能。
03
新知讲解
1. 根据反馈闭环系统原理，设计物联网自动浇灌系统，画出系统框图。
探
究
践
实
03
新知讲解
2. 小组讨论，植物养护系统模型有哪些需要改进和优化的地方，并写出可能的优化方向以及具体说明。
探
究
践
实
可能的优化方向 关键步骤
添加自动浇水功能 当土壤湿度传感器监测到缺水时，触发浇水装置，自动浇水。
添加自动补光功能
添加智能温控功能
加装光照传感器，设定亮度阈值，低于阈值启动补光灯
接入温度探头，对比设定温度，自动启停散热 / 加热设备
04
课堂练习
1. 植物养护系统模型中，数据采集和远程控制是基于 协议的发布/订阅模式实现的。
2. 走访农户，收集资料，想一想如何利用物联网技术解决农业养殖中的问题。
例：通过传感器实时采集温湿度及有害气体数据，将其无线传输至手机；超标时自动报警并联动风扇、喷淋调节环境。
MQTT
05
拓展延伸
06
板书设计
模型搭建与实现
三、反馈自动控制
设定值 → 比较 → 控制 → 执行 → 反馈（闭环）
传感器（输入）→ 控制端（计算）→ 执行器（输出）
一、远程数据采集
传感器→主控板A→物联网平台→主控板B（远程接收）
二、远程控制
主控板A（指令）→物联网平台→主控板B（LED灯模拟电磁阀）
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

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