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(共66张PPT)
课时20 信息系统的搭建实例
一、硬件选择
1.服务器。
（1）如果数据存储和网络交互要求低，考虑运营成本，完全可用普通PC机来替代专用服务器，数据库选择Python自带的嵌入式开源数据库SQLite。
（2）如果每天产生的记录数多且重要，查询响应时间要求短，使用者可选择专用服务器来搭建，开发软件所需的数据库也可考虑用MySQL。
2.网络设备。
（1）若系统采集和交互的数据量较少，可采用　　　　模块接入无线网络。
（2）IoT模块有四个针脚，分别为Vcc、Gnd、TX和RX。其中TX和RX可以连接在Pin0~Pin2任何两个口，但是micro:bit的代码中要进行相应的定义。如uart.init(baudrate=9600,bits=8,parity=None,stop=1, tx=pin2, rx=pin1)，这 表示将IoT模块的TX接到Pin1口、RX接到Pin2口，串口波特率是　　　　。
3.传感设备和智能终端。
micro:bit既支持传感器的采集，也支持对LED、蜂鸣器之类的执行模块的控制，可作为简单信息系统的　　　　 。一般会将micro:bit接上一块扩展板，以扩展micro:bit的功能。
IoT
9600
智能终端
1.数据的采集和传输。
（1）使用连接好的　　　　采集数据，配置连接端口运行代码，获取特定端口的数据，按照格式标准传输到服务器进行存储或共享等。
（2）客户端以HTTP的协议，通过GET或者POST的形式提交数据。如/input id=1& val=22.5，表示传感器编号为1，数值为22.5。
（3）服务器端可以保存特定传感器的所有记录以供后期分析。数据传输格式采用 JSON，基于HTTP传送。
2.数据存储。
根据系统数据的输入、处理等要求选择合适的数据存储方式。
传感器
二、数据管理设计
1. 服务器端程序基于Python的Flask Web框架编写，采用　　　　功能。
2. 智能终端程序使用micro:bit程序代码实现。micro:bit先通过串口配置Wi-Fi模块，然后采集传感器数值，拼接为一个URL地址。
模板
三、程序编写
典例 1 ［2024.6浙江选考T14］某研究小组拟采集某水域水位及周边土壤含水量等数据，进行地质灾害监测。该小组在实验室搭建了一个模拟系统，该系统的智能终端获取传感器数据，并通过无线通信方式将数据传输到Web服务器，服务器根据数据判断出异常情况后，通过智能终端控制执行器发出预警信号。请回答下列问题：
（1）该模拟系统中的传感器和执行器　　　　　（单选，填字母：A.必须连接在不同智能终端 / B.可以连接在同一智能终端）。
（2）水位传感器和土壤水分传感器连接在同一智能终端，服务器端能正常获取土壤含水量数据，但不能正常获取水位数据，以下故障与该现象无关的是　　　　　　　（单选，填字母）。
A.水位传感器故障
B.水位传感器与智能终端连接故障
C.智能终端无法与服务器端通信
B
√
C
√
题型导向一　情景题目综合运用一
（3）下列关于该系统设计的说法，正确的有　　　　　　　（多选，填字母）。
A.水位、土壤含水量等数据的采集时间间隔不能相同
B.水位、土壤含水量等数据可用数据库存储
C.可以基于Flask Web框架编写服务器端程序
D.系统获取数据的程序可以只部署在服务器端
（4）现场实地测试时需要设置多个监测点，每个监测点配备一个智能终端。为使服务器能区分出数据的监测点来源，从智能终端的角度写出一种可行的解决方法。
BC
√
√
传输数据时添加监测点或智能终端或传感器的信息，可以是设备的编号、名称、IP、Mac等，能唯一识别该设备即可
胜券点拨1
明考向 本题主要考查搭建信息系统的过程
审关键 传感器和执行器、系统故障、系统设计、解决方法
考场思维快闪 （1） 智能终端可以控制传感器去获取外界信息，将数据传输到服务器。智能终端可以获取服务器的指令，控制执行器作用于外界环境。因此传感器和执行器可以连接在同一智能终端，也可以连接在不同智能终端，而不是必须连接在不同智能终端
（2） 服务器可以获取土壤含水量数据，说明智能终端和服务器的通信正常，出现故障的原因可能是水位传感器本身故障或者是水位传感器与智能终端连接故障
（3） 水位、土壤含水量等数据的采集时间间隔可以相同。该系统的智能终端获取传感器数据，因此系统获取数据的程序一般需要部署在智能终端
（4） 为使服务器能区分出数据的监测点来源，可以为每个智能终端设置不同的编号，以便在数据发送时能够区分
典例 2 ［2025.1浙江选考T14］某研究小组搭建了室外温度监测系统，在4所学校各设置了1个监测点。智能终端连接传感器，每隔3小时采集1次温度数据，通过网络将温度数据传输到服务器。服务器根据数据判断出异常情况时，通过智能终端控制执行器发出预警信号。请回答下列问题：
（1）在搭建该监测系统时，温度传感器与智能终端的配备总数量合理的是
　　　　　　　（单选，填字母：A.4个温度传感器和4个智能终端 / B.4个温度传感器和1个智能终端）。
（2）系统数据采集的时间间隔为3小时，可用于控制采集时间的设备是
　　　　　　　（单选，填字母：A.传感器 / B.智能终端）。
A
√
B
√
（3）编写智能终端程序时，不需要知道　　　　　（多选，填字母）。
A.与传感器连接的智能终端引脚
B.服务器的存储容量
C.服务器的地址及端口
D.数据库的文件名
（4）当服务器判定有异常情况后，除可通过智能终端控制蜂鸣器发出预警声音之外，请写出其他两种预警的具体方式。
BD
√
√
通过智能终端控制LED灯闪烁；服务器发送预警邮件　或其他合理答案
胜券点拨2
明考向 本题主要考查信息系统的搭建过程
审关键 硬件选择、程序编写、问题解决
考场思维快闪 （1） 4个监测点分别设置在4所学校，所以配备总数量合理的是4个温度传感器和4个智能终端
（2） 传感器负责采集信息，一般不对数据进行处理。而采集时间的控制一般在智能终端的程序代码中进行设计
（3） 服务器的存储容量与编写智能终端程序无关。编写服务器端程序时若要连接数据库，则需要知道数据库的文件名
（4） 可以通过智能终端控制执行器进行预警，也可以通过服务器发出预警信息
典例 3 ［2025.6浙江选考］某小组搭建水质监测系统，采集某水域溶解氧和pH的数据，进行水质监测。对于每个传感器，智能终端每小时获取3次数据，将3个数据的中位数（排序后处于中间位置的数）通过5G模块上传至服务器。服务器检测到异常情况时，向管理员发送警示信息，并通过智能终端控制指示灯闪烁。用户通过浏览器可查看系统数据。请回答下列问题：
（1）pH数据从采集到存入数据库的数据流向为　　　　　　　（单选）。
A.传感器→服务器→智能终端→数据库
B.传感器→智能终端→服务器→数据库
（2）该系统的数据处理　　　　　　　（单选）。
A.全部在服务器端完成
B.全部在智能终端完成
C.部分在智能终端完成，部分在服务器端完成
B
√
C
√
（3）若连接在智能终端上的5G模块突发故障不能工作，会引发的问题有　　 （多选）。
A.无法通过浏览器访问溶解氧历史数据
B.智能终端无法传输pH数据至服务器
C.服务器向智能终端传送控制信号失败
D.服务器向管理员发送警示信息失败
（4）现需增加水温监测的功能，在智能终端接入温度传感器后，还需对软件部分作多处修改。请用文字描述其中1处修改建议。
BC
√
√
修改智能终端程序，增加向服务器上传温度传感器数据的代码　或　修改服务器端程序，增加接收温度传感器数据并写入数据库的代码　或其他合理答案
胜券点拨3
明考向 本题主要考查信息系统的搭建
审关键 数据流向、数据处理、故障分析、修改建议
考场思维快闪 （1） 传感器负责原始数据采集，智能终端获取传感器数据并能进行初步处理，服务器负责接收处理后的数据并存储到数据库，故pH数据从传感器存入数据库的数据流向为传感器→智能终端→服务器→数据库
（2） 系统的数据处理一部分在智能终端完成，如每小时获取3次数据并取中位数；一部分在服务器端完成，如数据存储、异常检测、发送控制信号等复杂任务
（3） 5G模块是智能终端与服务器通信的通道，若5G模块突发故障不能工作，则会造成智能终端无法连接服务器，导致无法将pH数据传输至服务器，同时无法接收服务器传送的控制信号
（4） 思路是要考虑当增加了温度传感器后，代码要做哪些修改、增加的变量有哪些、作用是什么、上传至服务器后需要修改什么等
典例 4 ［2024.1浙江选考］小华要搭建苗圃大棚环境监控系统。该系统中的智能终端从服务器获取湿度阈值，根据该阈值和传感器采集的空气湿度值控制加湿器，并将湿度值等数据传输至Web服务器，存储到数据库中。网络应用软件的实现架构是B/S架构，用户可通过浏览器查询实时和历史数据。硬件按如下方式连接：湿度传感器和加湿器接入智能终端，智能终端通过IoT模块连接到服务器。请回答下列问题：
（1）要完成该系统的搭建，下列需要编写的程序是　　　　　　　（单选，填字母：A.客户端程序 / B.服务器端程序）。
（2）下列关于该系统中数据管理的说法，正确的是　　　　　　　（单选，填字母）。
A.数据无法从服务器端传输至智能终端
B.该系统的数据和程序都应存储在数据库中
C.通过浏览器查看湿度历史数据需要访问数据库
B
√
C
√
（3）下列关于该系统支撑技术的说法，正确的有　　　　　　　（多选，填字母）。
A.智能终端有程序存储和数据处理能力
B.智能终端可以通过IoT模块以无线方式连接服务器
C.该系统如果再增加一个加湿器，必须增加一个湿度传感器
D.支撑该系统运行的所有软件都需要在搭建过程中开发
AB
√
√
if s==0:
if newhs=1
#打开加湿器，代码略
else:
if newh>h and lasth>h:
　　　①　　　1
#关闭加湿器，代码略
　　　②　　　1
#将newh，s等数据传输到服务器，代码略
sleep(1000*60) #延时1分钟
（4）智能终端上的程序具有如下功能：每隔1分钟从传感器获取1次湿度值；加湿器处于关闭状态时，若连续两次湿度值均低于阈值h，则打开加湿器；加湿过程中，若连续两次湿度值均高于h，则关闭加湿器；每隔1分钟将湿度值和加湿器状态数据传输到服务器。部分Python程序如下，请在程序中画线处填入合适的代码。
'''导入相关库，并从服务器获取阈值，保存在h中，代码略'''
lasth=h
s=0
while True:
'''从传感器获取湿度值，保存在newh中，代码略'''
s=0　或　s=s-1　或　s=1-s
lasth=newh
（5）系统搭建完成后，运行一段时间，加湿器始终没有加湿。假设仅湿度传感器、加湿器两个设备之一存在故障，在不更换设备的前提下，请选择其中一种设备，描述判定该设备是否存在故障的方法。
从传感器的角度：改变环境湿度，从浏览器观察湿度值是否有实时的更新变化，若没有，说明传感器故障。从执行器的角度：通过智能终端直接发送加湿指令，若加湿器未工作，说明加湿器故障
胜券点拨4
明考向 本题主要考查信息系统的搭建过程
审关键 程序编写、数据管理、硬件搭建、故障检查
考场思维快闪 （1） 根据题目可知，该系统实现架构是B/S（浏览器/服务器）架构，只需编写服务器端程序
（2） 数据可以从服务器端传输至智能终端。数据通常存储在数据库中，但程序不需要存储在数据库中
（3） 该系统如果再增加一个加湿器，不一定需要增加一个湿度传感器。支撑该系统运行的所有软件不需要都在搭建过程中开发，可以在搭建完成之后开发
（4） ①从语句“if newhh and lasth>h，即两次湿度均高于阈值时，关闭加湿器。②一次采集处理结束，准备进入下一次处理，需要更新上一刻的湿度值
（5） 略
典例 5 ［2025新阵地联盟］某研究小组搭建了一个校园车辆速度监测系统。该系统设有若干个监测点，智能终端通过IoT模块将采集的车速数据上传至Web服务器，若车速超过阈值达到3次及以上，则该车牌会被系统拉黑，车辆将无法进入校园。管理员可通过浏览器查看数据。请回答下列问题：
（1）该小组要完成该系统的搭建，需要编写的程序是　　　　　　　（单选：A.服务器端程序 / B.客户端程序）。
（2）下列关于该系统智能终端的说法，正确的有　　　　　　　（多选）。
A.通过浏览器查看历史数据需访问智能终端
B.传感器与智能终端之间的数据传输是单向的
C.若服务器故障，则智能终端无法继续采集传感器数据
D.智能终端具备数据存储和处理能力
A
√
BD
√
√
题型导向二　情景题目综合运用二
（3）若提交数据到Web服务器的URL为 http://192.168.10.2:8080/input id=3&
speed=27，则服务器端与该URL关联的路由设置语句是@app.route("　　　　　　　")。
（4）为了让用户遵循限速规定，避免超速行为，顺利进出校园，请选择其中一个角度提出一条合理的功能设计。
/input
通过短信的方式发给用户超速次数信息；为管理员增设取消拉黑操作的权限，恢复车辆通行　或其他合理答案
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
#显示中文，代码略
df=pd.read_excel("car.xlsx")
df1=df[df["车速"]>30]
df2=df1.groupby("监测点").mean()
plt.bar(df2.index,　　　　　　　)
'''设置绘图参数，显示如
图b所示的柱形图，代码略'''
　　　　　　　
print(df4)
（5）该小组将某周的数据导出，部分数据如图a所示。若车辆行驶速度超过30（单位：千米/小时）则判定为超速，现要分析每个监测点超速车辆行驶的平均车速情况，并绘制如图b所示的柱形图，部分Python程序如下。
df2.车速　或　df2["车速"]
①请在画线处填入合适的代码。
②若要查看这一周被系统因超速拉黑的前10条车辆数据记录，方框中应填入的语句依次为
　　　　　　　（选3项，填字母序列）。
A.df3=df1.groupby("车牌号码",as_index=False).车速.count()
B.df3=df3[df3.车速>=3]
C.df3=df3[df3.车牌号码>=3]
D.df4=df3.sort_values("车速",ascending=False).head(10)
E.df4=df3.sort_values("车速")[:10]
ABD
√
√
√
胜券点拨5
明考向 本题主要考查搭建信息系统的过程
审关键 通过浏览器查看数据、智能终端、路由、功能设计、前10条
考场思维快闪 （1） 该系统涉及智能终端采集数据上传至Web服务器，以及管理员通过浏览器查看数据，所以需要编写服务器端程序来处理数据存储、分析和响应客户端请求等操作
（2） 通过浏览器查看历史数据访问的是Web服务器，不是智能终端。服务器故障不影响智能终端采集传感器数据，只是无法将数据上传和进行后续分析
（3） 服务器端与该URL关联的路由设置语句应根据Flask框架的路由设置规则，结合URL中的路径可知，与该URL关联的路由设置语句是@app.route("/input")
（4） 略
（5） ①处用于绘制柱形图时指定纵坐标为超速车辆的平均车速，相关数据存储在车速列。②要查看被系统因超速拉黑的前10条车辆数据记录，首先需要按车牌号码分组统计每辆车的超速次数，即df3=df1.groupby("车牌号码",as_index=False).车速.count()。然后筛选出超速次数大于等于3的车辆，即df3=df3[df3.车速>=3]。最后按车速降序排列并取前10条记录，即df4=df3.sort_values("车速",ascending=False).head(10)
通法一　在Python中使用SQLite数据库
语句 说明
import sqlite3 导入SQLite数据库
conn=sqlite3.connect("data.db") 连接到数据库“data.db”
cur=conn.cursor() 建立游标
cur.execute(SQL) 执行SQL语句，SQL语句用引号表示
data=cur.fetchall() 将查询到的记录存储在变量data中
conn.commit() 提交当前事务到数据库
cur.close() 关闭游标
conn.close() 关闭数据库连接
通法二　常用的SQL语句
语句 含义
create table students(name text,area text,id int) 创建数据表students，表中包括name、area、id三个字段，数据类型分别是text（文本型）、text、int（整型）
insert into students(name,area,id) values('Lisi','Hangzhou',18) 在数据表“students”中插入一条记录，字段name、area、id的值分别为'Lisi'、'Hangzhou'、18
select * from students where id=1 从数据表“students”中查询字段id值为1的记录
1.硬件故障与连接问题。
（1）传感器与智能终端连接异常：传感器与智能终端之间的物理连接或无线连接不稳定可能导致数据无法正确传输。
（2）智能终端或传感器故障：智能终端或传感器本身的硬件故障可能导致数据采集或传输失败。例如，传感器可能因损坏而无法准确测量数据，智能终端可能因硬件问题而无法正常工作。
（3）通信模块故障：无线通信模块（如Wi-Fi、蓝牙等）的故障可能导致数据无法从智能终端传输到服务器。
2.网络通信问题。
（1）网络不稳定或中断：无线通信网络的不稳定性或中断可能导致数据丢失或延迟。特别是在室外或远距离传输时，网络信号可能受到干扰或衰减。
（2）网络配置错误：网络配置不当（如IP地址冲突、子网掩码设置错误等）可能导致智能终端无法与服务器正常通信。
通法三　系统调试出现问题的原因
3.软件与程序错误。
（1）服务器端程序错误：服务器端程序（如Flask Web框架编写的程序）可能存在逻辑错误或漏洞，导致数据处理异常或无法正确发出预警信号。
（2）智能终端软件故障：智能终端上的软件可能因版本不兼容、程序错误等原因导致无法正常工作。
（3）数据解析错误：服务器在解析从智能终端传输来的数据时可能出现错误，导致数据无法正确显示或处理。
4.系统配置与集成问题。
（1）系统配置不当：系统配置参数设置不当可能导致系统无法正常工作。例如，采集上传数据的时间间隔设置不合理可能导致数据更新不及时。
（2）模块集成问题：在系统集成过程中，各模块之间的接口可能存在问题，导致数据无法正确传输或处理。
5.人为因素与环境干扰。
（1）人为操作失误：操作人员在配置系统、设置参数或进行数据查看时可能出现操作失误。
（2）环境干扰：环境因素（如电磁干扰、温度波动等）可能对硬件或通信模块的正常工作造成影响。
1.观察法：通过肉眼观察设备的运行状态，如指示灯是否亮起、设备是否有异常声音或振动等。
2.测试数据法：改变系统的输入（如水位高度、湿度等），并观察系统输出（如浏览器上的数据更新、执行器的动作等）是否按预期变化。
3.直接指令法：绕过传感器等输入设备，直接向智能终端或执行器发送指令，观察其是否响应。
4.硬件连接检查法：检查设备与智能终端之间的物理连接或无线连接是否稳定、正确。例如重新插拔连接线、检查引脚连接等，确保连接无误。
通法四　判断设备是否故障的方法
专项提升
《室内环境实时监测系统》全解
1.[2022.7浙江]某“餐厅信息管理系统”由菜品管理、订单管理和客户管理三个模块组成。其中，订单管理模块可以实现顾客点餐、订单结算和订单统计的功能。餐厅盛菜的碗碟已植入了电子标签，在系统中可设定每个电子标签对应的菜品。顾客将选好菜品的托盘放入结算台，结算台读取电子标签信息，系统自动完成结算，顾客在刷卡区完成支付，如图所示。
（1）在设计“餐厅信息管理系统”的前期准备中，需要了解该系统的目标期待，这一过程属于　　　　　　　（单选，填字母：A.需求分析 / B.概要设计 / C.详细设计）。
A
√
（2）结算台读取电子标签信息的过程中采用的技术是　　　　　　　（单选，填字母：A.图像识别 / B.射频识别 / C.蓝牙）。
（3）该系统服务端程序采用Flask Web框架编写，服务器的IP地址是192.168.1.10，网站功能页面规划如下表所示：
若餐厅要推出新的菜品，可在相应的子页面中进行添加操作，则访问该子页面的地址是http://　　　　　　　。
192.168.1.10/class　或　192.168.1.10:5000/class
序号 访问地址 功能说明
1 / 主页
2 /user 客户管理
3 /class 菜品管理
4 /input order=7&class=38 提交单号和菜品信息
… … …
B
√
（1）在搭建信息系统的前期准备中，了解目标期待属于需求分析。　（2）盛菜的碗碟已植入了电子标签，结算台读取电子标签信息，系统自动完成结算，采用的技术是射频识别。　（3）菜品管理的子路由是/class，故访问该页面的地址是http://192.168.1.10/class。
2.［2023.6浙江选考］小华要搭建书房环境监控系统。该系统能实时监测书房温度和湿度，出现异常时发出警报；用户可通过浏览器查看实时监测结果和历史数据。小华已选择的硬件有：智能终端、温湿度传感器、执行器（如蜂鸣器）、服务器等，系统的硬件搭建方式是：服务器通过无线网络连接智能终端，智能终端连接传感器和执行器。请回答下列问题：
（1）该系统中，智能终端与服务器端之间的数据传输　　　　　　　（单选，填字母：A.只能由智能终端到服务器端 / B.只能由服务器端到智能终端 / C.既可以由智能终端到服务器端，也可以由服务器端到智能终端）。
（2）下列功能需要在智能终端程序中实现的是　　　　　　　（单选，填字母：
A.采集温湿度传感器上的数据 / B.处理浏览器访问请求）。
C
√
A
√
（3）小华基于Flask Web框架编写服务器端的程序，部分代码如下。编写完成后，若要通过浏览器获取视图函数index()的返回页面，则应访问的URL是http://
　　　　　　　。
#导入Flask框架模块及其他相关模块，代码略
app=Flask(__name__)
@app.route('/')
def index():
'''从数据库读取温度和湿度数据，并返回页　面，代码略'''
#服务器其他功能，代码略
if __name__=='__main__':
app.run(host='192.168.1.108',port=5000)
（4）请通过增加传感器和执行器对该系统功能进行一项扩展，写出增加的传感器和执行器名称及实现的功能。
192.168.1.108:5000/　或　192.168.1.108:5000
增加气体传感器、LED指示灯，采集房间空气质量数据，并提示异常　或其他合理答案
（1）智能终端通过IoT模块以GET或POST的方式向服务器发送数据，服务器响应后，视图函数的返回值会传回到智能终端，智能终端可以根据这个返回值做出一些其他操作。　（2）智能终端解决传感器与执行器的操作问题，而浏览器的请求响应由服务器解决。　（3）视图函数index与路由“/”绑定，因此要调用index函数则需要访问该路由，完整的URL由协议+IP+端口+路由组成，必要时可以设置GET的参数。本题中，服务器运行在指定的IP和端口上，应访问的URL是http://192.168.1.108:5000/。　（4）室内环境检测可以从温湿度、空气质量、光线强度等不同角度思考，如增加光线传感器、发光二极管，当室内光线强度过低时开启二极管等。
3.［2023.7浙江］小华在实验室搭建“心率血压监测系统”，实时监测心率、血压数据。其中，心率监测的实现方式设计如下：智能终端读取心率传感器的数据并通过 Wi-Fi 将心率数据上传到服务器的数据库中；服务器实时对心率数据进行处理，出现异常时，进行示警。请回答下列问题：
（1）该系统的心率历史数据存储在　　　　　　　（单选，填字母：
A.智能终端 / B.服务器）中。
（2）该系统服务器端程序采用Flask Web框架编写，若智能终端某次提交心率数据到服务器的URL为http://192.168.0.20:8080/upload val=76，则本次提交的心率值为　　　　　　　。
B
76
√
（3）编写Python程序计算某段时间内的平均心率，并保存到变量ave中。列表h存储了该段时间内的心率数据（整型），下列4个程序段中符合要求的有　　　　　　　（多选，填字母）。
（4）你认为利用本系统对相关用户进行心率、血压数据采集及分析后，除了出现异常进行示警外，还可以为用户提供哪些服务？请写出两项服务及服务对象。（注：回答2项）
BC
A.ave=0 num=len(h) for i in range(1,num): ave+=h[i]/num B.tal=0
num=len(h)
for i in h:
tal+=i
ave=tal/num
C.tal=0;i=0 num=len(h) while inum=len(h)
while ii+=1
ave+=h[i]/num
√
①运动员：为运动员提供科学的运动建议。②老人：为高血压老人提供饮食建议
√
（1）智能终端读取心率传感器的数据并通过Wi-Fi将心率数据上传到服务器的数据库中。　（2）根据URL中“/upload val=76”可知，提交的心率值为76。　（3）题目要求计算列表h中所有元素的平均值，选项A中i的初值为1，遗漏计算h[0]。选项D进入循环体后循环变量i先增加1，同样会遗漏计算h[0]，同时最后会越界。　（4）略。
4.[2024.7浙江]小华在实验室搭建了“封闭式鸡舍空气质量监控系统”，实时监测鸡舍内空气质量并及时干预。其中监控氨气浓度的方式设计如下：智能终端通过多个监测点的氨气传感器获取氨气浓度数据，通过网络将数据传输并保存到服务器的数据库中；服务器实时对数据进行处理，当氨气浓度超过阈值时，通过智能终端打开通风设备。请回答以下问题：
（1）设计该系统的网络应用软件时为方便软件的升级和维护，仅需开发服务器端程序则应选择的实现架构是　　　　　　　（单选，填字母：A.B/S架构 / B.C/S架构）。
（2）本系统设置每x秒采集一次数据，系统运行过程中，有可能出现数据漏采的现象。为此，系统新增如下功能：若运行t秒后，实际采集到的数据为n条，当检测到漏采的数据多于y条时，发出警示。用于实现上述功能的部分伪代码如下，请用t、x、y、n等符号在划线处填写合适的表达式。
If 　　　　　　　 then
（发出示警）
t//x-n>y
A
√
数据 数据的含义 数据的用途
数据1 表示鸡舍氨气浓度的阈值 ①　　　　　 1　　
数据2 表示传感器的编号 ②　　　　　 1　
（3）下列关于该系统中传感与控制技术的说法，正确的是　　　　　　　（多选，填字母）。
A.服务器无需安装传感器驱动程序
B.智能终端可以接收来自服务器的控制指令
C.若要新增传感器监测硫化氢浓度需要修改该系统的程序
D.智能终端通过控制传感器打开通风设备
（4）系统中不同的数据都有各自的用途，结合该系统的功能填写下表，分别写出“数据1”“数据2”的一种用途。
①氨气浓度超过阈值时发出警报，若阈值设置过高，则无法及时排出氨气，会造成安全隐患
ABC　
②传感器编号用于标识每个传感器，若某个传感器发生故障，可以根据传感器编号迅速排查
√
√
√
（1）从题干“仅需开发服务器端程序”可以看出，该系统结构是B/S结构。　（2）已知每x秒采集一次数据，运行t秒后，采集数据量应为t//x，实际采集数据为n条，则漏采数为t//x-n，漏采数据大于y时发出警示，故填入的判断条件为t//x-n>y。　（3）智能终端通过控制执行器打开通风设备。　（4）①氨气浓度超过阈值时发出警报，若阈值设置过高，则无法及时排出氨气，会造成安全隐患。②传感器编号用于标识每个传感器，若某个传感器发生故障，可以根据传感器编号迅速排查。
5.［2026浙东北联盟］某农业大棚搭建了智能监测系统，通过采集温湿度、光照等数据监测大棚环境，助力农作物生长。智能终端每小时获取5次数据，计算5个数据的平均值，通过IoT模块连接Wi-Fi上传至服务器。当服务器检测到某项数据异常时，向农户发送提醒短信，并通过智能终端启动大棚内的换气扇。农户可通过电脑端管理平台查看历史数据曲线。请回答下列问题：
（1）温湿度数据从采集到农户查看历史数据曲线的数据流方向是
　　　　　　　（单选）。
A.传感器→换气扇→智能终端→服务器→电脑端管理平台
B.传感器→智能终端→服务器→电脑端管理平台
C.传感器→服务器→智能终端→电脑端管理平台
B
√
（2）该系统中可能需要在服务器端完成的数据操作是　　　　　　　（单选）。
A.湿度等数据的采集
B.控制换气扇的启动
C.与农作物适宜生长阈值进行比对
（3）若连接在智能终端上的IoT模块突发故障不能工作，会引发的问题有
　　　　　　　（多选）。
A.农户无法通过电脑端管理平台查看前一天的光照历史数据
B.智能终端无法传输温湿度数据至服务器
C.服务器向智能终端传送控制换气扇的信号失败
D.农户接收提醒短信失败
C
√
BC　
√
√
（4）智能终端每小时获取5个温度数据存入列表h，计算平均值ave的部分流程图如图所示，图中①处应填入的语句是　　　　　　　。
（5）现需增加二氧化碳浓度监测的功能，
在智能终端接入二氧化碳传感器后，还
需对软件部分做多处修改。请用文字描
述其中1处修改建议。
①智能终端：修改程序，增加获取二氧化碳传感器数据并进行实时处理的代码；②服务器端：修改程序，增加接收二氧化碳数据、存储到数据库以及与农作物适宜二氧化碳浓度阈值进行比对并触发相应提醒的代码
ave+h[i]/c
（1）数据流方向：传感器采集温湿度数据后，发送至智能终端；智能终端处理数据后，通过IoT模块上传至服务器；服务器存储数据，农户最终通过电脑端管理平台从服务器查看历史数据曲线。因此数据流方向是传感器→智能终端→服务器→电脑端管理平台。　（2）湿度等数据的采集由传感器和智能终端完成，控制换气扇的启动由智能终端完成。服务器负责接收数据并进行异常检测，即与农作物适宜生长阈值进行比对。　（3）前一天的历史数据已存储在服务器中，农户仍可通过管理平台查看，不受IoT模块故障影响。提醒短信由服务器直接发送至农户手机，不依赖IoT模块。　（4）计算5次数据的平均值，即所有h[i]的值相加后除以c，等同于累加每个h[i]除以c，故填入语句为ave+h[i]/c。　（5）从智能终端或服务器端方面进行描述。
6.［2025金丽衢模拟］有一个农田作物生长环境监测系统。该系统的智能终端通过传感器获取数据，并通过IoT模块以无线方式将数据上传到Web服务器。服务器实时对数据进行处理，当出现异常时，智能终端控制执行器发出预警信号并打开环境调控设备。用户可通过浏览器查询实时和历史数据。请回答下列问题：
（1）下列环节中，不属于信息系统搭建的是　　　 　（单选，填字母：A.软件开发 / B.硬件搭建 / C.系统测试）。
（2）下列关于该信息系统的说法，正确的有　　　 　（多选，填字母）。
A.智能终端和服务器、执行器之间的数据传输均是双向的
B.若IoT模块损坏，则用户无法通过浏览器查看实时监测数据
C.不同传感器采集的数据可以通过同一智能终端传输至Web服务器端
D.该系统采集到的数据可以存储在数据库中
（3）该系统正常运行一段时间后，发现数据异常时系统能发出预警信号但不能打开环境调控设备，简要说明系统中可能造成上述问题的原因。（注：回答2项）
C
√
BCD
√
√
环境调控设备故障　或　环境调控设备与智能终端连接故障　或其他合理答案
√
（4）基于Flask Web框架编写服务器端的程序，为避免数据库数据冗余，需要对某传感器提交的数据进行预处理，当数据库中读取不到该传感器的数据或最近两次采集数据的变化值大于限定差值时，才将该传感器提交的数据写入数据库，部分代码如下：
#导入Flask框架模块及其他相关模块，代码略
app=Flask(__name__)
@app.route("/input",methods=["GET"])
def add_data():　#用于传感器提交的数据处理
sensorid=request.args.get("id")
sensorvalue=float(request.args.get("h"))
'''从数据库中读取编号为sensorid传感器最
近一次采集的数据，并存储在实型变量last中，
若读取不到数据则last的值设为-1，代码略
'''
'''从数据库中读取对应编号传感器的限定差
值x（x>0），代码略'''
if 　　　　　　　:
'''将传感器提交的数据写入数据库，代
码略'''
#服务器其他功能，代码略
if __name__=="__main__":
app.run(host="10.196.22.100",port=8000)
①若某时刻传感器的编号id为s1，采集数据h为50，则提交数据到Web服务器的URL为http://10.196.22.100:8000/　　　　　　　。
②请在划线处填入合适的代码。
input id=s1&h=50　或 input h=50&id=s1
last==-1 or abs(sensorvalue-last)>x
（1）信息系统搭建主要包括硬件搭建和软件开发两方面，不包括系统测试。　（2）智能终端与执行器之间的数据传输是单向的。　（3）数据异常时系统能发出预警信号但不能打开环境调控设备，说明传感器、智能终端、服务器、网络都没有问题，问题出在执行器部分，可能是作为执行器的环境调控设备故障，也可能是环境调控设备与智能终端连接故障。　（4）①根据路由函数可知，提交数据的路由是“/input”，需要上传两个参数：id为s1，h为50，故子页面地址为input id=s1&h=50。②当数据库中读取不到该传感器的数据（last==-1）或最近两次采集数据的变化值大于限定差值（abs(sensorvalue-last)>x）时，才将该传感器提交的数据写入数据库。
7.［2025宁波模拟］小明为家用鱼缸搭建了水位控制监测系统。传感器采集的水位数据由智能终端经IoT模块发送到Web服务器，并存储到数据库中。Web服务器根据水位是否低于阈值决定是否开启水泵，将处理的结果传送给智能终端，由智能终端启动执行器实现对鱼缸水位的控制。客户端（含手机）通过浏览器访问Web服务器。请回答下列问题：
（1）在设计水位控制监测系统的过程中，需要选择一个合适的数据库管理系统，这一过程属于 　　　　　　　（单选，填字母）。
A.需求分析
B.可行性分析
C.概要设计
D.详细设计
C
√
（2）该系统智能终端的部分代码如下，分析可知探测水位的传感器接在智能终端的
　　　　　引脚上，当鱼缸需要加水时，每次开启水泵持续的时间为　　　　　　秒。
'''导入相关库，设置服务器等相关参数，并连接Wi-Fi，代码略'''
while True:
h=pin0.read_analog()
status,resp=Obloq.get("input h="+str(h),2000)
if status==200:
#1和0分别表示开启和关闭水泵
if resp=="1":
pin8.write_digital(1)
sleep(20*1000)
pin8.write_digital(0)
else:
display.scroll(str(status))
sleep(60*1000)
pin0
20
（3）系统搭建好后，若服务器IP地址为192.168.1.101，端口号为5000，某时刻传感器采集到的水位值为50，则将该值上传到服务器端的URL为 　　　　　　　。
（4）该系统搭建完成并运行一段时间后，小明肉眼观察到水位明显低于阈值，但水泵却始终没有启动。假设仅水位传感器、水泵两个设备之一存在故障或者其连接存在故障，在不更换设备的前提下，下列判断该设备是否存在故障的方法中，正确的有
　　　　　　　（多选，填字母）。
A.改变水位高度，从浏览器观察水位值是否有实时的更新变化，若没有，则说明水位传感器故障
B.改变水位传感器在智能终端的连接引脚，并重新烧录修改后的代码，若系统工作恢复正常，则说明水位传感器之前存在连接故障
C.通过智能终端直接发送开启水泵指令，若水泵未工作，则说明水泵故障或者其存在连接故障
D.改变水位高度，若水泵未启动，则说明水泵故障
ABC
√
√
http://192.168.1.101:5000/input h=50
√
（1）选择合适的数据库管理系统属于概要设计的一部分。　（2）由代码“h=pin0.read_analog()”可知，探测水位的传感器接在智能终端的pin0引脚上。代码“pin8.write_digital(1)”表示开启水泵，根据下一行代码“sleep(20*1000)”可知，每次开启水泵持续的时间为20秒。　（3）服务器IP地址为192.168.1.101，端口号为5000，传感器采集到的水位值为50，表示水位值的参数为h，故将该值上传到服务器端的URL为http://192.168.1.101:5000/input h=50。　（4）改变水位高度时水泵未启动，可能是水位高度未达到阈值或水泵与智能终端的连接出现故障等。
8.［2026.1浙江选考］某小组模拟搭建植物大棚温度监控系统，采用智能终端连接温度传感器、风速传感器，每分钟采集一次温度和风速数据，并通过无线通信方式将数据传输至服务器，存储到数据库中。服务器处理数据后，通过智能终端控制风扇运行。用户可通过浏览器查看系统数据。请回答下列问题：
（1）一个智能终端　　　　　　　（单选）。
A.可以同时连接温度和风速传感器
B.不可以同时连接温度和风速传感器
（2）关于该系统中数据处理的说法，正确的有　　　　　　　（多选）。
A.系统中的所有数据均来自传感器
B.智能终端可采用蓝牙进行数据传输
C.服务器和智能终端均可存储数据
D.无法在浏览器中同时呈现温度和风速数据
A
√
BC
√
√
（3）系统运行后，数据库将越来越庞大，为减轻服务器的存储压力，下列做法有效的有　　　　　　　（多选）。
A.适当增大数据的采集时间间隔
B.增加数据采集点的数量
C.提升服务器CPU的性能
D.定期将数据库中的数据进行异地转存
（4）系统运行后，为验证温度传感器采集的数据的准确性，请写出1种合理的验证方法。
将标准温度计与待验证的温度传感器放置在同一环境中，比较两者读数的差异，若差异在允许误差范围内，则说明温度传感器采集数据准确　或其他等价答案
AD
√
√
（5）将当年5月份的风速（单位：m/s）数据导出到文件data.xlsx中，部分数据如图a所示。统计5月2日每小时中风速大于该日平均风速的次数，选择次数最多的前5个小时的数据，绘制如图b所示的柱形图。
实现上述功能的部分Python程序如下，请选择合适的代码填入画线处（单选）。
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
df=pd.read_excel("data.xlsx")　#读取文件
df1=df[df["日"]==2]　#筛选
ave=df1["风速"].mean()　#求均值
df1=　　　①　　　1
df2=　　　②　　　1
'''重命名df2中“风速”列名称为“次数”，代码略'''
df2=　　　③　　　1
df3=df2.head(5)　#获取前5条数据
'''设置绘图参数，选取df3中的数据创建图表，显示如图b所示的柱形图，代码略'''
B
程序中①②③处可选的代码有：
A.df[df["风速"]>ave]
B.df1[df1["风速"]>ave]
C.#升序排序df2.sort_values("次数",ascending=True)　
D.df2.sort_values("次数",ascending=False)
E.#分组计数df1.groupby("小时",as_index=False).count()
F.df1.groupby("风速",as_index=False).count()
E
D
（1）同一个智能终端可以连接多个传感器。　（2）系统中的数据包含传感器采集的数据、用户指令数据、处理过程中产生的数据等。浏览器中可以同时呈现多种数据。　（3）增加数据采集点的数量，会增加采集到的数据量。提升服务器CPU的性能，主要提升的是数据的处理和计算速度，不能减轻服务器的存储压力。　（4）可采用直接比较的方式来验证传感器读数是否正确。　（5）要求统计5月2日每小时中风速大于该日平均风速的次数，并将次数降序排序（图b），选择次数最多的前5个小时的数据。代码已完成了对日期的筛选和该日平均风速的计算（ave），故①处用于筛选出风速大于平均风速的数据，对应选项B。②处按小时分类统计超过平均风速的次数，对应选项E，此时df2中“风速”列对应的即为“次数”结果。③处前的注释已重命名df2中“风速”列名称为“次数”，故③处需按照“次数”列降序排序，对应选项D。

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