資源簡介

(共15張PPT)
情境導入：
本單元主題：智能物聯系統實踐
硬件是智能物聯系統的重要基礎設施，它的技術指標決定了系統的運行速度、可靠性、適用范圍、可維護性等。智能物聯系統的硬件組成主要包括服務器、網絡設備、傳感設備、智能終端等，這些硬件搭建在一定的環境下，實現系統的正常工作。
科技公司為何將大型服務器放置在海底、山洞等特殊地理位置
碰到傳感器采集的數據丟失時，你將如何解決這個故障
《第13課 智能物聯系統的硬件搭建》
2023年浙教版 八年級下冊
-第3單元 智能物聯系統實踐 -
珠珠老師
信息科技 課件
2022新版課標內容
1
活動1：硬件的運行環境
2
活動2：硬件搭建
《目錄》
信息科技
3
活動3：硬件測試
01
硬件的運行環境
活動1
01.知識點講解
智能物聯系統硬件的運行環境需滿足設備正常工作的環境參數要求。服務器、監測屏等一般放置在有網絡、可恒溫的機房，網絡設備、傳感設備、智能終端等根據產品的性能及系統需求進行合理放置。
以“智能校園數字氣象站系統”為例，將各類硬件安裝在校園合適的專用場地，確保設備在不同自然環境下正常運行。如圖13-1所示，把氣象站的地址選在教學樓的樓頂，符合“最大幅度地排除觀測場地四周200米以內障礙物的影響”的運行環境條件。
活動1：硬件的運行環境
01
01.知識點講解
確定氣象觀測場地后，需要考慮儀器配置和安裝的規劃。根據功能需求分析，室外設備包括了采集器、各類氣象傳感器、百葉箱、立桿支架、太陽能電池板、LED顯示屏和監控設備等。如圖13-2所示，參考儀器布置規劃總平面圖，確定氣象的監測設備的擺放位置。
活動1：硬件的運行環境
01
在校園中確定數字氣象站的選址，小組在線協同繪制氣象監測設備平面圖。
實踐探究
02
硬件搭建
活動2
01.知識點講解
活動2：硬件搭建
02
實現的功能 選擇的器件
對采樣數據進行控制運算、計算處理、質量控制 和存儲，實現與終端計算機的交互 采集器
（數據上傳模塊)
采集溫濕度數據 溫濕度傳感器
采集風向數據 風向傳感器
采集風速數據 風速傳感器
采集雨量數據 雨量傳感器
實現供電 電源（適配器、電池等)
數據存儲、系統軟件的安裝 服務器
網絡通信 交換機、無線路由器、網線
服務器
智能物聯系統的硬件搭建主要包括安裝服務器、組建網絡、連接監測設備等。在智能校園數字氣象站系統中，其硬件組成主要包括服務器、網絡設備、室外監測設備等(如表13-1)。
01.知識點講解
活動2：硬件搭建
02
1，服務器
服務器主要是實現物聯網平臺功能，用于存儲各種傳感器采集上傳的數據，通過處理與分析，響應客戶端的服務需求。
2.網絡設備
通過對交換機、無線路由器、網線等網絡設備的搭建，實現各類傳感器采集的數據實時傳送到物聯網平臺。
3．室外監測設備
氣象站需要對校園的氣溫、氣壓、濕度、風向風速、降水量等數據進行采集，選擇對應功能的傳感器將其安裝在合適位置。
在校園氣象場地完成硬件設備的搭建。
實踐探究
03
硬件測試
活動3
01.知識點講解
活動3：硬件測試
03
在完成搭建后，需要對硬件的可靠性進行測試。如在“智能校園數字氣象站系統”中，需要對網絡連接和傳感器進行測試。
1．網絡連接測試
網絡設備接通電源后，需要在設置界面輸入網絡參數,實現網絡連接。網絡連接狀況可以通過平臺管理界面查詢，也可以通過網絡診斷工具進行測試，如圖13-3所示。
01.知識點講解
活動3：硬件測試
03
2.傳感器測試
傳感器采集的數據可以通過串口輸出或LED屏輸出等方式呈現，以檢測傳感器的工作狀態。如圖13-4所示，風向傳感器轉動到某一方向，觀察輸出的數據是否與方向匹配，如不匹配，需對傳感器進行校準。
助力知識
在同一局域網內，打開命令提示符窗口，輸入: ping 網絡設備IP地址，按Enter鍵，檢測當前主機與網絡設備的連通情況和連接速度。
1.根據項目設計，完善設備清單，完成硬件的搭建，并記錄過程。
*2．觀察校園智能數字氣象站,了解物聯系統硬件的連接，畫出數據傳輸流程示意圖。
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鞏固練習
器件名稱 測試是否成功 遇到的問題 解決的方法
1
活動1：硬件的運行環境
2
活動2：硬件搭建
《總結》
信息科技
3
活動3：硬件測試
《感謝觀看》
- Thank for Viewing -
珠珠老師
2023年浙教版 八年級下冊《第13課 智能物聯系統的硬件搭建》教學設計
教學內容分析
本節課是2023年浙教版出版的八年級下冊第三單元第3課。本節課分為三個活動：“硬件的運行環境”“硬件搭建”“硬件測試”三部分內容組成。學生通過小組合作探究學習逐步掌握本節課的知識點，具備一定的小組合作能力、探究能力、創新能力等，提升信息社會責任，綜合提升信息素養。
教學目標及核心素養指向
1、通過選擇規范的硬件運行環境和合適的硬件設備，實現物聯網系統硬件搭建（信息意識、計算思維） 2、了解硬件搭建的一般過程,掌握硬件測試的方法。（信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任）
教學重難點
教學重點： 通過選擇規范的硬件運行環境和合適的硬件設備，實現物聯網系統硬件搭建 設計原因：硬件搭建是本節課的主要內容，知識點的滲透需要作為重點內容。 教學難點： 了解硬件搭建的一般過程,掌握硬件測試的方法 設計原因：掌握硬件測試的方法此部分對學生來說難度較高，應作為難點內容。
教學過程
1、情境導入（3分鐘）
教師活動 學生活動
情境引入：硬件是智能物聯系統的重要基礎設施，它的技術指標決定了系統的運行速度、可靠性、適用范圍、可維護性等。智能物聯系統的硬件組成主要包括服務器、網絡設備、傳感設備、智能終端等，這些硬件搭建在一定的環境下，實現系統的正常工作。 科技公司為何將大型服務器放置在海底、山洞等特殊地理位置 碰到傳感器采集的數據丟失時，你將如何解決這個故障 學生聽教師引導生活中的案例,學生討論，回答提問
設計意圖： 激發學生對硬件搭建的學習興趣并快速進入學習狀態。
2、新知講授（35分鐘）
教師活動 學生活動
活動1：硬件的運行環境 知識講解 智能物聯系統硬件的運行環境需滿足設備正常工作的環境參數要求。服務器、監測屏等一般放置在有網絡、可恒溫的機房，網絡設備、傳感設備、智能終端等根據產品的性能及系統需求進行合理放置。 以“智能校園數字氣象站系統”為例，將各類硬件安裝在校園合適的專用場地，確保設備在不同自然環境下正常運行。如圖13-1所示，把氣象站的地址選在教學樓的樓頂，符合“最大幅度地排除觀測場地四周200米以內障礙物的影響”的運行環境條件。 確定氣象觀測場地后，需要考慮儀器配置和安裝的規劃。根據功能需求分析，室外設備包括了采集器、各類氣象傳感器、百葉箱、立桿支架、太陽能電池板、LED顯示屏和監控設備等。如圖13-2所示，參考儀器布置規劃總平面圖，確定氣象的監測設備的擺放位置。 活動2：硬件搭建 知識講解 智能物聯系統的硬件搭建主要包括安裝服務器、組建網絡、連接監測設備等。在智能校園數字氣象站系統中，其硬件組成主要包括服務器、網絡設備、室外監測設備等(如表13-1)。 1，服務器 服務器主要是實現物聯網平臺功能，用于存儲各種傳感器采集上傳的數據，通過處理與分析，響應客戶端的服務需求。 2.網絡設備 通過對交換機、無線路由器、網線等網絡設備的搭建，實現各類傳感器采集的數據實時傳送到物聯網平臺。 3．室外監測設備 氣象站需要對校園的氣溫、氣壓、濕度、風向風速、降水量等數據進行采集，選擇對應功能的傳感器將其安裝在合適位置。 活動3：硬件測試 知識講解 在完成搭建后，需要對硬件的可靠性進行測試。如在“智能校園數字氣象站系統”中，需要對網絡連接和傳感器進行測試。 1．網絡連接測試 網絡設備接通電源后，需要在設置界面輸入網絡參數,實現網絡連接。網絡連接狀況可以通過平臺管理界面查詢，也可以通過網絡診斷工具進行測試，如圖13-3所示。 2.傳感器測試 傳感器采集的數據可以通過串口輸出或LED屏輸出等方式呈現，以檢測傳感器的工作狀態。如圖13-4所示，風向傳感器轉動到某一方向，觀察輸出的數據是否與方向匹配，如不匹配，需對傳感器進行校準。 重點知識 在同一局域網內，打開命令提示符窗口，輸入: ping 網絡設備IP地址，按Enter鍵，檢測當前主機與網絡設備的連通情況和連接速度。 學生通過教師的講解，以小組合作的方式，開展探討交流，完成任務 活動1：硬件的運行環境 小組合作探究 1.在校園中確定數字氣象站的選址，小組在線協同繪制氣象監測設備平面圖。 活動2：硬件搭建 小組合作探究 1.在校園氣象場地完成硬件設備的搭建。
設計意圖: 培養學生獨立思考的能力，提高核心素養。
3、課堂小結（7分鐘）
教師活動 學生活動
總結本課內容： 活動1：硬件的運行環境 活動2：硬件搭建 活動3：硬件測試 學生一同回答并梳理知識
設計意圖： 幫助學生梳理本節課知識，加深學生對知識的理解。(共1張PPT)
學習單
211
活動1：硬件的運行環境
在校園中確定數字氣象站的選址，小組在線協同繪制氣象監測設備平面圖。
實踐探究
班級：8年__班
組別：______
2
活動2：硬件搭建
在校園氣象場地完成硬件設備的搭建。
實踐探究
實現的功能
選擇的器件
對采樣數據進行控制運算、計算處理、質
量控制
采集器
和存儲，實現與終端計算機的交互
(數據上傳模塊)
采集溫濕度數據
溫濕度傳感器
采集風向數據
風向傳感器
采集風速數據
風速傳感器
采集雨量數據
雨量傳感器
實現供電
電源（適配器、電池等）
數據存儲、系統軟件的安裝
服務器
交換機、無線路由器、網線
網絡通信
服務器
4
氣象站
N
地面氣象觀測場儀器南置規劃總平面圖
圖13-1校園布局圖
圖13-2儀器布置規劃總平面圖《第13課 智能物聯系統的硬件搭建》作業設計
作業分析
作業類型 基礎型作業 探究型作業 實踐型作業 跨學科綜合作業
作業類別 課時作業 單元作業 學期作業
應用場景 課前預習 課中練習 課后作業
作業對象 全體學生作業 學生根據情況可選作業
設計思路 本作業設計旨在通過填空題、選擇題和實踐題等多種形式，全面考查學生對智能物聯系統硬件搭建的掌握情況。題目緊扣課程內容，注重知識的應用與實踐，旨在提升學生的實際操作能力和問題解決能力。
作業內容
一、填空題【難度等級：★★★★】
1. 在智能物聯系統中，負責將物理世界的信號轉換為計算機可識別信號的設備稱為______。
2. 常見的物聯網傳感器有溫度傳感器、濕度傳感器、______傳感器等。
3. 在搭建智能物聯系統時，需要用到______來連接傳感器和執行器，實現數據的傳輸。
4. 為了實現遠程控制，智能物聯系統通常需要使用______技術來連接互聯網。
5. 在智能物聯系統的硬件搭建過程中，______是確保系統穩定運行的關鍵環節之一。
二、選擇題【難度等級：★★★】
1. 在智能物聯系統中，負責接收和發送數據的關鍵設備是（ ）。
A. 傳感器
B. 執行器
C. 控制器
D. 路由器
2. 下列哪項不是物聯網傳感器的主要功能？（ ）
A. 采集環境數據
B. 控制硬件設備
C. 轉換物理信號為數字信號
D. 發送數據到云端
3. 在搭建智能物聯系統時，用于連接不同設備并實現數據通信的是（ ）。
A. 網線
B. 無線網卡
C. 數據線
D. 物聯網網關
4. 智能物聯系統通過哪種技術實現遠程控制？（ ）
A. 藍牙技術
B. 紅外技術
C. 無線網絡技術
D. 有線網絡技術
5. 在智能物聯系統的硬件搭建過程中，以下哪項不是必須考慮的因素？（ ）
A. 硬件設備的兼容性
B. 數據傳輸的安全性
C. 硬件設備的外觀
D. 系統的穩定性和可靠性
三、實踐題【難度等級：★★★★★】
1. 請設計一個簡單的智能物聯系統方案，包含至少一個傳感器、一個執行器和一個控制器。描述系統中各部分的功能以及它們之間的連接和通信方式。
2. 利用提供的硬件設備和工具，搭建一個能夠實時監測室內溫度的智能物聯系統。要求能夠實時顯示溫度數據，并在溫度超過設定閾值時觸發報警或執行其他動作。請寫出詳細的搭建步驟和結果展示方式。
3. 分析一個實際的智能物聯系統案例（如智能家居系統、智能農業系統等），說明其硬件組成、工作原理以及在實際應用中的優勢。提出至少一個改進或優化該系統的建議，并解釋理由。

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