資源簡介

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第24課　農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新模式
第五單元 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用探索
1
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了解物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
通過奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)的實踐探索，掌握利用物聯(lián)網(wǎng)解決問題的方法，并能遷移應(yīng)用于解決其他問題。
第24課 學(xué)習(xí)目標(biāo)
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在我國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中占據(jù)舉足輕重的地位。通過智能化的養(yǎng)育管理系統(tǒng)，農(nóng)民可以實時監(jiān)控動植物的健康狀況、生長情況等，從而提高養(yǎng)殖效率和質(zhì)量。你在農(nóng)場游覽的過程中，有沒有發(fā)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)？它們在哪些方面減輕了農(nóng)民的工作負(fù)擔(dān)呢？
第24課 課堂導(dǎo)入
問題情境
學(xué)習(xí)內(nèi)容
一 探索物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
二 奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)實踐
第24課 學(xué)習(xí)內(nèi)容
第24課 學(xué)習(xí)內(nèi)容
一、探索物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式正在經(jīng)歷一場革命。
以灌溉為例，通過物聯(lián)灌溉系統(tǒng)，可以實時監(jiān)測土壤濕度和天氣情況，自動調(diào)節(jié)水量，保證農(nóng)作物得到適量的水。這不僅避免了水資源的浪費，而且保證了農(nóng)作物的健康生長，提高了生產(chǎn)效率。
在養(yǎng)殖業(yè)方面，通過物聯(lián)養(yǎng)殖管理系統(tǒng)，在動物身上佩戴傳感器，人們不僅可以隨時查看動物的體溫、呼吸頻率等生理指標(biāo)，還可以實時追蹤動物的位置和行為，以便更好地照顧它們。
在食品安全方面，可以通過條形碼、二維碼等方式監(jiān)管農(nóng)產(chǎn)品市場流動情況，追溯農(nóng)產(chǎn)品的來源和生產(chǎn)過程，確保食品安全無隱患。
某農(nóng)場的工作人員了解到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以應(yīng)用在奶牛養(yǎng)殖領(lǐng)域后，十分心動，你能利用所學(xué)知識幫他設(shè)計一套牧場奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)嗎？
第24課 學(xué)習(xí)內(nèi)容
二、奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)實踐
實踐導(dǎo)入
探究實踐一
探究實踐二
探究實踐三
實踐總結(jié)
據(jù)調(diào)查，奶牛的遺傳因素對產(chǎn)奶量的影響只有30%，其余70%與飼養(yǎng)管理有關(guān)。因此良好的飼養(yǎng)管理是奶牛高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要保證。只有充分地利用奶牛飼養(yǎng)管理技術(shù)，才能有效降低飼養(yǎng)成本，提高奶牛的產(chǎn)奶量，增加奶牛養(yǎng)殖場的經(jīng)濟(jì)收入。
第24課 學(xué)習(xí)內(nèi)容
二、奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)實踐
第24課 學(xué)習(xí)內(nèi)容
探究奶牛產(chǎn)奶系統(tǒng)的功能實現(xiàn)
實踐導(dǎo)入
探究實踐一
探究實踐二
探究實踐三
實踐總結(jié)
同學(xué)們想想奶牛的產(chǎn)奶量和哪些因素相關(guān)？
本小組探究的核心問題是：
確定主題：
二、奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)實踐
第24課 學(xué)習(xí)內(nèi)容
探究奶牛產(chǎn)奶系統(tǒng)的功能實現(xiàn)
實踐導(dǎo)入
探究實踐一
探究實踐二
探究實踐三
實踐總結(jié)
同學(xué)們想想奶牛的產(chǎn)奶量和哪些因素相關(guān)？
本小組探究的核心問題是：
確定主題：
牛舍溫度、濕度、飼料配比等
如何實時監(jiān)測奶牛的產(chǎn)奶量
奶牛產(chǎn)奶系統(tǒng)
二、奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)實踐
第24課 學(xué)習(xí)內(nèi)容
實踐導(dǎo)入
探究實踐一
探究實踐二
探究實踐三
實踐總結(jié)
探究奶牛產(chǎn)奶系統(tǒng)的功能實現(xiàn)
想一想：如何測量奶牛產(chǎn)奶量的數(shù)據(jù)
監(jiān)測產(chǎn)奶量 方案1 方案2
可選傳感器
主要原理
二、奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)實踐
第24課 學(xué)習(xí)內(nèi)容
實踐導(dǎo)入
探究實踐一
探究實踐二
探究實踐三
實踐總結(jié)
想一想：如何測量奶牛產(chǎn)奶量的數(shù)據(jù)
監(jiān)測產(chǎn)奶量 方案1 方案2
可選傳感器 超聲波傳感器 壓力傳感器
主要原理 通過獲取容器瓶口和瓶內(nèi)液體的距離，從而計算出產(chǎn)奶量 通過獲取容器的壓力變化，從而計算產(chǎn)奶量
探究奶牛產(chǎn)奶系統(tǒng)的功能實現(xiàn)
二、奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)實踐
實踐導(dǎo)入
探究實踐一
探究實踐二
探究實踐三
實踐總結(jié)
第24課 學(xué)習(xí)內(nèi)容
確定本小組探究的主題：搭建奶牛產(chǎn)奶系統(tǒng)來實時監(jiān)測奶牛的產(chǎn)奶量。
如何搭建奶牛產(chǎn)奶系統(tǒng)呢？
結(jié)合第四單元16課，按環(huán)節(jié)需求分析。
探究奶牛產(chǎn)奶系統(tǒng)的功能實現(xiàn)
二、奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)實踐
第24課 學(xué)習(xí)內(nèi)容
實踐導(dǎo)入
探究實踐一
探究實踐二
探究實踐三
實踐總結(jié)
需求環(huán)節(jié) 功能描述
采集數(shù)據(jù)
傳輸與存儲數(shù)據(jù)
分析處理數(shù)據(jù)
反饋與控制
分析奶牛產(chǎn)奶系統(tǒng)的功能需求
二、奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)實踐
第24課 學(xué)習(xí)內(nèi)容
實踐導(dǎo)入
探究實踐一
探究實踐二
探究實踐三
實踐總結(jié)
需求環(huán)節(jié) 功能描述
采集數(shù)據(jù) 采集奶牛的身份、產(chǎn)奶量數(shù)據(jù)
傳輸與存儲數(shù)據(jù) 將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺
分析處理數(shù)據(jù) 本項目不涉及分析數(shù)據(jù)的環(huán)節(jié)
反饋與控制 顯示奶牛編號和產(chǎn)奶量
分析奶牛產(chǎn)奶系統(tǒng)的功能需求
二、奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)實踐
第24課 學(xué)習(xí)內(nèi)容
實踐導(dǎo)入
探究實踐一
探究實踐二
探究實踐三
實踐總結(jié)
填一填：各功能的實現(xiàn)需要用到哪些設(shè)備、軟件及平臺？（可以采用文字、簡筆畫等形式）
分析奶牛產(chǎn)奶系統(tǒng)的功能需求
二、奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)實踐
第24課 學(xué)習(xí)內(nèi)容
實踐導(dǎo)入
探究實踐一
探究實踐二
探究實踐三
實踐總結(jié)
電子標(biāo)簽、讀卡器、超聲波傳感器
MQTT
服務(wù)器
顯示屏
分析奶牛產(chǎn)奶系統(tǒng)的功能需求
填一填：各功能的實現(xiàn)需要用到哪些設(shè)備、軟件及平臺？（可以采用文字、簡筆畫等形式）
二、奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)實踐
第24課 學(xué)習(xí)內(nèi)容
實踐導(dǎo)入
探究實踐一
探究實踐二
探究實踐三
實踐總結(jié)
試一試：根據(jù)需求分析和功能實現(xiàn)，拖動右邊的模塊，完成流程圖。
按鈕是否按下？
上傳數(shù)據(jù)到物
聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺
設(shè)置網(wǎng)絡(luò)及物
聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺
獲取產(chǎn)奶量
獲取奶牛編號
分析奶牛產(chǎn)奶系統(tǒng)的功能需求
二、奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)實踐
核心流程圖
第24課 學(xué)習(xí)內(nèi)容
實踐導(dǎo)入
探究實踐一
探究實踐二
探究實踐三
實踐總結(jié)
二、奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)實踐
實踐導(dǎo)入
探究實踐一
探究實踐二
探究實踐三
實踐總結(jié)
前面，同學(xué)們已經(jīng)幫助農(nóng)場工作人員規(guī)劃了奶牛產(chǎn)奶系統(tǒng)的藍(lán)圖，但是這些功能是否能順利實現(xiàn)？接下來，請同學(xué)們繼續(xù)大展身手吧！
第24課 學(xué)習(xí)內(nèi)容
二、奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)實踐
第24課 學(xué)習(xí)內(nèi)容
實踐導(dǎo)入
探究實踐一
探究實踐二
探究實踐三
實踐總結(jié)
硬件搭建
畫一畫：確定需要使用的傳感器及位置。
模擬實現(xiàn)奶牛產(chǎn)奶系統(tǒng)功能
二、奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)實踐
第24課 學(xué)習(xí)內(nèi)容
實踐導(dǎo)入
探究實踐一
探究實踐二
探究實踐三
實踐總結(jié)
做一做：從工具箱中選擇所需器材，完成硬件搭建與網(wǎng)絡(luò)配置。
模擬實現(xiàn)奶牛產(chǎn)奶系統(tǒng)功能
二、奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)實踐
第24課 學(xué)習(xí)內(nèi)容
實踐導(dǎo)入
探究實踐一
探究實踐二
探究實踐三
實踐總結(jié)
RFID讀卡器
按鍵傳感器
超聲波傳感器
超聲波
傳感器
模擬實現(xiàn)奶牛產(chǎn)奶系統(tǒng)功能
做一做：連接主控板與傳感器、RFID讀卡器等。
二、奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)實踐
第24課 學(xué)習(xí)內(nèi)容
實踐導(dǎo)入
探究實踐一
探究實踐二
探究實踐三
實踐總結(jié)
同學(xué)們，你們的設(shè)計非常好，但是你們的系統(tǒng)能實時顯示奶牛的產(chǎn)奶量數(shù)據(jù)嗎？
模擬實現(xiàn)奶牛產(chǎn)奶系統(tǒng)功能
二、奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)實踐
第24課 學(xué)習(xí)內(nèi)容
實踐導(dǎo)入
探究實踐一
探究實踐二
探究實踐三
實踐總結(jié)
采集數(shù)據(jù)
試一試：用傳感器獲取奶牛編號、產(chǎn)奶量，開關(guān)狀態(tài)等數(shù)據(jù)并在主控板上實時顯示，將獲取的數(shù)據(jù)記錄在表格中。
奶牛編號 產(chǎn)奶量
超聲波
傳感器
RFID
讀卡器
模擬實現(xiàn)奶牛產(chǎn)奶系統(tǒng)功能
二、奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)實踐
按鍵傳感器
第24課 學(xué)習(xí)內(nèi)容
實踐導(dǎo)入
探究實踐一
探究實踐二
探究實踐三
實踐總結(jié)
采集數(shù)據(jù)
試一試：用傳感器獲取實驗場所的奶牛編號、產(chǎn)奶量等數(shù)據(jù)并在主控板上實時顯示，將獲取的數(shù)據(jù)記錄在表格中。
sonic=ultrasonic(trig=3,echo=4) #設(shè)置超聲波傳感器
k=button(2) #設(shè)置按鍵傳感器
scan_rfid=rfid(sda=0,scl=1) #設(shè)置RFID讀卡器
oled.print("等待掃描奶牛標(biāo)簽....”) #連接超聲波傳感器，讀取數(shù)值
rf = scan_rfid.scanning(wait=True) #識別奶牛的電子標(biāo)簽
sn= rf.serial_number() #讀取奶牛電子標(biāo)簽編號
v=100-sonic.distance( )
oled.print(“奶牛編號:”+sn+“\n產(chǎn)奶量:”+str(v))
數(shù)據(jù)實時顯示了嗎？
二、奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)實踐
第24課 學(xué)習(xí)內(nèi)容
實踐導(dǎo)入
探究實踐一
探究實踐二
探究實踐三
實踐總結(jié)
獲取奶牛產(chǎn)奶量的數(shù)據(jù)
試一試：用傳感器獲取當(dāng)前實驗環(huán)境中產(chǎn)奶的液面高度并在主控板上一直實時顯示。
獲取產(chǎn)奶數(shù)據(jù)
二、奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)實踐
要使數(shù)據(jù)實時顯示，就要讓傳感器一直工作
第24課 學(xué)習(xí)內(nèi)容
實踐導(dǎo)入
探究實踐一
探究實踐二
探究實踐三
實踐總結(jié)
為什么在智能終端不能查看這些數(shù)據(jù)呢？采集到的數(shù)據(jù)被保存在哪里？又會被傳遞到哪里呢？
模擬實現(xiàn)奶牛產(chǎn)奶系統(tǒng)功能
二、奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)實踐
第24課 學(xué)習(xí)內(nèi)容
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探究實踐一
探究實踐二
探究實踐三
實踐總結(jié)
傳輸與存儲數(shù)據(jù)
主控板：讀取傳感器數(shù)據(jù)并通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺。
設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺及網(wǎng)絡(luò)連接。
網(wǎng)絡(luò)
連接
登錄物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺
添加
項目
添加設(shè)備、
主題
物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺：數(shù)據(jù)的存儲與轉(zhuǎn)發(fā)。
二、奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)實踐
第24課 學(xué)習(xí)內(nèi)容
實踐導(dǎo)入
探究實踐一
探究實踐二
探究實踐三
實踐總結(jié)
傳輸與存儲數(shù)據(jù)
設(shè)置網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺
二、奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)實踐
第24課 學(xué)習(xí)內(nèi)容
實踐導(dǎo)入
探究實踐一
探究實踐二
探究實踐三
實踐總結(jié)
上傳數(shù)據(jù)到物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺
登錄MQTT服務(wù)器，在相應(yīng)的主題中查看數(shù)據(jù)。
傳輸與存儲數(shù)據(jù)
二、奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)實踐
第24課 學(xué)習(xí)內(nèi)容
實踐導(dǎo)入
探究實踐一
探究實踐二
探究實踐三
實踐總結(jié)
反饋與控制
按鈕按下
發(fā)送信息到物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺
試一試：增加手動控制功能。
當(dāng)按鈕按下時，能自動發(fā)送數(shù)據(jù)到物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺。
二、奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)實踐
第24課 學(xué)習(xí)內(nèi)容
實踐導(dǎo)入
探究實踐一
探究實踐二
探究實踐三
實踐總結(jié)
試一試：增加手動發(fā)送功能。
反饋與控制
二、奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)實踐
主要代碼
第24課 學(xué)習(xí)內(nèi)容
實踐導(dǎo)入
探究實踐一
探究實踐二
探究實踐三
實踐總結(jié)
請老師根據(jù)教學(xué)實情，展示學(xué)生作品成果。
成果展示
二、奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)實踐
1．按照采集數(shù)據(jù)、傳輸與存儲數(shù)據(jù)、分析處理數(shù)據(jù)、反饋與控制四個環(huán)節(jié)分析奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)的功能需求。
2．利用電子標(biāo)簽和讀卡器采集奶牛編號，利用超聲波傳感器檢測奶牛的產(chǎn)奶量；通過按鍵傳感器手動控制數(shù)據(jù)是否發(fā)送到物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺；通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程呈現(xiàn)奶牛產(chǎn)奶數(shù)據(jù)。
第24課 課堂總結(jié)
1．請在探索本項目的基礎(chǔ)上，為奶牛產(chǎn)奶監(jiān)測系統(tǒng)增加一個新功能。
2．實地考察本地的農(nóng)場、牧場等，觀察是否利用了物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)。若有，請?zhí)岢錾壐倪M(jìn)方案；若沒有，請設(shè)計一個方案。
第24課 拓展與提升

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