資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
《3.4智能控制技術》教學設計
教學內容分析
本節課是2022年電子工業出版社出版的八年級上冊第三單元第4課。本節課分為三個活動：“認識自動控制技術”“認識遠程控制技術”“模擬智能手環的遠程提醒應用”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、認識自動控制技術（信息意識、計算思維） 2、認識遠程控制技術（信息意識、計算思維、數字化學習與創新） 3、對智能手環與智能控制技術進行分析，描述它實現的功能與應用場景（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： 1、認識自動控制技術 2、認識遠程控制技術 3、模擬智能手環的遠程提醒應用 設計原因：了解生活中的傳感器智能控制技術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： 模擬智能手環的遠程提醒應用，描述它實現的功能與應用場景 設計原因：能實現對智能手環的智能控制技術進行分析在操作上對學生來說比較困難，所以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：馬寧發現在物聯網的應用中，實現與機器、設備的交互還需要控制技術。例如，遠程控制的門禁、遠程感應的燈、實現家庭防護的報警器、礦場中遠程控制的機器等，物聯網應用中將數據經過分析、處理后，可以根據信息按照既定的程序進行操作，例如，開門、亮燈、發出警報、控制機器動作等，這就是智能控制技術。 在本節，我們通過讓智能手環實現智能控制，學習物聯網應用層的關鍵技術之一--智能控制技術。 在物聯網中，當傳感器獲取大量數據后，對數據進行分析、處理，通過控制技術就可以實現對相關設備的控制。根據控制主體的不同，控制形式可分為自動控制與手動控制。 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： 激發學生對傳感器與智能控制技術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：認識自動控制技術 知識講解 自動控制是指對采集到的數據進行分析和處理,并按規定的控制規則，實施控制行為。 自動控制的應用相當廣泛，如火車站人臉識別進站系統，當旅客在進站口的閘機上刷身份證后，該系統自動識別身份證信息，同時進行人臉識別對比，并在數據庫中查找這一身份信息，判斷該旅客是否購買了本站有關車次的車票，然后做出是否打開閘機的決定，如圖3.4.1所示。 控制技術中的執行器 執行器是指接收控制信號并對受控對象進行控制的設備。常見的執行器有燈光設備、顯示設備、聲音設備和電機類設備，如圖 3.4.2 所示。 燈光設備是一種輸出光信號的執行器，如LED 燈、光環板等; 顯示設備是實現人機對話的主要形式，如數碼管、OLED 顯示屏、LCD 液晶屏等: 聲音設備是一種輸出聲音信號的執行器，如蜂鳴器、喇叭等; 電機類設備是一種控制物休運轉的執行器，如可以調節速度的馬達，能夠控制轉動角度的舵機等。 活動2：認識遠程控制技術 知識講解 手動控制是由人直接或間接操作完成的控制。遠程控制是常見的手動控制，它是指人使用計算機、手機等智能終端中的軟件發送指令，通過物聯網對遠程設備實現控制。例如，某智能遠程控制App(界面如圖3.4.3的左圖所示)，通過網絡連接到在線設備，實現設備的開關、定時、模式調整等操作，如圖 3.4.3 所示。 常見的遠程控制平臺 物聯網中常見的遠程控制平臺有 OneNET 平臺、Blynk 平臺、MOTT平臺和終端小程序平臺。 1.OneNET 平臺 OneNET平臺是由中國移動打造的PaaS 物聯網開放平臺，該平臺能夠幫助開發者輕松實現設備接入與設備連接，快速完成產品開發部署，為智能硬件、智能家居產品提供完善的物聯網解決方案。 2.Blynk 平臺 Blynk 平臺是為物聯網而設計的，它可以遠程控制硬件，可以顯示傳感器數據，可以存儲數據并對其進行視覺化。該平臺有三個主要組件:BlynkApp、Blynk服務器和 Blynk庫。 3.MQTT 平臺 MQTT 是一個基于客戶-服務器的消息發布/訂閱傳輸協議，為連接遠程設備提供實時可靠的消息服務。在物聯網、小型設備、移動應用等方面有較廣泛的應用。 4.終端小程序平臺 使用終端小程序平臺可以連接物聯網設備。用戶可以自行設置控制界面的組件，如開關、按鈕、圖表等，也可以設置組件的擺放位置，更靈活地控制物聯網設備,還可以直觀地看到設備上傳感器獲取的數據變化情況。 活動3：模擬智能手環的遠程提醒應用 知識講解 使用智能手環可以實現遠程提醒的功能，例如，遠程提醒老年人吃藥。只要在App上發送消息或者點擊按鈕，就能把信息傳送到智能手環中，從而觸發智能手環中的執行器，讓設備發出聲音、亮燈或顯示信息等，實現提醒。我們可以用智能開發板和智能終端，使用藍牙通信的方式，模擬智能手環的遠程提醒應用，如圖 3.4.4 所示。 1.使設備與終端建立連接。啟動編程軟件，編寫程序，使用藍牙通信方式將智能終端與智能開發板連接起來，以實現數據傳輸。一般情況下由智能終端主動建立藍牙連接，所以，可以設置智能開發板為藍牙從機，將其命名為“遠程提醒應用”，相應的程序如圖3.4.5所示。 2.讓智能開發板接收指令。藍牙可以實現主機和從機相互發送和接收數據(指令)，在本例的模擬智能手環的遠程提醒應用中，我們只將智能開發板作為接收數據并根據數據做出反饋的一端，相應的程序如圖3.4.6所示。 3.讓智能開發板判斷指令并進行提醒。要實現在智能終端發送相關數據(指令)后，控制智能開發板做出提醒的功能，需要讓智能開發板判斷發送的數據(指令)是否符合條件，如果是，則播放音樂進行提醒。相應的程序如圖 3.4.7 所示。 4.智能終端發送數據(指令)與結果測試。將編寫好的藍牙從機相關程序刷入智能開發板中，在智能終端下載相關的藍牙App，打開并連接名為“遠程提醒應用”的藍牙設備，等待一段時間后顯示連接成功，這時就可以在智能終端輸入命令“該吃藥了”,讓智能開發板發出聲音提醒。 請同學們將上述“模擬智能手環的遠程提醒應用”的程序刷入智能開發板，并在智能終端發送“該吃藥了”命令，如圖 3.4.8所示,查看智能開發板是否響起提示音樂。 1.藍牙 App 的下載 下載并安裝資源網站中的藍牙 ApP。 2.藍牙模塊的使用 在 mPython 軟件中，執行“擴展-添加”項中的“通信”子項，在界面的右側找到“藍牙”模塊并加載，從“串口透傳”的模塊指令中可以找到上述程序要使用的相關指令。 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：認識自動控制技術 實踐探究 請同學們說一說生活中常見的自動控制裝置及其功能。 活動2：認識遠程控制技術 實踐探究 請同學們查閱資料，了解物聯網中還有哪些應用涉及遠程控制技術它們使用的控制平臺分別是什么 完成表 。 活動3：模擬智能手環的遠程提醒應用 實踐探究 請同學們以“遠程智能攝像頭”為例，查閱資料。說一說，智能攝像頭是如何對家中情況進行監控并實時傳輸數據的，在這個過程中用到了哪些通信技術。 項目活動 模擬智能手環的遠程吃藥提醒應用 馬寧的爺爺耳朵聽不清楚聲音，當馬寧的爸爸遠程提醒他吃藥時，他偶爾會聽不清楚智能手環的提示音。 活動內容 根據本節課學習的物聯網控制技術，請同學們使用智能終端，結合智能開發板板載的執行器:RGB燈、OLED顯示屏、蜂鳴器，為馬寧的爺爺模擬一款能夠亮起燈光、顯示信息和循環播放音樂的智能手環，實現遠程吃藥提醒應用，如圖 3.4.9所示 請根據本節課學習的內容，完成表3.4.2。 2.根據設計的模擬智能手環的功能，試著用本節學到的知識實現它們。
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：認識自動控制技術 活動2：認識遠程控制技術 活動3：模擬智能手環的遠程提醒應用 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。
中小學教育資源及組卷應用平臺
21世紀教育網(www.21cnjy.com)
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
21世紀教育網(www.21cnjy.com)(共30張PPT)
情境導入：
本單元項目式 主題：分析智能手環的智能控制技術
馬寧發現在物聯網的應用中，實現與機器、設備的交互還需要控制技術。例如，遠程控制的門禁、遠程感應的燈、實現家庭防護的報警器、礦場中遠程控制的機器等，物聯網應用中將數據經過分析、處理后，可以根據信息按照既定的程序進行操作，例如，開門、亮燈、發出警報、控制機器動作等，這就是智能控制技術。
在本節，我們通過讓智能手環實現智能控制，學習物聯網應用層的關鍵技術之一--智能控制技術。
情境導入：
本單元項目式 主題：分析智能手環的智能控制技術
在物聯網中，當傳感器獲取大量數據后，對數據進行分析、處理，通過控制技術就可以實現對相關設備的控制。根據控制主體的不同，控制形式可分為自動控制與手動控制。
《3.4智能控制技術》
2023年電子工業出版社 八年級上冊
-第3單元 物聯網的關鍵技術 -
珠珠老師
信息科技 課件
2022新版課標內容
1
活動1：認識自動控制技術
2
活動2：認識遠程控制技術
3
活動3：模擬智能手環的遠程提醒應用
《目錄》
信息科技
01
認識自動控制技術
活動1
01.知識點講解
自動控制是指對采集到的數據進行分析和處理,并按規定的控制規則，實施控制行為。
自動控制的應用相當廣泛，如火車站人臉識別進站系統，當旅客在進站口的閘機上刷身份證后，該系統自動識別身份證信息，同時進行人臉識別對比，并在數據庫中查找這一身份信息，判斷該旅客是否購買了本站有關車次的車票，然后做出是否打開閘機的決定，如圖3.4.1所示。
活動1：認識自動控制技術
01
01.知識點講解
活動1：認識自動控制技術
01
請同學們說一說生活中常見的自動控制裝置及其功能。
實踐探究
01.知識點講解
活動1：認識自動控制技術
01
控制技術中的執行器
執行器是指接收控制信號并對受控對象進行控制的設備。常見的執行器有燈光設備、顯示設備、聲音設備和電機類設備，如圖 3.4.2 所示。
燈光設備是一種輸出光信號的執行器，如LED 燈、光環板等;
顯示設備是實現人機對話的主要形式，如數碼管、OLED 顯示屏、LCD 液晶屏等:
聲音設備是一種輸出聲音信號的執行器，如蜂鳴器、喇叭等;
電機類設備是一種控制物休運轉的執行器，如可以調節速度的馬達，能夠控制轉動角度的舵機等。
01.知識點講解
活動1：認識自動控制技術
01
02
認識遠程控制技術
活動2
01.知識點講解
手動控制是由人直接或間接操作完成的控制。遠程控制是常見的手動控制，它是指人使用計算機、手機等智能終端中的軟件發送指令，通過物聯網對遠程設備實現控制。例如，某智能遠程控制App(界面如圖3.4.3的左圖所示)，通過網絡連接到在線設備，實現設備的開關、定時、模式調整等操作，如圖 3.4.3 所示。
活動2：認識遠程控制技術
02
01.知識點講解
活動2：認識遠程控制技術
01
請同學們查閱資料，了解物聯網中還有哪些應用涉及遠程控制技術它們使用的控制平臺分別是什么 完成表 。
實踐探究
物聯網遠程控制應用 控制平臺
01.知識點講解
常見的遠程控制平臺
物聯網中常見的遠程控制平臺有 OneNET 平臺、Blynk 平臺、MOTT平臺和終端小程序平臺。
活動2：認識遠程控制技術
02
1.OneNET 平臺
OneNET平臺是由中國移動打造的PaaS 物聯網開放平臺，該平臺能夠幫助開發者輕松實現設備接入與設備連接，快速完成產品開發部署，為智能硬件、智能家居產品提供完善的物聯網解決方案。
01.知識點講解
活動2：認識遠程控制技術
02
2.Blynk 平臺
Blynk 平臺是為物聯網而設計的，它可以遠程控制硬件，可以顯示傳感器數據，可以存儲數據并對其進行視覺化。該平臺有三個主要組件:BlynkApp、Blynk服務器和 Blynk庫。
3.MQTT 平臺
MQTT 是一個基于客戶-服務器的消息發布/訂閱傳輸協議，為連接遠程設備提供實時可靠的消息服務。在物聯網、小型設備、移動應用等方面有較廣泛的應用。
4.終端小程序平臺
使用終端小程序平臺可以連接物聯網設備。用戶可以自行設置控制界面的組件，如開關、按鈕、圖表等，也可以設置組件的擺放位置，更靈活地控制物聯網設備,還可以直觀地看到設備上傳感器獲取的數據變化情況。
03
模擬智能手環的
遠程提醒應用
活動3
01.知識點講解
活動3：模擬智能手環的遠程提醒應用
03
使用智能手環可以實現遠程提醒的功能，例如，遠程提醒老年人吃藥。只要在App上發送消息或者點擊按鈕，就能把信息傳送到智能手環中，從而觸發智能手環中的執行器，讓設備發出聲音、亮燈或顯示信息等，實現提醒。我們可以用智能開發板和智能終端，使用藍牙通信的方式，模擬智能手環的遠程提醒應用，如圖 3.4.4 所示。
01.知識點講解
活動3：模擬智能手環的遠程提醒應用
03
1.使設備與終端建立連接。啟動編程軟件，編寫程序，使用藍牙通信方式將智能終端與智能開發板連接起來，以實現數據傳輸。一般情況下由智能終端主動建立藍牙連接，所以，可以設置智能開發板為藍牙從機，將其命名為“遠程提醒應用”，相應的程序如圖3.4.5所示。
01.知識點講解
活動3：模擬智能手環的遠程提醒應用
03
2.讓智能開發板接收指令。藍牙可以實現主機和從機相互發送和接收數據(指令)，在本例的模擬智能手環的遠程提醒應用中，我們只將智能開發板作為接收數據并根據數據做出反饋的一端，相應的程序如圖3.4.6所示。
01.知識點講解
活動3：模擬智能手環的遠程提醒應用
03
3.讓智能開發板判斷指令并進行提醒。要實現在智能終端發送相關數據(指令)后，控制智能開發板做出提醒的功能，需要讓智能開發板判斷發送的數據(指令)是否符合條件，如果是，則播放音樂進行提醒。相應的程序如圖 3.4.7 所示。
01.知識點講解
活動3：模擬智能手環的遠程提醒應用
03
4.智能終端發送數據(指令)與結果測試。將編寫好的藍牙從機相關程序刷入智能開發板中，在智能終端下載相關的藍牙App，打開并連接名為“遠程提醒應用”的藍牙設備，等待一段時間后顯示連接成功，這時就可以在智能終端輸入命令“該吃藥了”,讓智能開發板發出聲音提醒。
01.知識點講解
活動3：模擬智能手環的遠程提醒應用
03
請同學們將上述“模擬智能手環的遠程提醒應用”的程序刷入智能開發板，并在智能終端發送“該吃藥了”命令，如圖 3.4.8所示,查看智能開發板是否響起提示音樂。
01.知識點講解
活動3：模擬智能手環的遠程提醒應用
01
請同學們以“遠程智能攝像頭”為例，查閱資料。說一說，智能攝像頭是如何對家中情況進行監控并實時傳輸數據的，在這個過程中用到了哪些通信技術。
實踐探究
01.知識點講解
活動3：模擬智能手環的遠程提醒應用
03
1.藍牙 App 的下載
下載并安裝資源網站中的藍牙 ApP。
2.藍牙模塊的使用
在 mPython 軟件中，執行“擴展-添加”項中的“通信”子項，在界面的右側找到“藍牙”模塊并加載，從“串口透傳”的模塊指令中可以找到上述程序要使用的相關指令。
01.知識點講解
項目實施
本單元項目式 主題：分析智能手環的智能控制技術
模擬智能手環的遠程吃藥提醒應用
馬寧的爺爺耳朵聽不清楚聲音，當馬寧的爸爸遠程提醒他吃藥時，他偶爾會聽不清楚智能手環的提示音。
活動內容
01.知識點講解
項目實施
本單元項目式 主題：分析智能手環的智能控制技術
根據本節課學習的物聯網控制技術，請同學們使用智能終端，結合智能開發板板載的執行器:RGB燈、OLED顯示屏、蜂鳴器，為馬寧的爺爺模擬一款能夠亮起燈光、顯示信息和循環播放音樂的智能手環，實現遠程吃藥提醒應用，如圖 3.4.9所示
活動內容
01.知識點講解
項目實施
本單元項目式 主題：分析智能手環的智能控制技術
1.請根據本節課學習的內容，完成表3.4.2。
活動內容
遠程控制方式 通信技術 執行器 實現的功能
01.知識點講解
項目實施
本單元項目式 主題：分析智能手環的智能控制技術
2.根據設計的模擬智能手環的功能，試著用本節學到的知識實現它們。
活動內容
《總結》
信息科技
1
活動1：認識自動控制技術
2
活動2：認識遠程控制技術
3
活動3：模擬智能手環的遠程提醒應用
《感謝觀看》
- Thank for Viewing -
珠珠老師
2023年電子工業出版社 八年級上冊(共1張PPT)
學習單
1
活動1：認識自動控制技術
班級：8年__班
組別：______
2
活動2：認識遠程控制技術
3
活動3：模擬智能手環的遠程提醒應用
實踐探究
思考與討論
思考與討論
請同學們說一說生活中常見的自動控制裝置及其功能。
請同學們查閱資料，了解物聯網中還有哪些應用涉及遠程控制技術它們使用的控制平臺分別是什么 完成表 。
1.請根據本節課學習的內容，完成表3.4.2。
2.根據設計的模擬智能手環的功能，試著用本節學到的知識實現它們。中小學教育資源及組卷應用平臺
《3.4智能控制技術》作業設計
作業分析
作業類型 R基礎型作業 R探究型作業 實踐型作業 跨學科綜合作業
作業類別 R課時作業 單元作業 學期作業
應用場景 課前預習 R課中練習 課后作業
作業對象 R全體學生作業 學生根據情況可選作業
設計思路 通過比較、綜合、拓展，鞏固本節課知識點，舉一反三，讓學生自主探究，掌握新知，溝通交流，提升協作能力。
作業內容
【難度等級：★★】 物聯網智能控制技術可以分為:_______________________和________________。 【難度等級：★★】 2本節課制作的遠程吃藥提醒器只能提醒爺爺一次,萬一爺爺沒有注意到，就又忘記了，試一試修改程序，保證爺爺能夠持續看到或聽到提醒吃藥的信號，以及看到信號后自己手動關閉智能開發板(如按下A鍵關閉信號)。 【難度等級：★★★★★】 3.智能控制技術在我們日常生活中的應用非常廣泛。如果有一天你忘記帶鑰匙了，不用擔心，用智能終端 App 就可以一鍵開門。請同學們為智能開發板外接舵機執行器(旋轉角度0~180°),圖3.4.10供參考。然后編寫相關的程序，模擬實現智能終端遠程開門的應用。
中小學教育資源及組卷應用平臺
21世紀教育網(www.21cnjy.com)
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
21世紀教育網(www.21cnjy.com)

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