2.1 设计智能温室（课件）-九年级信息技术上册同步精品课堂（川教2019版）

中物理 第二单元 走近物联网 川教版（2019） 信息技术（九年级上册） 第1节 设计智能温室 学易同步精品课堂 1 课堂导入 同学们： 假如我们在寒暑假将全家外出旅游，家里养的花在这几天将面临无人养护的现实，有什么办法能让我们放心外出旅游而不用担心家里养的花草呢？ 这节课我们将学习设计智能温室来解决这个问题。 学习目标 1 1.学会分析智能温室的应用需求。 2.掌握智能温室的设计方法。 3.了解智能温室所需软、硬件材料。 2 目录 一、项目设计 二、项目准备 项目设计 一 一、项目设计 项目设计 一 1.调研项目应用需求 要实现远程养护家中的水仙花，需要创造一个适宜水仙花生长的环境。 光照、温度、湿度、空气和土壤是影响植物生长的五大要素，不同植物和植物生长的不同阶段对于环境因素的喜好各不相同。 植物生长环境要素 光照 温度 湿度 空气 土壤 绿色植物中的叶绿素参与光线的光合作用。 如果我们能够给植物最适当的温度，它们一定生长得健壮。 水是生物细胞组成的主要物质，尤其绿色植物的含水量达80%以上。 植物需要空气中的二氧化碳和氧气来制造养料、呼吸。 土壤为植物保温、保湿，提供养分,同时能够辅助根部对植株的固定作用。 项目设计 一 任务一 通过查阅书刊、网络搜索等方式，调研适宜水仙花生长的环境条件，填写下表： 水仙花适宜生长环境调研表 培养方式 光照 空气温度 土壤湿度 水仙花 项目设计 一 2.设立项目实践目标 在一个完全开放的环境中，人工或设备都不便于创造和调节整体环境条件。因此可以搭建一个温室，在温室中实施局部环境的监测与控制。 温室，又称暖房，一般以能够透光的材料来覆盖全部或部分空间。在不适宜植物生长的季节里，可以把植物放入温室中，通过局部调节来创造适宜植物生长的环境。 根据水仙花的养护条件，梳理温室项目的实践目标如下: (1）能远程监控水仙花的生长环境，包括土壤温湿度、空气温湿度、光照度。 (2）能在土壤湿度低于50%时，进行自动浇灌；土壤湿度高于70%时，停止浇灌。 (3）能在空气温度低于10℃时，进行自动加热；空气温度高于20℃时，停止加热。 (4）每天保持10小时光照和适度通风。 项目设计 一 3.设计项目实施步骤 如何实施这个植物养护智能温室项目，我们来梳理设计思路： (1）搭建一个微型智能温室，在其中部署空气温湿度传感器、光照传感器、土壤温湿度传感器。 (2）对温室中部署的各类传感器进行设备调试，确保其能正确进行环境参数采集。 (3）利用物联网中控云平台编程控制，实现智能温室生物环境的监测。 (4）通过云平台，根据环境参数变化，远程控制对智能温室的自动浇灌、温度调节、光照调节。 搭建温室 调试设备 编程控制 远程监控 项目准备 二 二、项目准备 项目准备 二 1.智能温室项目的软、硬件准备 温室搭建软、硬件参考列表 类别 名你 作用 数量 主体结构 温室种植箱 提供一个植物生长的温室大棚环境。选取的材料应透明、保温、保湿，便于观测和实践 1 开源硬件控制板 Arduino扩展板及连接线 用于扩展连接各个传感器或者执行单元 1 土壤温湿度监控设备 土壤温湿度传感器 测量土壤温湿度 1 浇水水泵 通过水泵开启和关闭控制土壤湿度 包含水管和喷嘴，水管放入外置的水容器中 1 项目准备 二 温室搭建软、硬件参考列表（续表） 类别 名你 作用 数量 空气温湿度监控设备 DHT11p温湿度传感器 测量温室内的温度和湿度 1 开源硬件控制板 加热器 通过加热器的开启和关闭来维持温室温度 1 通风风扇 通过风扇的开启和关闭控制通风、降温等 1 光照监控设备 光照传感器 测量当前温室内的光照度 1 植物补光灯 可在光照不足的情况下，为植物补充光照 1 项目准备 二 温室搭建软、硬件参考列表（续表） 类别 名你 作用 数量 联动控制开关设备 继电器 类似于“开关”，可联动控制植物补光灯、风扇、水泵、加热器等 1 网络传输模块 Wi-Fi通信模组 实现和远程服务器的无线连接，进而实现手机、电脑端的远程控制 1 开源硬件编程平台 mixly-arduino编程软件 使用图形化积木式编程语言进行各个传感器的调试和控制 1 物联网云平台 校园物联云平台 对温室进行远程监测与控制 1 项目准备 二 2.认识主要硬件设备 (1）主控板 选用Arduino扩展板作为主控板，如下图所示： 项目准备 二 (2）土壤温湿度传感器 土壤温湿度传感器用于监测土壤温湿度。土壤对于植物生长至关重要，土壤里各种元素的含量影响着植物的生长。感知和监测土壤条件，就是土壤传感器的作用。土壤传感器根据其监测因素不同，可分为土壤温湿度、土壤酸碱度、土壤氮含量传感器等。在这个项目实践中，暂且只考虑土壤