2.2制作简易噪声检测系统模型 课件 2023—2024学年电子工业出版社（2022）初中信息技术第三册

第5课 制作简易噪声监测系统模型 电子工业出版社第三册 教学目标 1、信息意识：帮助了解噪声问题、识别相关数据来源、评估数据质量和可信度，以及利用这些信息来构建和优化模型。 2、计算思维：帮助我们理解噪声监测问题的本质、设计合适的算法和模型结构，以及实现高效的计算过程。 3、数字化学习与创新：有助于我们掌握最新的技术动态、学习相关理论知识，以及将创新思维应用到模型设计和实现过程中。 4、信息社会责任：确保模型使用的数据来源合法、保护用户隐私、遵循相关法律法规，以及确保模型的输出结果公正、准确。 情境描述 马宁所在的班级最近试行“无人监管自习”措施，上自习课时，无须老师值守，同学们自觉保持安静上自习课。刚开始执行时，马宁和同学们发现，虽然老师不在身边，但是教室里一旦出现说话声，老师马上就能发觉，清楚地知道同学们说话的时间点，并及时进行干预。原来教室里有一套基于物联网的简易噪声监测系统模型。本节通过分析“简易噪声监测系统模型”的工作原理，深入学习物联网的组成。 情境描述 噪声是一种环境污染物，且在时间和空间上具有瞬时性的特点，不便于人工监测。使用基于物联网的简易噪声监测系统模型基本能够解决人工监测噪声不便的问题。在不同地点设置噪声监测点，并将每个噪声监测点采集到的数据传送至监测终端平台，即可得到每个监测点的噪声数据并进行处理。 活动1 简易噪声监测系统模型的感知层 新知讲解 1.物联网的感知层： (1)感知层是物联网的眼睛和耳朵，一般由可以采集数据的集成电子设备或传感器模块构成。 新知讲解 1.物联网的感知层： (2)某街道建筑施工中使用了如图2.2.2所示的噪声监测系统设备，在这个简易噪声监测系统模型的监测设备中集成了声音传感器模块、可视化模块、GPS模块等，其中，声音传感器模块和GPS模块作为感知设备，用来获取噪声的声强、频率等数据信息和噪声源的位置信息。 图2.22 某街道建筑施工时的噪声监测设备 新知讲解 1.物联网的感知层： (3)智能开发板上集成了众多的传感器，其中有可以检测周围声音数据的声音传感器，要制作简易的噪声监测系统模型，可以将智能开发板置于教室内，用智能开发板上的声音传感器采集噪声数据，并编写相应的程序。 新知讲解 1.物联网的感知层： (4)如图2.2.3所示为智能开发板上的声音传感器，通过编写重复打印声音传感器获取数值的程序，可以看到它采集的当前声音的数据。 图 2.2.3声音传感器及其采集的声音数据 练一练 1、请同学们思考，如果要检测居住环境中可能存在的问题，应使用哪些感知设备。 练一练 答：(1)空气质量检测器：用于检测室内空气中的污染物，如甲醛、苯、TVOC等，以确保空气质量达到安全标准。 (2)温度和湿度传感器：用于监测室内温度和湿度，确保居住环境舒适度。 (3)光照传感器：用于检测室内光线强度，以便调整照明设备，保持舒适的光照环境。 (4)噪音检测器：用于监测室内噪音水平，确保居住环境保持安静。 知识拓展 1、物联网实现感知功能离不开传感器。作为一种检测装置，传感器会先感知外界信息，然后将这些信息通过特定规则转换为电信号，最后由传感网传输到计算机上，供人们或人工智能分析和利用。 知识拓展 2、射频识别的简称为RFID，该技术是无线自动识别技术之一，人们又将其称为电子标签技术。利用该技术，无需接触物体就能通过电磁耦合原理获取物品的相关信息。 知识拓展 3、二维码是一种信息识别技术。二维码通过黑白相间的图形记录信息，这些黑白相间的图形是按照特定的规律分布在二维平面上，图形与计算机中的二进制数相对应，人们通过对应的光电识别设备就能将二维码输入计算机进行数据的识别和处理。 活动2 简易噪声监测系统模型的网络层 新知讲解 1. 物联网的网络层： (1)网络层是物联网的神经中枢，物联网主要通过通信网络进行数据传输，如互联网、有线和无线通信网等，该层负责将感知层获取的数据安全可靠地传输到应用层。 新知讲解 1.物联网的网络层： (2)如图2.2.4所示的噪声监测设备中，集成了用于通信的模块，可以使设备连接到互联网或无线通信网，从而将监测设备采集到的噪声数据传输到噪声监测平台，便于管理人员进行实时监测与统计。 图2.2.4 简易噪声监测系统模型的网络层示意图 新知讲解 1.物联网的网络层： (3)智能开发板上集成了连接无线通信网络的Wi-Fi模块，可以将智能开发板连接当前无线网络，实现将噪声数据传输到噪声监测平台的简单物联网应用。如图2.2.5所示，通过编写连接当前Wi-Fi的程序，可以将作为噪声监测设备的智能开发板连接到网络，并可以在控制台看到Wi-Fi连接成功后的反馈信息。 图2.25智能开发板连接 Wi-Fi并反馈信息 知识拓展 1 、OSI参考模型将网络分为七层，自下而上分别是物理层、数据链路层、网