第五单元 第21课《文物保护新手段》教学设计2024-2025学年人教版（2024）初中信息科技八年级全一册

第 21 课　文物保护新手段 班级_________ 姓名_________ 一、学习目标 1. 认识物联网在文物保护里的应用。 1. 通过博物馆环境监测系统的实践，学会用物联网解决问题的办法，还能用来解决其他问题。 二、知识回顾 想一想物联系统的基本原理和工作步骤。 三、学习活动 （一）探究博物馆环境监测系统的功能实现 1. 对比传统环境监测工具，基于物联网的博物馆环境监测系统（见下图）好在哪里？ [此处插入博物馆环境监测系统图] 答案示例：能实时监测、自动传输数据，不用人工频繁查看；监测的范围更广，数据更全面；能及时发现环境变化并自动处理等。 1. 博物馆展柜里哪些环境数据需要实时监测？ 答案示例：温度、湿度、光照强度、空气质量（如有害气体含量）等。 （二）需求分析与功能实现 1. 需求分析 按环节分析系统的功能需求，填在下表。 | 需求环节 | 功能描述 | |----|----| | 采集数据 | 比如，实时得到当前环境的温度和湿度 | | 传输与存储数据 | 把采集到的数据，通过网络快速传到指定地方存起来 | | 分析与处理数据 | 对收集的数据进行整理、计算，找出规律和问题 | | 反馈与控制 | 根据数据分析结果，自动控制设备，让环境保持合适状态 | 1. 功能实现 分析每个功能要用到的物联实验设备、软件及平台。 | 功能 | 物联实验设备 | 软件及平台 | |----|----|----| | 采集数据 | 温度传感器、湿度传感器等 | 传感器配套软件 | | 传输与存储数据 | 无线模块（如 Wi-Fi 模块）、服务器 | 物联网云平台 | | 分析与处理数据 | 电脑 | 数据分析软件（如 Excel、Python 数据分析库）| | 反馈与控制 | 主控板（如 Arduino）、执行设备（如空调、加湿器）| 控制程序 | 1. 算法设计 根据需求分析和功能实现，画流程图。选左边框里合适内容，填到右边流程图，实现自动调节温度和湿度功能。 [此处给出左右框内容及流程图绘制区域] （三）模拟实现系统 1. 硬件搭建 0. 选传感器、主控板等物联实验设备。 0. 设置无线网络。 0. 配置物联网服务平台。 1. 采集数据 用传感器测当前环境的温度和湿度，在主控板上实时显示，把数据记在表中。 | 环境位置 | 温度 | 湿度 | |----|----|----| | | | | | | | | | | | | 1. 传输与存储数据 补全程序，向 MQTT 服务器中温湿度主题发温度和湿度数据。 mqttclient.publish (topic='04edcwHK1N',content=str ()+','+str()) 答案：前面填温度变量名，后面填湿度变量名 1. 分析处理数据 数据分析方式：A. 物联网服务平台　　B. 电子表格　　C.Python 模块 1. 反馈与控制 实现自动调温调湿功能。书画、古籍、油画保存的合适温度是 18 - 22℃，合适湿度是 50% - 60% RH。比如，温度太高就开空调降温，湿度太低就开加湿器。实现博物馆环境监测功能的主要代码如下： import time from educore import mqttelient,dht,oled,pin,speaker,wifi pl,p2,s1=pin(1),pin(2),speaker( ) while True: temp,hum=dht(0).read( ) oled.print("温度:"+str(temp)+" 湿度:"+str(hum)) mqttclient.publish(topic="主题ID",content=str(temp)+","+str(hum)) if temp > 22 or temp < 18: p1.write_digital(1) else: p1.write_digital(0) if hum > 60 or hum <50: p2.write_digital(1) else: p2.write_digital(0) time.sleep(1) 四、课堂小结 1. 在博物馆里，除了给文物弄恒温、恒湿环境，还有哪些环境因素要注意？在探索这个项目基础上，给博物馆环境监测系统加个新功能。 1. 实地去本地博物馆、学校校史馆看看，有没有用物联网技术。用物联网技术，给本地博物馆、学校校史馆设计个升级改进方案。 $$