第二单元 第2课 物联网的控制技术 课件 2025-2026学年湘教版初中信息科技八年级上册

该初中信息科技课件围绕物联网控制技术，核心讲解输出模块作为“手脚”的原理与应用，通过共享单车开锁、智能灯光等生活案例导入，衔接传感器感知知识，构建“传感器-控制器-输出模块”的学习支架，帮助学生理解物联网从感知到执行的逻辑链。 其亮点在于融合信息意识与计算思维，通过LED混色编程、蜂鸣器乐曲控制等实例，结合智能花盆协同应用案例，采用“案例-原理-编程-实践”的学科特色教学法。学生能提升信息感知与问题解决能力，教师可借助生活化素材和练习题，增强教学互动性与实效性。

第2课 物联网的控制技术——让设备“动起来、亮起来、响起来” 1 第2课 物联网的控制技术 让设备“动起来、亮起来、响起来” 第二单元 物联网系统和反馈控制 | 八年级上册 信息科技 学习要点： 认识3类核心输出模块，懂原理、知用途 掌握LED、蜂鸣器、舵机等的控制逻辑与简单编程 结合生活场景理解控制技术的实际价值 2 你身边的物联网，都在“悄悄执行指令” “扫码开共享单车、灯光自动变色、微波炉加热完‘滴滴’提醒、智能窗帘跟着阳光动——这些动作，物联网是怎么做到的？” 案例1：共享单车开锁 动作：扫码后车锁“啪”地弹开 背后模块：电磁锁 指令逻辑：手机发送信号→电磁锁接收→通电吸合解锁 案例2：智能灯光控制 动作：语音说“打开灯光”，灯光响应 背后模块：全彩LED灯 指令逻辑：语音指令→控制器解析→LED调节颜色亮度 案例3：电子秤显体重 动作：站上后立刻显示数字 背后模块：OLED显示屏+LED灯 指令逻辑：压力传感器测重→控制器处理→显示+报警 这些“执行动作”的设备，就是物联网的 输出模块 ——相当于物联网的“手脚”，让物联网从“只能感知”变成“能做事”！ 3 01 核心概念——物联网的“手脚”到底是什么？ 4 输出模块：物联网的“执行小能手” 物联网能“感知”，但怎么把“感知”变成“动作”？答案就是—— 输出模块 ！ 输出模块就像物联网的“手脚”： 传感器是“眼睛耳朵” → 控制器是“大脑” → 输出模块是“手脚”。 没有它，设备只能“默默感知”，没法互动。 案例: 共享单车扫码 → 电磁锁(输出模块) → 开锁(动作) 案例: 智能窗帘光线暗 → 电机(输出模块) → 关窗帘(动作) 5 02 显示模块——光与文字的魔法 6 显示模块：让物联网“看得见”的表达 常见显示模块 模块名称 核心用途 工作原理 全彩LED灯 发光、调颜色 调节RGB三色灯珠亮度，混合出千种颜色 LED数码管 显示0-9数字 内部7段小LED，亮不同段组合出数字 OLED/LCD屏 显示文字、图片 OLED自发光，LCD需背光 8×8 LED点阵 显示简单汉字、动画 64颗LED，亮不同位置拼出图形 RGB混色原理 就像画画调色： 红+绿=黄，红+蓝=紫 绿+蓝=青，红+绿+蓝= 白 编程示例 rgb[0] = (255, 0, 0) # 红 rgb[1] = (0, 128, 0) # 绿 rgb[2] = (0, 0, 64) # 蓝 rgb.write() 7 03 声音模块——让设备“说话唱歌” 8 声音模块：让设备“说话唱歌” 核心模块：蜂鸣器 通电后内部小铁片振动发声，频率不同，音调不同。 拓展模块 带功放的喇叭：播放音乐、语音 音频录放模块：录制并重复播放 语音合成模块：输入文字，输出语音 编程与乐谱 频率控制音调，组合成乐曲。 # 《小星星》简化乐谱 tune = ["C4:4", "C4:4", "G4:4", "G4:4", "A4:4", "A4:4", "G4:8", "F4:4", "F4:4", "E4:4", "E4:4", "D4:4", "D4:4", "C4:8"] music.play(tune) 原理小科普 频率与音调: 261Hz是“哆(C4)”，频率越高声音越尖(小鸟)，越低越沉(大象)。 乐曲原理: 按时间顺序播放不同频率信号，加上停顿，组成乐曲。 9 04 电动执行模块（一）——开关型：控制“通断” 10 开关型执行模块：物联网的“电子开关” 常见开关型模块 模块 用途 原理 继电器 小电流控大电流 电磁铁吸合开关 电磁锁 通电上锁/断电开锁 线圈产生磁力 电磁阀 控制液体/气体通断 阀芯移动控制管路 ⚠️ 安全警告 控制220V家电时，务必在老师或家长指导下进行，避免触电！ 连接图示 重点：红线接正极(+)，黑线接负极(-)，接反会烧坏模块。 编程示例 # 控制卧室台灯 relay = Pin(Pin.P1, Pin.OUT) while True: msg = input('输入1(开灯)或0(关灯):') if msg == '1': relay.write_digital(1) # 开灯 if msg == '0': relay.write_digital(0) # 关灯 11 05 电动执行模块（二）——电机型：控制“转动” 12 电机型执行模块：物联网的“旋转小马达” 常见电机型模块 模块 用途 特点 直流电机 高速旋转 控制转速和转向 舵机 (SG90) 精确控制角度 (0-180°) 角度精准，适合定位 步进电机 精确控制圈数和步距 精度极高，适合精细控制 原理拓展 线性执行器将旋转运动改为直线运动，如 电动窗帘 。 编程示例：控制舵机 # 舵机控制玩具车转向 s1 = Servo(Pin(P1)) s1.write_angle(0) # 0° → 左转 time.sleep(1) s1.write_angle(90) # 90° → 直行 time.sleep(1) s1.write_angle(180) # 180° → 右转 time.sleep(1) 13 06 模块连接规范与协同应用 14 连接有技巧，模块能“组队” 连接规范 接口匹配: OLED/LCD常用 I2C接口 ，电机/舵机用数字引脚。 电源匹配: LED、蜂鸣器可用板载5V；电机、继电器需 外接电源 。 正负极别接反: VCC接正极(+)，GND接负极(-)，接反会烧坏模块！ 注意事项: 接线前先断电，模块不工作先查接线再查代码。 协同应用案例：智能花盆 土壤湿度传感器 (输入) 控制器判断：土壤干燥 继电器开水泵 OLED显示状态 蜂鸣器提示 LED灯变绿 15 07 总结与拓展——控制技术的生活大应用 16 核心知识梳理 + 生活拓展 知识框架 物联网控制技术 显示模块: LED, OLED, 点阵 声音模块: 蜂鸣器, 语音合成 电动执行: 开关型(继电器) / 电机型(舵机, 电机) 控制核心: 编程发信号 / 连接关键: 接口/电源/正负极 生活应用 & 小实验 找一找：家里的智能设备 智能空调: OLED屏, 蜂鸣器, 电机, 电磁阀 智能音箱: 喇叭, LED指示灯 扫地机器人: 电机, 显示屏, 蜂鸣器 动手试一试 光线报警器: 光线暗 → LED闪 + 蜂鸣器响 舵机跟随旋钮: 旋钮转 → 舵机跟着转 17 08 课后思考与资源推荐 18 课后想一想，动手试一试 课后思考 1. 全彩LED灯能调出粉色，是哪两种颜色混合的？ 答案：红+蓝，再把亮度调暗 2. 想让蜂鸣器发出“高音”，应该提高还是降低信号频率？ 答案：提高频率 3. 控制家里的电风扇，应该用哪种输出模块？为什么？ 答案：继电器，因为风扇是大电流设备 资源推荐 编程工具: Mind+ (图形化), Python (pinpong库) 视频资源: B站“DFRobot官方”账号 书籍: 《青少年物联网入门》 19 下列关于 OLED 显示屏的描述，正确的是（ ） A. 必须依赖背光才能显示，功耗较高 B. 能够自发光，对比度高，应用广泛 C. 只能显示数字，无法显示文字和图片 D. 连接方式必须使用串口，不能用 I2C 接口 答案：B 解析：课本明确提到，OLED 显示屏能够自发光、对比度高，应用领域更广泛；LCD 显示屏需要背光，A 错误；OLED 可显示文字、图片，C 错误；其连接一般采用 I2C 接口，D 错误。 20 蜂鸣器是物联网中常用的声音模块，其发声的核心原理是（ ） A. 内置喇叭播放预存音频 B. 内部小铁片通过电信号驱动快速振动 C. 接收文本信号并转换为语音 D. 依靠电磁感应产生音乐频率 答案：B 解析：课本指出，蜂鸣器通过控制数字引脚输出特定频率的电信号，驱动内部小铁片快速振动发声；A 是喇叭的功能，C 是语音合成模块的功能，均与蜂鸣器无关。 21 物联网系统中，继电器的核心作用是（ ） A. 精确控制旋转角度（0-180°） B. 用小电流控制大电流电路的通断 C. 将电能转化为可见光，实现发光功能 D. 接收蓝牙信号并转发给网关 答案：B 解析：继电器的核心用途是 “通过控制小电流电路的通断，实现对高电压大电流电路的控制”（课本表 2-2）；A 是舵机的功能，C 是 LED 的功能，D 是网关的功能。 22 $