第16课 模块功能先划分 课件 2025-2026学年人教版初中信息科技八年级全一册

义务教育2024 八年级下册 第四单元　简易物联系统实践 第16课 模块功能先划分 义务教育2024 八年级下册 第16课 模块功能先划分 学习 目标 了解物联系统的基本工作流程，能确定简易物联系统的功能需求。 能根据实际需要划分简易物联系统的功能模块。 义务教育2024 八年级下册 第16课 模块功能先划分 问题情境 导入 新课 同学们，在我们之前的编程学习中，是不是经常遇到这样的情况：一个程序要实现好几个任务，代码写在一起又长又乱，想修改某一部分时，一不小心就影响了其他功能，排查错误也特别麻烦？ 就像我们整理书包，如果把课本、文具、杂物全都塞在一起，找东西会非常费劲；但如果分好区域，课本放一层、文具放一格，取用和整理就会清晰又高效。 在程序设计里也是同样的道理，当程序功能越来越复杂时，我们不能把所有代码 “一锅炖”，而是要学会按功能把程序拆分成一个个独立的模块，让每个模块只负责一件事，既方便编写，又便于修改和维护。 义务教育2024 八年级下册 学习内容 一、了解物联系统的工作环节 二、确定物联系统的功能需求 第16课 模块功能先划分 三、 划分物联系统的功能模块 义务教育2024 八年级下册 一、了解物联系统的工作环节 尽管不同的物联系统在功能、软硬件组成上有所不同,但工作环节类似。物联系统会根据任务目标,采集各种环境数据,并对数据进行传输与存储、分析与处理,再通过反馈与控制作用于外部环境,其工作环节如图16.1所示。 义务教育2024 八年级下册 一、了解物联系统的工作环节 尽管不同的物联系统在功能、软硬件组成上有所不同,但工作环节类似。物联系统会根据任务目标,采集各种环境数据,并对数据进行传输与存储、分析与处理,再通过反馈与控制作用于外部环境,其工作环节如图16.1所示。 物联系统的工作环节 义务教育2024 八年级下册 一、了解物联系统的工作环节 分析物联系统的工作环节 动手实践 物联系统 采集环境数据 传输与存储数据 分析处理数据 反馈与控制 物联蔬菜 大棚系统 光敏传感器、土壤湿度传感器采集数据 通过网络把数据传输并存储在服务器 对采集的光照强度和土壤湿度数据进行分 析处理 控制遮光帘或者水泵 选择生活中常见的一两个物联系统,分析其工作环节。 义务教育2024 八年级下册 二、确定物联系统的功能需求 每个物联系统都有特定的作用和任务。搭建物联系统前,首先需要明确系统建设的目标,即期望利用该系统达到的目的或解决的问题。 义务教育2024 八年级下册 二、确定物联系统的功能需求 每个物联系统都有特定的作用和任务。搭建物联系统前,首先需要明确系统建设的目标,即期望利用该系统达到的目的或解决的问题。 义务教育2024 八年级下册 二、确定物联系统的功能需求 每个物联系统都有特定的作用和任务。搭建物联系统前,首先需要明确系统建设的目标,即期望利用该系统达到的目的或解决的问题。 环境 基本功能 采集数据 实时获取温度、土壤湿度、光照强度等数据;通过网络获取天气预报数据 传输与存储数据 通过网络把数据传输到物联网服务平台 分析与处理数据 从物联网服务平台获取历史数据;对数据进行初步分析处理,得到初步的数据统计结果和可视化图表 反馈与控制 实时显示土壤湿度情况;根据温度、土壤湿度、天气预报数据,实现自动灌溉 物联花盆系统功能需求 义务教育2024 八年级下册 二、确定物联系统的功能需求 物联花盆系统实现方案 环境 实现方案 采集数据 先确定需要采集的环境数据,再根据具体场景和要求选择传感器。可以利用温湿度传感器获取空气温度数据,利用土壤湿度传感器获取土壤湿度数据,利用光敏传感器获取光照强度数据,通过调用天气预报API获取天气数据 传输与存储数据 通过MQTT协议把数据传输并存儲到物联网服务平台 分析与处理数据 先从物联网服务平台获取历史数据,并对这些数据进行简单的分析处理,再通过数据可视化方式直观显示温度、土壤湿度、光照强度等数据 反馈与控制 利用采集的环境数据设计算法实现自动灌溉。 义务教育2024 八年级下册 三、划分物联系统的功能模块 为了降低实现难度,可以把物联系统分解为多个功能模块,并明确每个功能模块负责的任务及模块之间的关系。 物联花盆系统各功能模块 义务教育2024 八年级下册 三、划分物联系统的功能模块 1.环境感知模块：由传感器和主控板组成,传感器负责采集环境数据,主控板负责接收传感器的数据,并把这些数据通过网络通信模块发送到服务平台模块。 2.网络通信模块。由主控板和网络设备组成,负责实现数据通信。在物联花盆系统中,负责把主控板获取的传感器数据发送到服务平台模块,并把服务平台模块中的数据和从互联网获取的天气数据传输给主控板。 义务教育2024 八年级下册 3.服务平台模块。负责数据的汇总、处理。在物联花盆系统中,负责存储环境数据,可视化呈现环境数据,以及实现手动控制灌溉。 4.执行模块。执行模块包括主控板和执行器。执行器的主要作用是根据主控板发出的指令产生相应的动作(如LED灯亮或灭、电机启动或关闭等),从而实现物联系统对现实世界的反馈。 三、划分物联系统的功能模块 义务教育2024 八年级下册 1．物联系统的工作环节主要包括采集数据、传输与存储数据、分析处理数据、反馈与控制。 2．可以根据物联系统的工作环节规划并确定物联系统具体的功能需求。 3．在确定功能需求后，还需要根据工作环节对物联系统进行模块划分，并明确每个功能模块具体负责的任务和模块之间的关系。 课堂总结 义务教育2024 八年级下册 下 课 $