第25课 学习探究新工具课件 2025-2026学年人教版初中信息科技八年级全一册

该初中信息科技课件聚焦物联网探究工具应用，从传统“热水降温”实验人工操作的局限切入，对比引出物联网优势，通过Mind+、SIoT、行空板工具介绍及项目实践，构建完整学习支架，帮助学生掌握物联网探究流程。 其亮点是以问题驱动和项目式学习，学生通过改造实验，用图形化编程、物联网平台和智能硬件完成数据采集与可视化，培养信息意识、计算思维和数字化学习与创新。学生提升动手能力，教师借助清晰流程和实例提高教学效率。

第25课 学习探究新工具 物联网应用探索 八年级全一册 · 信息技术核心素养拓展课程 1.7.2013 大家好，欢迎来到今天的信息技术课堂。今天我们将一起探索一个非常酷的话题——物联网。我们将学习如何使用一些强大的新工具，来改造我们传统的科学探究方式，让我们的学习变得更智能、更高效。准备好了吗？让我们一起开启这场科技之旅吧！ ‹#› 传统探究工具的“烦恼” 在探究“热水降温规律”的实验中，学生们围着水杯，一边紧盯温度计，一边按秒表，还要手忙脚乱地在纸上记录，分工稍有不慎就会出错，这就是传统工具带来的典型困境。 实验标配：“老三样”的局限 依赖温度计、秒表和纸笔完成测量与记录，工具单一且完全依靠人工操作，从数据采集到整理分析全流程效率低下。 读数慢且不准 人工近距离读取温度，视线偏差大，加上水温实时变化，读数延迟导致数据准确性大打折扣。 记录繁琐易错 多人配合容易出现时间差，纸笔记录字迹潦草、数字抄错，分工混乱时数据更是错漏百出。 数据零散难分析 数据分散在纸张上，无法直观呈现趋势，后续手动绘图、计算耗时费力，难以发现深层规律。 核心痛点：人工操作的滞后性与主观性，成为科学探究效率和准确性的“拦路虎”。 1.7.2013 在开始学习新工具之前，我们先来回顾一下传统的科学探究方法。比如，我们要做一个“热水降温规律”的实验。大家想一想，用温度计、秒表和纸笔，这个过程是不是很熟悉？我们常常会遇到读数慢、记录繁琐、数据难以分析的问题。这些“烦恼”是不是也困扰过你们呢？ ‹#› 物联网：让探究“聪明”起来！ 如果我们有一个智能温度传感器、一个微型电脑和一个App，就能像图中的同学一样，轻松观察温度变化，让科学探究变得更加高效和直观。 01. 自动采集，精准无误 智能传感器可以一秒不差地自动测量并记录环境温度，彻底告别手动记录的繁琐与误差，让数据获取更精准、更省心。 02. 实时传输，触手可及 采集到的温度数据通过无线网络，毫秒级同步发送到电脑、平板或手机App上，无论身在何处，都能随时查看环境的实时状态。 03. 智能分析，规律自现 系统自动将枯燥的数字转化为清晰的变化曲线图，温度的波动趋势、峰值谷值一目了然，帮助我们快速发现和总结科学规律。 1.7.2013 那么，有没有更好的方法呢？当然有！物联网技术就能让我们的探究变得“聪明”起来。通过智能传感器、微型电脑和相应的软件，我们可以实现数据的自动采集、实时传输和智能分析。大家看，有了这些新工具，实验过程是不是变得轻松多了？数据规律也一目了然。 ‹#› 传统探究 vs. 物联网探究 01. 数据采集方式 传统：人工手动读取仪器数据，间隔长、频次低，易受主观因素干扰而出错。 物联网：传感器自动高频采集，全天候不间断工作，数据精准、客观且可靠。 02. 数据记录存储 传统：依靠纸笔或电子表格记录，过程繁琐耗时，纸质载体易丢失、电子档易损坏。 物联网：云端自动同步存储，数据全数字化归档，可永久保存，随时调阅查看。 03. 数据分析呈现 传统：人工绘制图表，计算统计耗时费力，数据规律隐藏深，呈现形式单一不直观。 物联网：平台自动生成多维度图表，数据实时可视化展示，趋势和规律一目了然。 04. 探究执行效率 传统：需多人分工协作，流程割裂，效率低下，且难以保障数据采集的连续性。 物联网：自动化流程替代人工，单人即可完成复杂探究，大幅节省人力与时间成本。 核心逻辑：经验驱动 依赖过往经验判断，数据零散不成体系，结论易受主观认知局限。 核心逻辑：数据驱动，实时智能 以全量数据为决策基础，结合算法实时分析，让探究过程科学、精准、可重复。 1.7.2013 我们来直观地对比一下这两种方法。从数据采集、记录、分析到整体效率，物联网探究方法都展现出了巨大的优势。它实现了从“经验驱动”到“数据驱动”的转变，让我们的探究过程更加科学、高效和智能。 ‹#› 今天，我们来学习这些“新工具”！ 本节课，我们将一起认识并掌握一套强大的物联网探究工具，亲手改造我们的科学实验，让数据采集、分析与呈现变得更加智能、高效。 01. 编程软件 Mind+ 基于Scratch 3.0开发的青少年编程软件，支持图形化与Python代码编程，轻松连接硬件。 02. 物联网平台 SIoT 专为教育场景设计的轻量级物联网平台，能实现硬件设备间的数据通信、上传与存储。 03. 智能硬件 行空板 集成了主控、显示屏和多种传感器的单板机，体积小巧，功能强大，是物联网创作的理想载体。 学习目标：学以致用，动手实践 学会组合使用这三款工具，完成“热水降温规律探究”和“DIY智能环境监测仪”两个核心项目，掌握物联网科学探究的完整流程。 1.7.2013 那么，这些神奇的“新工具”到底是什么呢？今天，我们将重点学习三位核心成员：编程软件Mind+，物联网平台SIoT，以及智能硬件行空板。通过学习它们，我们将亲手完成两个有趣的项目。让我们一起来认识它们吧！ ‹#› 工具一：编程魔术师 - Mind+ Mind+ 是一款基于 Scratch3.0 开发的青少年编程软件，它降低了编程门槛，让青少年能以更直观的方式探索科技世界，是连接创意与现实的桥梁。 图形化编程 无需记忆复杂的代码语法，通过拖拽积木块的方式就能编写程序，逻辑直观易懂，让编程像搭积木一样简单有趣。 软硬结合 完美兼容行空板、micro:bit、Arduino等主流开源硬件，让代码能够控制真实的物理世界，实现创意的实体化。 功能强大 内置物联网(IoT)、人工智能(AI)等前沿技术模块，支持图像识别、语音交互等复杂功能，拓展了无限的创作可能。 双语对照 积木旁可实时显示对应的Python或C代码，帮助用户在图形化编程中理解文本代码逻辑，实现从图形到代码的平滑过渡。 1.7.2013 首先登场的是我们的“编程魔术师”——Mind+。它是一款非常适合初学者的图形化编程软件，就像搭积木一样，我们可以轻松地创造出各种程序。它不仅能控制硬件，还内置了物联网和人工智能等强大功能，是我们进入科技世界的绝佳入口。 ‹#› Mind+界面快速上手 Mind+界面设计直观易懂，采用图形化积木拼接的方式，将复杂的代码逻辑转化为可视化的模块，让编程像搭积木一样简单有趣，极大降低了编程学习的门槛。 模式灵活切换 支持“实时模式”边改边看效果，也可切换“上传模式”将程序固化存入硬件，适配不同的创作与调试需求。 丰富积木模块 左侧是“积木仓库”，整合了控制、感知、执行、网络等各类功能模块，按需取用，构建程序的基础单元。 核心编程舞台 中间区域是程序创作的核心，通过拖拽积木进行拼接，以可视化的方式梳理逻辑，让编程思路清晰可见。 硬件无缝对接 右侧可快速选择主控板（如行空板），一键连接硬件设备，让编写好的程序能即时驱动实体硬件运行。 1.7.2013 Mind+的界面非常直观。左边是我们的“积木仓库”，中间是“创作舞台”，右边是“硬件连接区”。通过简单的拖拽和拼接，我们就能实现复杂的功能。顶部的模式切换按钮还能让我们选择不同的工作方式，非常方便。 ‹#› 工具二：物联中枢 - SIoT SIoT是专为学校和教育场景设计的免费、开源MQTT服务器软件，它就像一个高效的“数据中转站”与“信息邮局”，让物联网数据流转变得简单可控。 接收终端数据 智能硬件（如行空板）采集的温湿度、光照等传感器数据，可实时发送至SIoT服务器进行汇聚。 存储并可视化展示 自动持久化保存历史数据，支持通过网页浏览器随时查看，还能一键生成数据图表，直观呈现变化趋势。 极简部署，教室即平台 无需复杂配置，一键启动即可搭建本地物联网平台，让学生在教室中就能低成本、零门槛地体验物联网全流程。 1.7.2013 接下来是我们的“物联中枢”——SIoT。你可以把它想象成一个数据中转站。我们的智能硬件采集到的数据，会发送到这里，它负责接收、存储和展示。最棒的是，它非常简单，一键就能启动，让我们在教室里就能拥有自己的物联网平台。 ‹#› 启动我们的“物联中枢” 01. 下载并解压 访问SIoT官方网站，下载对应版本的软件包。下载完成后，将压缩包解压到电脑的任意位置，无需安装，即开即用。 02. 一键启动服务 根据你的操作系统（Windows/macOS/Linux），在解压后的文件夹中，双击运行对应的启动文件（如SIoT_windows.exe），即可快速启动服务器。 03. 查找服务器IP 启动成功后，会弹出黑色的终端窗口。在窗口日志中找到类似“192.168.x.x”或“10.1.x.x”的IP地址，这就是连接设备的关键服务器地址。 关键提示：请务必记录下服务器的IP地址，后续所有物联网设备（如掌控板、Arduino）都需要通过这个IP连接到SIoT服务器进行数据通信。 1.7.2013 启动SIoT非常简单，只需要三步：下载解压、双击启动、查看IP。这个IP地址非常重要，它是我们后续连接服务器的关键，大家一定要记下来。 ‹#› 工具三：智能大脑 - 行空板 行空板是一款自带Linux系统和Wi-Fi的掌上电脑，将单板计算机、显示屏和各类传感器集成于一身，是物联网教育与开发的理想载体。 自带高清屏幕 配备高分辨率触控显示屏，无需外接显示器即可直接输出信息，让数据可视化更直观、便捷。 内置多维传感器 集成光线、声音、温湿度等多种传感器，开箱即用，无需额外硬件，轻松采集环境数据。 丰富拓展接口 提供GPIO、I2C、UART等多种接口，可灵活连接各类外部传感器与执行器，拓展无限可能。 内置Wi-Fi连接 支持Wi-Fi无线网络通信，可快速接入SIoT物联网服务器，实现设备间的远程数据交互与控制。 1.7.2013 最后，我们来认识一下“智能大脑”——行空板。它不仅仅是一块电路板，更是一台掌上电脑。它自带屏幕、内置多种传感器，还有丰富的接口和Wi-Fi功能。它就是我们感知世界、执行命令的得力助手。 ‹#› 硬件连接：让它们“手拉手” 示意图展示了DHT11温湿度传感器与行空板的实际连接方式。清晰的引脚对应和线路连接是硬件通信的基础，确保物理连接稳固是后续编程控制的前提。 外接专业传感器 行空板内置传感器可满足基础需求，如需更专业的数据采集，可将DHT11温湿度传感器等模块连接到P24等通用引脚，拓展感知能力。 建立物理连接通道 使用USB数据线将行空板与电脑相连，Mind+软件会自动识别硬件设备，为后续的程序编写、固件烧录和数据调试搭建可靠的物理传输通道。 接入同一Wi-Fi网络 确保运行SIoT服务的电脑与行空板处于同一个Wi-Fi局域网中，这是实现设备间数据通信、远程控制和数据上传的关键网络条件。 1.7.2013 要让我们的物联网系统工作起来，首先要把硬件连接好。我们需要将传感器连接到行空板，再用USB线把行空板和电脑连接起来。最重要的是，要确保电脑和行空板都连接到同一个Wi-Fi网络，这样它们才能互相通信。 ‹#› 软件准备：Mind+与硬件握手 Mind+ 软件主界面，清晰展示了模式切换、硬件连接状态及代码编辑区域，是软硬件交互的核心操作平台。 在扩展库中检索并添加DHT11温湿度传感器，通过可视化的库管理界面，快速完成硬件驱动的配置。 01. 切换核心模式 在Mind+中依次选择“Python模式”与“上传模式”，为代码写入硬件做好基础环境准备。 02. 选定目标硬件 在右下角硬件列表中精准选中“行空板”，建立软件与物理硬件的专属通信连接通道。 03. 按需添加扩展 在“扩展”中心打开pinpong库，添加DHT11等所需传感器驱动，丰富硬件交互能力。 1.7.2013 硬件连接好后，我们就要在Mind+里完成软件的准备工作。我们需要切换到正确的模式，选择我们的硬件“行空板”，并根据需要添加传感器的扩展库。这样，软件和硬件就能成功“握手”，准备接受我们的指令了。 ‹#› 我们的物联网“三剑客” Mind+ · 指挥中心 我们的“大脑”，负责编写程序逻辑，向硬件发出精准指令，是整个物联网系统的核心控制端。 行空板 · 行动手 我们的“手脚”，负责感知环境数据、执行命令动作，是连接数字世界与物理世界的关键桥梁。 SIoT · 数据中心 我们的“仓库”，负责接收、存储和可视化展示设备上传的各类数据，让信息流转更直观高效。 三者紧密配合，从指令发出到硬件执行，再到数据的存储与呈现，共同构建了完整的物联网探究闭环系统。 01 编程指令 Mind+ 编写逻辑程序 02 硬件执行 行空板 采集/执行动作 03 数据传输 数据上传至 SIoT 服务器 04 展示应用 SIoT 网页端可视化呈现数据 1.7.2013 现在，我们来总结一下这三位伙伴。Mind+是指挥中心，行空板是行动手，SIoT是数据中心。它们三者紧密配合，构成了一个完整的物联网系统。我们的程序从Mind+发出，由行空板执行，采集到的数据上传到SIoT，最后在网页上展示出来。理解了这个流程，我们就掌握了物联网应用的核心思想。 ‹#› 实验回顾：探究热水降温规律 实验核心目的 精准测量一杯热水从高温降至室温的全过程，记录并分析温度随时间变化的具体规律，建立对热传递现象的直观认知。 01. 实验准备 准备一杯适量的热水，确保水量和初始温度适宜，为后续观测奠定基础。 02. 定时测量 设定固定时间间隔（如每隔2分钟），使用温度计人工读取并记录实时水温数值。 03. 数据记录 将每次测量的时间点与对应的温度值，逐一详实记录在纸质表格中，保证数据完整。 04. 规律分析 根据表格中的数据，手动绘制温度-时间折线图，分析降温过程中的变化趋势与特点。 核心任务：告别传统人工记录，用物联网工具自动采集、传输并可视化数据，彻底改造这个经典实验！ 1.7.2013 好了，认识了我们的新工具，现在是时候动手实践了！我们先来重温一下经典的“热水降温规律”实验。还记得传统的步骤吗？今天，我们的任务就是用刚刚学到的物联网工具，来彻底改造这个实验。 ‹#› 用物联网“武装”我们的实验 通过物联网技术改造传统实验，将行空板作为核心终端，融合传感、编程与云平台，实现从“手动记录”到“智能感知”的跨越，让实验过程更精准、更高效。 硬件替换升级 摒弃传统玻璃温度计，采用行空板内置的高精度温度传感器，响应更快、读数更准，消除人工读数误差。 采集过程自动化 编写Python程序，设定时间间隔（如30秒），让设备自动完成数据采集与记录，无需人工值守，解放双手。 数据实时上云 利用SIoT物联网服务器，将采集到的温度数据自动同步至云端，数据永久保存，随时随地可调用分析。 结果动态可视 在SIoT网页端查看实时更新的温度变化曲线，直观呈现数据趋势，让实验结论更具说服力和科学性。 1.7.2013 我们的改造方案是这样的：用行空板的温度传感器代替温度计，用程序实现自动定时采集，然后将数据发送到云端的SIoT平台，最后在网页上实时查看结果。整个过程将实现自动化和智能化。 ‹#› 编程第一步：读取温度 01. 积木逻辑组合 在Mind+软件中，组合“初始化传感器”与“读取环境温度”积木，设定引脚与显示坐标，构建基础数据采集逻辑。 核心操作：找到“行空板”模块下的对应指令，将温度数据与屏幕显示功能进行绑定，让程序具备“感知”与“输出”的闭环能力。 02. 硬件实时反馈 程序上传至行空板后，屏幕即刻显示当前环境的温度与湿度数值，直观呈现传感器采集的实时环境数据。 视觉呈现：通过“显示文字”积木定义字号、颜色与位置，让枯燥的数字转化为清晰、易读的屏幕可视化信息，完成从代码到现实的落地。 通过简单的积木拼接，我们成功赋予了行空板“感知世界”的能力，这是物联网项目中数据采集与可视化的基础范式。 1.7.2013 编程的第一步，是让行空板能够“感知”温度。我们在Mind+里找到对应的积木，让它读取环境温度，然后把这个温度值显示在它自己的屏幕上。这样，我们就能实时看到当前的温度了。 ‹#› 编程第二步：定时采集 给数据加上“时间戳” 为了模拟秒表的计时功能，我们需要引入“控制”模块中的“等待”积木，让程序在固定的时间间隔后重复执行，从而为每一次采集的数据赋予清晰的时间标记。 01. 读取温度 程序启动后，首先通过传感器获取当前环境的实时温度数值。 02. 显示并等待 将温度数据显示在屏幕上，然后调用“等待30秒”积木，暂停程序运行。 03. 重复采集 等待结束后，程序自动回到第一步，持续不断地以固定间隔记录数据。 通过这种“读取-显示-等待-重复”的闭环逻辑，我们就能建立起一套稳定、规律的数据采集系统，为后续的数据分析打下基础。 1.7.2013 第二步，我们要实现定时采集。就像我们用秒表计时一样，我们用“等待”积木来控制程序每隔一段时间（比如30秒）重复一次读取和显示的动作。这样，我们就能得到一系列带有时间间隔的数据点。 ‹#› 编程第三步：连接物联网 01. 添加MQTT扩展库 在Mind+软件中添加“MQTT-py”扩展，这是物联网设备与服务器通信的核心桥梁，能让数据实现高效、稳定的传输。 02. 初始化MQTT参数 使用“初始化MQTT”积木，将服务器地址设置为电脑的IP地址（如10.1.2.3），端口保持默认1883，完成通信前的关键配置。 03. 发起连接，让数据“飞”起来 完成参数配置后，调用“MQTT发起连接”积木，行空板将尝试与SIoT服务器建立连接。连接成功后，传感器采集的数据就能实时上传至云端服务器了。 1.7.2013 现在，最关键的一步来了——连接物联网。我们需要添加MQTT这个扩展库，它是物联网通信的通用语言。然后，我们要告诉行空板我们的SIoT服务器在哪里，也就是输入我们之前记下的电脑IP地址，最后发起连接。 ‹#› 编程第四步：发布数据 连接SIoT成功后，我们通过“MQTT发布”积木将传感器读取的温度数据发送至服务器，这是实现数据可视化的关键一步，让设备真正“开口说话”。 定义数据的“通讯地址” “主题（Topic）”是数据的唯一标识，格式通常为“项目名/设备名”（例如：八(1)班/热水降温实验）。它就像快递的收货地址，确保SIoT服务器能准确接收和分类来自不同设备的数据，避免信息混乱。 积木拼接的核心逻辑 在编程界面中，将“读取环境温度”积木嵌套放入“MQTT发布”积木的“消息”输入槽中。这样程序运行时，就能自动将实时采集的温度数值，以指定的主题为标识，持续发送到SIoT平台上。 💡 关键提示：发布前务必确认主题格式正确，且SIoT服务处于开启状态，否则数据将无法被服务器接收。 1.7.2013 连接成功后，我们就要开始“发布”数据了。我们使用“MQTT发布”积木，把读取到的温度数据发送出去。在发送之前，我们需要给这条数据起一个名字，也就是“主题”，这就像给数据写一个地址，方便SIoT找到它。 ‹#› 我们的第一个物联网程序 Mind+ 积木化编程逻辑截图，直观展示从硬件初始化到数据发布的完整程序结构，逻辑清晰易懂。 01. 初始化 MQTT 连接 程序启动时，首先建立与 SIoT 服务器的网络连接，确保设备在线，为后续数据传输搭建通道。 读取环境数据 通过传感器模块实时采集温度、湿度等环境信息，获取真实物理数据。 本地屏幕展示 将采集到的环境数据即时显示在设备屏幕上，实现数据的本地可视化反馈。 云端数据发布 将处理后的环境数据通过 MQTT 协议发布到 SIoT 服务器，实现数据的云端存储与共享。 周期延时循环 完成一次数据采集与发布后，程序暂停30秒，再重新进入下一轮循环，保持数据更新的规律性。 1.7.2013 把所有步骤组合起来，我们就得到了第一个完整的物联网程序。大家看，这个程序的逻辑非常清晰：先连接服务器，然后不断地读取温度、显示、发布，再等待，如此循环。现在，我们可以把这个程序上传到行空板了。 ‹#› 在SIoT中查看我们的实验结果 01 / 访问与登录 打开浏览器，输入服务器地址http://你的电脑IP:8080。使用默认账号siot和密码dfrobot完成登录，开启数据探索之旅。 确保电脑和行空板处于同一局域网，IP地址需替换为运行SIoT服务的电脑实际IP，这是连接硬件与云端的第一步。 02 / 查看实时数据 进入“设备列表”，找到预设主题（如“八(1)班/热水降温实验”），点击“查看消息”，即可实时看到传感器采集并发送的温度变化数据。 在这里，每一条消息都代表着环境的细微变化。数据可视化让抽象的温度数值变成直观的监测结果，方便我们分析实验规律。 核心价值：SIoT不仅是数据的接收端，更是物联网实验的核心枢纽，它帮助我们将物理世界的信号转化为可分析、可展示的数字资产。 1.7.2013 程序上传后，激动人心的时刻到了！我们打开浏览器，输入SIoT的地址，用默认账号密码登录。在设备列表里，我们就能看到我们刚才设置的主题。点击进去，就能看到行空板实时发送过来的温度数据了！ ‹#› 数据可视化：让规律“跃然纸上” SIoT 自动生成的温度变化折线图，清晰展示了热水在自然环境中的温度衰减过程，数据趋势一目了然。 一键生成可视化图表 在“查看消息”页面，只需点击“隐藏/显示图标”按钮，系统即刻将枯燥的原始数据转化为直观的折线图，操作简单便捷。 捕捉温度变化的核心规律 图表动态呈现了热水温度随时间推移的衰减趋势，峰值、平稳期与下降区间清晰可辨，让数据背后的物理规律直观呈现。 效率与精度的双重提升 告别手动画图的繁琐与误差，利用SIoT的自动绘图功能，不仅节省了时间，更让数据分析的过程变得高效、专业且准确。 1.7.2013 更神奇的是，SIoT还能帮我们把数据变成图表。点击“显示图标”按钮，一条清晰的降温曲线就自动生成了。我们可以直观地看到温度变化的规律，这比我们手动绘制图表要方便、准确得多！ ‹#› 一次高效、精准的探究之旅 通过这次改造，我们不再依赖枯燥的手工记录，而是体验了物联网技术如何让科学探究变得更加高效、精准和直观，让数据“活”了起来。 掌握Mind+编程工具 从零开始学习图形化编程，通过拖拽积木块的方式，轻松实现对传感器数据的采集与基础逻辑控制。 实现SIoT平台数据传输 理解MQTT协议的核心原理，成功将硬件采集到的环境数据稳定、实时地上传到云端平台，打通物与网的连接。 数据可视化与未来探索 在平台端直观查看数据曲线，分析变化趋势。这仅仅是开始，我们还可以利用这些工具探索更多科学问题，解锁无限可能！ 1.7.2013 通过这次实验改造，我们亲身感受到了物联网带来的便利。我们不仅学会了使用新工具，更重要的是体验了数据驱动的探究方法。这只是一个开始，我们的新工具还有更大的潜力等待我们去发掘。 ‹#› 挑战升级：制作一个智能环境监测仪 所需硬件组件一览：行空板作为核心控制器，搭配DHT11温湿度传感器、连接线材，构建完整的环境感知硬件系统。 多维度环境感知新任务 不再局限于单一数据，我们要制作能同时精准捕捉温度、湿度、光照强度和环境噪音的综合监测设备，全面感知周围环境变化。 高精度硬件扩展升级 核心控制器采用行空板，外接DHT11专用温湿度传感器，替代基础板载模块，大幅提升环境数据采集的准确度与稳定性。 多线程数据分发编程挑战 编写程序实现多传感器并发数据读取，并将不同类型的环境数据分类发布到SIoT物联网平台的对应主题，实现数据的有序管理。 1.7.2013 接下来，我们的挑战升级！我们要制作一个更强大的设备——智能环境监测仪。它不仅能测温度，还能同时监测湿度、光照和声音。这需要我们对硬件和程序都进行升级。 ‹#› 编程拓展：读取多路数据 让行空板变身“超级感知者”，实时捕捉多维环境信息 01. 精准读取温湿度数据 使用“初始化温湿度传感器”积木完成硬件对接，再通过“读取温度/湿度”积木，即可实时获取环境的温度与相对湿度数值。 02. 捕捉环境光照强度 利用行空板内置的环境光传感器，调用“读取环境光强度”积木，将光线强弱转化为可量化的数字信号，感知环境明暗变化。 03. 感知环境声音强度 借助板载麦克风，通过“读取麦克风声音强度”积木，检测周围环境的音量大小，让行空板拥有“听觉”感知能力。 可视化呈现： 将采集到的温湿度、光照、声音数据，通过屏幕显示积木，按自定义布局呈现在行空板的屏幕上，实现多数据同屏实时监控。 1.7.2013 编程上，我们需要让行空板变成一个“超级感知者”。我们将使用不同的积木来读取温湿度、光照和声音传感器的数据，并把它们都显示在屏幕上。这样，行空板就能同时感知多种环境信息了。 ‹#› 物联网拓展：发布多路数据 给不同数据“分好类” 为了让数据更有条理、便于后续分析，我们需要为每种传感器数据定义一个独立的主题（Topic），让不同类型的数据“各归其位”。 环境温度监测 主题路径：项目名/温度 空气湿度采集 主题路径：项目名/湿度 环境光照感应 主题路径：项目名/光照 环境噪音监测 主题路径：项目名/声音 在编程实现中，通过循环执行四个“MQTT发布”积木，将采集到的多路环境数据精准推送到各自对应的主题Topic中，实现结构化的数据传输与管理。 1.7.2013 在发布数据时，我们需要给不同的数据“分好类”。我们为温度、湿度、光照和声音分别定义一个主题，然后用四个“MQTT发布”积木，把对应的数据发送到各自的主题下。这样，SIoT就能清楚地知道每一条数据代表什么。 ‹#› 成果展示：我们的智能仪表盘 在SIoT的“设备列表”中，清晰呈现出温度、湿度、光线、声音四个核心监测主题，每一项数据都实时同步，为环境监测提供直观的可视化入口。 多设备主题实时接入 系统成功识别四类环境传感器，自动生成对应设备主题，数据上传稳定无延迟，构建完整的环境感知网络。 实时数据与趋势曲线联动 点击任一设备即可查看实时数值，同步生成动态变化曲线，让环境数据的波动趋势一目了然，便于分析与研判。 全场景灵活部署应用 监测仪体积小巧、适配性强，可放置于教室、家庭或办公区等任意场景，实现对周边环境的全天候、无死角监测。 1.7.2013 程序运行后，我们再回到SIoT的设备列表，会惊喜地发现出现了四个新的设备。点击每一个，我们都能看到对应的实时数据和变化曲线。我们的智能环境监测仪就成功了！现在，我们可以把它放在任何地方，随时监控环境变化。 ‹#› 发挥想象，创造更多可能 01 智能花盆 连接土壤湿度传感器，实时监测植物生长环境，当土壤水分低于阈值时自动启动浇水系统，让绿植养护更省心、更科学。 02 智能监测与服务 基于核心控制板，可搭建防盗报警器，检测异常震动或声响即时报警；也能拓展为智能宠物喂食器，实现远程定时定量投喂。 突破技术边界 从简单的自动化控制到复杂的智能决策，物联网技术让“万物互联”触手可及。只要敢想，生活中的每一个物件都能被赋予智慧，创造无限可能。 “ 物联网的世界，只受限于我们的想象力！” 1.7.2013 我们今天制作的只是一个开始。利用这些工具，我们还可以创造出更多有趣的东西，比如能自动浇水的智能花盆、定时喂食的宠物喂食器，甚至是防盗报警器。物联网的世界充满了无限可能，只等待我们用想象力去创造！ ‹#› 今天我们学到了什么？ 认识了新工具 掌握了Mind+、SIoT和行空板的基本使用方法，熟悉了图形化编程与硬件交互的核心操作，为物联网实践打下了坚实的工具基础。 理解了新方法 深度体验了数据驱动的科学探究方法，清晰梳理了物联网“感知-传输-应用”的完整工作流程，理解了数据如何在系统中流转并产生价值。 提升了新能力 学会运用图形化编程解决真实场景中的实际问题，在动手实践中培养了逻辑思维、创新意识和工程实践能力，实现了从知识到能力的转化。 核心收获：不仅掌握了技术工具，更建立了“用技术解决问题”的思维模式，迈出了探索智能科技世界的关键一步。 1.7.2013 好了，让我们来总结一下今天的收获。我们认识了Mind+、SIoT和行空板这三款新工具，理解了物联网“感知-传输-应用”的工作流程，更重要的是，我们学会了用编程解决实际问题，提升了我们的创新思维和实践能力。 ‹#› 探索永不止步 动手实践：美化你的作品 尝试为今天制作的环境监测仪设计更美观的显示界面，调整布局与色彩，让数据展示更加直观和有趣。 拓展思考：创意生活应用 除了科学实验，物联网技术还能应用在哪些方面？试着写下一个你觉得有趣的、能解决生活问题的创意想法。 推荐阅读：DF创客社区 访问DF创客社区，浏览全球创客的精彩项目，看看大家如何用物联网技术创造改变世界的有趣作品，获取更多灵感。 1.7.2013 今天的课程到此结束，但我们的探索永不止步。课后，请大家继续动手实践，美化我们的作品，并积极思考物联网在生活中的更多应用。也欢迎大家访问DF创客社区，获取更多灵感。谢谢大家！ ‹#› $