第5课 物联功能趣体验 课件 2026-2027学年人教版初中信息技术八年级全一册

第5课 物联功能趣体验 第一单元 从感知到物联 2025全新人教版《信息科技》-八年级上册0 同学们好，今天我们要来学习第一单元的最后一课！ 1 学习目标 体验物联产品，感受物联网给人们生产和生活带来的便利。 初步了解物联系统中的反馈和控制。 本课将关注以下问题：① 物品联网后带来了哪些便利？② 物联系统如何实现反馈与控制？ 课堂导入 上节课学了什么？ 在上这节课之前呀，老师想先找一个同学来说一下：上节课学了什么？ （估计没什么人说） 没关系，老师来给大家一些小提示： ① 这张全国气温实况图显示了各个地区的温度差异，那么我们需要丰富大量的什么才能绘制出这张图？——需要丰富实时的数据 ② 我们可以用手机对不同的物联设备怎么样？——远程控制 ③ 我们对于同一个物联设备只能使用一个或一种传感器吗？——可以使用多个或多种传感器 3 课堂导入 丰富实时的数据 远程控制 多传感器协同 ① 告诉我们发生了什么 ② 帮助我们预防问题 ③ 让生活变得更智能 ④ 让工作更高效 作用 优势 ① 提高获取数据的准确度、可信度 ② 汇集形成大数据，进行分析和挖掘后，可以产生有价值的信息。 新智能 如何查看数据？ 如何远程控制？ 如何操作物联产品？ ① 省时间 ④ 更节能 ② 很方便 ⑤ 能远程监控 ③ 更安全 【通过回忆第四课引出第五课内容，这两课的内容紧密相连】 这些呢就是我们第四课讲的东西，我们分别讲的是丰富实时的数据的作用、远程控制的优势、多传感器协同带来的新智能 那么既然这些东西那么多优势，我们是怎么去使用他们的呢？ 这就是我们今天要讲的新课内容！ 4 学习目录 1 远程查看物联数据 2 远程控制物联插座 3 远程监测物联花卉 这就是我们今天的三部分内容。 5 远程查看物联 数据 PART 01 6 1.远程查看物联数据 各种传感器 互联网 空气质量 交通流量 路况信息 车辆状态 土壤湿度 养分含量 气候条件 温度 湿度 ...... 物联产品显示屏 公共数据监测网站 侧重于小范围内的数据展示，比如家庭设备的使用情况、个人的健康数据等。 侧重于更广泛区域的数据，比如全国各地的空气质量、水质等环境数据。 远程查看数据 首先我们要学习的是如何通过物联网技术来远程查看环境数据。 【物联产品显示屏】 首先，我们来聊聊大家可能比较熟悉的物联产品显示屏。你们家里可能就有这样的设备，比如智能冰箱能显示里面的食物存储情况，智能手环能监测我们的健康状况。这些设备的显示屏上，能直接看到相关的物联数据。它们就像是小小的信息窗口，让我们随时掌握身边的情况。 【公共的数据监测网站】 但是，今天我们要重点讲的是另一种更强大的查看物联数据的方式——查看公共的数据监测网站。这些网站就像是大数据的海洋，里面汇聚了来自全国甚至全球各地的物联网传感器收集到的数据。比如，我们可以访问中国环境监测总站这样的网站，上面不仅有我们所在城市的空气质量数据，还有全国其他城市的空气质量报告。这些数据都是实时更新的，让我们能够随时了解到各地的环境状况。 【两者联系】 那么，这两者之间有什么联系呢？其实，它们都是物联网技术的产物。物联网技术就像是一条隐形的数据线，将传感器收集到的数据从远端传输到我们的用户界面上。无论是物联产品的显示屏，还是公共数据监测网站，都是这条数据线上的“接收器”。 【两者区别】 不过，它们展示的数据规模和应用场景是不同的。物联产品的显示屏更侧重于个人或小范围内的数据展示，比如家庭设备的使用情况、个人的健康数据等。而公共数据监测网站则展示的是更广泛区域的数据，比如全国各地的空气质量、水质等环境数据。这些数据能够帮助我们更好地了解整个社会的运作情况，为我们的生活和工作提供更多的便利和参考。 【引入第一节】 今天呢我们的重点就是来看一下公共的数据监测网站是怎么样提供给我们丰富的数据的。 7 1.远程查看物联数据 https://www.cnemc.cn/ ① 空气和水质数据 是否远程？ 数据类型： 这些数据是如何获取的？ 这些数据是利用什么传感器采集的？ 数据经过了怎样的流转才能在网站上显示？ 各小组上网+讨论、填表 AQI：空气质量指数 √ 表格 由环境监测系统的多种传感器采集 空气质量传感器、水质传感器等 经过监测、采集、记录、分析、上传和展示等流程，才能在网站上显示。 现在，让我们来看一下具体的例子。这是全国实时空气质量监测的一部分数据。我们可以看到，不同的城市有不同的空气质量指数（AQI），还有首要污染物、等级等信息。这些数据都是实时更新的，所以我们可以随时了解到各个城市的空气质量状况。 8 1.远程查看物联数据 ② 交通实时拥堵数据 各小组上网+讨论、填表 https://report.amap.com/index.do/ 是否远程？ 数据类型： 这些数据是如何获取的？ 这些数据是利用什么传感器采集的？ 数据经过了怎样的流转才能在网站上显示？ √ 表格、折线图 采集 → 记录 → 分析 → 上传 → 展示 由道路、车辆、交通节点上的传感器采集 地磁传感器、视频传感器、雷达传感器等 这是交通实时拥堵数据的一部分数据。我们看到有拥堵延时指数、高延时运行时间占比等数据。 9 1.远程查看物联数据 ③ 国家气象数据 各小组上网+讨论、填表 https://data.cma.cn/ 是否远程？ 数据类型： 这些数据是如何获取的？ 这些数据是利用什么传感器采集的？ 数据经过了怎样的流转才能在网站上显示？ √ 图像 采集 → 记录 → 分析 → 上传 → 展示 由气象监测站的高精度传感器采集 湿度、气压、风速、降水等传感器 这是国家气象数据，大家能不能看到上面有什么数据呢？这些数据是用什么方式可视化出来的呢？ 10 1.远程查看物联数据 ④ 高速路段实时画面 各小组上网+讨论、填表 https://weixin.hngscloud.com/ 是否远程？ 数据类型： 这些数据是如何获取的？ 这些数据是利用什么传感器采集的？ 数据经过了怎样的流转才能在网站上显示？ √ 视频 采集 → 记录 → 分析 → 上传 → 展示 主要是通过摄像头传感器采集的 摄像头传感器等 摄像头：除了数据化的表格、图像显示，我们还有实时的视频流物联数据——比如我们的实时高速路段的摄像头 11 1.远程查看物联数据 各小组在右边网址找到自己 感兴趣的公开数据、填表 是否远程？ 数据类型： 这些数据是如何获取的？ 这些数据是利用什么传感器采集的？ 数据经过了怎样的流转才能在网站上显示？ ⑤ 实时空气质量指数 √ 图像 采集 → 记录 → 分析 → 上传 → 展示 由空气质量监测站的多种传感器获取 PM2.5、PM10 等空气质量传感器 https://aqicn.org/map/china/cn/ 各小组在右边网址找到自己感兴趣的公开数据、并填表 12 1.远程查看物联数据 Q：上网查找公开的物联数据。可以获得哪些数据？采集这些数据需要用到哪些传感器？这些数据有什么用？ 一、空气和水质数据 数据：PM2.5、AQI、pH、溶解氧等 传感器：空气质量 / 水质传感器 用途：评估环境、预警污染、护饮水安全 二、交通实时拥堵数据 数据：车速、车流量、事故信息 传感器：地磁 / 视频 / 雷达传感器 用途：优化信号、缓解拥堵、导出行 上网查找公开的物联数据。可以获得哪些数据？采集这些数据需要用到哪些传感器？这些数据有什么用？ 13 1.远程查看物联数据 Q：上网查找公开的物联数据。可以获得哪些数据？采集这些数据需要用到哪些传感器？这些数据有什么用？ 三、国家气象数据 数据：温、湿、压、风速、降水 传感器：温/湿/压/风/降水传感器 用途：天气预报、服务工农空运 四、高速路段实时摄像头 数据：路况图像 / 视频 传感器：摄像头 + 图像传输 用途：监控路况、处置事故 14 1.远程查看物联数据 Q：上网查找公开的物联数据。可以获得哪些数据？采集这些数据需要用到哪些传感器？这些数据有什么用？ 五、实时空气质量指数 数据：AQI、PM2.5 / PM10 浓度 传感器：空气质量传感器 用途：发布预警、指导防护出行 15 1.远程查看物联数据 有了数据， 我们怎么进行远程控制呢？ 这时候就有了一个新的问题：有了数据，我们怎么进行远程控制呢？ 16 远程控制物联 插座 PART 02 17 物联插座！ ＋ = 我们今天要写一个新的设备——物联插座！ 这个新的小东西可以帮我们远程控制电器的开关状态！ 其实他的样子就像是中间这个黑的小插头一样，他需要和我们平常在家使用的传统插座进行结合！ 18 2.远程控制物联插座 把插座接入物联网，手机就能远程控制它 控制插座的开关 → 就控制了电器；插座还会把工作状态反馈给手机 普通电器（热水器、电暖气、台灯）也能变智能 物联插座在联网的状态下，可以通过智能终端对物联插座上连接的电器实现远程控制功能，并反馈插座的工作状态（下图）。物联插座本质是将插座接入物联网，通过控制插座开关来控制电器。物联插座可以让传统的热水器、电暖气、台灯等普通电器变智能。 19 2.远程控制物联插座 各小组观看视频，总结物联插座使用例子，填写表格。 物联设备 传统设备 作用 物联插座 物联插座 物联插座 那么我们怎么使用物联插座呢？请同学们观看视频，并总结出物联插座的使用例子。 20 2.远程控制物联插座 来试试：物联插座仿真 打开网页，动手做任务 ① 打开《第5课_物联功能趣体验_互动任务.html》 ② 进入第 2 部分「物联插座仿真」 ③ 在手机上点“开灯/关灯”，看指令如何经 手机 → 云 → 路由 → 插座 → 台灯 传递 ④ 注意插座把“已开启”状态回传 —— 这就是反馈 我们来看一个动态化的仿真模拟微课来进一步了解下物联插座的作用~ 21 2.远程控制物联插座 Q：利用物联插座控制台灯的开关，描述其工作过程。其他设备比如电饭煲、空气净化器呢？ ① 手机 App 发出指令（开 / 关台灯） ② 云服务器接收并解析指令 ③ 路由器把指令转发给家里的物联插座 ④ 插座执行：台灯亮 / 灭 　　并把“已开启”回传手机 —— 反馈 注意里面蕴含着“反馈-控制”思想。 【分析反馈与控制的过程】 反馈：物联插座在接收到来自路由器的控制指令后，会执行相应的操作（如打开或关闭台灯），并可以通过某种方式（如向云服务器发送状态更新）将执行结果反馈给系统。虽然上述简化描述中没有明确提及这一步骤，但在实际的物联网系统中，反馈机制是非常重要的，它确保了系统能够准确地知道设备的当前状态，从而进行后续的控制或调整。 控制：整个过程中，手机App作为用户界面的一部分，允许用户发送控制指令给云服务器，云服务器再将这些指令转发给物联插座，从而实现对台灯开关的远程控制。这就是一种典型的控制机制，它使得用户能够根据自己的需求或意愿来操作设备。 22 远程监测物联 花卉 PART 03 本节课“花卉监测”用互动网页模拟，不需插传感器、不需连网关 23 实践1 花卉环境监测产品一般由哪几部分组成？使用了哪些传感器？ 这些产品是如何与网络连接的？又是如何向用户呈现数据的？ 传感器+摄像头 网关 手机端应用软件 3.远程监测物联花卉 养花是一项充满乐趣和益处的活动，你喜欢养花吗？物联网的应用，给花卉养殖带来了哪些变化？ 一、传感器 传感器是花卉环境监测产品的核心部分，负责采集花卉生长环境中的关键数据。常见的传感器包括： 温湿度传感器：用于监测环境中的温度和湿度，为花卉提供适宜的生长条件。 光照传感器：检测环境中的光照强度，确保花卉获得足够的光照进行光合作用。 土壤传感器：监测土壤的温度、湿度等参数，以评估土壤的肥力和水分状况。 气体传感器：如二氧化碳传感器，用于监测花卉生长环境中的气体浓度，以优化气体环境。 二、摄像头 摄像头在花卉环境监测产品中扮演重要角色，用于实时监控花卉的生长状态和生长环境。通过摄像头，用户可以远程查看花卉的生长情况，及时发现并处理可能的问题。 三、手机软件（或移动应用） 手机软件是花卉环境监测产品的用户界面，用户可以通过手机软件实时查看花卉生长环境的数据和摄像头监控画面。此外，手机软件还提供以下功能： 报警通知：当监测数据超出预设范围时，手机软件会及时发出报警通知，提醒用户采取相应措施。 数据分析：对收集到的数据进行分析，为用户提供花卉生长环境优化的建议。 远程控制：用户可以通过手机软件远程控制花卉生长环境中的设备，如灌溉系统、通风系统等。 四、网关 网关是花卉环境监测产品中的数据传输设备，负责将传感器和摄像头采集的数据传输到手机软件或云平台。网关具有以下功能： 数据收集：从传感器和摄像头收集数据，并进行必要的格式转换。 数据传输：通过有线或无线方式（如Wi-Fi、4G/5G等）将数据传输到手机软件或云平台。 协议转换：实现不同通信协议之间的转换，确保数据能够顺利传输到手机软件或云平台。 24 实践1 花卉环境监测产品一般由哪几部分组成？使用了哪些传感器？ 这些产品是如何与网络连接的？又是如何向用户呈现数据的？ 网关 传感器 摄像头 互联网 3.远程监测物联花卉 如何连接？ 花卉环境监测产品的传感器、摄像头通常通过有线或无线方式（如蓝牙、Wi-Fi等）与网关连接，网关则作为数据传输的中转站，通过有线（如以太网）或无线（如4G/5G、Wi-Fi）方式连接到互联网，进而与手机软件或移动应用实现数据交互。手机软件或移动应用则通过用户的移动网络或Wi-Fi连接到互联网，从而能够实时接收和查看来自网关传输的传感器和摄像头数据。 我们注意到有个东西，叫做：网关。什么是网关呢？ 网关就像一个语言翻译器。例如，一个人只懂英语，另一个人只懂中文，他们可能无法直接交流，但是如果使用一个能实现中英文互译的翻译器，那么他们就可以相互理解对方的意思了。网关就像这样的翻译器，用来在不同的网络或设备之间进行协议转换，让它们可以相互“理解”对方的意思。 这也就联系到我们的另一个问题：为什么不是所有的传感器都直接连接到互联网呢？ 答案也是如此，不同的传感器可能采用不同的通信协议和接口标准，这些协议和接口往往与互联网的标准协议（如TCP/IP）不兼容。网关作为中间设备，能够转换不同传感器之间的通信协议，将它们的数据格式统一化，以便通过互联网进行传输。 25 实践1 花卉环境监测产品一般由哪几部分组成？使用了哪些传感器？ 这些产品是如何与网络连接的？又是如何向用户呈现数据的？ 植物缺水 温度过低 光照不足 温度过高 3.远程监测物联花卉 是如何向用户呈现数据的？ ① 移动应用程序（APP）： 花卉环境监测产品通常会配备一个专用的移动应用程序，用户可以通过手机或平板电脑下载并安装。 在APP中，用户可以实时查看花卉的生长环境数据，如土壤湿度、光照强度、温度等。 APP通常会以图表或曲线的形式展示数据，使用户能够更直观地了解数据的变化趋势。 用户还可以设置数据报警阈值，当监测数据超出设定的范围时，APP会发送报警信息，提醒用户采取相应的措施。 ② 网页平台： 除了移动应用程序外，一些花卉环境监测产品还提供网页平台供用户使用。 用户可以通过电脑浏览器访问网页平台，查看花卉的生长环境数据。 网页平台通常会提供更详细的数据分析和报告功能，帮助用户更深入地了解花卉的生长状况。 ③ 本地显示屏： 一些高端的花卉环境监测产品还会配备本地显示屏，直接在设备上显示监测数据。 这种方式适用于需要频繁查看数据的场合，用户无需通过手机或电脑即可获取所需信息。 26 实践2 本节课无实物硬件 —— 花卉监测的搭建与观察， 全部在【互动网页·花卉实验室】完成。 思考：为什么要通过网关连入网络？ 网关设备和传感器之间是如何通信的？ 3.远程监测物联花卉 把传感器插入花盆中，并连接各模块（包括4PIN线、温湿度传感器、分支模块和主控板）。 27 实践3 尝试给花浇适量的水、晒太阳，查看数据或本地显示屏的变化。 （某产品视频演示版） 3.远程监测物联花卉 我们先用某产品视频来模拟下 28 打开网页，动手监测花卉 ① 打开《第5课_物联功能趣体验_互动任务.html》 ② 进入第 3 部分「花卉互动实验室」 ③ 点“浇水/晒太阳/遮阴/降温”，看湿度·温度·光照怎么变 ④ 让湿度降到 30% 以下，点“远程浇水” 体验：检测缺水 → 指令浇水 → 湿度回升（反馈—控制） 3.远程监测物联花卉 课堂活动 花卉监测系统的设置与物联插座有哪些不一样？ 如果要实现花卉的远程浇水，需要安装哪些设备？ 29 实践总结 花卉监测系统的设置与物联插座有哪些不一样？ 如果要实现花卉的远程浇水，需要安装哪些设备？ 3.远程监测物联花卉 30 要点回顾 插座只「控」：开关电器 花卉重「测」：传感器采集数据 数据还要经网关连入网络 远程浇水需加装： 湿度传感器 + 水泵 + 联网控制 3.远程监测物联花卉 综上所述，花卉监测系统与物联插座在设置上存在显著差异，主要体现在功能、应用场景和技术实现上。而要实现花卉的远程浇水，需要安装传感器、控制系统、浇水系统、通信模块和远程监控软件等设备。这些设备共同协作，可以实现对花卉生长环境的实时监测和智能调控，为花卉生长提供最佳的环境条件。 31 课后总结 本课三件事 ① 远程查看物联数据：传感器采集 → 网络上传 → 网站展示 ② 远程控制物联插座：手机→云→路由→插座→电器（含反馈） ③ 远程监测物联花卉：传感器+摄像头→网关→手机端（缺水自动浇水） 核心思想：反馈 — 控制（系统根据数据自动调整） 物联系统四要素：物品 · 传感器 · 网络 · 数据处理 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $