中小学教育资源及组卷应用平台 第1.2课《物联网原理和数据采集—物联网的终端设备》教学设计 课题 物联网原理和数据采集—物联网的终端设备 单元 第一单元 学科 信息科技 年级 八年级 信息社会责任：深刻认识到物联网终端设备在信息采集、传输和处理过程中存在的安全风险。 教学重点 物联网终端设备的概念和分类。 教学难点 物联网终端设备的工作原理。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 第1.2课 《物联网原理和数据采集—物联网的终端设备》板书课题。1.本课中你将学习：什么是智能终端和开源硬件怎样对智能终端进行编程 智能终端的 I/O 引脚有哪些模式2.自行车、电饭煲、电冰箱等物品之所以能接入物联网系统，并响应用户的管理，是因为在这些物品的内部集成了单片机系统。借助单片机系统，自行车就可以“升级”为物联网终端，能够联网接受开锁指令并实时定位；电饭煲和电冰箱也摇身一变，成为智能家电，接受主人的管理，实时“汇报”自己的状态。3.播放视频 学习新知引入观看教学视频。 初步明确本课所有知识点。将学生的注意吸引到课堂。 我们常常把物联网设备称为终端设备或者智能终端。这里的终端（terminal）是指具备输入和输出功能，但数据处理能力较弱的设备，其本质是一台计算机。在物联网系统中，智能终端负责连接物品与网络。随着蓝牙、Wi-Fi技术的普及，各种具备联网功能的智能终端产品被不断地研发出来，其中价格低廉且性能强大的开源硬件成为技术爱好者最主要的选择之一。 1.智能终端 智能终端一般采用单片机系统。单片机是集成在一块芯片上的微型计算机，具有体积小、成本低的特点，可以直接嵌入或集成到其他设备中。国际上通常把这种单片机称为微控制器单元（MCU）。图1.2.1所示的是芯片 Hi3716，它广泛应用于各类机顶盒设备；图1.2.2是基于ESP32芯片的网络模块，它的体积很小，广泛应用于各类物联网设备。 2.开源硬件 开源硬件（open source hardware）中的“硬件”，是指计算机硬件，是计算机系统中由电子、机械和光电元件等组成的各种物理装置的总称。开源硬件等同于“开源”的智能终端，其遵循开源许可协议，将硬件电路原理图、材料清单、设计图以及相关工具等资料分享出来，供他人使用和再创作。 行空板是一款专为Python学习和使用设计的新一代国产开源硬件,采用单板计算机架构,集成LCD彩屏、Wi-Fi或蓝牙、多种常用传感器和丰富的拓展接口 掌控板 掌控板是国内教育团队为中小学创客教育开发的一款开源硬件。其尺寸较小,可以用于智能穿戴、电子饰品等各种DIY作品的制作 在我国，创客运动关注青少年的科技创新和动手实践，成为综合学习、跨学科学习的典型代表。开源硬件具有价格低廉、资源丰富等特征，在创客教育中独具优势。目前，许多开源硬件已经进入学校课堂，成为创客教育的必备工具。 智能终端本质上是一台可编程的计算机，需要用特定的软件编写程序，使其能执行相应的工作。不同的智能终端，使用的编程语言和软件也不同。 1. 智能终端的编程软件 虽然支持智能终端编程的软件有很多，但从其编程形式上进行区分，一般分为“块语言”编程与纯文本代码编程两种。 Mixly 和 ArduBlock 等编程软件属于“块语言”编程，Arduino IDE、Python IDLE 和 Thony 等编程软件属于纯文本代码编程。同时，越来越多的编程软件能兼顾两种编程方式，比如 mPython 和 Mind+。常用的几款智能终端编程软件如表 1.2.2所示。 建立在C/C++的基础上、保留了C/C++的语法规范 为MicroPython 和 Python 设计的编程软件 Mind+ √ √ 基于Blockly开发的编程软件 程序编写完后，编程软件一般还要执行“编译”的工作，再上传（或下载）到智能终端上执行。经过编译后，不管是“块语言”还是纯文本代码，最终都会 ... ...
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