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课件网) 第五课：规划校园数字气象站 基于物联网的气象数据采集与应用 学习目标 1 理解气象站作用 认识气象数据的采集、传输、存储与可视化。掌握物联网在校园气象监测中的应用。 2 掌握测量手段 熟悉传统测量方法。理解数字化测量手段。 3 培养规划能力 利用物联网知识，设计校园气象站示意图。分析气象数据采集与反馈控制作用。 导入： 想象： 如果你是设计师，你会给校园数字气象站设计哪些实用的功能？ 聚焦与背景 教材聚焦 "校园数字气象站可以观测和记录校园气象数据，我们可以根据已有的物联网知识，尝试规划、设计校园数字气象站。" 背景说明 随着网络技术的发展，各种气象数据可以通过在线平台轻松获取。 利用数字化测量手段，我们能更准确地采集、传输和分析气象数据。 做一做： 我们可以浏览“国家气象科学数据中心”网站，查找相关气象数据，体验利用在线气象平台获取气象数据的便捷性。如图所示，查找某个地方的气象综合实况，选择一个气象数据如温度、降水量等，猜猜数据是如何采集、传输、可视化的。 写一写： 通过在线气象平台以及其他网络途径查找资料，写出至少三种气象数据及其表达的含义、传统测量手段、数字化测量手段。填写在教材P32页表格中。 气象数据 含义 传统测量手段 数字化测量手段 降水量 一定时间内，从空中降落到水平面上的雨、雪、冰雹等，假定无渗漏，不流失，也不蒸发，累积起来的水的深度，称为降水量 漏斗式雨量器、虹吸式雨量计、翻斗式雨量计等 翻斗式雨量传感器、压电动能式传感器 气象数据与测量手段 气象数据 传统测量手段 数字化测量手段 温度 温度计 温度传感器 降水量 漏斗式雨量器 翻斗式雨量传感器 湿度 湿度计 湿度传感器 议一议： 通过网络查找资料，了解什么是校园数字气象站，以及它应该具备哪些功能，将查找的内容归纳总结后记录在P33页横线上。 气象数据采集与处理流程 数据采集 气象站通过各种传感器和仪器来采集气象数据，如温度、湿度、气压、风速、风向、降水量等。这些传感器将数据转换为电信号或数字信号，并传输给数据采集设备。 数据传输 数据采集设备将收集到的数据通过有线 或无线方式传输到数据中心或服务器。 数据存储 接收到的数据被存储在数据库或数据文 件中，以便后续处理与分析。 数据处理与分析 对收集到的气象数据进行清洗、转 换、归一化等预处理工作，以便进行后续的数据分析。 校园数字气象站设计要素 1 应用层 终端设备、云平台、数据处理与可视化 2 传输层 有线/无线通信（Wi-Fi、蓝牙、ZigBee） 3 感知层 温湿度传感器、雨滴传感器、气压传感器、风速风向传感器 我们可以使用主控板充当“服务器端”和“智能终端”，用于连接传感 器、执行器，作用是放在校园中，采集气象数据；还可以使用主控板充当“移 动终端”，用于远程读取气象数据和反馈控制。 校园数字气象站原理图构成 传感器与执行器 传感器获取多种气象数据。执行器根据反馈控制执行相应动作。 终端设备 移动终端、计算机终端、智能终端用于显示气象数据。 网络与平台 物联网平台收集、存储气象数据。网络（路由器）提供数据交互。 做一做： 根据已有物联网的知识以及对校园数字气象站的认识，补充完整校园数字气象站原理图，将序号或文字填写在对应的空白处。 ①传感器：用于获取多种气象数据 ②执行器：根据反馈控制执行相应的 动作 ③移动终端：用于显示气象数据并通 过界面反馈控制 ④计算机终端：用于显示气象数据以及连接物联网平台 ⑤智能终端：用于显示气象数据 ⑥物联网平台：用于收集、存储气象数据 ⑦网络（路由器）：提供物联网数据交互 ⑧其他：_____ 数据采集 反馈控制 设计与讨论 分组讨论 校园数字气象站 ... ...
