第13课 智能物联系统的硬件搭建 教学设计+学习单+练习 2025-2026学年八年级下册信息技术浙教版

中小学教育资源及组卷应用平台 教学设计 课程基本信息 学科 信息科技 年级 八年级 学期 （春季） 课题 智能物联系统的硬件搭建 教科书 书 名：信息科技教材 -出卷网-：浙江教育-出卷网- 出版日期：2023年12月 教学目标 1.通过选择规范的硬件运行环境和合适的硬件设备，实现物联系统的硬件搭建。 2.了解硬件搭建的一般过程，掌握硬件测试的方法。 教学内容 教学重点： 1.硬件的运行环境，硬件搭建。 教学难点： 1. 硬件搭建与硬件测试。 教学过程 导入： 在上一节课，我们明白了智能物联系统的开发，一般会遵循一定的基本流程。从需求分析———整体设计———硬件搭建———软件编写———系统调试与完善———系统运行和发布。从这个过程来看，我们智能校园数字气象站这个项目，本节课主要围绕着硬件搭建来开展。他们分别是硬件的运行环境、硬件搭建、硬件测试。 根据这个流程，我们在上一节课智能物联系统的设计中，获得了智能校园数字气象站系统的架构图。根据架构图可以分析出该系统在建设时，会分为以下模块。 采集模块：我们需要采集气温、气压、风向、风速、降水量等数据，因此我们需要温湿度传感器、大气压传感器、风速传感器、风向传感器等，同时搭配需要的视频监控设备、立杆、支架、电源等。 传输模块：我们需要将采集到的数据，通过网络传输到服务器。因此我们需要有交换机、路由器以及相应的配件。 处理模块：我们将收集到的数据放在服务器中进行数据处理。 呈现模块：服务器分析好数据后，我们根据需要搭配相应的数据呈现设备，比如数据驾驶舱、物联网平台、LED屏幕、监控屏幕等。 教学过程： 任务1：硬件的运行环境。 分析了我们建站需要的硬件之后，我们准备在学校里找一个适合搭建智能校园数字气象站的位置。 通过符合“最大程度地排除观测场地四周200米以内障碍物的影响”这个运行环境条件，以及综合考虑合理放置服务器、监测显示屏等相关设备的要求。我们一起来找一下学校里最适合建站的地点。通常情况下服务器、监测显示屏我们一般会选择放置在中心机房里。 前期通过实地排摸，我们初步选择了以下4个场地，用来放置气象站的外设设备。这4个场地，我们再对比一下，看哪个场地最适合建站。 A场地:实验楼前面空地。 B场地:田径场。 C场地:教学楼楼顶。 D场地:综合楼西楼顶。 结合真实环境我们发现：A场地选择建在实验楼前面空地，方便来回的同学观看气象数据，但周边有不少树木和建筑物，这些障碍物对风速等数据采集会有一定影响。虽然方便了同学们观看LED显示屏，但他的数据一开始就可能失真。B场地田径场是学校里最空旷的位置，但是会有很多同学在场地中运动，设备有安全隐患，即使用了护栏，也有可能被来往的球打中。C和D场地是两处房顶，他们有相似的地方，但是结合我们学校的实际，中心机房就在综合楼西边顶楼，相对后续的布线、施工以及设备管理等各种情况要比教学楼的楼顶方便的多。所以综合考虑后，选择4号场地综合楼西边楼顶作为气象站建站场地。 任务2：硬件搭建 完成了选址，我们就开始准备搭建智能校园数字气象站了。由于在课堂上，我们无法使用真正的气象站进行演示，因此采用的设备是智能校园数字气象站的原型机，它的设计原理和室外的校园智能数字气象站以及气象局所采用的地面气象站是一致的，但在精密度，防水性上面，有所区别，比较适合室内的实验。 以下是还没组装的气象站以及组装好的气象站图片，请同学们观摩一下，再看一下他是如何组装起来的。 观看视频 3.我们在将设备连接到位，将风速传感器接到P16端口，风向传感器接到P14端口，在扩展板上连上电源，同时做好记录，因为我们这节课连接的端口，下一节课软件编写时是要对应起来的。 任务2：硬件搭建———分析气象站数据流转 设备连 ... ...