教科版2024-八年级上册信息科技 第四单元第2课 温湿度的蓝牙传输 教案+课件+同步练习

(课件网) 第四单元第二课：温湿度的蓝牙传输 温湿度数据呼唤近场传输 物联网温室的数据流转之道 在智能温室中，管理者需要同时掌握 空气温度 与 土壤湿度 。这些数据已实时采集并显示在本地屏幕，但关键问题在于：何种技术最适合在近距离内稳定、低功耗地传输这些数据？ 本课核心任务： 借助主控板，将温湿度数据通过蓝牙技术送达接收端，构建一个完整的点对点数据传输系统。 蓝牙藏身主控板 物联网主控板集成了完整的蓝牙功能，无需外接模块。它由芯片、通信模组和操作系统组成，其中蓝牙功能已内嵌于芯片之中。 板载天线是接收和发送电磁波的关键组件，通常标识为 “ANT” 或形似波纹的印刷电路，是实现2.4G无线通信的必备硬件。 三步唤醒蓝牙功能 硬件就绪后，需在编程平台完成软件配置，打通硬件指令与高级语法的桥梁。 1. 连接主控板 选择Python模式，切换至图形化界面，通过“扩展”加载主控板，并连接至远程终端 10.1.2.3 。 2. 加载蓝牙库 在“扩展”的“用户库”中搜索并添加“行空板蓝牙通信”库，获取相关编程命令。 3. 开始编程 完成配置后，即可在指令区的“用户库”中找到蓝牙命令，开始编写通信程序。 蓝牙5.4能力全透视 核心特性 版本演进：核心规范已迭代至5.4版本。 传输距离：5.0版理论距离达300米，但受功率限制，低功耗设备通常仅10米左右。 功耗优势：功耗远低于Wi-Fi，电池寿命更长，设备尺寸更小。 抗干扰机制 同频共存：与Wi-Fi、微波炉等共享2.4GHz频段。 跳频扩频：采用“跳频扩频”技术，在79个频道间每秒跳跃1600次，抗干扰能力强。 性能权衡：低功耗导致传输速率较慢、距离较短。 技术选型核心： 场景需求 + 性能权衡 = 最优方案 点对点通信必经配对 蓝牙通信遵循严格的时序逻辑，理解此流程是编写正确程序的关键。 1. 主控板通电 为感知端和应用端主控板上电。 2. 传感器数据采集 感知端采集环境温度(t)和土壤湿度(h)。 3. 主控板蓝牙配对 应用端启动服务器，感知端作为客户端输入配对码，建立连接。 4. 感知端发送数据 循环打包并发送温湿度数据。 5. 应用端接收并显示 循环接收数据并更新屏幕显示。 设计 硬件准备与连接 物料清单 (BOM) 主控板 x 2 DHT11温湿度传感器 x 1 土壤湿度传感器 x 1 关键引脚 土壤湿度传感器必须连接至 P21 引脚。 编程第一步：可视化身份 在开始复杂通信前，先为两块主控板编写“身份标识”程序，验证显示功能并明确角色分工，降低后续调试的混淆风险。 操作指令 在指令区的“行空板”命令中找到“屏幕显示”命令，分别为两块板子编写不同的标识文字。 感知端 应用端 数据采集与格式化 将传感器原始数据转换为适合蓝牙传输的格式，是通信前的关键准备。 1. 加载传感器库 在“扩展”中添加“pinpong库”，找到并添加“DHT11/22温湿度传感器”。 2. 初始化与采集 根据硬件连接初始化DHT11，并从P21引脚读取土壤湿度模拟值。 3. 封装为字典 使用“字典”存储数据，便于区分和传输。可同时添加“JSON库”用于编码。 数据采集与格式化 能量加油站：Python中的字典 字典（Dictionary）是Python中一种高效的数据存储结构，它以键(Key)-值(Value)对的形式组织数据，是实现快速数据检索的利器。 高效检索：通过键可以O(1)复杂度快速找到对应的值，非常适合存储和查询传感器数据。 无序且灵活：数据存储是无序的，键和值不要求统一数据类型，值可以是任意对象。 键的唯一性：键是不可重复的，作为数据的唯一索引，确保数据的准确性。 蓝牙通信核心：配对与传输 一次配对 应用端启动“蓝牙服务器”，感知端使用“启动蓝牙客户端”并输入配对码。此步骤仅在程序启动时执行一次。 循环发送 配对成功后，感知端循环发 ... ...