第5单元第15课《自动通风系统的开发与实现》课件＋素材【河北大学版】《信息科技》八年级

(课件网) 第五单元 第15课 自动通风系统的开发与实现 （河北大学版）八年级 1 核心素养目标 3 新知讲解 5 拓展延伸 7 板书设计 2 新知导入 4 课堂练习 6 课堂总结 课后作业 8 01 核心素养目标 信息意识 计算思维 数字化学习与创新 信息社会责任 关注物联网设备的数据安全与隐私保护，避免系统被恶意操控或数据泄露。 尝试使用微控制器和物联网平台搭建简易的自动通风系统，提升硬件编程与系统集成能力。 拆解系统开发流程，能够分析自动通风系统的工作流程，设计数据采集、传输与控制的逻辑结构。 认识自动通风系统的物联网架构，明确传感器、微控制器的核心作用，增强对物理环境数据的敏感度。 02 新知导入 如何实现设计方案？如何在众多传感器产品中挑选合适的一款？哪些型号的微控制器既可以采集传感器数据，又可以通过Wi-Fi传输数据？系统各个部分涉及的软件代码将按照何种流程运行？在这一课，我们一起体验实现设计方案的过程。 问题情境 02 新知导入 03 新知讲解 一、硬件设计 1.硬件选型 需匹配接口类型（含外观与协议），按功能需求选择模块。（详细内容见教材p114页） 实践与探究 表5-3 二氧化碳浓度监测装置硬件选型表 03 新知讲解 示例传感器的特性参数，如图5-6。 示例传感器输出电压低，直接采样微控制器会损失精度，所以成品模块会加电压放大电路方便采样。（详细内容见教材p115页） 图5-6 示例传感器输出电压-二氧化碳浓度特性曲线 03 新知讲解 试一试 尝试为新风机遥控装置进行硬件选型，完成表5-4。 名称 要求 选型 备注 红外模块 可学习新风机红外遥控脉冲信号，无需编写复杂脉冲代码 可学习型红外模块 能快速匹配新风机遥控指令 微控制器 支持网络（如 Wi-Fi）、引脚充足适配红外模块、低功耗。 ESP32 集成 Wi-Fi，性能稳定 表5-4 新风机遥控装置硬件选型表 03 新知讲解 常见红外模块分两种： 输入脉冲信号来发射红外光。 可学习脉冲信号串并存储，通过简单选择信号就能调出并发射对应脉冲。（详细内容见教材p116页） 图5-7 两种红外模块工作方式 03 新知讲解 第一种红外模块需在微控制器写入新风机启停脉冲信号串。 第二种可通过红外遥控器让模块自动学习记录。选能自动学习记录的模块，能省记录、编写工作，降低系统实现难度。（详细内容见教材p116页） 03 新知讲解 提示 多数传感器模块电路接口至少有 3 根接线，用多个不同模块易接线错误且故障难排查。可选择集成化接口模块，既方便插线、降低故障率，还能提升外观整洁度。（详细内容见教材p117页） 图5-8 传感器模块的接口 不同接口协议的适用场景 UART 适合短距离稳定传输（如传感器 - 微控制器）。 I2C 适合多模块共用引脚（如多个传感器）。 SPI 适合高速传输（如存储模块）。 小知识 03 新知讲解 03 新知讲解 2.硬件系统搭建 硬件系统搭建是按方案连接各模块以实现功能，集成化接口模块可用一条线缆直连，常规通用模块需对应好每根接线。 （详细内容见教材p117页） 图5-9 硬件系统搭建 03 新知讲解 试一试 无论采用哪种接线方式，都需要记录每个模块所使用的端口名称或序号即记录端口对应规则，便于后期软件设计时正确对应。将硬件端口对应规则记录在表5-5中。 模块 模块上端口 开发板上端口 二氧化碳浓度传感器 集成接口 IO9 红外模块 VCC、GND、TX、RX 3.3V、GND、RX2、TX2 表 5-5 硬件端口对应规则表 03 新知讲解 二、软件设计 编写程序前要绘流程图规划软件功能与控制流程，这很重要，能帮我们清晰理解和设计软件工作内容、环节逻辑及整体架构，还便于团队交流合作与后续维护升级。 （详细内容见教材p118页） 03 新知讲解 1.二氧化碳浓度监测装置软件设计 二氧化碳浓度监测装置软件 ... ...