第16课模块功能先划分（教案）人教版信息科技八年级全一册.pdf

第16课模块功能先划分

一、教学目标

1.学生能够清晰阐述物联系统的基本工作流程。

2.学生能够依据实际需求，准确确定简易物联系统的功能需求。

3.学生能够根据实际情况，合理划分简易物联系统的功能模块。

4.通过对物联系统的学习与实践，培养学生的逻辑思维能力。

二、教学重点与难点

教学重点

1.物联系统的工作流程。

2.确定简易物联系统的功能需求。

3.掌握物联系统功能模块的划分方法。

教学难点

1.如何根据实际场景准确选择合适的传感器来采集数据。

2.理解不同物联系统功能模块划分的多样性。

三、教学准备

1.多媒体教学设备，用于展示课件、图片、视频等教学资料。

四、教学过程

（一）导入新课

1.通过播放一段智能家居系统的视频，展示灯光自动调节、窗帘自动开合、

家电远程控制等功能，引导学生观察并思考：这些智能化功能是如何实现的？

2.提问学生在生活中还接触过哪些物联系统，如共享单车、智能手环等，

让学生简单描述其功能和给自己生活带来的便利。

3.引出本节课主题——简易物联系统的模块功能划分，明确学习目标，即了

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解物联系统工作流程，确定功能需求并划分功能模块。

（二）新课讲解

1.了解物联系统的工作环节

利用课件展示物联系统工作环节图（如图16.1），详细讲解每个环节的作

用。

以共享单车为例，解释数据采集环节：通过安装在单车上的位置传感器采集

单车位置数据；传输与存储数据环节：利用窄带物联网将单车位置数据传输到服

务器进行存储；分析处理数据环节：计算单车的具体位置；反馈与控制环节：用

户扫码开锁实现对单车的使用控制。

组织学生分组讨论生活中的其他物联系统（如智能音箱、物联摄像头等）的

工作环节，每组推选代表进行发言，教师进行点评和补充。

总结物联系统工作环节的共性，强调不同物联系统虽功能和软硬件组成各异，

但工作环节相似，都是围绕数据进行采集、传输、处理和反馈控制。

2.确定物联系统的功能需求

提出问题：如果要搭建一个校园植物监测的物联系统，需要实现哪些功能？

引导学生思考并讨论。

以物联花盆系统为例，详细讲解功能需求表（表16.2）的填写。

在采集数据环节，需要实时获取温度、土壤湿度、光照强度等环境数据，可

通过相应传感器实现，如温湿度传感器、土壤湿度传感器、光敏传感器等；同时

还可通过网络获取天气预报数据，如利用API接口。

传输与存储数据环节，通过网络将采集到的数据传输给物联网服务平台进行

存储。

分析处理数据环节，可从平台获取历史数据并进行初步分析，如计算一段时

间内的平均温度、湿度等，还可生成可视化图表，如折线图展示温度变化趋势，

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柱状图对比不同区域土壤湿度等。

反馈与控制环节，动态显示土壤湿度情况，根据温度、土壤湿度和天气预报

数据实现自动灌溉，如设定土壤湿度阈值，低于阈值且预报无雨时自动开启灌溉

设备，同时可根据光照强度调整灌溉量。

组织学生分组进行类似物联系统（如校园图书馆座位监测系统、校园空气质

量监测系统等）的功能需求分析，填写功能需求表，教师巡视指导，最后每组展

示成果并进行互评。

3.划分物联系统的功能模块

展示物联花盆系统功能模块关系图（图16.2），介绍功能模块划分的目的

是降低系统开发难度，便于管理和维护。

详细讲解各功能模块：

环境感知模块由传感器和主控板组成，传感器采集环境数据，主控板接收并

发送数据，如温湿度传感器将环境数据传给主控板，主控板再将数据发送出去。

网络通信模块负责数据传输，如在物联花盆系统中，将主控板获取的传感器

数据发送到服务平台，同时将平台数据或天气预报数据传输给主控板，可根据系

统实际情况选择有线或无线通信方式，如蓝牙、WiFi、移动通信网络等。

服务平台模块主要进行数据汇总和处理，存储环境数据，实现数据可视化，

并提供手动控制功能，如管理员可通过平台查看植物生长环境数据，手动控制灌

溉设备。

执行模块根据主控板指令产生动作，包括主控板和执行器，如根据土壤湿度

情况，主控板控制执行器（如电磁阀）开启或关闭灌溉系统，或者控制LED灯

显示土壤湿度状态（如绿灯表示湿度正常，红灯表示湿度异常）。

强调主