主題一任務(wù)二物聯(lián)數(shù)據(jù)需采集（桂科2025版）八年級(jí)下1核心素養(yǎng)目標(biāo)3活動(dòng)目標(biāo)5練習(xí)提升7拓展延伸2新知導(dǎo)入4新知講解6開拓視野活動(dòng)日志801核心素養(yǎng)目標(biāo)信息意識(shí)計(jì)算思維數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新信息社會(huì)責(zé)任遵守API密鑰使用規(guī)范，討論物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)隱私與能源的影響，形成技術(shù)應(yīng)用的倫理思考。用mPython實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)上傳與可視化，結(jié)合天氣API與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)豆角生長(zhǎng)異常預(yù)警策略。掌握API參數(shù)配置與數(shù)據(jù)解析方法，能將物聯(lián)網(wǎng)任務(wù)拆解為硬件連接、編程傳輸?shù)炔襟E；針對(duì)重復(fù)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)變化觸發(fā)上傳邏輯。對(duì)比不同API天氣數(shù)據(jù)差異，學(xué)會(huì)評(píng)估數(shù)據(jù)可靠性；理解傳感器與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)決策中的互補(bǔ)作用。02新知導(dǎo)入在明確了簡(jiǎn)易蔬菜灌溉物聯(lián)系統(tǒng)的實(shí)施方案后，壯壯正式著手系統(tǒng)搭建的第一步——數(shù)據(jù)采集。02新知導(dǎo)入我查了三個(gè)天氣API，為什么結(jié)果不一樣？這就需要我們進(jìn)行數(shù)據(jù)可信度驗(yàn)證！就像法官需要多個(gè)證人證詞相互印證，我們可以通過計(jì)算三個(gè)API數(shù)據(jù)的平均值，并對(duì)比本地傳感器讀數(shù)來確認(rèn)最終值。02新知導(dǎo)入思考API在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中扮演著什么角色？API就像一座橋梁，連接著不同的軟件或系統(tǒng)，使得它們可以相互通信和共享數(shù)據(jù)。例如，通過API，我們可以輕松獲取天氣數(shù)據(jù)并應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中。02新知導(dǎo)入如果把物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)比作人體，API就是傳遞信息的外界感官，傳感器則是感知環(huán)境的神經(jīng)末梢。當(dāng)天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)與土壤濕度監(jiān)測(cè)值產(chǎn)生矛盾時(shí)，就像視覺和觸覺傳遞了不同信號(hào)。如何在不浪費(fèi)存儲(chǔ)空間的前提下，監(jiān)測(cè)并上傳環(huán)境數(shù)據(jù)？可以用設(shè)定變化閾值、調(diào)整檢測(cè)頻率等技巧。02新知導(dǎo)入討論天氣對(duì)于蔬菜灌溉有直接的影響，你平時(shí)是如何獲取天氣數(shù)據(jù)的？和小伙伴分享你的方法，并討論一下這些方法有什么優(yōu)缺點(diǎn)。03新知講解我通常用三種方法獲取天氣數(shù)據(jù)：①手機(jī)天氣預(yù)報(bào)APP，方便但偶爾不準(zhǔn)；②學(xué)校氣象站的溫濕度計(jì)，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確但只能查當(dāng)天；③觀察螞蟻搬家、晚霞顏色這些自然現(xiàn)象，有趣但容易誤判?，F(xiàn)在我們小組會(huì)同時(shí)用APP和學(xué)校儀器，再配合看云層厚薄，班主任還讓我們用表格記錄預(yù)測(cè)和實(shí)際的誤差，這樣澆菜就不容易出錯(cuò)了~小貼士API（ApplicationProgrammingInterface）是應(yīng)用程序編程接口的簡(jiǎn)稱。它就像一個(gè)橋梁，連接著不同的軟件或系統(tǒng)，使得它們可以相互通信和共享數(shù)據(jù)。以獲取天氣數(shù)據(jù)為例天氣數(shù)據(jù)提供方會(huì)提供一個(gè)API，其他應(yīng)用或網(wǎng)站就可以通過這個(gè)API來獲取天氣數(shù)據(jù)。03新知講解探究1、上網(wǎng)查閱相關(guān)資料，選擇一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)公共數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)網(wǎng)站，嘗試調(diào)用API以獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。03新知講解高德開放平臺(tái)（天氣/地理數(shù)據(jù)）：/心知天氣（氣象數(shù)據(jù)，建議使用）：/和風(fēng)天氣（實(shí)時(shí)天氣API）：/中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)（官方氣象資料）：/探究2、結(jié)合所獲密鑰修改參數(shù)，向API發(fā)送請(qǐng)求。參數(shù)說明如圖1-2-1所示，其中“key”后緊接免費(fèi)API密鑰。如果要獲取的天氣地點(diǎn)為柳州，則“l(fā)ocation=liuzhou”；“l(fā)anguage=zh-Hans”表示返回中文數(shù)據(jù)；“unit=c”表示溫度單位是攝氏度。03新知講解參數(shù)名稱類型默認(rèn)值必填備注keyString無是你的API密鑰locationLocation無是所查詢的位置languageLanguagezh-Hans否語言u(píng)nitUnitC否單位圖1-2-1探究3、平臺(tái)收到請(qǐng)求后響應(yīng)，返回?cái)?shù)據(jù)結(jié)果如圖1-2-2所示，進(jìn)一步解析后得到圖1-2-3所示天氣數(shù)據(jù)。03新知講解圖1-2-2圖1-2-3馬上行動(dòng)請(qǐng)你嘗試用多個(gè)不同的API獲取同一地點(diǎn)、同一日期的天氣數(shù)據(jù)，并將獲取到的數(shù)據(jù)填入表1-2-1中，從數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、平臺(tái)操作便捷性等方面進(jìn)行對(duì)比，看看哪一個(gè)API的實(shí)用性最高。03新知講解接口名稱獲取到的相關(guān)數(shù)據(jù)接口使用感受最高溫度(℃)最低溫度(℃)天氣狀況風(fēng)速(km/h)降水概率(%)濕度(%)和風(fēng)天氣2818多云153065注冊(cè)需實(shí)名認(rèn)證，但文檔詳細(xì)心知天氣2617晴122060免費(fèi)試用版直接復(fù)制代碼就能用思考結(jié)合其他物聯(lián)網(wǎng)案例，試總結(jié)物聯(lián)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源有哪些。03新知講解傳感器數(shù)據(jù)：通過溫度、濕度等傳感器實(shí)時(shí)采集環(huán)境信息。用戶輸入數(shù)據(jù)：用戶通過手機(jī)APP或智能面板手動(dòng)設(shè)置參數(shù)。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)：從天氣預(yù)報(bào)、地圖等外部API獲取實(shí)時(shí)信息。設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)：記錄智能家電的運(yùn)行狀態(tài)和能耗情況。環(huán)境數(shù)據(jù)：通過攝像頭、麥克風(fēng)等設(shè)備捕捉周圍環(huán)境信息。討論小組成員分工合作，圍繞影響豆角生長(zhǎng)的環(huán)境因素進(jìn)行資料收集并討論，將表1-2-2補(bǔ)充完整。03新知講解影響豆角生長(zhǎng)的環(huán)境因素需要采集的數(shù)據(jù)選用的傳感器測(cè)量周期豆角耐熱，不耐低溫、霜凍。植株生長(zhǎng)發(fā)育適宜溫度為20~25℃，種子發(fā)芽最低溫度為8℃，開花結(jié)英的適宜溫度為25~30℃。溫度溫濕度傳感器每小時(shí)豆角喜光，光照不足會(huì)導(dǎo)致開花結(jié)莢減少。 光照強(qiáng)度光照傳感器每2小時(shí)豆角對(duì)水分敏感，土壤過干或過濕都會(huì)影響生長(zhǎng)。土壤濕度土壤濕度傳感器每3小時(shí)豆角適宜在疏松、肥沃的土壤中生長(zhǎng)，pH值以6.2~7.0為宜。 土壤pH值pH傳感器每天豆角生長(zhǎng)需要良好的通風(fēng)條件，避免病蟲害發(fā)生。 空氣濕度空氣濕度傳感器每2小時(shí)豆角對(duì)氮肥需求較高，但過量施肥會(huì)導(dǎo)致徒長(zhǎng)。 土壤氮含量 土壤養(yǎng)分傳感器每周做中學(xué)配置物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)，讀取傳感器數(shù)據(jù)。03新知講解做中學(xué)1.創(chuàng)建項(xiàng)目。（1）如圖1-2-4所示，點(diǎn)擊上方“項(xiàng)目管理”，進(jìn)入項(xiàng)目管理界面。點(diǎn)擊“添加項(xiàng)目輸入項(xiàng)目名稱后點(diǎn)擊“確定”。03新知講解做中學(xué)（2）項(xiàng)目添加完成后，平臺(tái)會(huì)默認(rèn)創(chuàng)建一個(gè)主題，可根據(jù)實(shí)際需要添加主題。點(diǎn)擊“查看”可進(jìn)入主題管理頁面，如圖1-2-5所示。03新知講解做中學(xué)2.添加設(shè)備（1）在項(xiàng)目管理界面點(diǎn)擊“查看”進(jìn)入設(shè)備管理頁面，點(diǎn)擊“添加設(shè)備”，輸入設(shè)備名稱后點(diǎn)擊“確定”，如圖1-2-6所示。03新知講解做中學(xué)（2）設(shè)備添加完成后，平臺(tái)會(huì)自動(dòng)生成一組對(duì)應(yīng)的參數(shù)，包括clientid和User/Password，如圖1-2-7所示。03新知講解做中學(xué)3.連接設(shè)備，編寫程序。（1）硬件清單：主控板x1、溫濕度傳感器x1、土壤濕度傳感器x1、4Pin線x2、Type-℃數(shù)據(jù)線x1、帶有熱點(diǎn)功能的計(jì)算機(jī)x1。03新知講解做中學(xué)（2）連接設(shè)備。用4Pin線將主控板和溫濕度傳感器、土壤濕度傳感器連接起來，并通過Type-C數(shù)據(jù)線接入計(jì)算機(jī)，效果如圖1-2-8所示。03新知講解做中學(xué)（3）打開mPython軟件，點(diǎn)擊“添加”，選擇“網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用”，找到“MQTT物聯(lián)網(wǎng)”，點(diǎn)擊“加載”，如圖1-2-9所示。03新知講解做中學(xué)（4）點(diǎn)擊“傳感器”分別添加溫濕度傳感器、土壤濕度傳感器（其中光線傳感器為主控板上的板載傳感器，不需要額外添加），如圖1-2-10所示。03新知講解做中學(xué)（5）連接Wi-Fi，將相應(yīng)的Wi-Fi信息和圖1-2-7的參數(shù)信息在程序中補(bǔ)充完整。編寫其他代碼，把傳感器采集的數(shù)據(jù)上傳至物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)并輸出顯示。完整代碼如圖1-2-11所示。03新知講解做中學(xué)（6）最終數(shù)據(jù)在主控板上的顯示效果如圖1-2-12所示。03新知講解案例分析壯壯所在的科技小組通過互聯(lián)網(wǎng)上的API成功獲取了豆角種植區(qū)域的天氣數(shù)據(jù)，包括未來一周的氣溫變化范圍、隆水概率等信息，同時(shí)利用在種植區(qū)中布置的傳感器獲取了實(shí)時(shí)的光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)、溫濕度數(shù)據(jù)以及土壤濕度數(shù)據(jù)。03新知講解案例分析請(qǐng)回答：1.當(dāng)從互聯(lián)網(wǎng)獲得的數(shù)據(jù)和從傳感器獲得的數(shù)據(jù)對(duì)決策的影響有所沖突時(shí)，可能是出現(xiàn)了什么問題？應(yīng)該如何處理？03新知講解可能問題：①傳感器被曬壞測(cè)不準(zhǔn)；②天氣預(yù)報(bào)沒及時(shí)更新；③傳感器被泥土糊住了。解決辦法：①多裝幾個(gè)同位置傳感器對(duì)比；②下雨前看螞蟻搬家等老方法輔助；③每月清理傳感器并檢查。案例分析請(qǐng)回答：2.不同來源的數(shù)據(jù)該如何配合使用，才能最大程度發(fā)揮出其對(duì)決策的支持作用？試以案例里兩種來源的數(shù)據(jù)為例，說一說如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合并給出種植優(yōu)化建議。03新知講解案例分析03新知講解1、數(shù)據(jù)融合示例天氣預(yù)報(bào)API：預(yù)測(cè)未來3天有70%降雨概率，但土壤濕度傳感器顯示當(dāng)前表層濕度僅30%（偏干）。決策矛盾：按預(yù)報(bào)應(yīng)減少灌溉，但傳感器顯示急需補(bǔ)水。2、解決方案短期應(yīng)對(duì)：用滴灌方式少量補(bǔ)水（僅濕潤(rùn)根部區(qū)域），避免大雨后土壤過濕導(dǎo)致爛根。長(zhǎng)期調(diào)整：在天氣預(yù)報(bào)APP中設(shè)置“降雨概率>50%時(shí)”，將自動(dòng)灌溉觸發(fā)濕度值從40%下調(diào)至35%。3、優(yōu)化建議高溫+強(qiáng)光聯(lián)動(dòng)：當(dāng)API預(yù)報(bào)氣溫>33℃且光照傳感器顯示持續(xù)強(qiáng)光（>8000Lux）時(shí)，自動(dòng)展開遮陽網(wǎng)。異常處理：若土壤濕度傳感器連續(xù)2小時(shí)顯示>75%，即使無降雨預(yù)報(bào)也啟動(dòng)排水系統(tǒng)。任務(wù)拓展溫度、土壤濕度等環(huán)境數(shù)據(jù)的變化往往不會(huì)太快，我們?cè)诓杉h(huán)境數(shù)據(jù)的過程中很容易出現(xiàn)重復(fù)數(shù)據(jù)量大、存儲(chǔ)空間浪費(fèi)的情況。如何實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)到環(huán)境發(fā)生變化時(shí)才更新上傳新的數(shù)據(jù)呢？03新知講解設(shè)定變化閾值：只在溫度變化超過1℃或土壤濕度變化超過5%時(shí)上傳新數(shù)據(jù)，比如當(dāng)前溫度25℃→26℃才記錄，連續(xù)25℃不重復(fù)存。靈活調(diào)整檢測(cè)頻率：平時(shí)每2小時(shí)測(cè)一次，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)開始變化（如半小時(shí)內(nèi)濕度上升3%），改成每10分鐘測(cè)一次。云端自動(dòng)忽略重復(fù)值：如果連續(xù)3次測(cè)到的數(shù)據(jù)完全一樣（如土壤濕度一直60%），云端只保留第一條，后面自動(dòng)跳過。實(shí)際效果：夜間溫度穩(wěn)定時(shí)，數(shù)據(jù)量減少80%；突然降溫/暴雨時(shí)立刻記錄變化。04拓展延伸智能家居中的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)：溫濕度、空氣質(zhì)量傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，聯(lián)動(dòng)空調(diào)/新風(fēng)設(shè)備自動(dòng)調(diào)整參數(shù)，維持恒溫恒濕空氣清新。智能安防聯(lián)動(dòng)機(jī)制：門窗磁傳感器觸發(fā)攝像頭抓拍，結(jié)合紅外人體感應(yīng)器，異常入侵時(shí)自動(dòng)報(bào)警并推送實(shí)時(shí)畫面至用戶手機(jī)。04拓展延伸智能家居中的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用遠(yuǎn)程家電交互控制：通過Wi-Fi/藍(lán)牙連接家電，手機(jī)APP遠(yuǎn)程預(yù)熱烤箱、預(yù)約洗衣機(jī)工作，打破時(shí)間與空間限制。能源消耗智能優(yōu)化：智能電表分析高耗能設(shè)備，自動(dòng)關(guān)閉待機(jī)電器或切換節(jié)能模式，生成月度用電報(bào)告輔助決策。04拓展延伸智能家居中的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用健康生活場(chǎng)景適配：睡眠監(jiān)測(cè)帶聯(lián)動(dòng)智能燈光，根據(jù)深睡/淺睡階段動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)光線色溫與亮度，改善睡眠質(zhì)量。全屋場(chǎng)景模式協(xié)同：語音指令（如“離家模式”）一鍵關(guān)閉燈光、啟動(dòng)掃地機(jī)器人、布防安防系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多設(shè)備協(xié)同響應(yīng)。07活動(dòng)日志活動(dòng)日志班級(jí)：XX

姓名：XX活動(dòng)名稱物聯(lián)數(shù)據(jù)需采集活動(dòng)環(huán)節(jié)1了解API的獲取方法口2掌握配置物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)口（在對(duì)應(yīng)環(huán)節(jié)畫V）活動(dòng)完成內(nèi)容簡(jiǎn)單的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集項(xiàng)目活動(dòng)完成度口口口口口口口口口(100%)活動(dòng)小結(jié)問題與反思：語法錯(cuò)誤、編輯錯(cuò)誤。改進(jìn)的方法：加強(qiáng)對(duì)灌溉08板書設(shè)計(jì)物聯(lián)數(shù)據(jù)需采集1.掌握簡(jiǎn)易蔬菜灌溉物聯(lián)系統(tǒng)2.完成物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)配置3.學(xué)習(xí)傳感器的基本使用4.完成課堂練習(xí)5.進(jìn)行知識(shí)拓展09課后作業(yè)01根據(jù)本課內(nèi)容，完成物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)配置。09課后作業(yè)02學(xué)完本節(jié)課，掌握傳感器的基本使用。09課后作業(yè)1、下列哪種不是獲取天氣數(shù)據(jù)的正確方法？()A.使用手機(jī)天氣預(yù)報(bào)APPB.查看學(xué)校的溫濕度計(jì)C.觀察螞蟻搬家的自然現(xiàn)象D.隨意猜測(cè)當(dāng)天的溫度2、API在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的作用類似于什么？()電源適配器B.數(shù)據(jù)溝通的橋梁C.計(jì)算機(jī)顯示器D.傳感器保護(hù)殼3、當(dāng)傳感器數(shù)據(jù)與天氣預(yù)報(bào)沖突時(shí)，最不可能的原因是？()A.傳感器被泥土覆蓋B.天氣預(yù)報(bào)未及時(shí)更新C.衛(wèi)星通信信號(hào)增強(qiáng)D.傳感器被陽光曬壞4、如何優(yōu)化環(huán)境數(shù)據(jù)的上傳效率？()A.溫度變化超過1℃才上傳B.每秒記錄10次數(shù)據(jù)C.無論是否變化都存儲(chǔ)D.手動(dòng)刪除所有舊數(shù)據(jù)5、智能家居中的溫濕度傳感器通常不會(huì)聯(lián)動(dòng)哪個(gè)設(shè)備？()A.空調(diào)B.加濕器C.新風(fēng)系統(tǒng)D.微波爐DBCAD09課后作業(yè)6、某天種植區(qū)傳感器顯示土壤