現(xiàn)在,物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用越來(lái)越普遍,“智能”已經(jīng)融入人們的生活,人們?cè)凇盁o(wú)感”體驗(yàn)智能化的生活,這極大地改變了我們的生活方式。其中,健康生活的改善是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)重要方面。通過(guò)將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與健康生活相結(jié)合,我們能夠?qū)崿F(xiàn)更為智能化、便捷化的生活方式。
一  探索物聯(lián)網(wǎng)在生活中的應(yīng)用
二 身高記錄儀系統(tǒng)實(shí)踐
一、探索物聯(lián)網(wǎng)在生活中的應(yīng)用
說(shuō)一說(shuō):生活中哪些設(shè)備應(yīng)用到了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)?
為了解和掌握學(xué)生的體質(zhì)健康狀況,學(xué)校會(huì)定期給學(xué)生測(cè)量身高。但是現(xiàn)在的測(cè)量主要由老師手動(dòng)完成,比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。你能否利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)身高記錄儀呢?
二、身高記錄儀系統(tǒng)實(shí)踐
探究身高記錄儀系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)
你想設(shè)計(jì)一款怎樣的身高記錄儀?(從測(cè)量方式、反饋方式入手)
本小組探究的核心問(wèn)題是: 確定主題:
你要獲取哪些數(shù)據(jù),怎樣獲取?
測(cè)量身高并統(tǒng)計(jì)班級(jí)同學(xué)身高達(dá)標(biāo)情況
確定本小組探究的主題: 身高記錄儀
如何實(shí)現(xiàn)身高記錄儀的功能呢?
結(jié)合第四單元16課,按環(huán)節(jié)需求分析。
分析身高記錄儀系統(tǒng)的功能需求
填一填:各功能的實(shí)現(xiàn)需要用到哪些設(shè)備、軟件及平臺(tái)?(可以采用文字、簡(jiǎn)筆畫(huà)等形式)
超聲波傳感器:會(huì)發(fā)射聲波,并檢測(cè)這些聲波從目標(biāo)物反射回來(lái)的回聲。通過(guò)測(cè)量聲波的發(fā)射和接收之間的時(shí)間差,傳感器可以計(jì)算出與目標(biāo)物之間的距離。
試一試: 根據(jù)需求分析和功能實(shí)現(xiàn),拖動(dòng)右邊的模塊,完成流程圖。
設(shè)置網(wǎng)絡(luò)及物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)
上傳數(shù)據(jù)到物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)
提示:可以從測(cè)量端進(jìn)行設(shè)計(jì)。接收端相對(duì)簡(jiǎn)單,可以讓學(xué)生自主完成。
同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)的身高記錄儀非常好,那么接下來(lái)請(qǐng)同學(xué)們動(dòng)手做一做吧,利用工具箱中的器材,完成身高記錄儀的搭建與程序設(shè)計(jì)吧!
提示:每小組先嘗試完成測(cè)量端的硬件搭建與程序設(shè)計(jì)!
想一想:超聲波傳感器該放在什么位置?
模擬實(shí)現(xiàn)身高記錄儀系統(tǒng)功能
從工具箱中選擇所需器材,完成硬件搭建。
提示:連接時(shí)記住相應(yīng)傳感器連接主控板的引腳,在后續(xù)程序?qū)崿F(xiàn)中需要對(duì)應(yīng)引腳。
設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)及網(wǎng)絡(luò)。
wifi.cnnect("網(wǎng)絡(luò)名稱 ", "密碼")#設(shè)置Wi-Fi連接,兩個(gè)參數(shù)分別為Wi-Fi名稱及密碼mqttclient.cnnect(server="服務(wù)器地址",prt=1883,client_id="設(shè)備ID",user="用戶名",psd="密碼")#配置MQTT服務(wù)器。
連接網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)
同學(xué)們,你們的設(shè)計(jì)非常好,但是你們的身高記錄儀能實(shí)時(shí)獲取同學(xué)們的身高數(shù)據(jù)嗎?
試一試:用傳感器獲取測(cè)試同學(xué)的身高并在主控板上實(shí)時(shí)顯示,將獲取的數(shù)據(jù)記錄在下表中。
試一試:用傳感器獲取測(cè)試者的身高并在主控板上實(shí)時(shí)顯示。
為什么在智能終端不能查看這些數(shù)據(jù)呢?采集到的數(shù)據(jù)被保存在哪里?又會(huì)被傳遞到哪里呢?
主控板:讀取傳感器數(shù)據(jù)并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)。
物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái):數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)發(fā)。
身高:178 cm男生請(qǐng)按k1,女生請(qǐng)按k2
登錄物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái),在相應(yīng)主題中查看數(shù)據(jù)。
果然能看到我的身高數(shù)據(jù)啦! 傳感器記錄的數(shù)據(jù)能下載嗎?如果想要對(duì)不同狀態(tài)下的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化分析,同學(xué)們有什么好的方法嗎?
試著測(cè)試不同的身高,看看你們獲取的數(shù)據(jù)有變化嗎?說(shuō)一說(shuō)你們監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)變化情況。
獲取的身高數(shù)據(jù):數(shù)據(jù)分析形式:(A.物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái) B.電子表格 C.Pythn模塊)
1班,男,168.1245 1班,女,167.4215
在設(shè)備列表中選擇相應(yīng)的主題
物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)中身高變化圖
利用電子表格中的圖表進(jìn)行可視化分析
可以用Pythn中的繪圖庫(kù)繪制身高變化趨勢(shì)圖。
用plt.plt( )繪制折線圖用plt.bar ( )繪制柱形圖用plt.scatter ( )繪制散點(diǎn)圖
用plt.title ( )設(shè)置標(biāo)題用plt.figsize ( )制定畫(huà)布大小
準(zhǔn)備橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)數(shù)據(jù)
同學(xué)們,如何把檢測(cè)的數(shù)據(jù)反饋給統(tǒng)計(jì)的老師呢?
試一試:統(tǒng)計(jì)各班身高檢測(cè)情況,并反饋給老師。
班級(jí) 男生 女生1 10 122 13 103 15 15
試一試:增加統(tǒng)計(jì)反饋功能。
請(qǐng)老師根據(jù)教學(xué)實(shí)情,展示學(xué)生作品成果。
1.按照采集數(shù)據(jù)、傳輸與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、分析處理數(shù)據(jù)、反饋與控制四個(gè)環(huán)節(jié)分析身高記錄儀系統(tǒng)的功能需求。 2.用超聲波傳感器獲取身高數(shù)據(jù);通過(guò)按鍵控制測(cè)量身高并區(qū)分男生和女生,是否發(fā)送給物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái);利用主控板將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái),可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及可視化呈現(xiàn)。 3.通過(guò)閾值探究,設(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)反饋與控制。

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第22課 健康生活新設(shè)備

版本: 義務(wù)教育版(2024)

年級(jí): 八年級(jí)全一冊(cè)

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