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文檔簡介
《1.3“城市天氣預報員”實踐活動》2023年電子工業(yè)出版社
八年級上冊-第1單元
物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)-信息科技
課件2022新版課標內容情境導入:
通過使用網(wǎng)頁和智能音箱查詢天氣信息,馬寧了解了互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的異同,在本節(jié),我們將圍繞“城市天氣預報員”的實踐體驗活動,自己動手制作一個可以查詢天氣信息的物聯(lián)網(wǎng)裝置,進一步體驗物聯(lián)網(wǎng)的神奇。1活動1:分析物聯(lián)網(wǎng)天氣預報的實現(xiàn)過程2活動2:準備“城市天氣預報員”實驗3活動3:設計“城市天氣預報員”實驗程序《目錄》信息科技01活動1分析物聯(lián)網(wǎng)天氣預報的實現(xiàn)過程01.知識點講解活動1:分析物聯(lián)網(wǎng)天氣預報的實現(xiàn)過程01
我們經(jīng)常看到在一些智能設備的大屏上顯示城市的天氣指數(shù)、穿衣指數(shù)或其他信息。例如,智能冰箱是連接在物聯(lián)網(wǎng)上的設備(簡稱為物聯(lián)網(wǎng)設備),下面以智能冰箱上顯示的天氣信息為例,分析物聯(lián)網(wǎng)設備顯示天氣信息的過程。
智能冰箱獲取天氣信息的過程主要涉及三個要素:硬件設備、網(wǎng)絡環(huán)境、物聯(lián)網(wǎng)天氣云平臺,如圖1.3.1所示?;顒?:分析物聯(lián)網(wǎng)天氣預報的實現(xiàn)過程01
硬件設備上要有能連接到網(wǎng)絡的模塊,還要有可以顯示信息的屏幕;網(wǎng)絡環(huán)境要能直接連接到互聯(lián)網(wǎng)才能訪問云平臺;物聯(lián)網(wǎng)天氣云平臺要能提供不同城市的天氣信息供查詢。
在智能冰箱獲取天氣信息的過程中,物聯(lián)網(wǎng)天氣云平臺的作用是什么?設備如何從物聯(lián)網(wǎng)云平臺上獲取數(shù)據(jù)?Tips思考討論助力知識
物聯(lián)網(wǎng)的許多應用都需要物聯(lián)網(wǎng)云平臺的支持。例如,物聯(lián)網(wǎng)天氣云平臺采集各個城市的天氣信息。各個設備和傳感器采集溫度、濕度、氣壓等信息后上傳到云平臺,經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后,分為天氣實況、天氣預報、穿衣指數(shù)、降水量等不同功能的天氣模塊,而這些模塊可以為智能手表、智能手機、車載顯示屏提供天氣信息服務,如圖1.3.2所示。
物聯(lián)網(wǎng)云平臺在物聯(lián)網(wǎng)應用中起到的主要作用如下。
1.降低了物聯(lián)網(wǎng)使用數(shù)據(jù)的門檻,設備連上云平臺就能獲取數(shù)據(jù)。
2.可用范圍廣,生活中的智能設備都可以連上云平臺。
3.數(shù)據(jù)全面,能夠提供更加智能的服務物聯(lián)網(wǎng)云平臺02活動2準備“城市天氣預報員”實驗01.知識點講解活動2:準備“城市天氣預報員”實驗02
根據(jù)智能冰箱顯示天氣信息的原理,完成“城市天氣預報員”實驗需要做的準備,包括硬件設備、網(wǎng)絡環(huán)境、能連接物聯(lián)網(wǎng)天氣云平臺的程序接口。
1.用智能開發(fā)板作為硬件設備。智能開發(fā)板上有Wi-Fi模塊和顯示信息的OLED顯示屏,可以連接到互聯(lián)網(wǎng),并使信息成功顯示在屏幕上,如圖1.3.3所示。
請以小組為單位,按照下面步驟為“城市天氣預報員”實驗活動做準備。01.知識點講解活動2:準備“城市天氣預報員”實驗02
2.為順利訪問互聯(lián)網(wǎng)資源,可以使用無線路由器接入有線網(wǎng)來連接網(wǎng)絡,如圖1.3.4所示。
3.使用智能開發(fā)板訪問物聯(lián)網(wǎng)平臺,獲取天氣信息時,需要使用WebAPI網(wǎng)絡應用程序接口(簡稱API接口)。我們可以訪問如圖1.3.5所示的物聯(lián)網(wǎng)天氣云平臺,該平臺上為物聯(lián)網(wǎng)天氣應用的開發(fā)提供了對應的WebAPI網(wǎng)絡應用程序接口。01.知識點講解助力知識:WebAPI網(wǎng)絡應用程序接口活動2:準備“城市天氣預報員”實驗02
我們可以把WebAPI網(wǎng)絡應用程序接口看成訪問平臺資源與為設備返回信息的中介,當我們需要使用云平臺上的資源時,需要向API接口發(fā)出請求API接口從平臺獲得資源,再把它返回給用戶,如圖1.3.6所示。按照這樣的方式,我們就可以利用云平臺完成“城市天氣預報員”實驗了。03活動3設計“城市天氣預報員”實驗程序01.知識點講解活動3:設計“城市天氣預報員”實驗程序03
天氣預報一般包含兩部分內容,當天的天氣實況和未來的天氣預測我們以南昌市為例,用智能開發(fā)板完成“城市天氣預報員”的實驗。
1.從物聯(lián)網(wǎng)天氣云平臺上獲取并顯示南昌市當天的天氣實況。先連接網(wǎng)絡,編寫程序,并將和當前環(huán)境中相關的Wi-Fi信息填寫到指令中;接著使用物聯(lián)網(wǎng)天氣云平臺的指令,通過API接口(編程軟件中顯示為API私鑰)連接到“心知天氣”云平臺,然后將南昌的天氣實況信息(天氣現(xiàn)象)顯示在OLED屏幕上,便于隨時查看,程序如圖1.3.7所示。
編寫完程序后,將程序刷入智能開發(fā)板,連接網(wǎng)絡后,即可看到南昌市當前的天氣信息,如圖1.3.8所示。01.知識點講解活動3:設計“城市天氣預報員”實驗程序03
2.獲取南昌市的天氣預報。設計程序時,在“心知天氣”云平臺的指令中,將“天氣實況”選項修改為“3天天氣預報選項,在程序中編寫顯示南昌明天最高溫度與最低溫度的指令,并將其顯示在OLED屏幕上,以此獲得南昌市明天的氣溫信息,如圖1.3.9所示。
編寫完程序后,將程序刷入智能開發(fā)板中,連接網(wǎng)絡后,即可看到南昌市明天的天氣預報,如圖1.3.10所示01.知識點講解活動3:設計“城市天氣預報員”實驗程序03“城市天氣預報員”程序模塊使用說明首先,從編程軟件中加載天氣模塊。
2.連接網(wǎng)絡。要訪問云平臺的數(shù)據(jù),需要先連接網(wǎng)絡,單擊mPython軟件中的“Wi-Fi”模塊,拖出Wi-Fi指令,并將當前環(huán)境中的Wi-Fi信息填寫到指令中,如圖1.3.12所示。
1.打開mPython軟件,單擊“擴展”中的“添加”按鈕,在網(wǎng)絡應用擴展中找到“心知天氣”模塊,如圖1.3.11所示,單擊“加載”按鈕。01.知識點講解活動3:設計“城市天氣預報員”實驗程序03
3.使用API訪問天氣數(shù)據(jù)資源。在“心知天氣”模塊指令中找到提供免費API接口(API私鑰)的指令,這些免費API接口可以直接使用,如圖1.3.13所示。01.知識點講解實踐探究活動3:設計“城市天氣預報員”實驗程序03將“城市天氣預報員”程序中的Wi-Fi指令設置為禁用(在命令模塊上右擊鼠標,在彈出的快捷菜單中選擇“禁用塊”命令),如圖1.3.14所示,再將程序刷入智能開發(fā)板,觀察在沒有連接網(wǎng)絡的情況下最后呈現(xiàn)的結果,并回答下面的問題。01.知識點講解活動3:設計“城市天氣預報員”實驗程序03知識拓展物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程
物聯(lián)網(wǎng)為21世紀的全球工業(yè)化、城市化進程提供了革命性的信息技術和智能技術,物聯(lián)網(wǎng)技術與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的全面融合,將成為全球新一輪社會經(jīng)濟發(fā)展的主導力量之一。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是一個循序漸進、逐漸成熟的過程。一般而言,物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展可分為如下四個階段。
第一階段(2010年之前):物體間的連接?;赗FID技術實現(xiàn)低功耗、低成本的單個物體間的連接,并在物流、零售、制藥等領域開展局部的應用。
第二階段(2010-2015年):網(wǎng)絡化的物與物相連。利用傳感器與RFID標簽,實現(xiàn)物與物之間的廣泛連接,針對特定的產(chǎn)業(yè)制訂技術標準,完成部分網(wǎng)絡的融合。
第三階段(2015-2020年):半智能化。具有可執(zhí)行指令的RFID標簽得到廣泛應用,物體實現(xiàn)了半智能化,物聯(lián)網(wǎng)中網(wǎng)絡互聯(lián)的標準制訂完成網(wǎng)絡具有高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰Α?/p>
第四階段(2020年之后):全智能化。物體具有更完善的智能,能夠實現(xiàn)協(xié)同工作,人、物、服務與網(wǎng)絡達到深度融合>項目實施
獲取網(wǎng)絡資源的物聯(lián)設備
在物聯(lián)網(wǎng)應用中,設備接入互聯(lián)網(wǎng)后不僅可以實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)下的物物相連,還能夠從互聯(lián)網(wǎng)中獲取源源不斷的數(shù)據(jù)與信息,呈現(xiàn)一些簡單的應用,如顯示天氣信息等。
1.觀察生活中有哪些設備連接互聯(lián)網(wǎng)后,能夠獲取網(wǎng)絡信息,并填寫在表1.3.1中。物聯(lián)網(wǎng)應用名稱獲取的信息內容智能音箱能夠從互聯(lián)網(wǎng)中獲取大量的音樂資源,使用簡單的口令,就能控制智能音箱播放互聯(lián)網(wǎng)上的音樂表1.3.1獲取網(wǎng)絡資源的物聯(lián)
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