“城市天氣預報員”實踐活動 課件 2024-2025學年電子工業(yè)出版社（2022）初中信息技術第三冊

《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)