第21课 文物保护新手段 课件ppt-2024新人教版八年级全一册《信息科技》.pptx

1、义务教育信息科技课程资源义务教育信息科技课程资源义务教育信息科技课程资源 八年级八年级 第第21课课文物保护新手段文物保护新手段第五单元第五单元 物联网应用探索物联网应用探索义务教育信息科技课程资源12了解物联网在文物保护中的应用。通过博物馆环境监测系统的实践探索，掌握利用物联网解决问题的方法，并能迁移应用于解决其他问题。第21课 学习目标义务教育信息科技课程资源第21课 课堂导入 中华民族在发展的过程中留下了许多珍贵的历史文物，保护这些文物，就是保护历史、传承文明。你在参观博物馆的过程中，发现过哪些物联网技术呢？它们在保护这些文物的过程中，又发挥了怎样的作用？问题情境问题情境义务教育信息科技

2、课程资源学习学习内容内容一 探索物联网在文物保护中的应用二 博物馆环境监测系统实践第21课 学习内容义务教育信息科技课程资源某博物馆中的导览机某博物馆中的导览机第21课 学习内容一、探索物联网在文物保护中的应用义务教育信息科技课程资源第21课 学习内容一、探索物联网在文物保护中的应用视频来源于科普中国义务教育信息科技课程资源 某博物馆馆长对莫高窟的洞内环境监测系统非常感兴趣，也想开发一款物联环境监测系统，你能帮助他吗？第21课 学习内容一、探索物联网在文物保护中的应用义务教育信息科技课程资源 传统的环境监测：传统的环境监测：数据不能实时呈现，查看麻烦。第21课 学习内容 想一想：想一想：配备了

3、物联系统的博物馆环境监测与传统的环境监测有什么区别？物联系统环境监测：物联系统环境监测：数据可以在大屏幕上实时更新，也可以发送到手机和计算机上，查看方便。一、探索物联网在文物保护中的应用义务教育信息科技课程资源 同学们，你们能利用所学知识，为该博物馆设计一套物联环境监测系统吗？第21课 学习内容二、博物馆环境监测系统实践义务教育信息科技课程资源改造前改造前改造后改造后第21课 学习内容实践导入探究实践一探究实践二探究实践三实践总结二、博物馆环境监测系统实践义务教育信息科技课程资源温度、湿度、光照强度、烟雾、二氧化碳浓度如何实时监测博物馆中的温湿度？博物馆环境监测系统第21课 学习内容实践导入探

4、究实践一探究实践二探究实践三实践总结探究博物馆环境监测系统的功能实现探究博物馆环境监测系统的功能实现你想实时监测博物馆中的哪些环境数据？本小组探究的核心问题是：确定主题：二、博物馆环境监测系统实践义务教育信息科技课程资源 确定本小组探究的主题：搭建博物馆环境监测系统实时监测博物馆中的温湿度。如何搭建博物馆环境监测系统呢？结合第四单元16课，按环节需求分析。第21课 学习内容实践导入探究实践一探究实践二探究实践三实践总结探究博物馆环境监测系统的功能实现探究博物馆环境监测系统的功能实现二、博物馆环境监测系统实践义务教育信息科技课程资源需求环节需求环节 功能描述功能描述采集数据传输与存储数据分析处理

5、数据反馈与控制第21课 学习内容实践导入探究实践一探究实践二探究实践三实践总结分析博物馆环境监测系统的功能需求分析博物馆环境监测系统的功能需求二、博物馆环境监测系统实践义务教育信息科技课程资源第21课 学习内容实践导入探究实践一探究实践二探究实践三实践总结需求环节需求环节 功能描述功能描述采集数据实时获取当前环境的温湿度传输与存储数据将获取的数据发送到物联网服务平台分析处理数据利用物联网服务平台上的数据图表，分析环境数据是否在阈值范围之内反馈与控制实时显示温度和湿度，若温湿度超出阈值范围，则执行打开或关闭空调、打开或关闭恒湿器的操作分析博物馆环境监测系统的功能需求分析博物馆环境监测系统的功能需

6、求二、博物馆环境监测系统实践义务教育信息科技课程资源 填一填：填一填：各功能的实现需要用到哪些设备、软件及平台？（可以采用文字、简笔画等形式）第21课 学习内容实践导入探究实践一探究实践二探究实践三实践总结分析博物馆环境监测系统的功能需求分析博物馆环境监测系统的功能需求二、博物馆环境监测系统实践义务教育信息科技课程资源第21课 学习内容实践导入探究实践一探究实践二探究实践三实践总结温度传感器、湿度传感器MQTT服务器可视化图表分析控制空调、恒湿器分析博物馆环境监测系统的功能需求分析博物馆环境监测系统的功能需求 填一填：填一填：各功能的实现需要用到哪些设备、软件及平台？（可以采用文字、简笔画等形

7、式）二、博物馆环境监测系统实践义务教育信息科技课程资源 试一试试一试：根据需求分析和功能实现，拖动右边的模块，完成流程图。第21课 学习内容实践导入探究实践一探究实践二探究实践三实践总结获取温度和湿度数据温度是否在阈值区间湿度是否在阈值区间 打开恒湿器上传数据到物联网服务平台打开空调设置网络及物联网服务平台关闭空调 关闭恒湿器分析博物馆环境监测系统的功能需求分析博物馆环境监测系统的功能需求二、博物馆环境监测系统实践义务教育信息科技课程资源第21课 学习内容实践导入探究实践一探究实践二探究实践三实践总结核心流程图核心流程图二、博物馆环境监测系统实践义务教育信息科技课程资源 该博物馆馆长对同学们设

8、计的监测系统非常满意，但是他还是想根据环境监测系统最终的功能实现决定是否采用大家的设计。第21课 学习内容实践导入探究实践一探究实践二探究实践三实践总结二、博物馆环境监测系统实践义务教育信息科技课程资源模拟实现博物馆环境监测系统功能模拟实现博物馆环境监测系统功能做一做：做一做：从工具箱中选择所需器材，完成硬件搭建与网络配置。第21课 学习内容实践导入探究实践一探究实践二探究实践三实践总结二、博物馆环境监测系统实践义务教育信息科技课程资源温湿度传感器连接主控板继电器1继电器2继电器1（控制空调）连接主控板继电器2（控制恒湿器）连接主控板第21课 学习内容实践导入探究实践一探究实践二探究实践三实践

9、总结模拟实现博物馆环境监测系统功能模拟实现博物馆环境监测系统功能做一做：做一做：连接主控板与传感器。二、博物馆环境监测系统实践义务教育信息科技课程资源第21课 学习内容实践导入探究实践一探究实践二探究实践三实践总结 根据物联网服务平台配置流程完成平台项目设置及网络连接。登录物联网登录物联网服务平台服务平台添加添加项目项目添加设备、添加设备、主题主题网络网络配置配置模拟实现博物馆环境监测系统功能模拟实现博物馆环境监测系统功能二、博物馆环境监测系统实践义务教育信息科技课程资源 同学们，你们的设计非常好，但是你们的系统能实时显示我们博物馆中的温湿度吗？第21课 学习内容实践导入探究实践一探究实践二探

10、究实践三实践总结模拟实现博物馆环境监测系统功能模拟实现博物馆环境监测系统功能二、博物馆环境监测系统实践义务教育信息科技课程资源第21课 学习内容实践导入探究实践一探究实践二探究实践三实践总结采集数据采集数据 试一试：用传感器获取当前环境的温度与湿度并在主控板上实时显示，将获取的数据记录在表格中。环境环境位置位置温度温度湿度湿度 模拟实现博物馆环境监测系统功能模拟实现博物馆环境监测系统功能二、博物馆环境监测系统实践义务教育信息科技课程资源第21课 学习内容实践导入探究实践一探究实践二探究实践三实践总结 temp,hum=dht(0).read()#从P0口读取当前环境中的温度和湿度值 oled.

11、print(温度:+str(temp)+n湿度:+str(hum)#主控板屏幕显示温湿度值 温度：22湿度：45数据实时显示了吗？数据实时显示了吗？获取温度和湿度数据获取温度和湿度数据采集数据采集数据 试一试：用传感器获取当前环境的温度与湿度并在主控板上实时显示，将获取的数据记录在表格中。二、博物馆环境监测系统实践义务教育信息科技课程资源第21课 学习内容实践导入探究实践一探究实践二探究实践三实践总结 用传感器获取当前环境的温度与湿度并在主控板上实时实时显示。要使数据实时显示，要使数据实时显示，就要让传感器一直工作就要让传感器一直工作获取温度和湿度数据获取温度和湿度数据采集数据采集数据二、博物

12、馆环境监测系统实践义务教育信息科技课程资源 为什么在智能终端不能查看这些数据呢？采集到的数据被保存在哪里？又会被传递到哪里呢？第21课 学习内容实践导入探究实践一探究实践二探究实践三实践总结模拟实现博物馆环境监测系统功能模拟实现博物馆环境监测系统功能二、博物馆环境监测系统实践义务教育信息科技课程资源第21课 学习内容实践导入探究实践一探究实践二探究实践三实践总结传输与存储传输与存储数据数据温度：22湿度：45 主控板主控板：读取传感器数据并通过网络发送给物联网服务平台。物联网服务平台物联网服务平台：数据的存储与转发。二、博物馆环境监测系统实践义务教育信息科技课程资源第21课 学习内容实践导入探

13、究实践一探究实践二探究实践三实践总结传输与存储传输与存储数据数据上传数据到物联上传数据到物联网服务平台网服务平台登录MQTT服务器，点击相应主题，即可查看数据。二、博物馆环境监测系统实践义务教育信息科技课程资源 哇，果然能看到数据啦！传感器记录的数据能下载吗？如果想要对一段时间内的数据进行可视化分析，同学们有什么好的方法吗？第21课 学习内容实践导入探究实践一探究实践二探究实践三实践总结模拟实现博物馆环境监测系统功能模拟实现博物馆环境监测系统功能二、博物馆环境监测系统实践义务教育信息科技课程资源第21课 学习内容实践导入探究实践一探究实践二探究实践三实践总结分析处理数据分析处理数据 试着改变环

14、境状态，看看你们获取的数据有变化吗？说一说你们监测到的环境数据变化情况。获取的环境数据：获取的环境数据：采集数据的环境：采集数据的环境：数据分析形式：数据分析形式：（A物联网服务平台 B电子表格 CPython模块）二、博物馆环境监测系统实践义务教育信息科技课程资源第21课 学习内容实践导入探究实践一探究实践二探究实践三实践总结分析处理数据分析处理数据 试着改变环境状态，看看你们获取的数据有变化吗？说一说你们监测到的环境数据变化情况。获取的环境数据：获取的环境数据：采集数据的环境：采集数据的环境：数据分析形式：数据分析形式：（A物联网服务平台 B电子表格 CPython模块）温度、湿度 文物旁

15、边 二、博物馆环境监测系统实践义务教育信息科技课程资源第21课 学习内容实践导入探究实践一探究实践二探究实践三实践总结物联网服务平台的数据可视化呈现物联网服务平台的数据可视化呈现在设备列表中选择在设备列表中选择相应的主题相应的主题选择隐藏选择隐藏/显示图表显示图表二、博物馆环境监测系统实践义务教育信息科技课程资源第21课 学习内容实践导入探究实践一探究实践二探究实践三实践总结电子表格电子表格数据分析数据分析导出查询结果导出查询结果 下载数据下载数据利用利用电子表格电子表格中的图中的图表进行可视化分析表进行可视化分析二、博物馆环境监测系统实践义务教育信息科技课程资源第21课 学习内容实践导入探究

16、实践一探究实践二探究实践三实践总结Python模块模块 可以用Python中的绘图库绘制温湿度变化趋势图。用plt.plot()绘制折线图用plt.bar()绘制柱形图用plt.scatter()绘制散点图用plt.title()设置标题用plt.figsize()制定画布大小准备横坐标、纵坐标数据数据准备数据准备设置画布设置画布和标题和标题绘制图表并绘制图表并显示显示二、博物馆环境监测系统实践义务教育信息科技课程资源第21课 学习内容实践导入探究实践一探究实践二探究实践三实践总结 同学们，不同文物有不同的保存环境要求。如果超出了适合文物保存的环境数据范围，则会对文物造成不可逆的影响。你们能根

17、据文物的最佳保存环境要求，帮我们设置好相应的保护措施吗？模拟实现博物馆环境监测系统功能模拟实现博物馆环境监测系统功能二、博物馆环境监测系统实践义务教育信息科技课程资源查找不同文物的保存环境要求，确定环境数据阈值。第21课 学习内容实践导入探究实践一探究实践二探究实践三实践总结反馈与控制反馈与控制文物文物类型类型适宜温度范围适宜温度范围适宜湿度范围适宜湿度范围木器漆油画、书画、古籍、文献、碑帖青铜器织绣二、博物馆环境监测系统实践义务教育信息科技课程资源 该馆长希望当监测系统监测到环境数据异常的时候，能自动触发相应的保护措施。第21课 学习内容实践导入探究实践一探究实践二探究实践三实践总结试一试：

18、增加自动保护功能。温度过高或过低自动打开或关闭空调湿度过高或过低自动打开或关闭恒湿器反馈与控制反馈与控制二、博物馆环境监测系统实践义务教育信息科技课程资源第21课 学习内容实践导入探究实践一探究实践二探究实践三实践总结 试一试：增加自动提醒功能。反馈与控制反馈与控制二、博物馆环境监测系统实践主要代码主要代码义务教育信息科技课程资源第21课 学习内容实践导入探究实践一探究实践二探究实践三实践总结请老师根据教学实情，展示学生作品成果。成果展示成果展示二、博物馆环境监测系统实践义务教育信息科技课程资源1按照采集数据、传输与存储数据、分析处理数据、反馈与控制四个环节分析博物馆环境监测系统的功能需求。2

19、用温度传感器、湿度传感器实时获取环境中的温湿度；利用继电器模拟空调及恒湿器的开启和关闭；利用主控板将数据实时发送到物联网服务平台，可以实现数据存储及可视化呈现。3通过阈值探究，设计算法实现反馈与控制。第21课 课堂总结义务教育信息科技课程资源 1系统运行一个月后，该博物馆馆长感觉本系统所监测的数据过于单一。你觉得除了为文物营造恒温、恒湿的环境，还有哪些环境因素值得关注？请在本项目的基础上，为为博物馆环境监测系统增加一个新的功能。第21课 拓展与提升义务教育信息科技课程资源 2实地考察本地的博物馆、校史馆等，观察是否利用了物联网相关技术进行文物保护，若有，请提出升级改进方案；若没有，请设计一个方案。第21课 拓展与提升