【河北大学版】《信息科技》八年级 第4单元第11课《物联网系统的开发流程》课件.pptxVIP

第四单元第11课物联网系统的开发流程（河北大学版）八年级

1核心素养目标3新知讲解5拓展延伸7板书设计2新知导入4课堂练习6课堂总结课后作业8

01核心素养目标信息意识计算思维数字化学习与创新信息社会责任重视用户身份信息加密、权限安全管理，理解物联网系统应用维护中的安全与责任，规范系统开发与使用。学习用表格、框图梳理需求、借工具理解代码，提升物联网系统设计与开发实践能力。分析开发流程，拆解复杂系统为子系统，抽象“输入-处理-输出”逻辑，培养系统化解决问题能力。主动感知物联网系统开发需求，理解“需求分析-系统设计-开发验证-应用维护”全流程价值，关注数据安全与维护需求。

02新知导入第四单元简易物联网系统设计与实现了解了物联网的基本原理与工作过程之后，同学们是否想要设计一个物联网系统呢？如何根据待解决的实际问题搭建物联网系统的模型？组成物联网系统的设备种类较多，如何进行系统架构设计和技术选型？如何根据实际需求选择合适的硬件设备来搭建物联网系统？设计物联网系统时，需要遵循哪些原则？

02新知导入

02新知导入学习目标了解物联网系统设计的一般过程。掌握简易物联网系统设计、搭建的方法。学会使用物联网开发板实现简单的开关控制和数据读取。培养使用信息科技工具解决问题的能力。初步体验自主可控技术在物联网中的应用。组建基于物联网平台的LED灯控制系统，经历完整的物联网项目设计开发过程，提升利用物联网技术解决实际问题的能力。

02新知导入单元主题围绕智能家居和智慧校园主题，同学们有的想要远程开关灯具，有的想要监测门窗的开关状态，还有的想让教室能够自动通风……如何设计、搭建这样的物联网系统呢?在本单元的学习中，让我们开启物联网系统的设计、搭建之旅吧！（详细内容见教材p76页）

02新知导入学校教室钥匙管理存在多位老师使用同一或多间教室时取钥不便的难题，同学们想开发智能门禁系统，而物联网系统开发需经历需求分析、系统设计、开发验证、应用维护等关键阶段。（详细内容见教材p77页）问题情境图4-1物联网系统开发流程需求分析方案设计方案验证方案原型硬件开发软件开发测试验证应用维护系统设计开发验证应用维护

03新知讲解物联网系统开发需先做需求分析以明确任务和设计要点，接着确定系统硬件、软件、网络等结构，完成整体方案设计，再在开发验证阶段构建模型与原型并优化，保证系统满足用户需求。（详细内容见教材p78页）实践与探究

03新知讲解一、需求分析应用场景不同，其功能设计也有所不同：家庭门禁系统：需识别家庭成员、防非法入侵，兼具智能监控、对讲功能。办公楼宇门禁系统：要实现门禁设备管理、人员通行权限管理、进出记录管理及智能考勤。校园门禁系统：需达成门禁设备管理、人员通行权限管理和一卡通服务。（详细内容见教材p78页）

03新知讲解同学们决定设计一种用于校园管理的智能门禁系统，请小组讨论，这套系统需要实现哪些功能呢?试着完成表4-1。试一试

03新知讲解试一试功能具体说明人员通行权限管理赋予教职工、学生等不同类别人员不同的通行权限，权限不符时进行提示认证管理支持人脸识别和刷卡认证模式进出记录管理自动记录人员进出时间、地点等信息，可查询、导出相关记录表4-1校园智能门禁系统功能需求表

03新知讲解二、系统设计明确了设计目标之后，可以从物联网的三层结构（感知层，网络层，应用层）角度明确具体设计方案。

03新知讲解试一试结构功能感知层人脸识别、刷卡认证、紧急按钮触发网络层连接局域网、数据传输与指令转发应用层新用户注册、权限修改、进出记录查询表4-2智能门禁系统的结构与功能根据校园智能门禁系统功能需求表补充表4-2的内容。

物联网分层设计的“优势”各层独立开发、调试，降低复杂度——例如感知层摄像头故障时，只需更换硬件，不影响应用层的权限管理功能；后期升级时，可单独升级网络层为5G，无需重构整个系统。小知识03新知讲解

03新知讲解确定系统的输入和输出方式智能门禁系统是一个多功能系统，我们可以将其划分为若干个子系统进行研究。每个子系统都要接收外界的输入信息，产生输出信息，同时子系统与子系统之间又会产生信息交互。

03新知讲解以人脸识别和刷卡认证为例，二者采集的信息会发送至门禁控制系统，系统与数据库比对审核后，向执行机构（电锁）发送控制指令，完成开门动作。（详细内容见教材p79页）图4-2门禁控制系统的输入与输出输入1射频卡信息输入2人脸信息门禁控制系统输出电锁开启或关闭

03新知讲解2.确定系统的组成部分及信息流动方向系统内部需统一管理平台（服务器端管理软件）和网络（信息传输通道）：管理平台将采集的信息与数据库比对，生成控制指令，通过网络发送至电锁。（详细内容见教材p80页）图4-2门禁的输入与输出输入射频卡信息人脸信