第三单元 第三节 智能消防系统实践 教案 川教版（2024）信息技术八年级上.docxVIP

课题

智能消防系统实践

单元

第二单元

学科

信息技术

年级

八年级

核心素

养目标

信息意识：跟着博士爷爷和欢欢，了解物联网控制技术的类型，也知道它在感应灯、倒车雷达、智能家居远程控制等生活场景的应用形式。

计算思维：分析了消防自动喷淋系统里传感器、控制器、执行器的协作流程，通过算法设计懂了物联网系统的数据处理与控制逻辑。

数字化学习与创新：探索了开源硬件和编程平台在搭建消防系统中的应用，创新了物联网控制反馈的实践学习方式。

信息社会责任：认识到物联网控制反馈在消防、智能管理领域的价值，理解它对提升生活安全、管理效率与社会发展的影响。

教学重点

探索了开源硬件和编程平台在搭建消防系统中的应用，创新了物联网控制反馈的实践学习方式。

教学难点

认识到物联网控制反馈在消防、智能管理领域的价值，理解它对提升生活安全、管理效率与社会发展的影响。

教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

导入新课

第3.3课物联网的控制反馈

学习目标

1.通过功能分析、硬件搭建、程序编写、调试改进，设计搭建智能消防系统原型。

2.通过设计和搭建智能消防系统原型，体验物联网中数据采集、传输、处理与反馈的方法和过程。

新知导入

博士爷爷：欢欢，通过前面的学习，你觉得物联网通信技术可以给我们的消防系统带来哪些改变呢?

波波：这需要我们了解物联网的控制机制，让我们一起来探索吧!

博士爷爷：让我们一起将之前设计搭建的消防自动喷淋系统改进为一个更加智能的消防系统吧!

（观看视频）

观看视频明确目标，思考消防系统的智能改进方向。

激发实践兴趣，让学生初步感知系统搭建核心。

讲授新课

新知讲解：

一、功能分析

消防自动喷淋系统通过采集环境中的温度、烟雾浓度、火焰等数据，当火灾发生时，自动打开喷淋装置进行灭火。能否防患于未然，在火灾发生前及时干预?若人们无法及时赶赴火灾现场，能否远程打开灭火装置?

1、项目实施

任务一:请小组讨论，分析智能消防系统应具备哪些功能。

二、硬件搭建

硬件搭建是指根据系统功能设计，选择合适的材料或设备加以连接、组装的过程。以智能消防系统的远程报警功能为例，通过温度传感器监测环境温度，一旦发现温度异常便发送报警信息，这一功能可选择一些开源硬件，结合编程控制来实现。

在选择材料时，注意材料要与系统功能相适应。例如:不同温度传感器检测的温度范围不同，应根据功能需求进行恰当选择。

1、项目实施

任务二:请根据你设计的智能消防系统的功能，查阅资料，选择合适的硬件，完成系统硬件搭建。

三、程序编写

在编写程序之前，我们需要先根据系统功能进行算法设计，明确问题解决步骤。以智能消防系统的远程报警功能为例，先在物联网云平台建立一个主题;消防系统端借助温度传感器监测环境温度，若温度超过某个值，则发送报警信息至物联网云平台对应主题中;接收端首先需要订阅物联网云平台对应主题，一旦收到报警信息，则启动蜂鸣器报警。智能消防系统发送端、接收端算法流程如下图所示。

在明确算法流程后，便可借助软件编程平台进行程序编写，程序使用的指令根据编程平台、传感器的不同会有所区别。

1、项目实施

任务三:请根据你所设计的系统功能，绘制每项功能的算法流程图。

任务四:请选择某个软件编程平台，编写程序实现你设计的每项功能。

四、调式改进

程序编写完成后，需根据程序运行情况对系统进行调试。调试程序的一般步骤如下图所示。

在发现问题环节，主要目的是明确程序出现的具体问题如程序指令有误、无法采集传感器数据、无法发送数据至物联网平台、无法从物联网发送信息到接收端，等等。明确问题是调试程序的第一步。

在收集信息与分析问题环节，通过观察程序的报错信息查阅资料、交流讨论等方式，分析问题出现的可能原因，从而明确调试程序的方向。

制订方案与验证方案环节，主要是采用一定的方法和步骤尝试解决问题，并检验采用方法的效果。但程序调试常常不是一帆风顺的，需要反复经历收集信息与分析问题、制订方案与验证方案这一过程，直至问题得以解决。

以智能消防系统的远程报警功能为例，在确保系统硬件连接符合规范的基础上，若程序出现的问题是无法正确发送报警信息至物联网云平台，可根据下列步骤展开调试。

1.检查主控板是否可以在本地读取温度传感器采集的温度数据。

2.检査主控板是否可以连接Wi-Fi。

3.检查主控板是否可以将温度数据发送至物联网云平台。

4.检查主控板是否可以接收到物联网云平台发送的消息。

1、项目实施

任务五:请对你设计的智能消防系统各项功能逐一进行调试，并将调试过程记录在下表中。

五、反思优化

请回顾智能消防系统从功能分析一硬件搭建-程序编写一调试改进的整个过程，总结反思过程中的优点与不足，并根据下表对智能消防系统作品进行自评与互评。

该系统还可以从哪些方面进行优化?请小组讨