1.2 采集土壤湿度数据 课件(共26张PPT)-2025-2026学年8年级下《信息科技》（教科版）

(共26张PPT)
信息意识 · 计算思维 · 数字化学习与创新 · 信息社会责任
第一单元 物联网反馈控制
——智能盆栽浇水器
第2课 采集土壤湿度数据
信息科技 八年级 下册
第2课 采集土壤湿度数据
聚焦
探索
设计
实现
拓展
第2课 采集土壤湿度数据
引入情境
我们的家中和教室里都会养些花花草草，但植物平时需要按时浇水才能健康生长，而有时我们会忘记浇水或无法判断它们是否需要水。如何知道盆栽是否缺水，并及时浇水呢？
若有一个设备可以对土壤的湿度进行监测，那么土壤湿度的变化数据就能告诉我们植物的实际水分情况，帮助我们判断是否需要浇水。
聚焦
探索
设计
实现
拓展
聚焦问题，明确任务
为获取土壤湿度，本课将对土壤温湿度传感器进行探索，并进行数据获取。
本节课任务：
1.观察和操作土壤湿度传感器，获得对传感器工作原理的理解，能完成传感器与主控板的正确连接，并实现基础数据采集操作。
2.编写数据采集程序并上传到物联网平台，通过列表法和作图法对采集到的土壤湿度数据进行分析。
第2课 采集土壤湿度数据
第2课 采集土壤湿度数据
聚焦
探索
设计
实现
拓展
分析问题，探索方法
什么是土壤温湿度传感器？能够用来做什么？
第2课 采集土壤湿度数据
第2课 采集土壤湿度数据
聚焦
探索
设计
实现
拓展
分析问题，探索方法：探索要求
阅读教材第8页“能量加油站”，观察土壤温湿度传感器实物，思考土壤湿度传感器是如何将湿度变化转换成数据的？传感器的数据是如何感知、传输和分析的
小组讨论并完成教材中的“写一写”任务。
第2课 采集土壤湿度数据
第2课 采集土壤湿度数据
聚焦
探索
设计
实现
拓展
分析问题，探索方法：点评展示
点评指导
学生任务展示。
本环节提升升华
当土壤中的含水量变化时, 土壤湿度传感器的导电性会发生变化。土壤水分含量高时, 其导电性强；土壤水分含量低时，其导电性弱。这种导电性强弱的变化会转化成变化的电信号输出，从而测量出不同的土壤湿度值。
土壤湿度传感器测量的数据传输给主控板,再由主控板上的无线模块发送到互联网平台。
第2课 采集土壤湿度数据
第2课 采集土壤湿度数据
聚焦
探索
设计
实现
拓展
梳理思路，设计方案
设计土壤湿度采集器，设定好采样时间，定时采集土壤湿度值，并用列表法记录、分析数据。
设计、制作土壤湿度采集器, 需要经过哪些步骤？
第2课 采集土壤湿度数据
第2课 采集土壤湿度数据
梳理思路，设计方案：设计要求
小组讨论，明确制作土壤湿度采集器的步骤和流程。
聚焦
探索
设计
实现
拓展
梳理思路，设计方案：点评展示
点评指导
学生小组分享讨论结果。
本环节提升升华
第2课 采集土壤湿度数据
第2课 采集土壤湿度数据
(1)根据功能列出硬件清单;
(2)将硬件设备接线;
(3)根据功能编写程序;
(4)上传程序，在物联网平台上采集土壤湿度值;
(5)导出数据表;
(6)用列表法和作图法分析数据。
聚焦
探索
设计
实现
拓展
运用所学，实现方案
根据本节课所讲内容，搭建制作土壤湿度采集器。
主控板是数据的核心处理器，而土壤湿度传感器是我们的“侦察兵”，它负责实时检测土壤的湿度变化。
使用的硬件设备：主控板*1、土壤湿度传感器*1、连接线*n。
第2课 采集土壤湿度数据
第2课 采集土壤湿度数据
聚焦
探索
设计
实现
拓展
运用所学，实现方案：实现要求
1.搭建土壤湿度采集器硬件部分，正确连线。
2.编写并运行数据采集程序，获取数据。
3.使用列表法和作图法进行数据分析，确定什么数值下需要浇水。
第2课 采集土壤湿度数据
第2课 采集土壤湿度数据
聚焦
探索
设计
实现
拓展
运用所学，实现方案：实现示范
根据图示，进行硬件连接。
提示：要确保电源和接口连接正确，否则传感器可能无法正常工作。
第2课 采集土壤湿度数据
第2课 采集土壤湿度数据
聚焦
探索
设计
实现
拓展
运用所学，实现方案：实现示范
编写并运行数据采集程序，获取数据。
土壤湿度采集器初始化程序
土壤湿度采集器主程序
第2课 采集土壤湿度数据
第2课 采集土壤湿度数据
聚焦
探索
设计
实现
拓展
运用所学，实现方案：实现示范
将数据上传到物联网平台，实现远程监测，并使用列表法和作图法分析获取的数据。
第2课 采集土壤湿度数据
第2课 采集土壤湿度数据
聚焦
探索
设计
实现
拓展
运用所学，实现方案：点评展示
点评指导
小组对测量的数据结果进行分享。
第2课 采集土壤湿度数据
第2课 采集土壤湿度数据
本环节提升升华
根据各小组测量数据，共同探讨一个浇水阈值，当土壤湿度降至此数值时，启动浇水。
聚焦
探索
设计
实现
拓展
评价交流，拓展练习：拓展性任务要求
课堂内容总结回顾：
1．土壤湿度传感器的工作原理。
2．常用的数据分析方法——列表法和作图法。
第2课 采集土壤湿度数据
第2课 采集土壤湿度数据
课堂练习
1、 土壤湿度传感器的工作原理是（ ）
A. 通过光学反射检测水分
B. 利用可变电阻器测量土壤导电率
C. 依靠温度变化推算湿度
D. 通过气压差异判断含水量
答案：B
解析：土壤湿度传感器通过两个裸露的叉形探针（可变电阻器）插入土壤，其电阻值随土壤水分含量变化：水分越多，导电率越高，电阻越小。
课堂练习
2、以下关于土壤湿度传感器与环境温湿度传感器的区别，正确的是（ ）
A. 两者均可直接插入土壤中使用
B. 环境温湿度传感器更精确
C. 土壤湿度传感器需接触土壤，环境传感器仅检测空气
D. 两者工作原理完全相同
答案：C
解析：环境温湿度传感器仅适用于空气检测，不可插入土壤；土壤湿度传感器专为土壤设计，通过探针直接接触土壤获取数据。
课堂练习
3、编程实现土壤湿度采集时，数据读取的循环周期通常设置为（ ）
A. 1秒
B. 3秒
C. 10秒
D. 30秒
答案：B
解析：为实现实时监测，程序中需设置每3秒循环读取一次传感器数据，确保数据及时更新。
课堂练习
4、实验中，将土壤湿度传感器置于空气中可能读取到的数据是（ ）
A. 恒定高湿度值
B. 0或接近0的数值
C. 随机波动数值
D. 与土壤数据相同
答案：B
解析：传感器在空气中因缺乏导电介质，电阻极大，通常返回0或极低数值，需插入土壤才能获取有效数据。
课堂练习
5、以下哪项是验证传感器灵敏度的正确方法？（ ）
A. 仅记录自然状态下的数据
B. 对比自然状态与人为加水后的数据变化
C. 重复测量同一样本10次
D. 忽略异常数据点
答案：B
解析：通过对比自然条件和人为干预（如加水）下的数据变化，可验证传感器对湿度变化的响应灵敏度。
课堂练习
6、壤湿度传感器的工作原理是什么？
A. 通过红外线反射测量水分
B. 利用土壤导电率变化检测湿度
C. 基于超声波穿透土壤的衰减程度
D. 通过光学折射率判断含水量
答案：B
解析：土壤湿度传感器通过两个探针测量土壤导电率，水分含量越高导电性越强，电阻值变化反映湿度。
课堂练习
7、与环境温湿度传感器的区别是？
A. 两者均可直接插入土壤
B. 土壤湿度传感器专用于土壤检测，探针需插入土壤
C. 温湿度传感器精度更高
D. 土壤传感器仅测量空气湿度
答案：B
解析：温湿度传感器用于空气检测，不能插入土壤；土壤湿度传感器通过探针直接接触土壤，测量更精准。
课堂练习
8、连接土壤湿度传感器时，主控板引脚应选择？
A. 数字引脚（如D2）
B. 模拟引脚（如A0/P21）
C. 电源引脚（VCC）
D. 通信引脚（TX/RX）
答案：B
解析：土壤湿度传感器输出模拟信号，需连接主控板的模拟输入引脚进行数据采集 。
课堂练习
9、实验中"每3秒采集一次数据"的实现方式是？
A. 手动重复执行程序
B. 使用循环模块设置时间间隔
C. 依赖传感器自动发送
D. 通过Wi-Fi定时传输
答案：B
解析：编程时需在循环结构中设置延时（如time.sleep(3) ），实现周期性数据采集 。
课堂练习
10、以下哪项是土壤湿度数据的合理应用场景？
A. 预测未来一周降雨量
B. 计算大气压强变化
C. 自动灌溉系统的触发条件
D. 生成地理地形图
答案：C
解析：土壤湿度数据常用于智能农业系统，如根据阈值自动触发灌溉 。
感谢观看
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