2.3 校园数字气象站实时传输 课件(共28张PPT)-2025-2026学年8年级下《信息科技》（教科版）
文档属性
| 名称 | 2.3 校园数字气象站实时传输 课件(共28张PPT)-2025-2026学年8年级下《信息科技》（教科版） |
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| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 4.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 信息技术（信息科技） | ||
| 更新时间 | 2026-02-25 00:00:00 | ||
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文档简介
(共28张PPT)
信息意识 · 计算思维 · 数字化学习与创新 · 信息社会责任
信息科技 八年级 下册
第二单元 物联反馈系统
——校园数字气象站
第3课 校园数字气象站实时传输
第3课 校园数字气象站实时传输
聚焦
探索
设计
实现
拓展
引入情境
在前一课中，我们已经完成了校园数字气象站感知层的搭建，实现了气象数据采集，智能终端订阅气象数据，这一课我们需要探究校园数字气象站实时传输过程，校园数字气象站通过移动终端实现对校园气象实时监控以及反馈控制。
第3课 校园数字气象站实时传输
聚焦
探索
设计
实现
拓展
聚焦问题，明确任务
本节课要解决的问题
探究校园数字气象站实时传输过程及反馈控制实现过程。
本节课要完成的任务
实现通过移动终端对校园气象的实时监控（查看气象数据）和反馈控制（控制窗户开关）。
成果形式
清晰描述智能终端与移动终端的异同；完成数据实时传输与反馈控制的实现；补全智能终端开关窗流程图；成功通过硬件连接、编程实现系统功能。
第3课 校园数字气象站实时传输
聚焦
探索
设计
实现
拓展
分析问题，探索方法
问题属性
属于物联网系统中终端间数据交互、实时传输及反馈控制问题，需运用物联网思维（终端互联、数据互通）和信息系统思维（感知—传输—处理—控制的闭环）解决问题。
核心方法
对比分析智能终端与移动终端的功能差异，理解终端在系统中的角色；
梳理数据传输路径（智能终端通过Wi-Fi/蓝牙上传数据，接收控制命令）；
拆解反馈控制流程（传感器采集→智能终端处理→移动终端决策→智能终端执行）。
聚焦
探索
设计
实现
拓展
分析问题，探索方法：探索要求
1.观察图中智能终端与移动终端的界面，对比两者的异同（提示：从显示内容、功能、角色等方面分析）。
第3课 校园数字气象站实时传输
第3课 校园数字气象站实时传输
聚焦
探索
设计
实现
拓展
分析问题，探索方法：探索要求
2.结合图，描述智能终端与移动终端如何通过网络实现数据交换。
3.思考：反馈控制中，“移动终端发送命令→智能终端操控舵机”的具体过程是怎么样？
第3课 校园数字气象站实时传输
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
能准确指出移动终端比智能终端多“预警信息”“窗户控制按钮”等功能，理解两者 “服务器与客户端”的角色关系。
部分学生对“数据双向传输”（智能终端传数据、移动终端传命令）理解不清晰。
本环节提升升华
智能终端与移动终端的协同是物联网系统的核心，数据的实时双向传输是实现远程监控与控制的基础，体现了“感知—传输—决策—控制”的闭环逻辑。
第3课 校园数字气象站实时传输
聚焦
探索
设计
实现
拓展
梳理思路，设计方案
实时传输实现流程
1.列出硬件清单（主控板×2、舵机×1 等）。
2.通过Wi-Fi连接智能终端与移动终端。
3.编写程序并上传至移动终端，实现数据接收与命令发送。
反馈控制流程
第3课 校园数字气象站实时传输
聚焦
探索
设计
实现
拓展
梳理思路，设计方案：设计要求
1.补全图中智能终端开关窗流程图（提示：当风速大于阈值时，除发送预警，还需等待移动终端命令；收到“打开/关闭” 命令后，控制舵机转动）。
2.以表格形式梳理实现实时传输的3个步骤，标注每个步骤的关键注意事项。
第3课 校园数字气象站实时传输
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
优秀点：流程图补全逻辑清晰，能体现“接收命令→执行操作”的闭环；步骤梳理中注意到硬件兼容性、网络稳定性等细节。
待改进点：部分学生忽略“智能终端收到命令后需更新窗户状态显示”这一细节。
本环节提升升华
系统设计中，清晰的流程梳理是功能实现的前提，需关注“数据流动” 和“命令执行”的每一个节点，确保闭环无遗漏。
第3课 校园数字气象站实时传输
聚焦
探索
设计
实现
拓展
运用所学，实现方案
核心任务
依据设计方案，通过硬件连接和程序编写，实现校园数字气象站的实时传输。
成果要求
1.严格按原理图连接硬件，避免接线错误导致设备损坏。
2.程序编写需注意MQTT主题统一（如“校园数字气象站/预警”），确保数据与命令准确传输。
3.调试时记录问题及解决方法（如网络连接失败时检查设备距离等）。
第3课 校园数字气象站实时传输
聚焦
探索
设计
实现
拓展
运用所学，实现方案：实现要求
1.硬件准备：主控板×2、舵机×1、雨量传感器×1、云雀气象仪×1。
2.连接硬件：按图接线（雨量传感器、云雀气象仪接智能终端I2C接口，舵机接智能终端P22接口，智能终端与移动终端通过Wi-Fi连接）。
第3课 校园数字气象站实时传输
聚焦
探索
设计
实现
拓展
运用所学，实现方案：实现要求
3.编写程序：
（1）服务器端（智能终端）：实现数据上传（如“发送大风预警”程序）、接收命令控制舵机（如“控制门窗”程序）。
（2）客户端（移动终端）：实现接收预警（如“收到大风预警” 程序）、发送控制命令（如“远程控制门窗” 程序）。
第3课 校园数字气象站实时传输
聚焦
探索
设计
实现
拓展
运用所学，实现方案：实现要求
4.运行调试：运行调试是否实现了气象数据订阅，能否收到大风预警，能否通过计算机端访问智能终端获取气象数据。
第3课 校园数字气象站实时传输
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
优秀点：硬件连接规范，程序能实现风速预警发送和窗户远程控制，调试记录详细。
待改进点：部分小组存在程序逻辑错误（如阈值判断条件写反），需加强代码逻辑检查。
本环节提升升华
物联网系统的实现需兼顾硬件连接、软件编程和调试优化，理论知识需通过实践验证，出现问题时应从“硬件—网络—程序”多维度排查。
第3课 校园数字气象站实时传输
聚焦
探索
设计
实现
拓展
评价交流，拓展练习
拓展性任务
1.尝试增加“雨量预警”功能（当雨量≥阈值时，自动发送关窗命令）；
2.对比Wi-Fi与蓝牙传输的优缺点（如传输距离、稳定性），思考校园场景中更适合的传输方式。
第3课 校园数字气象站实时传输
聚焦
探索
设计
实现
拓展
全课总结提升
全课总结提升
本节课通过探究校园数字气象站的实时传输与反馈控制，理解了物联网系统中“感知层—传输层—应用层”的协同工作：传感器采集数据（感知），Wi-Fi/蓝牙实现终端互联（传输），智能终端与移动终端协同完成监控与控制（应用）。这一过程体现了信息科技中“数据驱动决策”“远程协同控制”的核心思想。
课后学习指导与作业
绘制校园数字气象站物联系统完整架构图（标注各部分功能）。
查阅资料，了解生活中其他物联网设备（如智能手环、智能家居）的数据传输方式。
课堂练习
1、 校园数字气象站实现实时数据传输的核心技术是（ ）
A. 人工记录气象参数
B. 传感器自动采集数据并通过无线网络传输
C. 纸质报表统计
D. 手动输入数据至云平台
答案：B
解析：校园数字气象站通过温湿度、风速等传感器自动采集数据，并借助GPRS、Wi-Fi或蓝牙等无线传输技术将数据发送至云平台，实现实时监测。
课堂练习
2、 下列传输方式中，最适合校园数字气象站远距离数据传输的是（ ）
A. 蓝牙传输
B. GPRS传输
C. 有线传输（RS485）
D. NFC近场通信
答案：B
解析：GPRS传输支持远程数据上传至云平台，适用于校园户外环境；蓝牙（传输距离约10米）和NFC适合短距离，而有线传输需布线，灵活性较低。
课堂练习
3、 气象站配套的LED显示屏主要功能是（ ）
A. 播放教学视频
B. 实时显示温度、湿度等气象数据
C. 展示学生成绩
D. 播放校园通知
答案：B
解析：LED屏幕（通常为1米×0.5米）用于实时展示气象数据及历史变化趋势，便于师生直观查看。
课堂练习
4、 若气象站数据上传中断，可能的原因是（ ）
A. 传感器精度不足
B. GPRS信号不稳定或供电故障
C. 显示屏尺寸过小
D. 围栏损坏
答案：B
解析：GPRS依赖网络信号，市电供电中断或信号波动会导致数据传输失败，需检查网络连接及电源稳定性。
课堂练习
5、虚拟仿真技术在校园气象站中的应用主要体现在（ ）
A. 替代真实传感器
B. 模拟气象数据采集与可视化分析
C. 减少设备成本
D. 人工记录数据
答案：B
解析：虚拟仿真技术通过物联网和云平台模拟传感器数据采集过程，辅助学生理解数据传输原理。
课堂练习
6、校园数字气象站的核心功能是？（ ）
A. 装饰校园环境
B. 实时采集并传输气象数据
C. 替代人工天气预报
D. 仅用于学生课外兴趣活动
答案：B
解析：气象站通过温湿度、风速等传感器实时采集数据，经采集器处理后通过GPRS/4G等方式上传至云平台，实现动态监测。
课堂练习
7、下列哪项是气象站数据传输的常用方式？（ ）
A. 蓝牙传输
B. 人工记录纸质表格
C. GPRS或4G无线传输
D. 口头播报
答案：C
解析：搜索结果中明确提到气象站采用GPRS、4G或LoRa等无线传输方式，支持数据实时上传云端。
课堂练习
8、气象站的云平台不具备的功能是？（ ）
A. 实时数据显示
B. 历史数据曲线分析
C. 现场维修设备
D. 超限阈值短信报警
答案：C
解析：云平台主要提供数据存储、可视化展示、报警设置等功能（如数据曲线、短信预警），但设备维修需人工操作。
课堂练习
9、气象站在教学中的作用是？（ ）
A. 仅用于科学课实验
B. 培养学生数据分析能力
C. 替代地理教材
D. 仅供教师科研使用
答案：B
解析：学生可通过分析实时气象数据（如气温变化曲线）理解气候规律，提升科学探究能力。
课堂练习
10、气象站的传感器通常不包括？（ ）
A. 温湿度传感器
B. 风速风向传感器
C. 摄像头
D. 雨量传感器
答案：C
解析：标准配置包含温湿度、风速风向、雨量、光照等环境传感器，摄像头不属于气象监测核心组件 。
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信息意识 · 计算思维 · 数字化学习与创新 · 信息社会责任
信息科技 八年级 下册
第二单元 物联反馈系统
——校园数字气象站
第3课 校园数字气象站实时传输
第3课 校园数字气象站实时传输
聚焦
探索
设计
实现
拓展
引入情境
在前一课中，我们已经完成了校园数字气象站感知层的搭建，实现了气象数据采集，智能终端订阅气象数据，这一课我们需要探究校园数字气象站实时传输过程，校园数字气象站通过移动终端实现对校园气象实时监控以及反馈控制。
第3课 校园数字气象站实时传输
聚焦
探索
设计
实现
拓展
聚焦问题，明确任务
本节课要解决的问题
探究校园数字气象站实时传输过程及反馈控制实现过程。
本节课要完成的任务
实现通过移动终端对校园气象的实时监控（查看气象数据）和反馈控制（控制窗户开关）。
成果形式
清晰描述智能终端与移动终端的异同；完成数据实时传输与反馈控制的实现；补全智能终端开关窗流程图；成功通过硬件连接、编程实现系统功能。
第3课 校园数字气象站实时传输
聚焦
探索
设计
实现
拓展
分析问题，探索方法
问题属性
属于物联网系统中终端间数据交互、实时传输及反馈控制问题，需运用物联网思维（终端互联、数据互通）和信息系统思维（感知—传输—处理—控制的闭环）解决问题。
核心方法
对比分析智能终端与移动终端的功能差异，理解终端在系统中的角色；
梳理数据传输路径（智能终端通过Wi-Fi/蓝牙上传数据，接收控制命令）；
拆解反馈控制流程（传感器采集→智能终端处理→移动终端决策→智能终端执行）。
聚焦
探索
设计
实现
拓展
分析问题，探索方法：探索要求
1.观察图中智能终端与移动终端的界面，对比两者的异同（提示：从显示内容、功能、角色等方面分析）。
第3课 校园数字气象站实时传输
第3课 校园数字气象站实时传输
聚焦
探索
设计
实现
拓展
分析问题，探索方法：探索要求
2.结合图，描述智能终端与移动终端如何通过网络实现数据交换。
3.思考：反馈控制中，“移动终端发送命令→智能终端操控舵机”的具体过程是怎么样？
第3课 校园数字气象站实时传输
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
能准确指出移动终端比智能终端多“预警信息”“窗户控制按钮”等功能，理解两者 “服务器与客户端”的角色关系。
部分学生对“数据双向传输”（智能终端传数据、移动终端传命令）理解不清晰。
本环节提升升华
智能终端与移动终端的协同是物联网系统的核心，数据的实时双向传输是实现远程监控与控制的基础，体现了“感知—传输—决策—控制”的闭环逻辑。
第3课 校园数字气象站实时传输
聚焦
探索
设计
实现
拓展
梳理思路，设计方案
实时传输实现流程
1.列出硬件清单（主控板×2、舵机×1 等）。
2.通过Wi-Fi连接智能终端与移动终端。
3.编写程序并上传至移动终端，实现数据接收与命令发送。
反馈控制流程
第3课 校园数字气象站实时传输
聚焦
探索
设计
实现
拓展
梳理思路，设计方案：设计要求
1.补全图中智能终端开关窗流程图（提示：当风速大于阈值时，除发送预警，还需等待移动终端命令；收到“打开/关闭” 命令后，控制舵机转动）。
2.以表格形式梳理实现实时传输的3个步骤，标注每个步骤的关键注意事项。
第3课 校园数字气象站实时传输
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
优秀点：流程图补全逻辑清晰，能体现“接收命令→执行操作”的闭环；步骤梳理中注意到硬件兼容性、网络稳定性等细节。
待改进点：部分学生忽略“智能终端收到命令后需更新窗户状态显示”这一细节。
本环节提升升华
系统设计中，清晰的流程梳理是功能实现的前提，需关注“数据流动” 和“命令执行”的每一个节点，确保闭环无遗漏。
第3课 校园数字气象站实时传输
聚焦
探索
设计
实现
拓展
运用所学，实现方案
核心任务
依据设计方案，通过硬件连接和程序编写，实现校园数字气象站的实时传输。
成果要求
1.严格按原理图连接硬件，避免接线错误导致设备损坏。
2.程序编写需注意MQTT主题统一（如“校园数字气象站/预警”），确保数据与命令准确传输。
3.调试时记录问题及解决方法（如网络连接失败时检查设备距离等）。
第3课 校园数字气象站实时传输
聚焦
探索
设计
实现
拓展
运用所学，实现方案：实现要求
1.硬件准备：主控板×2、舵机×1、雨量传感器×1、云雀气象仪×1。
2.连接硬件：按图接线（雨量传感器、云雀气象仪接智能终端I2C接口，舵机接智能终端P22接口，智能终端与移动终端通过Wi-Fi连接）。
第3课 校园数字气象站实时传输
聚焦
探索
设计
实现
拓展
运用所学，实现方案：实现要求
3.编写程序：
（1）服务器端（智能终端）：实现数据上传（如“发送大风预警”程序）、接收命令控制舵机（如“控制门窗”程序）。
（2）客户端（移动终端）：实现接收预警（如“收到大风预警” 程序）、发送控制命令（如“远程控制门窗” 程序）。
第3课 校园数字气象站实时传输
聚焦
探索
设计
实现
拓展
运用所学，实现方案：实现要求
4.运行调试：运行调试是否实现了气象数据订阅，能否收到大风预警，能否通过计算机端访问智能终端获取气象数据。
第3课 校园数字气象站实时传输
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
优秀点：硬件连接规范，程序能实现风速预警发送和窗户远程控制，调试记录详细。
待改进点：部分小组存在程序逻辑错误（如阈值判断条件写反），需加强代码逻辑检查。
本环节提升升华
物联网系统的实现需兼顾硬件连接、软件编程和调试优化，理论知识需通过实践验证，出现问题时应从“硬件—网络—程序”多维度排查。
第3课 校园数字气象站实时传输
聚焦
探索
设计
实现
拓展
评价交流，拓展练习
拓展性任务
1.尝试增加“雨量预警”功能（当雨量≥阈值时，自动发送关窗命令）；
2.对比Wi-Fi与蓝牙传输的优缺点（如传输距离、稳定性），思考校园场景中更适合的传输方式。
第3课 校园数字气象站实时传输
聚焦
探索
设计
实现
拓展
全课总结提升
全课总结提升
本节课通过探究校园数字气象站的实时传输与反馈控制，理解了物联网系统中“感知层—传输层—应用层”的协同工作：传感器采集数据（感知），Wi-Fi/蓝牙实现终端互联（传输），智能终端与移动终端协同完成监控与控制（应用）。这一过程体现了信息科技中“数据驱动决策”“远程协同控制”的核心思想。
课后学习指导与作业
绘制校园数字气象站物联系统完整架构图（标注各部分功能）。
查阅资料，了解生活中其他物联网设备（如智能手环、智能家居）的数据传输方式。
课堂练习
1、 校园数字气象站实现实时数据传输的核心技术是（ ）
A. 人工记录气象参数
B. 传感器自动采集数据并通过无线网络传输
C. 纸质报表统计
D. 手动输入数据至云平台
答案：B
解析：校园数字气象站通过温湿度、风速等传感器自动采集数据，并借助GPRS、Wi-Fi或蓝牙等无线传输技术将数据发送至云平台，实现实时监测。
课堂练习
2、 下列传输方式中，最适合校园数字气象站远距离数据传输的是（ ）
A. 蓝牙传输
B. GPRS传输
C. 有线传输（RS485）
D. NFC近场通信
答案：B
解析：GPRS传输支持远程数据上传至云平台，适用于校园户外环境；蓝牙（传输距离约10米）和NFC适合短距离，而有线传输需布线，灵活性较低。
课堂练习
3、 气象站配套的LED显示屏主要功能是（ ）
A. 播放教学视频
B. 实时显示温度、湿度等气象数据
C. 展示学生成绩
D. 播放校园通知
答案：B
解析：LED屏幕（通常为1米×0.5米）用于实时展示气象数据及历史变化趋势，便于师生直观查看。
课堂练习
4、 若气象站数据上传中断，可能的原因是（ ）
A. 传感器精度不足
B. GPRS信号不稳定或供电故障
C. 显示屏尺寸过小
D. 围栏损坏
答案：B
解析：GPRS依赖网络信号，市电供电中断或信号波动会导致数据传输失败，需检查网络连接及电源稳定性。
课堂练习
5、虚拟仿真技术在校园气象站中的应用主要体现在（ ）
A. 替代真实传感器
B. 模拟气象数据采集与可视化分析
C. 减少设备成本
D. 人工记录数据
答案：B
解析：虚拟仿真技术通过物联网和云平台模拟传感器数据采集过程，辅助学生理解数据传输原理。
课堂练习
6、校园数字气象站的核心功能是？（ ）
A. 装饰校园环境
B. 实时采集并传输气象数据
C. 替代人工天气预报
D. 仅用于学生课外兴趣活动
答案：B
解析：气象站通过温湿度、风速等传感器实时采集数据，经采集器处理后通过GPRS/4G等方式上传至云平台，实现动态监测。
课堂练习
7、下列哪项是气象站数据传输的常用方式？（ ）
A. 蓝牙传输
B. 人工记录纸质表格
C. GPRS或4G无线传输
D. 口头播报
答案：C
解析：搜索结果中明确提到气象站采用GPRS、4G或LoRa等无线传输方式，支持数据实时上传云端。
课堂练习
8、气象站的云平台不具备的功能是？（ ）
A. 实时数据显示
B. 历史数据曲线分析
C. 现场维修设备
D. 超限阈值短信报警
答案：C
解析：云平台主要提供数据存储、可视化展示、报警设置等功能（如数据曲线、短信预警），但设备维修需人工操作。
课堂练习
9、气象站在教学中的作用是？（ ）
A. 仅用于科学课实验
B. 培养学生数据分析能力
C. 替代地理教材
D. 仅供教师科研使用
答案：B
解析：学生可通过分析实时气象数据（如气温变化曲线）理解气候规律，提升科学探究能力。
课堂练习
10、气象站的传感器通常不包括？（ ）
A. 温湿度传感器
B. 风速风向传感器
C. 摄像头
D. 雨量传感器
答案：C
解析：标准配置包含温湿度、风速风向、雨量、光照等环境传感器，摄像头不属于气象监测核心组件 。
感谢观看
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