【新课标】信息科技跨学科案例-8年级 校园气象站系统
2022-09-203万
精华项目
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校园气象站系统是一个面向8年级学生的物联网实践项目。学生将使用行空板作为主控器，结合温湿度传感器、气压传感器、风速传感器和风向传感器，采集多种气象数据。这些数据通过物联网云平台进行同步和分析，最终实现远程控制功能。项目不仅涵盖了数据采集、预处理、分析和可视化，还涉及反馈控制，例如大风天远程关闭校园门窗装置。通过这个项目，学生可以全面了解物联网技术的应用，并提升实际操作能力。
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校园气象站系统 推荐阅读：【新课标】义务教育信息科技课程 跨学科案例 【新课标】信息科技跨学科案例-6年级智能空调系统 项目来源 为满足新课标中八年级“物联网实践与探索”内容要求，结合新课标中跨学科主题“在线数字气象站”，设计了项目“校园气象站系统”。  项目简介 在“校园气象站系统”项目中， 学生将使用温湿度传感器、气压传感器、风速传感器、风向传感器，获取多种气象数据；通过将数据同步到物联网云平台中，长期追踪数据；通过数据分析，得出气温与降水量的一般性变化规律；通过搭建具有反馈控制的“大风天远程关闭校园门窗装置”，实现设备的控制与反馈。 项目中的主控器为两块行空板，一块行空板为“服务器端”和“智能终端”，连接传感器、执行器，作用是放在校园中，采集气象数据；一块行空板为“移动终端”，作用是放在学校中控室，远程读取气象数据和控制教室设备。   项目知识点 贴合新课标中八年级的内容要求，“校园气象站系统”核心教学以下知识点：
项目原理 新课标中，八年级主题为“物联网实践与探索”，物联网的原理架构如下图。  “校园气象站系统”中，物联网硬件架构如下图。在案例实施过程中，通过路由器构建局域网，在局域网中，使用第一块行空板构建服务器，同时作为智能终端，连接多种传感器与执行器。使用第二块行空板作为移动终端，也接入局域网中，实现服务器终端、智能终端与移动终端的数据交换。通过USB线将服务器终端行空板连接到电脑上，可访问服务器数据库。  在案例实施过程中，可以使用行空板自带的热点功能，组建小型局域网（不需要额外使用路由器）。此时，有两种实现方法。第一种方法如下图，在第一块行空板上，开启热点，同时构建服务器，并作为智能终端，连接多种传感器与执行器。第二块行空板作为移动终端，连接热点，接入局域网中，实现服务器终端、智能终端与移动终端的数据交换。通过USB线，电脑作为移动终端，访问服务器数据库。  第二种方法如下图，在第一块行空板上，开启热点，同时构建服务器。第二块行空板作为智能终端，连接多种传感器与执行器，并连接热点，接入局域网中。通过USB线，电脑作为移动终端，访问服务器数据库。最终实现服务器终端、智能终端与移动终端的数据交换。  项目数据表   视频 硬件简介 在校园气象站系统中，使用主控器结合多种传感器、执行器和信号转换模块，实现项目功能。 主控器为行空板（点击购买）。 传感器包括温湿度传感器（点击购买）、气压传感器（点击购买）、风速传感器（点击购买）、风向传感器（点击购买）。 执行器包括舵机（点击购买）。 信号转换模块包括RS485转串口模块（点击购买）、串口转I2C模块（点击购买）。 各硬件功能介绍如图。  硬件接线原理 “校园气象站系统”的硬件接线原理图如下。  硬件接线实物 “校园气象站系统”的硬件接线实物图如下。  流程图 在“校园气象站系统”中，“服务器端/智能终端”行空板的界面和功能流程图如下。  “服务器端/智能终端”行空板界面图  “服务器端/智能终端”行空板流程图 在“校园气象站系统”中，“移动终端”行空板的界面和功能流程图如下图。  “移动终端”行空板界面图  “移动终端”行空板流程图 重点程序截图 “服务器端/智能终端”行空板重点程序截图。  “发送大风预警”程序  “控制门窗”程序 “移动终端”行空板重点程序截图。  “远程控制门窗”程序  “收到大风预警”程序 外观结构设计 在“校园气象站系统”中，为了便于课堂教学和项目展示，可利用激光激光切割技术为校园气象站系统设计外观结构。 示例结构设计如下左图，安装完成图如下右图。整体结构模拟校园场景，右侧为多种气象传感器和行空板屏幕，左侧为校园教室，其中教室窗户通过舵机控制开合。  “校园气象站系统”结构设计图  “校园气象站系统”安装完成图 附件下载 （如另需“切割文件”，请添加微信咨询：DFRobot2019）  03 程序.rar |
1、串口转i2c模块的接线那里，绿色线要接板子上的蓝色针，蓝色针接绿色线，也就是交叉接线，程序里面初始化的UART1和UART2也不要选错了
2、行空板上的pinpong库最好是0.5.0，可以安装mind+173版本，连接行空板的时候会自动检查行空板里面pinopng版本，低了就会提示升级。或者把行空板联网然后去库管理里面更新pinpong库