项目来源
根据《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》和《义务教育信息科技课程教学指南》的发布,进一步推进了信息科技课程教学的实施和落地;确保信息科技课程设计能够达到对学生数字素养与技能提升的育人目标,实现“科”与“技”并重。于是设计该项目,其内容是 基于行空板K10+SIoT V2+行空板M10的简单智能温室监控(语音+手动版)的拓展,旨在通过自动化技术手段,实现对温室环境的全面、精准、高效管理,相较于手动控制温室方式,具有显著优势;通过该项目的学习提升学生核心素养与创新意识。
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材料清单
- 行空板 K10 X1 链接
- 行空板M10 X1 链接
- micro:bit掌控IO扩展板 X1 链接
- DFRobot DF9GMS 180° 微型舵机 X2 链接
- Gravity: 电容式土壤湿度传感器 X1 链接
- Gravity: 130 直流电机风扇 X1 链接
- Gravity: 简易继电器模块 X1 链接
- 直流水泵(DC2.1接口) X1 链接
- 4节5号封闭式电池盒 带DC2.1插头 带开关 X1 链接
- 两头PH2.0-3P白色硅胶绞线 长10cm X1 链接
- Gravity: PH2.0转杜邦公头模拟量连接线(30cm) X1 链接
- Gravity: 模拟传感器连接线 X2 链接
- USB3.0转Type-C数据线 X2 链接
项目介绍
手动控制温室需要人工频繁调整各项环境参数,不仅耗时费力,且难以保证监控的准确性和及时性。而智能温室监控自动化控制系统能够,并根据作物生长需求自动调整设备,如开启或关闭风扇、遮阳板、水泵(灌溉系统)等,从而保持最佳生长环境。
此外,该项目还具备数据查看、分析和管理功能,用户可随时随地通过手机或电脑查看温室环境数据和设备状态,实现远程监控和管理,大大提高了温室管理的便捷性和高效性。
实现:通过智能终端语音识别的功能,监测移动终端对执行器的控制与反馈,实现移动终端通过SIoT V2完全监控智能终端接入的执行器,并根据预设条件调节相应设备的执行状态,以确保作物处于最佳生长环境。
项目知识点
贴合新课标中八年级的物联网实践与探索,具体内容如下:
1.内容要求:通过智能温室系统自动化设计,探索数据采集(温湿度、光照、土壤等)、处理分析及反馈控制(补光、通风、遮阳板、水泵)等基本功能,实现温室环境精准管理,提升作物生长效率。
2.学业要求:根据学习任务的需要和可用的实验设备,设计并搭建具有数据采集、实时传输和简单控制功能的自动化智能温室监控系统。通过智能终端或编写程序,读取并处理含有物联功能设备中的数据,移动终端对执行器可进行适当反馈与控制。
3.教学提示:根据教学需要,指导学生充分利用身边可用的实验设备设计搭建简单自动化智能温室监控系统,实现感知、交互及控制等有物联特色的功能,了解万物互联的途径,体验物联网技术的独特魅力。
移动终端
系统运行界面:
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程序截图
基于行空板K10+SIoT V2+行空板M10的简单智能温室监控(语音+手动版)项目中的智能终端程序不变,移动终端程序对比如下:
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海报设计
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项目视频
总结与反思
本次基于行空板K10+SIoT V2+行空板M10的简单智能温室监控(语音+自动版)项目,作为之前项目的深度拓展与升华,成功地将移动终端通过设定阈值或条件值,可以完全实现远程控制智能终端的执行器,希望通过本项目可以实现对农作物生长环境的全面优化与精准管理。
通过智能终端与SIoT V2的紧密协作,系统能够实时、准确地监测温室内的温湿度、光照、土壤等关键参数,根据移动终端预设条件自动设定补光灯、通风设备、遮阳板以及水泵等执行器,从而确保作物始终处于最佳的生长状态。
然而,在项目的实施过程中,也有很多不足之处。例如,需要设计制作真实场景的温室环境,监测自动化控制是否对温室农作物的生长有促进作用,系统架构与功能设计仍有待进一步完善与优化。此外,代码的运行效率与稳定性也需通过不断的调试与测试来加以提升。更重要的是,需要更加贴近生活实际,深入挖掘需求,从而不断完善系统的功能与服务,使其更加符合智慧农业的发展趋势与需求。
特别鸣谢:
1. 感谢DF创客社区给予的宝贵机会,对义务教育中的信息科技领域给予了鼎力支持。这种支持不仅体现在物质资源的提供上,更重要的是,它为那些积极进取但资源相对匮乏的一线教师打开了一扇通往创新与实践的大门。
2. 感谢[公告]【新课标】信息科技跨学科案例- 智慧农业温室系统 作者:粒子,通过对文章的学习,学会在行空板屏幕上设置+/—按钮来调整相关内容的阈值(条件值)参数。
3. 最后,感谢DF创客社区为大家创建的微信群:“信息科技教学实践活动案例征集”。这个群不仅是一个交流的平台,更是一个充满智慧和热情的技术群,它让一群志同道合的爱好者们得以相聚在一起,共同探索信息科技的奥秘。
附程序代码:(行空板K10为:上传模式;行空板M10为:Python模式)
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