【初中信息】物聯(lián)數(shù)據(jù)需采集課件 2024-2025學年人教版（2024）初中信息技術(shù)八年級全一冊

物聯(lián)數(shù)據(jù)需采集第四單元

簡單物聯(lián)功能實踐目錄CONTENTS12行業(yè)PPT模板http:///hangye/熟悉利用傳感器獲取數(shù)據(jù)的方法，能夠根據(jù)需要選擇常見的傳感器。進一步熟悉從互聯(lián)網(wǎng)中獲取數(shù)據(jù)的方法。講

授

新

課數(shù)據(jù)是系統(tǒng)的基礎(chǔ)，要搭建一個物聯(lián)系統(tǒng)，首先要實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與傳輸。導

入

新

課1.如何利用傳感器采集環(huán)境數(shù)據(jù)？2.如何利用網(wǎng)絡(luò)接口獲取天氣數(shù)據(jù)？3.如何存儲數(shù)據(jù)？利用傳感器獲取數(shù)據(jù)PART01講

授

新

課

獲取不同的環(huán)境數(shù)據(jù)需要不同的傳感器。在物聯(lián)花盆系統(tǒng)項目中，需要使用溫濕度傳感器、土壤濕度傳感器和光敏傳感器。講

授

新

課拓展與提升

在物聯(lián)花盆系統(tǒng)項目中使用的光敏傳感器和土壤濕度傳感器都以模擬信號輸出數(shù)據(jù)，溫濕度傳感器輸出的是數(shù)字信號。不過在當前主流的主控板中，每個引腳都具備讀取模擬信號和數(shù)字信號的功能。因此只需要在主控板或其配套擴展板上找任意的3個接口分別與溫濕度傳感器、土壤濕度傳感器、光敏傳感器的數(shù)據(jù)接口相連。從互聯(lián)網(wǎng)獲取數(shù)據(jù)PART02講

授

新

課

互聯(lián)網(wǎng)上有很多公共數(shù)據(jù)監(jiān)測網(wǎng)站，我們可以利用API來調(diào)用數(shù)據(jù)。例如，互聯(lián)網(wǎng)中有很多免費的天氣預報API供人們調(diào)用。學

習

活

動獲取天氣數(shù)據(jù)1. 調(diào)用天氣預報數(shù)據(jù)接口，獲取未來兩天的天氣預報數(shù)據(jù)，并解析出第二天的天氣信息，主要代碼如圖17.1所示。2. 可以得到第二天的天氣預報數(shù)據(jù)，如“多云-晴”講

授

新

課拓展與提升

數(shù)據(jù)要經(jīng)過協(xié)議進行交換，數(shù)據(jù)的格式很重要。通過Web協(xié)議進行交換的數(shù)據(jù)格式中，具有代表性的包括XML和JSON，XML的格式比JSON更容易理解。講

授

新

課拓展與提升

但XML的字符數(shù)較多，數(shù)據(jù)量較大。相對而言，JSON比XML字符數(shù)少，數(shù)據(jù)量也小。本項目中，接口返回的JSON數(shù)據(jù)經(jīng)過解析后為字典結(jié)構(gòu)。講

授

新

課拓展與提升

首先，整個返回結(jié)果是一個字典結(jié)構(gòu)。其中的data鍵值包含了主要的天氣預報數(shù)據(jù)。進一步解析data鍵值中的內(nèi)容，可以找到list鍵值中包含的列表，分別用來存儲當天和第二天的天氣預報。對第二天的天氣數(shù)據(jù)進行進一步解析，可以得到第二天的天氣是“多云”“晴”。學

習

活

動21.通過查詢API提供商的資料，獲得自己所在城市的編號。2.通過教師提供的API密鑰，向API發(fā)送請求并獲得天氣預報數(shù)據(jù)。配置物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺PART03講

授

新

課

主控板負責實時讀取傳感器的數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進行整理后發(fā)送到物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺，這樣做不僅可以在服務(wù)平臺實時看到環(huán)境數(shù)據(jù)，還可以方便地匯總來自不同數(shù)據(jù)采集端的數(shù)據(jù)，也為后續(xù)數(shù)據(jù)分析提供便利。講

授

新

課

在物聯(lián)花盆系統(tǒng)中，既可以搭建本地MQTT服務(wù)器作為物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺，也可以使用在線MQTT服務(wù)器。講

授

新

課拓展與提升

1.使用不同的主題存儲不同的數(shù)據(jù)。物聯(lián)花盆系統(tǒng)項目可以按照溫度、光照強度、土壤濕度數(shù)據(jù)添加3個主題。

2.按照項目需求添加設(shè)備?？紤]到物聯(lián)數(shù)據(jù)的安全性，接入物聯(lián)系統(tǒng)的設(shè)備需要進行身份認證，可以根據(jù)項目的終端設(shè)備數(shù)量添加，并與主控板對應，服務(wù)平臺會為每個主控板分配用戶名和密碼。講

授

新

課拓展與提升

3.記錄主題ID以及設(shè)備ID、用戶名和密碼等信息。項目運行時，主控板需要通過用戶名和密碼進行身份驗證后連接MQTT服務(wù)器；通過主題ID識別對應的主題，實現(xiàn)發(fā)布和訂閱功能；通過設(shè)備ID識別不同的主控板。實現(xiàn)傳輸與存儲數(shù)據(jù)PART04講

授

新

課

在物聯(lián)系統(tǒng)中，物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺負責數(shù)據(jù)的存儲與轉(zhuǎn)發(fā)，主控板負責讀取傳感器數(shù)據(jù)并通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺。在物聯(lián)花盆系統(tǒng)中，主控板要先連接網(wǎng)絡(luò)，再連接到物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺，然后不停地讀取傳感器的數(shù)據(jù)，并把這些數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)平臺，系統(tǒng)核心流程圖如圖所示。講

授

新

課講

授

新

課拓展與提升

1.主控板在運行時本身沒有數(shù)據(jù)輸出，可以用哪些方法來顯示主控板的運行狀態(tài)？講

授

新

課拓展與提升

可以在每次采集傳感器數(shù)據(jù)時，通過oled.print()方法顯示數(shù)據(jù)值。如果這個值在變化，說明主控板運行正常。講

授

新

課拓展與提升

2.當要采集的環(huán)境數(shù)據(jù)較多時，主題的數(shù)量也會增加。如果把所有的環(huán)境數(shù)據(jù)都上傳到同一個主題，如何進行數(shù)據(jù)字段的區(qū)分？講

授

新

課拓展與提升

可以將多個數(shù)據(jù)進行字符串拼接，并在不同數(shù)據(jù)間加入分隔符，如溫度、光照強度、濕度數(shù)據(jù)分別為20、1500、500時，可以向MQTT服務(wù)器發(fā)送字符串“20-1500-500”。在后續(xù)數(shù)據(jù)處理時，可以通過split()將字符串分割為對應的溫度、光照強度和濕度數(shù)據(jù)。講

授

新

課拓展與提升

3.溫度、土壤濕度等環(huán)境數(shù)據(jù)往往不會快速變化，為了減少數(shù)據(jù)冗余，如何實現(xiàn)檢測到數(shù)據(jù)發(fā)生變化時才上傳新的數(shù)據(jù)？講

授

新

課拓展與提升

可以在程序中添加臨時變量。當新讀取到的數(shù)據(jù)和臨時變量不同時上傳新的數(shù)據(jù)，并更新臨時變量的值為新讀取的值。否則就說明沒有數(shù)據(jù)變化，無須上傳。學

習

活

動3采集并傳輸傳感器數(shù)據(jù)1.連接主控板與溫濕度傳感器、土壤濕度傳感器和光敏傳感器。2.利用傳感器采集環(huán)境數(shù)據(jù)，并向MQTT服務(wù)器中相應主題發(fā)送數(shù)據(jù)，主要代碼如圖17.3所示。3.將程序燒錄到主控板。通過上面的案例可以看出，傳感器可以很方便地獲取周圍的環(huán)境數(shù)據(jù)，幫助人們更好地了解現(xiàn)實世界。學

習