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基于Arduino的物联网实验教学

2019-09-10邵帅

计算机与网络 2019年18期
关键词:联网传感器中学

邵帅

网络信息技术的发展带动了互联网技术的革新,物联网由此诞生,并且以其便捷宽泛的服务特点迅速进入市场,互联网plus模式逐步形成,因此,基于Arduino的物联网技术成为高校研究的重点内容。物联网技术在市场中的重要发展地位给物联网实验教学带来了探索动力,如何构建物联网实验教学体系成为研究Arduino物联网技术的关键内容。本文主要针对中学物联网实验教学体系构建进行了探究与分析,以期望能够给物联网工程教学实验发展提供一定帮助。

1引言

物联网技术是人类步入信息时代继计算机、互联网之后的第三次信息革命浪潮,物联网技术的出现给人类社会生产与市场运行都带来了极为便利的条件,大大提高了生产效率,节省了大量的人力物力成本,成为了新时代有力的社会发展工具。因此,研究物联网技术体系是十分必要的课题。

2物联网技术含义

在正式探讨物联网技术体系实验教学之前,首先来了解一下物联网技术的含义。物联网技术理解起来可以囊括为2层意思,第一,可以把物联网简单的理解为在互联网技术基础上延伸并扩宽的子网络,只不过这项子网络的特点是针对物与物之间的,是充分利用互联网技术成长起来的专业物品交换系统;第二,物联网已经超出了互联网方面的网络环节,物联网真正将世界构建成为“地球村”,利用局域网连接传感器、控制器和智能自动化机器实现人与物的联系,为世界贸易全球化提供了便利的信息支持,实现了物与物,技术与技术的沟通交流。因此,物联网技术是当今信息技术高速发展的代表,是信息时代孕育出的新式产物,为我们的人类文明进步做出了杰出的贡献。

3中学物联网实验教学体系的探究

3.1物联网实验教学内容选择

考虑到中學物理教学内容有限,然而物联网作为一项广泛应用的系统,与诸多学科都有着交叉联系,因此,在中学物联网信息实验教学中尽量往电学实验方面靠拢,以此打开物联网应用性的一方面,目前中学课堂学习到的知识对于物联网大方面的应用与发展贡献意义不大,但是若是从小处入手,分析物联网在生活中的作用,通过实验设计结合所学知识让学生感悟信息工具的作用,对学生的整体思维发展与创新进步都有良好的促进作用。

3.2教学实验确定

对于实际进行的物联网实验探究,我们以电学基础作为支撑,组织一个课题为“光敏传感器控制LED灯的亮灭”的物理实验,因为中学物理已经要求掌握一些基础的电路知识,学生对于电路知识以及内部相关原件有着一定的认知,在实验过程中也能进行及时操作。另外,由于物联网在局域网内部工作时通常以传感器作为工作依靠,因此,将网络信息知识与电路知识结合起来,选择光敏传感器作为LED灯实验的核心器件,让师生体会物联网在日常生活中的细节作用,印象更为深刻。除此之外,实验要求的原件与器械在中学实验条件下可以轻松获取,实验条件有所保障,一般我们只需要准备相应的Arduino UNO作为电路平台,准备LED灯泡,一件光敏传感器、继电器和PWM电机即可。

3.3教学实验的过程与意义

上面的实验步骤中确立了Arduino UNO电路板、传感器、继电器以及电机等核心器件,因此,在展开实验之前还要了解其工作原理。Arduino UNO电路板可以理解为整个物联网系统的指挥中心,外界的光信号由传感器收入并破译为电子信号传入指挥中心;Arduino UNO再根据信号作出反应进行LED灯的亮灭控制,其中的继电器与PWM电动机我们称之为执行器,用于电灯实际亮灭的执行;而该过程可以通过USB接线与计算机连通,进行人为或者计算机智能化的控制,实现计算机与电灯的实际联系,通过传感器实现物与物的联系。从中我们不难发现,整个过程系统并不依赖于人力主导,完全是物联网主导的电子系统实现自主控制的过程。

3.4教学活动的安排

我们的物联网实验也仅仅是建立在物理电学基础之上完成的简单实验,由于中学课堂并没有对物联网专业知识进行探讨,面对稍微复杂的物联网探究实验,学生是没有能力与知识基础作为研究支撑的。因此,针对信息技术中的物联网活动探究实验,中学方面可以采用兴趣小组的形式进行开展,供一些学有余力的学生进行探究,开拓一下学生的见闻,提高创新能力。

4结束语

物联网工程作为新时代的新型信息科技,给我们的社会发展以及市场更新带来了更为先进的生产动力。因此,对于物联网的研究与探索工作要时刻关注,国家方面要尽早对学生普及新型科学技术的教育,为国家培养出一批具有创新能力的尖端人才。

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