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《用安卓手機控制開源硬件》教學設計

發布日期:2020-12-12 19:42:08 作者:開智科教

●教材分析

《用安卓手機控制開源硬件》位于校本課程《安卓應用程序的設計與開發》第三章,其教學內容是開發能夠控制開源硬件的手機App。課程中選擇的開源硬件是虛谷號,支持藍牙和Wi-Fi兩種形式與手機通信。相對來說,用Wi-Fi形式更加方便,更符合物聯網的常見通信形式。本節課的教學內容需要 2個課時,采用連堂課的形式開展。要求學生能夠通過Web服務的方式,即WebGPIO來控制虛谷號,不僅要完成一系列的信息實驗,還要能自主開發安卓手機的應用程序, 通過App按鈕來控制虛谷號上的電風扇模塊。

 

●教學對象

本節課的教學對象是初中學生,他們不僅熟 悉安卓手機App 的一般開發過程,能夠用AppInventor2編寫簡單的App,還初步接觸過開源硬件,熟悉Arduino等開源硬件的引腳、PWM的使用,能夠用Mind+之類的軟件為開源硬件編寫代碼。

 

●教學目標

知識與技能目標 :理解WebGPIO的概念,掌握在虛谷號上運行WebGPIO服務端的方法,掌握HTTP協議中的GET、POST 請求方法;熟悉AppInventor2開發平臺中的Web客戶端組件,能開發控制虛谷號的安卓App應用程序。

 

過程與方法目標:通過實驗操作,掌握AppInventor2開發平臺中Web客戶端組件的一般使用方法。

 

情感態度與價值觀目標:通過安卓手機App的開發對虛谷號上硬件模塊的控制,消除對遠程物聯網控制的神秘感,提高對信息技術的學習興趣。

 

●教學重難點

重點:POST方法的參數設置,掌握遠程控制的安卓App的開發。

 

難點:理解POST和GET兩種HTTP請求方法的區別。

 

●教學過程

1.激發興趣,導入新課

投屏展示:通過安卓App遠程控制虛谷號上風扇模塊的“打開”與“關閉”。

 

提問:安卓手機App是怎么完成對風扇模塊的控制的?虛谷號在這個過程中,又起到了什么作用呢?

 

引導學生討論并歸納:安卓手機App是通過無線Wi-Fi來發送控制風扇模塊的信號給虛谷號;虛谷號起著信號接受的作用。

 

虛谷號上運行了一個Web服務 WebGPIO;通過這個Web服務,安卓手機App就可以非常方便地控制開源硬件虛谷號了。

 

設計意圖:通過展示遠程控制風扇模塊的開與關,激發學生興趣,并引出主題。

 

2.講解新知,探知原理

虛谷號WebGPIO服務:GPIO是通用型之輸入(GPI)輸出(GPO)的簡稱,即PI N引腳。顧名思義,WebGPIO可以通過Web的方式控制GPIO。

 

虛谷號的Web GPIO服務采用了簡單的設計,即用H T TP的GET請求方法獲取虛谷號PIN引腳狀態,用POST請求方法控制引腳電平。

 

Web GPIO的協議:H T T P請求有很多種方式,最常見的是POST請求和GET請求。虛谷號的WebGPIO協議采用GET方式獲取引腳狀態信息,采用POST方式發送控制命令,具體參數介紹如下表所示。

 

 
 
 
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