中小学教育资源及组卷应用平台 第3.2课《物联网创新和智能生活—探秘智能家居》教学设计 课题 物联网和智能生活—探秘智能家居 单元 第三单元 学科 信息科技 年级 八年级 信息社会责任：在设计和使用智能家居系统时，鼓励学生考虑如何通过优化设备配置、合理设置功能参数等方式来实现节能减排。 教学重点 物联网的概念和智能家居的主要设备和功能。 教学难点 理解物联网的工作原理和技术实现。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 第3.2课 《物联网创新和智能生活—探秘智能家居》板书课题。1.本课中你将学习：智能家居和传统家居有哪些区别常见的智能家居感知设备有哪些家电的远程控制实现原理是什么2.“小×同学,请打开电视……”“××精灵,请打开客厅的空调……”像这样能用语音“使唤”的智能家居产品已经随处可见。有些应用可以根据主人的喜好,在特定场景触发相应的操作,如下班路上提早启动家里的空调、热水器等。智能家居的“智能”主要体现在两个方面:一是可感知环境,二是可编程控制。无论是感知还是控制,都要建立在“互联”的基础上。因此,智能家居的发展和物联网的通信技术密切相关。3.播放视频 学习新知引入观看教学视频。 初步明确本课所有知识点。将学生的注意吸引到课堂。 相对于传统家居来说,智能家居最基本的功能是将电器的控制由过去的人工手控变成用计算机控制。传统家居的电路如图3.2.1所示,是通过直接控制开关的通断来实现对家用电器的控制,如灯光、风扇等。而在智能家居中,“开关”通过各种通信技术与控制器相连,通过用“弱电”控制“强电”,从而实现编程控制。 弱电一般是指直流电路或音频线路、视频线路、网络线路、电话线路等,电压一般在36V(人体安全电压)以内。如电话、计算机、电视机的信号输入(有线电视线路)、音响设备(输出端线路)等家用电器均为弱电电器设备。与之相对应的概念是强电,指电工领域的电力部分,特点是功率大、电流大、电压高。 电压并不是区分强电和弱电的唯一方法,强电和弱电最主要的区别是用途不同。强电是一种动力能源,其线路如家用电器的供电线路；而弱电是一种信号源,其线路如电话、有线网络的供电线路。 物联网智能家居的发展趋势是怎样的？ 1.常见的室内感知设备 2.室内感知设备的部署 实验内容：搭建硬件并编写程序，检测课桌上的光照强度。 教室灯光全开，靠近窗户位置 2 320 教室灯光全开，远离窗户中间位置 教室灯光全开，教室角落位置 教室灯光开一半，靠近窗户位置 5 310 教室灯光开一半，远离窗户位置 通过上述5次数据采集计算得出 1.智能家电的控制 智能家电也称互联网智能家电,具备联网功能。用户不仅可以借助App实时关注这些智能家电的工作状态,还能对智能家电进行远程控制。图3.2.8和图3.2.9分别为对智能门锁和扫地机器人进行远程控制的App界面。 我们已经学习过MQTT服务器的搭建,并且做过局域网内的实验。但是要实现远程控制,比如在外面控制家里的电器,那么MQTT服务器则需要运行在公网(互联网)上,如OneNET、阿里云提供的物联网服务器。如果用SIoT作为服务器,那么运行SIoT的计算机则需要拥有公网的IP地址。 2.传统家电的控制 (1)智能遥控器 智能遥控器内置了数字红外信号发射和接收模块,能够学习并模拟各种家用电器的红外遥控信号。智能遥控器的工作原理如图3.2.13所示,由手机(计算机)发出的控制指令通过网络传递到智能遥控器,智能遥控器再将指令转换为红外遥控信号,实现对普通家用电器的控制。 (2)Wi-Fi开关 Wi-Fi开关也称无线 Wi-Fi智能开关,广泛应用在家庭电路的灯泡控制中,安装示意如图3.2.14所示。Wi-Fi开关外形和普通开关一样,也具备手动控制功能,只不过内置了能连接 Wi-Fi的智能终端模块,支持手机App控制。只要将家里的普通开关更换为 ... ...
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