2.6 探索物联网（课件）-《信息技术基础模块(上册)》(高等教育出版社) 同步精品课堂

2.6 探索物联网 信息技术基础模块(上册) 同步精品课堂 高等教育出版社 1 了解物联网概念、发展，以及智慧城市等相关知识 了解典型的物联网应用场景 了解物联网的常见设备及软件配置 物联网的概念、特点和体系结构 物联网常见设备及相关技术 理解物联网 “感、传、知、用” 的工作原理 掌握物联网不同层次技术的应用和协同工作方式 让我们一起走进物联网的世界。 物联网是继计算机、互联网和移动通信之后，信息产业的又一次浪潮，它使信息的传递跨出了数字世界，与现实世界交织。物联网开启了一个新的技术应用时代。 认识物联网 物联网概念 物联网（Internet of Things, 简称 IoT），简单地说，指物与物相连的网络。目前认为物联网是指通过传感器等设备，按照约定的协议，将物体与网络连接起来，进行信息交换和通信，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的信息系统。 认识物联网 典型的物联网系统 —— 共享单车 在共享单车系统里，自行车本身不具备感知功能，通过智能车锁里的定位系统、二维码，手机里的传感器完成了感知。也就是说，任何物体（如耳机、灯具、各种机器部件等）附加接入物联网的设备，均可以成为物联网中的 “物”。 认识物联网 物联网系统特点 物联网系统可以简单地用 4 个字来形容：感、传、知、用。 即感知物理世界→传送信息到网络→通过云计算做出决策→对物理世界实现智能控制和应用服务。 认识物联网 智慧城市 智慧城市由组成城市的不同的智慧组织构成，利用物联网、大数据、云计算等技术对传统的城市进行改造和升级，形成能够连接一切的更高效、安全、宜居的新一代信息化城市 实践体验 - 寻找身边的物联网应用 分析生活场景中的物联网应用 ① 使用公交卡乘坐公交车，只需要上车刷卡，就能自动缴费。 ② 装有 ETC 标签的汽车，在通过收费站 ETC 通道时，无须停车，自动结算高速公路或桥梁通行费用。 ③ 智能农业大棚中，自动控制棚内温度、土壤温度等。 任务需求 画出这些场景中的感、传、知、用过程。 实践体验 - 寻找身边的物联网应用 使用校园一卡通 同学们在校园生活中使用最多的工具之一是校园一卡通，它方便了同学们的生活与学习。校园一卡通是一个典型的物联网应用，可以实现在校师生的身份识别、门禁识别、内部消费、公共机房上机及上网、图书馆借还图书、自助复印、校内自助租用自行车等 体验物联网 - 物联网体系结构 物联网体系结构 物联网的体系结构可以分为感知层、网络层和应用层 体验物联网 耳机、灯具、各种机器部件等现实物体，之所以可以成为物联网中的 “物”，是因为它们被附加了可以被感知的物联网设备，这都需要感知层相关技术支持，如传感器（温度、湿度、光照、声音等）技术、射频识别（RFID）技术、智能识别（指纹、人脸、语音）技术、二维码技术、卫星定位技术。 感知层相关技术 体验物联网 物联网的网络层会采用多种通信技术，包括有线和无线网络技术、蓝牙通信技术、移动通信技术，还采用了 NB - IoT、LoRa、ZigBee 等物联网专用通信技术。网络层负责把感知层的数据传输到应用层，同时把应用层的数据传输到感知层中的终端。 网络层相关技术 体验物联网 物联网网关是负责感知层和网络层之间数据中转以及感知层内部不同感知网络之间的数据中转的设备，同时具备感知层终端结点设备的管理功能，运营商通过物联网网关设备可以管理底层的各感知结点，了解各结点的相关信息，并实现远程控制。 网络层相关技术 体验物联网 家庭物联网网关设备内部集成了几套常用自组网通信协议，能够同时与使用不同协议的感知层设备或子系统进行通信，用户只需要对网关进行操作，便可以控制家里所有连接到网关的终端设备，如图所示。 规划智能家居系统 - 分析智能家居功能 任务需求 分析如图所示智能家居功能：智能家居功能模块。 (1) 照明系统包括：调光灯、LED 灯等； (2) 安防系统包括：燃气探测、门窗安防、____等； (3) 家电控制系统包括：电视、电动窗帘____、____等； (4) 其他：____、____、____ 。 寻找生活中使用的传感器 任务需求 讨论我们身边的物体中都用了哪些类型的传感器？请分类列出。 指纹传感器 —— 可用来解锁手机； 重力传感器 —— 使手机实现横竖屏智能切换，在手机中玩一些重力游戏； 光线传感器 —— 让手机感受环境光线的强度，从而调整屏幕亮度。 例如，我们经常用手机来计走路步数，这是因为手机中集成了加速度传感器。手机还集成了： 人脸识别技术的讨论 任务需求 你如何看待人脸识别技术呢？你认为它应该用在课堂上吗，这种技术的应用应注意哪些法律风险？ 最近，一些能够识别人脸的摄像头进入学校，不管学生是逃课，还是上课打瞌睡、玩手机都逃不过这个人脸识别系统的 “法眼”。 情景介绍 物联网的发展趋势 物联网未来发展趋势 5G 技术：物联网的 “高速血管” 边缘计算：物联网的 “本地大脑” AI + 物联网：从 “感知” 到 “智能” 随堂检测1 简述物联网的概念和特点。 答案：物联网指通过传感器等设备，按照约定的协议，将物体与网络连接起来，进行信息交换和通信，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的信息系统。其特点可用 “感、传、知、用” 概括，即感知物理世界→传送信息到网络→通过云计算做出决策→对物理世界实现智能控制和应用服务。 物联网的体系结构分为哪几层，各层的主要功能是什么？ 答案：物联网的体系结构分为感知层、网络层和应用层。感知层负责感知物理世界，通过传感器等设备获取物体的信息；网络层负责把感知层的数据传输到应用层，同时把应用层的数据传输到感知层中的终端，采用多种通信技术；应用层根据感知和传输的数据进行决策和应用，实现对物理世界的智能控制和服务。 随堂检测2 列举几个物联网的典型应用场景。 答案：智能家居、智能农业、智慧交通、智慧城市、共享单车等都是物联网的典型应用场景。 在规划智能家居系统时，需要考虑哪些方面？ 答案：需要分析智能家居功能，如照明系统、安防系统、家电控制系统等；调研智能家居系统常用产品，收集它们的品牌、性能和参数；还需要考虑系统的兼容性、稳定性和安全性等。 随堂检测3 说明智慧城市与物联网的关系。 答案：智能家居、智能农业、智慧交通等都是物联网的典型应用，物联网的应用早已与各行各业紧密相连，智慧城市正在向人们走来。智慧城市由组成城市的不同的智慧组织构成，利用物联网、大数据、云计算等技术对传统的城市进行改造和升级，形成能够连接一切的更高效、安全、宜居的新一代信息化城市。所以智慧城市是物联网应用在城市建设和管理方面的体现，物联网技术是实现智慧城市的重要支撑。 请各小组讨论，在物联网的应用中，如何平衡安全与便捷的关系？不同的物联网通信技术（如蓝牙、NB - IoT、ZigBee 等）在不同场景下的优势和劣势分别是什么？ 1. 认识物联网 2.6 探索物联网 2. 体验物联网 物联网概念 物联网系统特点 智慧城市 寻找身边的物联网应用 3. 物联网的发展趋势 物联网体系结构 感知层相关技术 网络层相关技术 规划智能家居系统 感谢观看 25 $$