1.2 初识物联网 课件-2025-2026学年川教版（2024）初中信息科技八年级上册

初识物联网 川教版八年级第一单元第二节 课程内容 1. 物联网的概念与定义 3. 物联网的一般架构 5. 防汛预警系统应用 7. 物联网的未来发展 2. 物联网的主要特征 4. 医疗物联网实例 6. 互动环节 物联网的概念与定义 简单理解 物联网就是物物相连的互联网, 让物理世界中的物体能够相互 对话 和 交流 。 物联网的核心 让物体之间实现相互感知、通信、控制 ，构建一个智慧化的生态系 统。 物联网 万物互联 物联网的定义 通过各种信息传感设备 ，按约定的协议 ，把任何物品与互联网连接起 来 ，进行信息交换和通信 ， 以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和 管理的一种网络。 物联网的主要特征 可靠传递 借助多样化通信网络 ，如互联网、 电信网、 电网、交通网等 ，将感知 设备采集的各类数据进行实时、准 确传递。 实例 航空物联网的整体部署 ，实现航空 数据的实时监测与可靠传递 ，提高 飞行安全性和效率。 全面感知 利用二维码、传感器、定位器及射 频识别RFID 等技术获取物体及 环境信息 ，实现对现实世界各种物 理现象的普遍感知。 实例 扫描图书馆中图书上的条码 ， 了解 基本信息、借还状态、 流行程度及 当前位置。 智能处理 利用云计算、模糊识别和数据融合 等智能技术 ，对数据和信息进行处 理、分析 ，从而对物体实施智能化 控制。 实例 城市交通信号灯借助高清摄像头收 集车流数据 ，经大数据分析预测车 流变化 ， 自动调整红绿灯时长。 感知层 位于架构底层， 衔接物理世界和信息世界， 通过传感 器、RFID读卡器、摄像头等设备，对物体信息进行识 别和采集。 网络层 涵盖私有网络、公共互联网以及各类有线和无线通信 网络，负责接收感知层数据并传输至平台层。 平台层 利用云计算、大数据、人工智能等技术，对获取的海 量信息进行智能化处理、分析、预测以及存储等。 应用层 是物联网和用户的接口，与各行各业的需求结合， 实 现物联网的智能应用，为用户提供服务。 近距离通讯 蓝牙RFID ZigBee NFC 远距离蜂窝通信 eMTC/GSM(2G) NB-IoT/LTE(4G) 远距离非蜂窝通信 Z-Wave LoRa WiFi 智能设备：移动终端、二维码扫描器、可穿戴设备、智能家具等、共享单车 MEMS 感应器 执行器 通信模组 MCU 物联网的一般架构 To C 可穿戴设备 智慧出行 智能家居 智能停车 消费电子 To B 道路检测 智慧农林 物流监控 设备管理平台 接入管理平台 应用开发平台 业务分析平台 应 用 层 平 台 层 网络层 感 知 层 ( ()) 用 智慧工厂 公共服务 设备检测 感知层详解 感知层的作用 位于架构底层，衔接物理世界和信息世界，是物联网应用 和发展的基础。感知层负责采集和识别物体信息，为上层 提供数据支持。 D 感知层的设备 通过各种设备对物体信息进行识别和采集： 心率监测器 实时监测心率变 化 血糖仪 测量血糖水平 血压计 监测血压变化 医疗物联网中的感知层 在医疗物联网中，感知层主要由各种医疗传感器和设备组 成： 可穿戴设备 持续健康监测 数字药物 跟踪服药情况 CqnneceS HosstM 智能健康监测系统 二维码扫描器 RFID 读卡器 摄像头 定位器 传感器 医疗物联网中的网络层 实现医疗设备与数据中心、医疗机构之间的信息传输和交 互 ： 家庭健康指导 手术示教 远程会诊 远程监护 视讯医疗通过网络实现医疗数据的实时传输，使医生和患 者、专家和医护人员之间能够远程在线交流。 网络层的作用 涵盖了私有网络、公共互联网以及各类有线和无线通信网 络，负责： ● 接收感知层数据并传输至平台层 ● 将处理结果返回感知层 ● 实现信息传输和交 互 网络层详解 网络层的组成 多种通信网络的集合： 有线网络 无线网络 交通网 电信网 互联网 电网 远程医疗系统 平台层的作用 利 用云计算、大数据、人工智能等技术，对获取的海量信 息进行： ● 智能化处理与分 析 ● 预测与存储 ● 为应用层提供智能计算支持 平台层详解 医疗物联网中的平台层 对海量的医疗数据进行分析与处理，助力医生更准确地诊 断和治疗： 远程医疗监护系统实时上传患者数据至平台层，依托智能 算法分析，实现对患者健康状况的实时监测和预警。 实时数据上传 健康状态监测 智能算法分析 异常预警 平台层的技术 核心技术支持： 大数据分析 数据同步 数据存储 数据安全 人工智能 云计算 远程医疗监控过程 应用层详解 用 应用层的作用 是物联网和用户的接口，与各行各业的需求结合，实现物 联网的智能应用： ● 提 供直观操作界面 ● 实现具体业务功能 ● 满足用户需求 应用层的特点 直接面向用户 直观操作界面 丰富应用功能 行业定制化 智能化体验 系统集成 + 医疗物联网中的应用层 在医疗物联网中，应用层包括电子病历、移动医护、临床 诊疗辅助等，旨在优化医疗服务： 视讯医疗 智慧医院系统 AI辅助治疗 + + 远程看护 健康监测 智能服药系统 应用层的创新应用，可提升医疗服务效率与质量，为患者 带来更为个性化的体验。 输液监护 大设备联网 智能检查预约 智慧病案 辅助诊疗 照 智慧医疗应用场景 医疗物联网概述 物联网技术在医疗领域的应用 ，通过将医疗设备、患者监 测设备、健康管理设备等连接起来 ，实现对患者健康状况 的实时监测和智能化管理。 医疗物联网的架构 感知层：心率监测器、血糖仪、血压计、可穿戴设备 网络层： 实现医疗设备与数据中心、 医疗机构之间的信 息传输 平台层：对海量医疗数据进行分析与处理 ，助力医生诊 断 应用层： 电子病历、移动医护、 临床诊疗辅助等 医疗物联网实例 远程医疗监护 移动医护 智能健康监测 AI辅助治疗 电子病历管理 远程手术指导 提升医疗服务质量 优化医疗资源配置 提高医疗服务效率 个性化患者体验 医疗物联网的应用场景 医疗物联网的优势 防汛预警系统概述 为提升城市防汛防洪能力，守护人民群众生命财产安全， 许多城市建立了防汛排涝监测预警系统： ●关键地点布设多种传感器 ● 实时监测降雨量、水位及排水系统情况 ●数据通过网络发送到控制中心 ● 借助数据分析实现预警 ●最大限度降低自然灾害风险 防汛预警系统应用 (一) 感知层 雨量传感器、水位传感 器、视频遥测终端、排水 系统监测设备 网络层 无线通信网络、有线网 络、卫星通信、物联网专 用网络 田 应用层 预警发布系统、应急指挥 系统、信息展示平台、移 动应用 通过物联网技术，防汛预警系统能够实时监测、智能分 析、及时预警，有效降低暴雨、洪水等自然灾害带来的安 全风险。 ● 平台层 数据处理中心、预警分析 系统、大数据分析平台、 云计算平台 城市排水监控系统 防汛预警系统的优势 r 提升数据准确性 保障生命财产安全 提高监测实时性 提前预警风险 防汛预警系统的物联网架构 讨论要求 将学生分成4-5人小组 每组选择一个架构层进行讨论 讨论时间为10分钟 思考问题 感知层：需要哪些传感器监测降雨量、水位？ 网络层：如何将采集到的数据传输到控制中心？ 平台层：如何对数据进行分析处理？ 应用层：如何将分析结果呈现给用户并采取措施？ 互动环节： 小组讨论 讨论提示 感知层 网络层 平台层 应用层 思考各层需要哪些设备？如何工作？ 实现什么功能？ 成果展示 每组选派一名代表 ，用2-3分钟时间汇报本组的讨论结 果。 讨论主题 分析防汛预警系统的物联网架构 ，说说各架构的软硬件设备有哪些？有什么功能？ 1 2 3 4 代表汇报 小组讨论 教师点评 整理观点 测试一下你对物联网知识的掌握情况！请选择你认为正确的答案。 物联网的核心特征不包括以下哪一项？ A. 全面感知 B. 可靠传递 C. 智能处理 D. 自动控制 物联网的四层架构中 ，负责数据采集的是哪一层？ A. 感知层 B. 网络层 C. 平台层 D. 应用层 以下哪项不是感知层的设备？ A. 传感器 B. RFID读卡器 C. 摄像头 D. 云计算平台 在医疗物联网中 ，平台层的主要作用是什么？ A. 采集患者数据 B. 传输医疗数据 C. 分析处理医疗数据 D. 提供医疗服务界面 防汛预警系统中 ，应用层的主要功能是什么？ A. 监测降雨量和水位 B. 传输数据到控制中心 C. 分析处理数据 D. 发布预警信息 小测试 1 2 3 4 5 物联网的未来发展 物联网的挑战与机遇 数据安全 隐私保护 标准统一 能源消耗 这些挑战为技术创新和产业发展带来机遇 ，推动物联网向 更安全、更高效、更智能的方向发展。 物联网的技术创新 新技术与物联网深度融合 ，提升安全性和智能化水平： 边缘计算 区块链 数字孪生 量子计算 这些技术将使物联网系统更加安全可靠、高效智能 ，为各 行业带来革命性变革。 物联网的发展趋势 随着5G、人工智能、大数据等技术的发展 ，物联网将迎来 更广阔的应用前景： 更高速传输 更广泛连接 更智能处理 更安全可靠 物联网的应用拓展 物联网将深入到各个领域 ，实现全方位的智能化： 智能家居 智慧医疗 智慧城市 智能农业 工业物联网 智能交通 思考问题 ① 物联网技术如何改变我们的生活? ② 物联网技术在哪些方面还有待完善? ③ 作为未来的建设者，我们应该如何学习和应用物联网技术? 思考物联网技术的影响、挑战和发展前景，培养创新思维 和解决问题的能力。 总结与思考 X 课后拓展 观察身边的物联网应 用 设计物联网应用方案 查阅资料了解更多应 用 小组讨论分享发现 学习启示 物联网技术正在改变我们的生活方式，作为新时代的青少 年，我们应该： 掌握基础知识 提升实践能力 物联网是物物相连的互联网，具有全面感知、可靠传递和 智能处理三大特征，通过感知层、网络层、平台层和应用 层实现万物互联。 通过实践和探 索，加深对物联网技术的理解，培养创新意 识和实践能力。 本节课重点回顾 ◆ 防汛预警系统 激发创新精神 A 培养科学思维 关注科技发展 + 医疗物联网 ① 物联网概念 六 四层架构 三大特征 $