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

该初中信息科技课件聚焦物联网的特征（全面感知、可靠传递、智能处理）与一般架构（感知层、网络层、平台层、应用层），通过智能家居等生活实例导入提问设备通信原理，以自主探索（结合教材、搜索引擎及AI大模型）和高效点拨（实例解析特征与架构）构建学习脉络，辅以问题引导、案例分析及表格归纳等学习支架。 其亮点在于生活化实例丰富（如智能农业传感器、城市交通信号灯），注重数字化学习（利用AI大模型自主探究）与实践探究（设计校园智能储物柜、分析防汛预警系统架构），结合信息意识（感知数据传递）与计算思维（分解架构功能）。学生能联系生活提升应用能力，教师可借助清晰结构与案例提高教学效率。

第一单元 万物互联的奥秘 第二节 初识物联网 1 教学目标： 1、分析身边的物联网应用实例，了解物联网的特征。 2、剖析物联网应用场景，初步认识物联网的架构。能识别物联网一般架构各层级在实际应用中的具体体现，准确把握不同层级的功能边界。 3、尝试结合生活需求，设计基于物联网架构的简易创新应用方案，如校园智能储物柜、家庭植物智能养护系统等。 2 思考：生活中丰富的物联网应用，如智能家居系统中远程控制家电、智能交通中的交通流量实时监测与调控、智能医疗中的远程健康监测设备等场景，这些设备是如何实现相互通信和智能运作的呢？ 导入 3 阅读教材，利用搜索引擎，结合人工智能大模型探索以下问题： 1.阅读教材中关于物联网的主要特征和一般架构的相关内容，并在阅读过程中标记出关键信息。 2.物联网的主要特征有哪些？ 3.物联网是怎样的架构？ 自主探索 物联网实现物物相连，离不开传感、通信、信息处理和自动化等一系列技术。这些技术可以让物与物之间实现相互感知、通信、控制。 4 一、物联网的主要特征 高效点拨 物联网融合了网络、通信、传感、自动化等技术，具有全面感知、可靠传递和智能处理的特征。 5 1、全面感知 物联网利用二维码、传感器、定位器及射频识别（RFID）等技术获取物体及环境信息，可实现对现实世界各种物理现象的普遍感知。 例如1：应用识别技术，扫描图书馆中一本图书上的条码，就可以了解这本书的基本信息、借还状态、流行程度以及当前书架上的位置等信息。 例如2：在智能农业中，通过部署在农田中的土壤湿度传感器、温度传感器、光照传感器等，可以实时获取土壤墒情、环境温度、光照强度等信息，为精准农业生产提供数据支持。 （1）传感器：英文名称：transducer/sensor，是能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求的检测装置。 传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体变得活了起来，传感器是人类五官的延长。传感器具有微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化等特点，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。新型氮化铝传感器，可以在高达900℃的高温下工作。 传感器一般由敏感元件、转换元件、变换电路和辅助电源四部分组成。 （2）射频识别技术：射频识别（RFID）是 Radio Frequency Identification 的缩写。其原理为阅读器与标签之间进行非接触式的数据通信，达到识别目标的目的。RFID 的应用非常广泛，典型应用有动物晶片、汽车晶片防盗器、门禁管制、停车场管制、生产线自动化、物料管理。 完整的RFID系统由读写器(Reader)、电子标签(Tag)和数据管理系统三部分组成。 2、可靠传递 物联网借助多样化的通信网络，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。 例如：航空物联网的整体部署，实现了航空数据的实时监测与可靠传递，在飞机维护、飞行记录、航班改道、应急响应等 方面发挥了巨大作用，提高了飞行的安全性和效率。 3、智能处理 物联网可利用云计算、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的控制。 例如：城市交通信号灯借助高清摄像头等设备实时收集车流数据，经大数据分析预测车流变化，计算并自动调整红绿灯时长，提升通行效率，减少排放与能耗，改善市民出行体验。 二、物联网的一般架构 物联网是一个开放型体系架构，一般可分为感知层、网络层、平台层和应用层。 高效点拨 1、感知层：物联网的 “感官系统” （1）功能解析：感知层位于架构底层，是物联网数据的 “源头”，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。 2、网络层：物联网的 “神经中枢” （1）功能解析：网络层涵盖了私有网络、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，同时将处理结果返回感知层。 （2）核心技术与案例：​ ①无线通信技术：智能家居中，智能灯泡与智能网关通过 ZigBee 技术通信（低功耗、短距离、多节点），适合家庭内大量设备连接；而户外的智能垃圾桶定位系统，通过 4G/5G 技术将位置数据传输到管理平台（远距离、高带宽），满足跨区域数据传输需求。​ ②有线通信技术：工业物联网中，工厂内的生产设备通过以太网（高速、稳定）连接到控制中心，确保设备运行数据（如转速、温度）实时、无延迟传输，避免无线信号受工业环境干扰。​ ③网关技术：在智慧校园中，教室的温湿度传感器（ZigBee通信）、智能黑板（Wi-Fi 通信）通过校园网关实现协议转换，将不同格式的数据统一转换为 TCP/IP 协议数据，再传输到学校的智慧校园平台，解决 “数据孤岛” 问题。 案例：在医疗物联网中，网络层实现了医疗设备与数据中心、医疗机构之间的信息传输和交互。例如：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，以实现家庭健康指导、手术示教、远程会诊以及远程监护等。 3、平台层：物联网的 “大脑与手脚” （1）功能解析：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，同时为应用层提供智能计算处理的支持。 （2）核心技术与案例：​ ①云计算技术：在城市智能停车系统中，遍布城市的停车位传感器将 “空闲 / 占用” 数据传输到云端服务器，云端通过计算实时更新各区域停车信息，并推送到用户手机 APP，实现停车位预约与导航，避免本地服务器存储与计算能力不足的问题。​ ②大数据分析技术：在智能零售中，商场通过摄像头（感知层）采集顾客动线数据，网络层传输到云端后，应用层通过大数据分析识别热门商品区域、顾客停留时长等信息，帮助商场优化商品摆放位置、调整促销策略。​ ③人工智能技术：在智能安防中，摄像头采集的视频数据经网络层传输后，应用层的 AI 算法（如人脸识别、行为分析）可实时识别异常行为（如攀爬围墙、长时间徘徊），自动触发警报并通知安保人员，提升安防效率。 4、应用层 （1）功能解析：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。 （2）案例：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。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和便捷的体验。 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。防汛预警系统通过在关键地点布设多种传感器，实时监测降雨量、水位以及排水系统情况，将收集到的数据通过网络发送到控制中心，借助数据分析实现预警，最大限度地降低暴雨、洪水等自然灾害带来的安全风险。 下图是某防汛预警系统的示意图，请讨论分析该系统的物联网架构，说说各架构的软硬件设备有哪些？有什么功能？ 探究活动 物联网架构 相关软硬件 功能 应用层 手机、电脑等终端应用 防汛排涝监测、预警等 平台层 防汛预警监控中心相关软硬件 对收集到的雨量、水位等数据进行分析、处理，实现预警决策等 网络层 互联网、移动通信网络、专用网络等 负责数据的传输，将感知层收集的数据传输到平台层，同时将平台层的指令等传输到相关设备 感知层 雷达水位计、电子水尺、雨量计、视频球机、管道流量计、窨井液位计、视频遥测终端、管网遥测终端机等 实时监测降雨量、水位以及排水系统等情况，收集相关数据 1、物联网的主要特征：全面感知、可靠传递、智能处理。 2、物联网的一般架构：感知层、网络层、平台层、应用层。 课堂总结 展示完毕 感谢您的聆听 25 $