第一单元第2节《初识物联网》课件 2026-2027学年川教版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知识，核心讲解物联网“全面感知、可靠传输、智能处理”三大特征及感知层、网络层、平台层、应用层架构。通过“独居老人的烦恼”情境导入，结合旧知回顾物联网定义，以智慧农业案例引出特征，再分解问题探究架构，搭建递进式学习支架。 其亮点在于项目式学习与真实案例结合，如设计独居老人智能手环项目，引导学生分解问题、设计算法，培养计算思维。防汛预警系统探究活动让学生分析架构软硬件，提升信息意识。课堂练习与总结巩固知识，学生能提升解决问题能力，教师可借助丰富案例与活动优化教学。

第一单元 万物互联的奥秘 项目主题 畅想物联生活 项目背景 物联网正悄悄改变着我们的生活。我们可以通过智能设备来监测健康和远程操控家电，利用智能技术让工农业生产更高效高产……本项目旨在通过分析身边的物联网应用，初步认识物联网技术，以思维导图、多媒体作品等形式，描绘自己在物联网时代的生活场景。 项目目标 1、通过感受物联网应用场景，知道物联网与互联网的异同，认识物联网普及对学习和生活的影响。 2、了解身边的物联网技术，感受物联网给人们的学习、生活和工作方式带来的改变。 学习过程 互联到物联 互联网与物联网 万物互联的时代 初始物联网 物联网的主要特征 物联网的一般架构 展望物联网 物联网发展趋势 畅想物联生活 第二节 初识物联网 学习目标 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。 旧知回顾——物联网 物联网（Internet of Things，简称IoT）通过信息传感设备，按照约定的协议，将物体与网络相连接，进行信息交换与共享，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等功能。 通过感知设备感知信息，按照约定的协议传输信息，最终达到智能应用的目的，以实现对物体智能化管理的一种网络。 智慧农业-大棚环境采集控制系统 1.物联网的特征 名称 设备 作用 采集数据 传输数据 处理数据 有线网络和无线网络 传输采集数据 智慧农业云平台管理系统 智能化管理 传感器 全面的信息采集和获取 物联网具有”全面感知“、”可靠传输“、”智能处理“三大特征。 1.1全面感知 全面感知：利用无线射频识别，传感器，二维码等手段，准确、全面、实时地感知物体的真实信息。 1.1全面感知 识别技术：物联网的“身份证” 如何快速、准确地认出物品或身份？条码与RFID是两种常见技术。 条码识别 通过光学扫描，成本低廉。但需近距离、一对一扫描，信息通常不可修改。 适用场景：超市收银 VS RFID技术 通过无线射频感应，可远距离、非接触读取，信息可重复读写，抗污染能力强。 适用场景：物流追踪 可靠传输：利用WiFi，蓝牙，星闪等短距离无线网络技术，以及GPRS(2.5G), 3G, 4G, 5G, NB-IoT(窄带物联网）等移动通信技术，将全面感知到的信息，实时、高效、安全的传输，实现信息共享和有效利用。 1.2可靠传输 1.3智能处理 智能处理：利用云计算、人工智能等技术，实现智能化的决策和控制。 思考活动——独居老人的烦恼 其实我也不怕跌倒， 哪个老人不会跌倒呢， 我怕的，是跌倒了 却没人可以帮我…… 同学们，让我们用刚刚学习到的物联网的知识去帮帮独居老人吧！ 分析问题——独居老人的烦恼 独居老人在家跌倒了无人知道、不能及时得到救助。 如何解决这个问题呢？ 制作一个基于物联网的智能求助手环信息系统。 分析问题——独居老人的烦恼 老人手环 子女手环 物联网让物与物之间实现信息交换与共享 物 物 分解问题——独居老人的烦恼 小组讨论，思考要实现“智能求助手环”的物联功能，帮助老人在家跌倒后能及时、精准通知到家人，需要解决哪些问题？ 分解问题——独居老人的烦恼 利用传感器实时获取老人走路的信息 1.如何感知老人走路的情况？（姿势、速度等） 第一步： 信息采集 分解问题——独居老人的烦恼 共享单车 WIFI 3G/4G/5G等移动通信技术 2.如何将老人走路的信息传输到子女的手环上？ 分解问题——独居老人的烦恼 老人手环 子女手环 A 走路信息 B 走路信息 物联网平台 走路信息 （MQTT） A B 2.如何将老人走路的信息传输到子女的手环上？ 分解问题——独居老人的烦恼 第二步：信息传输 1.wifi连接 2.easyiot物联网平台和MQTT网关配置 2.如何将老人走路的信息传输到子女的手环上？ 分解问题——独居老人的烦恼 老人走路的信息 分析、处理 判断老人是否摔倒 及时救助 应用 3.子女的手环如何判断老人是否摔倒，并做出响铃提醒？ 分解问题——独居老人的烦恼 第三步：信息的处理和应用 1.算法设计 2.编程实现 3.子女的手环如何判断老人是否摔倒，并做出响铃提醒？ 分解问题——独居老人的烦恼 信息采集 信息传输 信息处理和应用 智能处理 可靠传输 全面感知 架构 特征 实现步骤 物联网的架构 物联网一般由感知层、网络层、平台层、应用层四层组成。 物联网的架构 物联网一般由感知层、网络层、平台层、应用层四层组成。 架构 作用 感知层 网络层 平台层 应用层 感知层是物联网的底层，负责物联网的物体识别和信息采集。 感知层设备包括传感器、二维码、RFID、摄像头、GPS等。相当于耳、眼。 网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网等组成，负责传递感知层获取的信息。相当于人的神经中枢。 平台层主要由网络管理系统、云计算平台等组成，相当于人的大脑，运用智能技术对海量数据和信息进行处理。 应用层是物联网和用户(包括人、 组织和其他系统)的接口，与行业需求结合，实现物联网的智能应用，如智能农业、环境监测、智慧交通、智慧校园、智能家居、智慧物流等。 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 探究活动 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 1.关于物联网的主要特征，下列说法错误的是（ ）​ A. 具有感知性，能够采集温度、湿度等环境信息​ B. 具有互联性，可实现不同设备之间的信息通信​ C. 具有智能性，能对采集的数据进行处理并做出响应​ D. 具有单一性，仅能连接同一种类型的智能设备 D 课堂练习 2.在物联网的三层架构中，负责采集物理世界数据的设备（如温湿度传感器、RFID 标签）属于哪一层？（ ）​ A. 感知层​ B. 网络层​ C. 应用层​ D. 传输层 A 课堂练习 3.物联网的网络层主要承担的功能是（ ）​ A. 采集农田的土壤肥力数据​ B. 将感知层采集的信息传输到指定平台​ C. 控制智能门锁的开关状态​ D. 分析商场的用户购物数据 B 课堂练习 4.初中信息科技课程中介绍的物联网核心架构层次不包括（ ）​ A. 感知层​ B. 网络层​ C. 数据层​ D. 应用层 C 课堂练习 5.下列场景中，属于物联网应用层功能的是（ ）​ A. 用 RFID 标签识别超市商品信息​ B. 用 5G 网络传递智能手环的运动数据​ C. 用智能电饭煲实现定时煮饭​ D. 用红外传感器检测房间是否有人 C 课堂练习 谢谢观看 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.28.100 $