内容正文:
第4课 物物相联有价值
物联网实践与探索(八年级)
思考?
01
02
造成这场“意外”的主要原因是什么??
有没有一种解决方案能帮我们自动关上窗户?
接下来,让我们通过“物联窗户”这个有趣的案例,深入探索物联网为社会发展带来的重要价值!
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物联窗户解决的现实问题
一旦检测到降雨,窗户自动关闭,有效防止雨水倒灌。
01 雨天卫士:自动感应关窗
实时监测室内二氧化碳浓度,当浓度过高时自动开启缝隙通风模式。
实时监测室外PM2.5浓度,当空气质量超标时自动关闭窗户,并智能联动开启空气净化器。
03 健康护盾:隔绝空气污染
出门匆忙忘记关窗?通过手机APP即可实时查看窗户状态,无论身在何处,指尖轻点即可远程关闭。
04 健忘救星:远程一键关窗
窗户是怎么“知道”下雨的?
02 呼吸管家:自动通风换气
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互联网如何获得各类环境数据?
物联网中的传感器就像遍布在世界各个角落的“神经触角”,每时每刻都在现实世界中感知和检测,源源不断地为互联网输送各种各样的数据。
基于物联网中传感器获取的海量数据,可以对环境进行更深入的分析、更准确的判断和更灵活的反馈,分析处理后的数据再通过可视化呈现,为决策提供参考。
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互联网如何获得各类环境数据?
基于物联网中传感器获取的海量数据,可以对环境进行更深入的分析、更准确的判断和更灵活的反馈,分析处理后的数据再通过可视化呈现,为决策提供参考。
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学习活动 1:查看天气实况图
在中央气象台网站查看本地的天气实况图。思考并回答这些图表是基于什么数据生成的?这些数据是如何获取的?
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丰富实时数据的作用
在应用商店(市场)中搜索“传感器”,找到可以调用智能终端中的传感器检测环境声音的软件,读取传感器的值并显示出来。
基于气温传感器生成的气温图表
基于各地的气温数据生成图表,需要将大量的温度传感器分布在全国各地获取温度数据。
物联网是大数据的基石,没有传感器采集的海量数据,大数据的分析也就无从而来。
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学习活动 2:设计物联窗户方案
在应用商店(市场)中搜索“传感器”,找到可以调用智能终端中的传感器检测环境声音的软件,读取传感器的值并显示出来。
实现万物互联,不仅能感知数据,还能通过网络实现远程控制,即通过远程发送控制指令进行控制。
在雨天没关窗户可能导致家中进水,造成财产损失。尝试设计一种物联窗户的方案,实现远程关闭窗户的功能。
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在应用商店(市场)中搜索“传感器”,找到可以调用智能终端中的传感器检测环境声音的软件,读取传感器的值并显示出来。
方案一:根据当地的天气预报预测可能会下雨的时间点,设置在这个时间点之前自动关窗。
自动关窗
学习活动 2:设计物联窗户方案
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在应用商店(市场)中搜索“传感器”,找到可以调用智能终端中的传感器检测环境声音的软件,读取传感器的值并显示出来。
方案二:在窗户外面安装传感器,检测到下雨就自动关窗。
不关窗
自动关窗
传感器
学习活动 2:设计物联窗户方案
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在应用商店(市场)中搜索“传感器”,找到可以调用智能终端中的传感器检测环境声音的软件,读取传感器的值并显示出来。
方案三:在手机上发送关窗指令,即可自动关窗。
发送指令
关闭窗户
关闭窗户
收到!
收到!
收到
学习活动 2:设计物联窗户方案
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传感器协同带来的新智能
在应用商店(市场)中搜索“传感器”,找到可以调用智能终端中的传感器检测环境声音的软件,读取传感器的值并显示出来。
将传感器采集的数据融合,进行协同控制,可以在本地完成,也可以通过网络完成。
本地不同种类传感器的协同
传感器 自动开灯
光照不足
人靠近
光照不足
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在应用商店(市场)中搜索“传感器”,找到可以调用智能终端中的传感器检测环境声音的软件,读取传感器的值并显示出来。
传感器协同带来的新智能
2.网络传感器的协同
传感器数量 结果
单个 测出单个点的水质情况。
多个 测出各点的水质情况,分析整个河道水质变化。
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在应用商店(市场)中搜索“传感器”,找到可以调用智能终端中的传感器检测环境声音的软件,读取传感器的值并显示出来。
传感器协同带来的新智能
出现异常
得到反馈
告知后方车主道路情况
车速缓慢
前方堵车
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在应用商店(市场)中搜索“传感器”,找到可以调用智能终端中的传感器检测环境声音的软件,读取传感器的值并显示出来。
传感器协同带来的新智能
全方位的“感官”系统
光照传感器
实时监测阳光强度,精准感知环境明暗变化。
温度传感器
捕捉室内外温差,智能调控室内舒适度。
雨水传感器
敏锐探测降雨情况,即时响应防护机制。
人体红外传感器
感应室内人员活动,自动联动场景模式。
自适应的智慧场景响应
☀️ 晴天午后
强光高温时,自动调暗玻璃并开窗通风,保持室内凉爽。
🏠 傍晚归家
感应主人归来且天色变暗,自动开启窗帘迎接。
🌙 深夜安睡
主人入睡后,关闭窗帘并保持微通风,静谧舒适。
🌧️ 突遇降雨
监测到雨水后,立即关闭窗户,防止雨水侵入。
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在应用商店(市场)中搜索“传感器”,找到可以调用智能终端中的传感器检测环境声音的软件,读取传感器的值并显示出来。
物联网的安全风险
物联网在带来生活便利的同时,安全问题不容忽视,物联设备遭攻击及传感器数据被利用均可能引发严重后果,甚至危害国家信息安全。
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在应用商店(市场)中搜索“传感器”,找到可以调用智能终端中的传感器检测环境声音的软件,读取传感器的值并显示出来。
物联网的安全风险
01 隐私边界的挑战
物联设备都是物理实体,如果遭到攻击,可能产生比较严重的后果。
02 网络安全的隐患
智能设备时刻采集着我们的生活轨迹与习惯数据,这些数据如何被存储、使用和保护?如何避免个人隐私甚至国家信息安全造成危害?
03 人机共生的反思
智能家居系统一旦被黑客攻破,不仅是个人信息的泄露,更可能导致门锁被开、监控被窃听,甚至引发能源系统的失控,威胁人身安全。
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在应用商店(市场)中搜索“传感器”,找到可以调用智能终端中的传感器检测环境声音的软件,读取传感器的值并显示出来。
学习活动 3:监测点存在的作用
根据相关报道,为确保气象数据的准确性,气象部门会在单个城市设置数千个气象监测点。
为何需要部署这么多的监测点?这些监测点对于气象预测有哪些重要意义?
监测点越多,对天气的了解就越全面,预报越准确,对于预测极端天气非常重要,还可以避免单一监测点存在的数据异常或者错误。
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