資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
人工智能物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)設(shè)計(jì)
課題 人工智能物聯(lián)網(wǎng) 單元 走進(jìn)物聯(lián)網(wǎng) 學(xué)科 初中信息科技 年級 八年級
教材分析 本課深入探討了人工智能物聯(lián)網(wǎng)的概念、應(yīng)用及其與大數(shù)據(jù)的關(guān)系。通過豐富的實(shí)例和拓展閱讀，使學(xué)生更直觀地理解AIoT如何影響我們的生活。教材結(jié)構(gòu)清晰，先介紹人工智能與物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)知識，再詳細(xì)解析智能家居、智能交通等具體應(yīng)用場景，最后通過項(xiàng)目實(shí)踐鞏固所學(xué)知識。這種循序漸進(jìn)的教學(xué)方法有助于學(xué)生系統(tǒng)地掌握人工智能物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)知識。同時，教材還注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維，通過動手設(shè)計(jì)智能產(chǎn)品的項(xiàng)目，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和探索精神。
學(xué)習(xí)目標(biāo) 信息意識：培養(yǎng)對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的感知能力，能夠主動關(guān)注并理解物聯(lián)網(wǎng)在日常生活中的應(yīng)用。計(jì)算思維：培養(yǎng)邏輯思維能力，學(xué)會利用計(jì)算思維去分析和解決物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中遇到的問題。數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：培養(yǎng)創(chuàng)新精神，在物聯(lián)網(wǎng)和人工智能的融合應(yīng)用中探索新的學(xué)習(xí)方法和應(yīng)用模式。信息社會責(zé)任：增強(qiáng)社會責(zé)任感，在使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)時考慮到社會影響，遵守相關(guān)法律法規(guī)，不利用技術(shù)進(jìn)行非法活動。
重點(diǎn) 深入理解AIoT作為物聯(lián)網(wǎng)與人工智能融合的新形態(tài)，掌握其核心概念、架構(gòu)及與傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別。詳細(xì)探討物聯(lián)網(wǎng)在智能家居、智能交通、智慧校園等領(lǐng)域的具體應(yīng)用，理解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如何改善和便利我們的生活。
難點(diǎn) 理解大數(shù)據(jù)作為AIoT“大腦”的角色，以及其在存儲、管理、分析方面對AIoT發(fā)展的支撐作用。把握AIoT技術(shù)的最新發(fā)展動態(tài)，理解其如何影響并可能顛覆各行各業(yè)，預(yù)測并構(gòu)思未來AIoT服務(wù)的形態(tài)。
教學(xué)過程
教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計(jì)意圖
導(dǎo)入新課 技術(shù)的快速發(fā)展，進(jìn)一步加速了人工智能與物聯(lián)網(wǎng)的融合應(yīng)用。這些技術(shù)進(jìn)步也給醫(yī)療保健、供應(yīng)鏈管理、汽車、教育等各個領(lǐng)域帶來了巨大變化，本課讓我們一起來探討物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)及人工智能的關(guān)系吧。(1)了解人工智能物聯(lián)網(wǎng)的概念。(2)了解物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)的關(guān)系。(3)掌握常見的物聯(lián)網(wǎng)具體應(yīng)用。 初步了解本課學(xué)習(xí)的主題即探討物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)及人工智能的關(guān)系。 明確本課學(xué)習(xí)主題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
講授新課 一、人工智能與物聯(lián)網(wǎng)(一)認(rèn)識人工智能1.人工智能的定義出行前，輕觸手機(jī)，不多時出租車就會出現(xiàn)在我們面前；外出時，對著智能設(shè)備，說出目的地，導(dǎo)航系統(tǒng)就會自動選擇最優(yōu)路線，一路指引我們順利到達(dá)；遇到不認(rèn)識的植物或物品時，拍照識別，馬上就會知道它是什么;當(dāng)心情不好的時候，智能的手機(jī)助手會陪我們聊天，給我們唱歌、講故事，這些都是人工智能的應(yīng)用。人工智能(ArtificialIntelligence,AI)是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。交通、航天、醫(yī)療、教育等諸多領(lǐng)域都先后采用了人工智能技術(shù)，各種智能產(chǎn)品也逐步進(jìn)入人們的日常生活，而且具有越來越智能化、人性化的趨勢，目前生活中常見的人工智能技術(shù)有指紋識別、人臉識別、自動駕駛技術(shù)、機(jī)器人等，圖3-1、圖3-2所示為智能灌溉和智能出租車。思考活動請同學(xué)們交流討論，人工智能技術(shù)給人們的日常生活帶來了哪些改變 2.智能機(jī)器人提到人工智能，人們馬上會想到機(jī)器人。其實(shí)，機(jī)器人不過是人工智能的一個實(shí)體，如果離開人工智能，機(jī)器人就只是一個玩具，如圖3-3所示。智能機(jī)器人之所以叫智能機(jī)器人，這是因?yàn)樗邢喈?dāng)發(fā)達(dá)的“大腦”,而在“大腦”中起作用的是中央處理器。智能機(jī)器人在當(dāng)今社會變得越來越重要，越來越多的領(lǐng)域和崗位都需要智能機(jī)器人參與，這使得智能機(jī)器人的研究也越來越深入。隨著智能機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，智能機(jī)器人必將走進(jìn)千家萬戶，更好地服務(wù)人們的生活。拓展閱讀——先進(jìn)的人形機(jī)器人先進(jìn)的人形機(jī)器人通常會在機(jī)器人全身多個部位安裝具有不同功能的裝置和傳感器。比如，機(jī)器人頭部的傳聲器和聲音傳感器用于測量聲音的來源方向和大小等，攝像頭用于識別對方的臉和表情及獲取周圍的情況，揚(yáng)聲器用來與人交流，觸碰傳感器可以感知頭部被觸碰，紅外線傳感器可以感知周圍是否有人或物存在，3D傳感器可以測量與周圍的人或物的距離。頭頂、眼部、耳朵等處的LED燈可以顯示機(jī)器人的狀態(tài)或用于表達(dá)機(jī)器人的“情感”。腳部四周的激光傳感器可以通過檢測反射回來的激光掌握周圍的情況。超聲波傳感器可以辨別透光物質(zhì)的存在。另外，機(jī)器人的手臂、胸口、腿部等還安裝有防撞傳感器、陀螺儀傳感器等。機(jī)器人通過這些傳感器來完成“看”“聽”“說”“感知”“判斷”等行為，進(jìn)而指揮體內(nèi)的伺服電動機(jī)和驅(qū)動裝置實(shí)現(xiàn)行進(jìn)、移動、轉(zhuǎn)向等動作。(二)人工智能物聯(lián)網(wǎng)1.AIoTAIoT(人工智能物聯(lián)網(wǎng))=AI(人工智能)+IoT(物聯(lián)網(wǎng))。AIoT融合AI技術(shù)和IoT技術(shù)，通過物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生、收集來自不同維度的、海量的數(shù)據(jù)存儲于云端、邊緣端，再通過大數(shù)據(jù)分析，以及更高形式的人工智能，實(shí)現(xiàn)萬物數(shù)據(jù)化、萬物智聯(lián)化。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與人工智能相融合，最終追求的是形成一個智能化生態(tài)體系，在該體系內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了不同智能終端設(shè)備之間、不同系統(tǒng)平臺之間、不同應(yīng)用場景之間的互融互通，萬物互融，如圖3-4所示。AIoT作為一種新的IoT應(yīng)用形態(tài)存在，與傳統(tǒng)的IoT區(qū)別在于，傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)是通過有線和無線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)物—物、人—物之間的相互連接，而AIoT不僅是實(shí)現(xiàn)設(shè)備和場景之間的互聯(lián)互通，還要實(shí)現(xiàn)物—物、人—物、物—人、人—物—服務(wù)之間的連接和數(shù)據(jù)的互通，以及人工智能技術(shù)對物聯(lián)網(wǎng)的賦能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)萬物之間的相互融合。使得用戶獲得更加個性化、更友好的使用體驗(yàn)，以及更暢快的操控感受，最終目的是讓用戶或使用方獲得“安全、簡單、便捷、舒適的體驗(yàn)”。2.大數(shù)據(jù)的作用無論是AI,還是物聯(lián)網(wǎng)，都離不開一個關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)是萬物互聯(lián)、人機(jī)交互的基礎(chǔ)。AI的介入讓IoT有了連接的“大腦”。同樣，歸功于當(dāng)前存儲技術(shù)發(fā)展，讓數(shù)據(jù)有了基本的“后勤保障”。云服務(wù)的快速擴(kuò)張，則讓數(shù)據(jù)有了發(fā)揮價值的物質(zhì)基礎(chǔ)。目前，流行的大數(shù)據(jù)是一種規(guī)模在獲取、存儲、管理、分析方面大大超出了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件工具能力范圍的數(shù)據(jù)集合，具有大量、高速、多樣、低價值密度和真實(shí)性五個特點(diǎn)。我們生活中也有許多大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，比如疫情防控期間我們所用的健康碼，其實(shí)，也就是基于大數(shù)據(jù)，采集每位用戶的行動軌跡，然后自動生成綠碼或者紅碼。此外，大數(shù)據(jù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到語音智能識別、智慧城市和信息安全、醫(yī)療、交通等方方面面。AI、IoT“一體化”后，“人工智能”逐漸向“應(yīng)用智能”發(fā)展。深度學(xué)習(xí)需要物聯(lián)網(wǎng)的傳感器收集得到的數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)，也需要靠人工智能做到正確的辨識、發(fā)現(xiàn)異常、預(yù)測未來。由此可見，人工智能結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)(AIoT)是未來的發(fā)展趨勢，而這樣的發(fā)展，影響到各行各業(yè)，甚至?xí)嵏伯a(chǎn)業(yè)，也就是說，接下來AIoT服務(wù)，將在我們身邊大量出現(xiàn)。拓展閱讀——深度學(xué)習(xí)深度學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)樣本數(shù)據(jù)的內(nèi)在規(guī)律和表示層次，這些學(xué)習(xí)過程中獲得的信息對諸如文字、圖像和聲音等數(shù)據(jù)的解釋有很大的幫助。它的最終目標(biāo)是讓機(jī)器能夠像人一樣具有分析學(xué)習(xí)能力，能夠識別文字、圖像和聲音等數(shù)據(jù)。深度學(xué)習(xí)是一個復(fù)雜的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，在語音和圖像識別方面取得的效果，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過先前。目前，深度學(xué)習(xí)在搜索技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)、機(jī)器翻譯、自然語言處理、多媒體學(xué)習(xí)、語音、推薦和個性化技術(shù)，以及其他相關(guān)領(lǐng)域都取得了很多成果。深度學(xué)習(xí)使機(jī)器可以進(jìn)行模仿視聽和思考等人類的活動，解決了很多復(fù)雜的模式識別難題，使得人工智能相關(guān)技術(shù)取得了很大進(jìn)步。二、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用目前，物聯(lián)網(wǎng)已廣泛運(yùn)用于我們生活的方方面面。接下來，我們將圍繞“智能家居”“智能交通”“智慧校園”三個方面展開應(yīng)用分析。(一)智能家居智能化的家居給生活帶來了更高品質(zhì)，它利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將家用設(shè)備，如照明系統(tǒng)、家用電器等通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動化。智能家居還可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控，給家庭安全帶來保障。智能家居主要包含以下四個部分。1.智能照明系統(tǒng)智能照明系統(tǒng)是利用先進(jìn)電磁調(diào)壓及電子感應(yīng)技術(shù)，改善照明電路中不平衡負(fù)荷所帶來的額外功耗，提高功率因數(shù)，降低燈具和線路的工作溫度，達(dá)到優(yōu)化照明控制系統(tǒng)的目的，如圖3-5所示。2.家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集中心軟件、數(shù)據(jù)采集器、溫濕度傳感器、地溫傳感器、風(fēng)速傳感器、大氣壓力、噪聲傳感器、照度傳感器、氣體傳感器組成。3.智能家居控制系統(tǒng)智能家居控制系統(tǒng)是智能家居的核心，是智能家居控制功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，它是以智能家居系統(tǒng)為平臺，家居電器及家電設(shè)備為主要控制對象，將家居生活有關(guān)的設(shè)施進(jìn)行高效集成，構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事務(wù)的控制管理系統(tǒng)，提升了家居的智能性，并實(shí)現(xiàn)環(huán)保控制系統(tǒng)平臺，如圖3-6所示。4.智能門鎖智能門鎖是指在傳統(tǒng)機(jī)械鎖的基礎(chǔ)上改進(jìn)的，使用磁卡、指紋、手機(jī)、刷臉等驗(yàn)證方式，在用戶安全性、識別、管理性方面更加智能化、簡便化的鎖具，如圖3-7所示。(二)智能交通物聯(lián)網(wǎng)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用，為人們高效地管理交通、優(yōu)化調(diào)度交通資源、合理選擇出行路線提供了可能。智能交通系統(tǒng)包括公交監(jiān)控系統(tǒng)、智能調(diào)度、智能化公交站點(diǎn)、智能化城市地圖等。1.公交監(jiān)控系統(tǒng)公交監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)各城市的具體情況，除了傳統(tǒng)的公交系統(tǒng)外，許多大中城市紛紛建設(shè)快速公交(BRT),主要監(jiān)控重點(diǎn)是公交車、停車場、維修點(diǎn)等區(qū)域，以采集城市實(shí)時交通狀況如交通流量、速度、通暢程度以及安全系數(shù)等視頻信號，及時掌控監(jiān)控點(diǎn)周圍交通突發(fā)事件的細(xì)節(jié)和交通堵塞情況，并進(jìn)行集中調(diào)度、統(tǒng)一管理，達(dá)到消除各種隱患的目的。2.智能化公交站點(diǎn)智能公交站牌是一種專為在指定地點(diǎn)等車的乘客提供的一種車輛信息展示。在智慧公交站牌上面，我們可以看到當(dāng)天的日期，每輛經(jīng)過該站點(diǎn)的公交車的信息，如車牌號、距離本站有多遠(yuǎn)，還有多長時間可以到達(dá)本站等。有些公交站牌上還有比較人性化的設(shè)計(jì)，如提示你今天出行的天氣情況，以及在車輛即將進(jìn)站時，會提醒你車輛即將要進(jìn)站，還會祝愿你一路順風(fēng)，如圖3-8所示。3.智能化城市地圖智能化城市地圖已得到越來越多的運(yùn)用，無論是在自家附近還是在不熟悉的城市，直接打開導(dǎo)航就可以順利抵達(dá)目的地，完全不用擔(dān)心會在外面迷路。尤其是隨著軟件的不斷更新，即便在山野等偏僻地段，也能夠通過導(dǎo)航進(jìn)行定位，所以智能化城市地圖已然成為現(xiàn)代生活之中不可缺少的部分，如圖3-9所示。思考活動請同學(xué)們交流討論在日常生活中，人們還會利用物聯(lián)網(wǎng)的哪些技術(shù)。(三)智慧校園智慧校園指的是以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的智慧化的校園工作、學(xué)習(xí)和生活一體化環(huán)境，這個一體化環(huán)境以各種應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)為載體，將教學(xué)、科研、管理和校園生活進(jìn)行充分融合，也就是通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，連接校園網(wǎng)中的不同個體，如圖3-10所示。1.智能班牌智慧班牌與傳統(tǒng)的電子班牌不同，是普通電子班牌的升級版，在功能服務(wù)上有著更全面的展現(xiàn)，重視學(xué)生和老師的溝通交流及即時的數(shù)據(jù)交互，可用來實(shí)時顯示信息，如學(xué)校通知、班級通知、考勤狀態(tài)等信息內(nèi)容，達(dá)到智能考勤管理等功能，如圖3-11所示。在教室門口安裝的智慧班牌，能夠展示班級集體的風(fēng)采照片、校園班級信息、課程表、考勤信息等班級內(nèi)容，可通過文字、圖片、視頻等多種形式展示，使班級風(fēng)采更加個性化。思考活動你的學(xué)校是不是智慧校園 去找一找。2.校園一卡通通過學(xué)校數(shù)據(jù)庫連接，門禁系統(tǒng)與學(xué)生個人信息匹配，做到無人管理，就能出入寢室門。水電、飯卡等都可直接與銀行卡綁定，進(jìn)行線上充值服務(wù)，擺脫學(xué)校固定的充值時間，給學(xué)生的校園生活提供便利，如圖3-12所示。(四)城市大腦城市大腦是按照城市學(xué)“城市生命體”理論和“互聯(lián)網(wǎng)+現(xiàn)代治理”思維，基于云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新一代信息技術(shù)構(gòu)建的，支撐經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展及政府?dāng)?shù)字化轉(zhuǎn)型的開放式智能平臺，是新型智慧城市建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。形象地講，如果說過去的城市治理和社會治理是條塊分割、各負(fù)其責(zé)，那么城市大腦就是協(xié)同各部門、各單位、各領(lǐng)域數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)的核心中樞。拓展學(xué)習(xí)——工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)1.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)概念與特點(diǎn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）是指通過將傳感器、設(shè)備、機(jī)器等物理設(shè)施連接到云計(jì)算和其他數(shù)字技術(shù)上，從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動化和改進(jìn)生產(chǎn)流程的技術(shù)。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)具有智能感知、泛在連通、數(shù)字建模、實(shí)時分析、精準(zhǔn)控制和迭代優(yōu)化等六大典型特征。它利用傳感器、射頻識別等感知手段獲取工業(yè)全生命周期內(nèi)的不同維度的信息數(shù)據(jù)，并通過有線或無線方式實(shí)現(xiàn)工業(yè)資源的互聯(lián)互通。2.關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)：包括感知控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、信息處理技術(shù)和安全管理技術(shù)等。感知控制技術(shù)主要涉及傳感器、射頻識別等；網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)則包括以太網(wǎng)、無線通信技術(shù)等；信息處理技術(shù)則涵蓋數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)建模和數(shù)據(jù)存儲等；安全管理技術(shù)則注重加密認(rèn)證、入侵防御等。應(yīng)用領(lǐng)域：工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用于制造業(yè)、能源、礦山、交通、運(yùn)輸?shù)榷鄠€行業(yè)領(lǐng)域。在制造業(yè)中，它可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能制造和預(yù)測性維護(hù)；在能源領(lǐng)域，它可以監(jiān)測和管理工廠和設(shè)備的能源消耗；在物流行業(yè)，它可以實(shí)現(xiàn)貨物跟蹤、智能存儲和自動化操作等。拓展學(xué)習(xí)——農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通過各種傳感器、射頻識別、視覺采集終端等感知設(shè)備，廣泛采集大田種植、設(shè)施園藝、畜禽養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)產(chǎn)品物流等領(lǐng)域的現(xiàn)場信息，并通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)等信息傳輸通道，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息的多尺度可靠傳輸。最終，這些信息被融合、處理，并通過智能化操作終端實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的自動化生產(chǎn)、最優(yōu)化控制、智能化管理、系統(tǒng)化物流、電子化交易，進(jìn)而達(dá)到農(nóng)業(yè)集約、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)和安全的目標(biāo)。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)無線傳感技術(shù)：通過無線傳感器節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對農(nóng)田環(huán)境參數(shù)的實(shí)時監(jiān)測，常用的無線傳感技術(shù)包括ZigBee、LoRa等。數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)：將傳感器節(jié)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆破脚_進(jìn)行處理和分析，常用的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)包括4G、5G、NB-IoT等。數(shù)據(jù)存儲與處理技術(shù)：處理大量的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和分析，常用的數(shù)據(jù)存儲與處理技術(shù)包括云存儲、大數(shù)據(jù)分析等。安全與隱私保護(hù)技術(shù)：由于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中涉及大量的敏感數(shù)據(jù)，因此安全與隱私保護(hù)技術(shù)尤為重要，常用的安全與隱私保護(hù)技術(shù)包括數(shù)據(jù)加密、身份認(rèn)證等。數(shù)據(jù)可視化技術(shù)：通過圖表、地圖等數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，農(nóng)戶可以直觀地了解農(nóng)田的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行決策和調(diào)整。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在多個領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，包括：精密農(nóng)業(yè)管理：通過傳感器收集作物生長、土壤、氣候等多方面數(shù)據(jù)，使用數(shù)據(jù)分析技術(shù)對作物健康狀況、生長環(huán)境進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，從而精確調(diào)控農(nóng)業(yè)生產(chǎn)行為，如澆水、施肥、病蟲害預(yù)防等。智能溫室控制：通過傳感器監(jiān)控溫室內(nèi)部環(huán)境，自動控制通風(fēng)、遮陽、加熱和濕度等條件，以提供最適宜植物生長的環(huán)境。畜牧業(yè)監(jiān)控：通過為動物安裝穿戴式設(shè)備或使用環(huán)境傳感器，對動物的健康狀況和生長環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，提升畜牧業(yè)管理水平和動物福利。水產(chǎn)養(yǎng)殖：實(shí)時監(jiān)控水質(zhì)、溫度、溶氧量等關(guān)鍵指標(biāo)，保證水產(chǎn)品的生長環(huán)境，提高養(yǎng)殖效率。農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯：記錄并跟蹤農(nóng)產(chǎn)品從種植、養(yǎng)殖到加工、配送的整個過程，提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性。農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化：無人駕駛拖拉機(jī)、自動化播種機(jī)和收割機(jī)等設(shè)備可以根據(jù)地塊的地形和作物的生長狀況自動調(diào)整操作，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。第一單元活動評價單元框架圖，請同學(xué)們對照圖中的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)。根據(jù)自己的掌握情況勾選相應(yīng)的選項(xiàng)。學(xué)習(xí)內(nèi)容掌握情況物聯(lián)網(wǎng)的概念及架構(gòu)□不了解□了解□理解物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程□不了解□了解□理解物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的異同□不了解□了解□理解感知識別技術(shù)□不了解□了解□理解短距離無線通信技術(shù)□不了解□了解□理解定位技術(shù)□不了解□了解□理解人工智能物聯(lián)網(wǎng)□不了解□了解□理解物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用□不了解□了解□理解 學(xué)習(xí)人工智能的概念。了解常見的人工智能技術(shù)。了解智能機(jī)器人。了解人形機(jī)器人。學(xué)習(xí)人工智能物聯(lián)網(wǎng))的概念。了解AIoT與IoT的區(qū)別。學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)的作用。了解深度學(xué)習(xí)的含義。學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)在智能家居方面的應(yīng)用。學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)在智能交通方面的應(yīng)用。學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)在智慧校園方面的應(yīng)用。學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)在城市大腦方面的應(yīng)用。學(xué)習(xí)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的概念、特點(diǎn)及其關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域。學(xué)習(xí)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的概念、關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域。對自己的單元學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評價。 引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識人工智能及其在日常生活中的廣泛應(yīng)用，通過具體實(shí)例讓學(xué)生感受人工智能帶來的生活變革。同時，著重介紹智能機(jī)器人作為人工智能的重要載體，其結(jié)構(gòu)、功能及在社會中的角色，激發(fā)學(xué)生對人工智能技術(shù)的興趣。引導(dǎo)學(xué)生理解AIoT（人工智能物聯(lián)網(wǎng)）的概念，以及它與傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別。通過闡述大數(shù)據(jù)在AI和物聯(lián)網(wǎng)中的重要性，以及大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和應(yīng)用實(shí)例，讓學(xué)生認(rèn)識到數(shù)據(jù)在智能化生態(tài)體系中的核心作用。引導(dǎo)學(xué)生了解智能家居的概念及其給生活帶來的高品質(zhì)體驗(yàn)。通過介紹智能家居的四個主要組成部分：智能照明系統(tǒng)、家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、智能家居控制系統(tǒng)和智能門鎖，讓學(xué)生全面認(rèn)識智能家居的功能與應(yīng)用，理解其如何通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)家居自動化與智能化。引導(dǎo)學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用，特別是智能交通系統(tǒng)的構(gòu)成與功能。通過介紹公交監(jiān)控系統(tǒng)、智能化公交站點(diǎn)和智能化城市地圖等實(shí)例，讓學(xué)生認(rèn)識到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如何優(yōu)化交通管理、提升出行體驗(yàn)。最后，通過思考活動，鼓勵學(xué)生探討物聯(lián)網(wǎng)在日常生活中的應(yīng)用，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。引導(dǎo)學(xué)生了解智慧校園的概念及其在實(shí)際校園生活中的應(yīng)用。通過介紹智能班牌和校園一卡通等實(shí)例，讓學(xué)生認(rèn)識到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如何促進(jìn)校園環(huán)境的智慧化，提升教學(xué)、管理以及學(xué)生生活的便捷性和效率。最后，通過思考活動，鼓勵學(xué)生觀察并思考自己學(xué)校是否采用了智慧校園的相關(guān)技術(shù)，以增強(qiáng)其學(xué)習(xí)參與感和實(shí)踐能力。引導(dǎo)學(xué)生了解城市大腦的概念，認(rèn)識其作為新型智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要性，以及在城市治理和社會治理中的核心中樞作用。通過介紹工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的概念、特點(diǎn)及其關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域，幫助學(xué)生全面理解工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基本原理和技術(shù)架構(gòu)，認(rèn)識其在多個行業(yè)領(lǐng)域中的實(shí)際應(yīng)用價值。通過介紹農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的概念、關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域，幫助學(xué)生深入理解農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的工作原理和技術(shù)體系，認(rèn)識其在提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、優(yōu)化農(nóng)業(yè)管理方面的重要作用。引導(dǎo)學(xué)生回顧并總結(jié)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)知識，通過勾選掌握情況，幫助學(xué)生自我評估學(xué)習(xí)成效。
課后練習(xí) (1)討論物聯(lián)網(wǎng)的意義，發(fā)現(xiàn)目前生活中物聯(lián)網(wǎng)的新發(fā)展和新運(yùn)用，再制作思維導(dǎo)圖進(jìn)行交流。(2)調(diào)查生活中的智能產(chǎn)品，填寫下表。應(yīng)用場景產(chǎn)品名稱功能簡介生活學(xué)校工業(yè)農(nóng)業(yè)其他動手設(shè)計(jì)一款未來的智能概念產(chǎn)品，描述其智慧功能或應(yīng)用。 結(jié)合本課學(xué)習(xí)內(nèi)容，獨(dú)立完成課后練習(xí)。 讓學(xué)生通過制作思維導(dǎo)圖，調(diào)查生活中的智能產(chǎn)品及設(shè)計(jì)智能概念產(chǎn)品，深入理解人工智能物聯(lián)網(wǎng)的特征與應(yīng)用，并分析其對日常生活與經(jīng)濟(jì)的影響。
課堂小結(jié) 組織學(xué)生分小組總結(jié)本課學(xué)習(xí)內(nèi)容，請每個小組代表說說自己小組總結(jié)的結(jié)果。教師做最后的補(bǔ)充。參考：本節(jié)課我們深入探討了人工智能物聯(lián)網(wǎng)的概念、大數(shù)據(jù)的作用以及物聯(lián)網(wǎng)在智能家居、智能交通、智慧校園等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。通過學(xué)習(xí)，我們了解到AIoT作為新興的應(yīng)用形態(tài)，實(shí)現(xiàn)了物物、人物之間的互聯(lián)互通與數(shù)據(jù)互通，為用戶帶來更加個性化、便捷的使用體驗(yàn)。同時，我們也認(rèn)識到大數(shù)據(jù)在支撐人工智能和物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的重要角色。課堂還通過豐富的案例和實(shí)踐活動，幫助我們直觀感受物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，激發(fā)了我們對未來智能生活的想象和探索。希望同學(xué)們能繼續(xù)深入學(xué)習(xí)，為未來的智能社會發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。 在小組討論基礎(chǔ)上，推選代表總結(jié)本課學(xué)習(xí)內(nèi)容。其他小組做補(bǔ)充總結(jié)。 學(xué)生自己總結(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容是一種學(xué)習(xí)方法，每次課可以梳理出學(xué)習(xí)了哪些知識、技能方法和思維方式，在頭腦中形成本課程的學(xué)科結(jié)構(gòu)。
板書 從教師板書上歸納本課學(xué)習(xí)內(nèi)容的重點(diǎn)。 通過板書，幫助學(xué)生形成本課學(xué)習(xí)內(nèi)容思維導(dǎo)圖。
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第3課
人工智能物聯(lián)網(wǎng)
八年級
上
01
學(xué)習(xí)目標(biāo)
內(nèi)容總覽
02
新知導(dǎo)入
03
人工智能與物聯(lián)網(wǎng)
04
物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
05
單元活動評價
06
課后練習(xí)
07
課堂小結(jié)
08
板書設(shè)計(jì)
教學(xué)目標(biāo)
增強(qiáng)社會責(zé)任感，在使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)時考慮到社會影響，遵守相關(guān)法律法規(guī)，不利用技術(shù)進(jìn)行非法活動。
信息社會責(zé)任
培養(yǎng)對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的感知能力，能夠主動關(guān)注并理解物聯(lián)網(wǎng)在日常生活中的應(yīng)用。
信息意識
培養(yǎng)邏輯思維能力，學(xué)會利用計(jì)算思維去分析和解決物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中遇到的問題。
計(jì)算思維
激發(fā)創(chuàng)新精神，在物聯(lián)網(wǎng)和人工智能的融合應(yīng)用中探索新的學(xué)習(xí)方法和應(yīng)用模式。
數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新
新知導(dǎo)入
技術(shù)的快速發(fā)展，進(jìn)一步加速了人工智能與物聯(lián)網(wǎng)的融合應(yīng)用。這些技術(shù)進(jìn)步也給醫(yī)療保健、供應(yīng)鏈管理、汽車、教育等各個領(lǐng)域帶來了巨大變化，本課讓我們一起來探討物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)及人工智能的關(guān)系吧。
了解人工智能物聯(lián)網(wǎng)的概念。
了解物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)的關(guān)系。
掌握常見的物聯(lián)網(wǎng)具體應(yīng)用。
02
03
01
探究新知
一、人工智能與物聯(lián)網(wǎng)
1.人工智能的定義
出行前，輕觸手機(jī)，不多時出租車就會出現(xiàn)在我們面前；外出時，對著智能設(shè)備，說出目的地，導(dǎo)航系統(tǒng)就會自動選擇最優(yōu)路線，一路指引我們順利到達(dá)；遇到不認(rèn)識的植物或物品時，拍照識別，馬上就會知道它是什么;當(dāng)心情不好的時候，智能的手機(jī)助手會陪我們聊天，給我們唱歌、講故事，這些都是人工智能的應(yīng)用。
(一)認(rèn)識人工智能
探究新知
一、人工智能與物聯(lián)網(wǎng)
1.人工智能的定義
人工智能(ArtificialIntelligence,AI)是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。
(一)認(rèn)識人工智能
探究新知
一、人工智能與物聯(lián)網(wǎng)
1.人工智能的定義
交通、航天、醫(yī)療、教育等諸多領(lǐng)域都先后采用了人工智能技術(shù)，各種智能產(chǎn)品也逐步進(jìn)入人們的日常生活，而且具有越來越智能化、人性化的趨勢，目前生活中常見的人工智能技術(shù)有指紋識別、人臉識別、自動駕駛技術(shù)、機(jī)器人等。
(一)認(rèn)識人工智能
探究新知
一、人工智能與物聯(lián)網(wǎng)
(一)認(rèn)識人工智能
智能灌溉
智能出租車
思考活動
請同學(xué)們交流討論，人工智能技術(shù)給人們的日常生活帶來了哪些改變
思考活動
參考
人工智能技術(shù)已對人們的日常生活產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。它極大地便利了我們的生活，比如智能家居系統(tǒng)能夠自動控制家中的電器設(shè)備，提高居住舒適度；智能手機(jī)和語音助手幫助我們高效管理日程、獲取信息，使生活更加便捷。同時，人工智能在醫(yī)療、教育、交通等領(lǐng)域的應(yīng)用也顯著提升了服務(wù)質(zhì)量，如在線醫(yī)療咨詢、個性化學(xué)習(xí)推薦、智能交通管理等。然而，人工智能的普及也帶來了數(shù)據(jù)隱私等新的挑戰(zhàn)。總體而言，人工智能正以前所未有的方式改變著人類的生活方式，其發(fā)展前景既充滿機(jī)遇也伴隨挑戰(zhàn)。
探究新知
一、人工智能與物聯(lián)網(wǎng)
2.智能機(jī)器人
提到人工智能，人們馬上會想到機(jī)器人。其實(shí)，機(jī)器人不過是人工智能的一個實(shí)體，如果離開人工智能，機(jī)器人就只是一個玩具，如圖所示。智能機(jī)器人之所以叫智能機(jī)器人，這是因?yàn)樗邢喈?dāng)發(fā)達(dá)的“大腦”,而在“大腦”中起作用的是中央處理器。
(一)認(rèn)識人工智能
探究新知
一、人工智能與物聯(lián)網(wǎng)
2.智能機(jī)器人
智能機(jī)器人在當(dāng)今社會變得越來越重要，越來越多的領(lǐng)域和崗位都需要智能機(jī)器人參與，這使得智能機(jī)器人的研究也越來越深入。隨著智能機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，智能機(jī)器人必將走進(jìn)千家萬戶，更好地服務(wù)人們的生活。
(一)認(rèn)識人工智能
探究新知
拓展閱讀——先進(jìn)的人形機(jī)器人
先進(jìn)的人形機(jī)器人通常會在機(jī)器人全身多個部位安裝具有不同功能的裝置和傳感器。比如，機(jī)器人頭部的傳聲器和聲音傳感器用于測量聲音的來源方向和大小等，攝像頭用于識別對方的臉和表情及獲取周圍的情況，揚(yáng)聲器用來與人交流，觸碰傳感器可以感知頭部被觸碰，紅外線傳感器可以感知周圍是否有人或物存在，3D傳感器可以測量與周圍的人或物的距離。頭頂、眼部、耳朵等處的LED燈可以顯示機(jī)器人的狀態(tài)或用于表達(dá)機(jī)器人的“情感”。
一、人工智能與物聯(lián)網(wǎng)
探究新知
拓展閱讀——先進(jìn)的人形機(jī)器人
腳部四周的激光傳感器可以通過檢測反射回來的激光掌握周圍的情況。超聲波傳感器可以辨別透光物質(zhì)的存在。另外，機(jī)器人的手臂、胸口、腿部等還安裝有防撞傳感器、陀螺儀傳感器等。機(jī)器人通過這些傳感器來完成“看”“聽”“說”“感知”“判斷”等行為，進(jìn)而指揮體內(nèi)的伺服電動機(jī)和驅(qū)動裝置實(shí)現(xiàn)行進(jìn)、移動、轉(zhuǎn)向等動作。
一、人工智能與物聯(lián)網(wǎng)
探究新知
一、人工智能與物聯(lián)網(wǎng)
1.AIoT
AIoT(人工智能物聯(lián)網(wǎng))=AI(人工智能)+IoT(物聯(lián)網(wǎng))。AIoT融合AI技術(shù)和IoT技術(shù)，通過物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生、收集來自不同維度的、海量的數(shù)據(jù)存儲于云端、邊緣端，再通過大數(shù)據(jù)分析，以及更高形式的人工智能，實(shí)現(xiàn)萬物數(shù)據(jù)化、萬物智聯(lián)化。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與人工智能相融合，最終追求的是形成一個智能化生態(tài)體系，在該體系內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了不同智能終端設(shè)備之間、不同系統(tǒng)平臺之間、不同應(yīng)用場景之間的互融互通，萬物互融，如圖所示。
(二)人工智能物聯(lián)網(wǎng)
探究新知
一、人工智能與物聯(lián)網(wǎng)
(二)人工智能物聯(lián)網(wǎng)
探究新知
一、人工智能與物聯(lián)網(wǎng)
AIoT作為一種新的IoT應(yīng)用形態(tài)存在，與傳統(tǒng)的IoT區(qū)別在于，傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)是通過有線和無線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)物—物、人—物之間的相互連接，而AIoT不僅是實(shí)現(xiàn)設(shè)備和場景之間的互聯(lián)互通，還要實(shí)現(xiàn)物—物、人—物、物—人、人—物—服務(wù)之間的連接和數(shù)據(jù)的互通，以及人工智能技術(shù)對物聯(lián)網(wǎng)的賦能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)萬物之間的相互融合。使得用戶獲得更加個性化、更友好的使用體驗(yàn)，以及更暢快的操控感受，最終目的是讓用戶或使用方獲得“安全、簡單、便捷、舒適的體驗(yàn)”。
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一、人工智能與物聯(lián)網(wǎng)
2.大數(shù)據(jù)的作用
無論是AI,還是物聯(lián)網(wǎng)，都離不開一個關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)是萬物互聯(lián)、人機(jī)交互的基礎(chǔ)。AI的介入讓IoT有了連接的“大腦”。同樣，歸功于當(dāng)前存儲技術(shù)發(fā)展，讓數(shù)據(jù)有了基本的“后勤保障”。云服務(wù)的快速擴(kuò)張，則讓數(shù)據(jù)有了發(fā)揮價值的物質(zhì)基礎(chǔ)。
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2.大數(shù)據(jù)的作用
目前，流行的大數(shù)據(jù)是一種規(guī)模在獲取、存儲、管理、分析方面大大超出了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫軟件工具能力范圍的數(shù)據(jù)集合，具有大量、高速、多樣、低價值密度和真實(shí)性五個特點(diǎn)。我們生活中也有許多大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，比如疫情防控期間我們所用的健康碼，其實(shí)，也就是基于大數(shù)據(jù)，采集每位用戶的行動軌跡，然后自動生成綠碼或者紅碼。此外，大數(shù)據(jù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到語音智能識別、智慧城市和信息安全、醫(yī)療、交通等方方面面。
(二)人工智能物聯(lián)網(wǎng)
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一、人工智能與物聯(lián)網(wǎng)
2.大數(shù)據(jù)的作用
AI、IoT“一體化”后，“人工智能”逐漸向“應(yīng)用智能”發(fā)展。深度學(xué)習(xí)需要物聯(lián)網(wǎng)的傳感器收集得到的數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)，也需要靠人工智能做到正確的辨識、發(fā)現(xiàn)異常、預(yù)測未來。由此可見，人工智能結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)(AIoT)是未來的發(fā)展趨勢，而這樣的發(fā)展，影響到各行各業(yè)，甚至?xí)嵏伯a(chǎn)業(yè)，也就是說，接下來AIoT服務(wù)，將在我們身邊大量出現(xiàn)。
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拓展閱讀——深度學(xué)習(xí)
深度學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)樣本數(shù)據(jù)的內(nèi)在規(guī)律和表示層次，這些學(xué)習(xí)過程中獲得的信息對諸如文字、圖像和聲音等數(shù)據(jù)的解釋有很大的幫助。它的最終目標(biāo)是讓機(jī)器能夠像人一樣具有分析學(xué)習(xí)能力，能夠識別文字、圖像和聲音等數(shù)據(jù)。深度學(xué)習(xí)是一個復(fù)雜的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，在語音和圖像識別方面取得的效果，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過先前。
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拓展閱讀——深度學(xué)習(xí)
目前，深度學(xué)習(xí)在搜索技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)、機(jī)器翻譯、自然語言處理、多媒體學(xué)習(xí)、語音、推薦和個性化技術(shù)，以及其他相關(guān)領(lǐng)域都取得了很多成果。深度學(xué)習(xí)使機(jī)器可以進(jìn)行模仿視聽和思考等人類的活動，解決了很多復(fù)雜的模式識別難題，使得人工智能相關(guān)技術(shù)取得了很大進(jìn)步。
一、人工智能與物聯(lián)網(wǎng)
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二、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
目前，物聯(lián)網(wǎng)已廣泛運(yùn)用于我們生活的方方面面。接下來，我們將圍繞“智能家居”“智能交通”“智慧校園”三個方面展開應(yīng)用分析。
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二、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
智能化的家居給生活帶來了更高品質(zhì)，它利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將家用設(shè)備，如照明系統(tǒng)、家用電器等通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動化。智能家居還可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控，給家庭安全帶來保障。智能家居主要包含以下四個部分。
(一)智能家居
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二、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
1.智能照明系統(tǒng)
智能照明系統(tǒng)是利用先進(jìn)電磁調(diào)壓及電子感應(yīng)技術(shù)，改善照明電路中不平衡負(fù)荷所帶來的額外功耗，提高功率因數(shù)，降低燈具和線路的工作溫度，達(dá)到優(yōu)化照明控制系統(tǒng)的目的，如圖所示。
(一)智能家居
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二、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
2.家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)
環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集中心軟件、數(shù)據(jù)采集器、溫濕度傳感器、地溫傳感器、風(fēng)速傳感器、大氣壓力、噪聲傳感器、照度傳感器、氣體傳感器組成。
(一)智能家居
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二、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
3.智能家居控制系統(tǒng)
智能家居控制系統(tǒng)是智能家居的核心，是智能家居控制功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，它是以智能家居系統(tǒng)為平臺，家居電器及家電設(shè)備為主要控制對象，將家居生活有關(guān)的設(shè)施進(jìn)行高效集成，構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事務(wù)的控制管理系統(tǒng)，提升了家居的智能性，并實(shí)現(xiàn)環(huán)保控制系統(tǒng)平臺，如圖所示。
(一)智能家居
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二、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
4.智能門鎖
智能門鎖是指在傳統(tǒng)機(jī)械鎖的基礎(chǔ)上改進(jìn)的，使用磁卡、指紋、手機(jī)、刷臉等驗(yàn)證方式，在用戶安全性、識別、管理性方面更加智能化、簡便化的鎖具，如圖所示。
(一)智能家居
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二、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用，為人們高效地管理交通、優(yōu)化調(diào)度交通資源、合理選擇出行路線提供了可能。智能交通系統(tǒng)包括公交監(jiān)控系統(tǒng)、智能調(diào)度、智能化公交站點(diǎn)、智能化城市地圖等。
(二)智能交通
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二、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
1.公交監(jiān)控系統(tǒng)
公交監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)各城市的具體情況，除了傳統(tǒng)的公交系統(tǒng)外，許多大中城市紛紛建設(shè)快速公交(BRT),主要監(jiān)控重點(diǎn)是公交車、停車場、維修點(diǎn)等區(qū)域，以采集城市實(shí)時交通狀況如交通流量、速度、通暢程度以及安全系數(shù)等視頻信號，及時掌控監(jiān)控點(diǎn)周圍交通突發(fā)事件的細(xì)節(jié)和交通堵塞情況，并進(jìn)行集中調(diào)度、統(tǒng)一管理，達(dá)到消除各種隱患的目的。
(二)智能交通
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二、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
2.智能化公交站點(diǎn)
智能公交站牌是一種專為在指定地點(diǎn)等車的乘客提供的一種車輛信息展示。在智慧公交站牌上面，我們可以看到當(dāng)天的日期，每輛經(jīng)過該站點(diǎn)的公交車的信息，如車牌號、距離本站有多遠(yuǎn)，還有多長時間可以到達(dá)本站等。有些公交站牌上還有比較人性化的設(shè)計(jì)，如提示你今天出行的天氣情況，以及在車輛即將進(jìn)站時，會提醒你車輛即將要進(jìn)站，還會祝愿你一路順風(fēng)，如圖所示。
(二)智能交通
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二、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
3.智能化城市地圖
智能化城市地圖已得到越來越多的運(yùn)用，無論是在自家附近還是在不熟悉的城市，直接打開導(dǎo)航就可以順利抵達(dá)目的地，完全不用擔(dān)心會在外面迷路。尤其是隨著軟件的不斷更新，即便在山野等偏僻地段，也能夠通過導(dǎo)航進(jìn)行定位，所以智能化城市地圖已然成為現(xiàn)代生活之中不可缺少的部分。
(二)智能交通
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二、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
(二)智能交通
思考活動
請同學(xué)們交流討論在日常生活中，人們還會利用物聯(lián)網(wǎng)的哪些技術(shù)。
思考活動
參考
在日常生活中，人們廣泛利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來提升生活的便捷性和效率。例如，智能穿戴設(shè)備如智能手表、健康監(jiān)測器等，能夠?qū)崟r收集用戶的健康數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，幫助用戶更好地管理個人健康。智能家居系統(tǒng)，如智能門鎖、智能照明等，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，提高了家庭的安全性和舒適度。此外，智能交通系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)路況監(jiān)測、智能導(dǎo)航等，有效緩解了交通擁堵問題。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也應(yīng)用于智能灌溉、環(huán)境監(jiān)測等，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用正不斷改變著人們的生活方式。
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二、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
智慧校園指的是以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的智慧化的校園工作、學(xué)習(xí)和生活一體化環(huán)境，這個一體化環(huán)境以各種應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)為載體，將教學(xué)、科研、管理和校園生活進(jìn)行充分融合，也就是通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，連接校園網(wǎng)中的不同個體。
(三)智慧校園
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二、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
(三)智慧校園
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二、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
1.智能班牌
智慧班牌與傳統(tǒng)的電子班牌不同，是普通電子班牌的升級版，在功能服務(wù)上有著更全面的展現(xiàn)，重視學(xué)生和老師的溝通交流及即時的數(shù)據(jù)交互，可用來實(shí)時顯示信息，如學(xué)校通知、班級通知、考勤狀態(tài)等信息內(nèi)容，達(dá)到智能考勤管理等功能。在教室門口安裝的智慧班牌，能夠展示班級集體的風(fēng)采照片、校園班級信息、課程表、考勤信息等班級內(nèi)容，可通過文字、圖片、視頻等多種形式展示，使班級風(fēng)采更加個性化。
(三)智慧校園
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二、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
(三)智慧校園
思考活動
你的學(xué)校是不是智慧校園 去找一找。
思考活動
參考
我發(fā)現(xiàn)，學(xué)校的教室配備了智能班牌，實(shí)時顯示課程表、考勤信息等，使得班級管理更加便捷。圖書館的書籍管理系統(tǒng)也實(shí)現(xiàn)了智能化，借書、還書都變得非常方便快捷。而且，我還了解到學(xué)校正在推廣校園一卡通系統(tǒng)，這張卡不僅可以用于門禁、借閱圖書，還可以與銀行卡綁定，實(shí)現(xiàn)線上充值和消費(fèi)，給我們的生活帶來了極大的便利。看來，我的學(xué)校正在逐步向智慧校園的目標(biāo)邁進(jìn)，這讓我對未來的學(xué)習(xí)生活充滿了期待。
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二、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
2.校園一卡通
通過學(xué)校數(shù)據(jù)庫連接，門禁系統(tǒng)與學(xué)生個人信息匹配，做到無人管理，就能出入寢室門。水電、飯卡等都可直接與銀行卡綁定，進(jìn)行線上充值服務(wù)，擺脫學(xué)校固定的充值時間，給學(xué)生的校園生活提供便利。
(三)智慧校園
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二、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
城市大腦是按照城市學(xué)“城市生命體”理論和“互聯(lián)網(wǎng)+現(xiàn)代治理”思維，基于云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新一代信息技術(shù)構(gòu)建的，支撐經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展及政府?dāng)?shù)字化轉(zhuǎn)型的開放式智能平臺，是新型智慧城市建設(shè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。形象地講，如果說過去的城市治理和社會治理是條塊分割、各負(fù)其責(zé)，那么城市大腦就是協(xié)同各部門、各單位、各領(lǐng)域數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)的核心中樞。
(四)城市大腦
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(四)城市大腦
二、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
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二、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
1.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)概念與特點(diǎn)
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）是指通過將傳感器、設(shè)備、機(jī)器等物理設(shè)施連接到云計(jì)算和其他數(shù)字技術(shù)上，從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動化和改進(jìn)生產(chǎn)流程的技術(shù)。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)具有智能感知、泛在連通、數(shù)字建模、實(shí)時分析、精準(zhǔn)控制和迭代優(yōu)化等六大典型特征。它利用傳感器、射頻識別等感知手段獲取工業(yè)全生命周期內(nèi)的不同維度的信息數(shù)據(jù)，并通過有線或無線方式實(shí)現(xiàn)工業(yè)資源的互聯(lián)互通。
拓展學(xué)習(xí)——工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)
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二、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
2.關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用
關(guān)鍵技術(shù)：包括感知控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、信息處理技術(shù)和安全管理技術(shù)等。感知控制技術(shù)主要涉及傳感器、射頻識別等；網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)則包括以太網(wǎng)、無線通信技術(shù)等；信息處理技術(shù)則涵蓋數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)建模和數(shù)據(jù)存儲等；安全管理技術(shù)則注重加密認(rèn)證、入侵防御等。
拓展學(xué)習(xí)——工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)
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二、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
2.關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用
應(yīng)用領(lǐng)域：工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用于制造業(yè)、能源、礦山、交通、運(yùn)輸?shù)榷鄠€行業(yè)領(lǐng)域。在制造業(yè)中，它可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能制造和預(yù)測性維護(hù)；在能源領(lǐng)域，它可以監(jiān)測和管理工廠和設(shè)備的能源消耗；在物流行業(yè)，它可以實(shí)現(xiàn)貨物跟蹤、智能存儲和自動化操作等。
拓展學(xué)習(xí)——工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)
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二、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通過各種傳感器、射頻識別、視覺采集終端等感知設(shè)備，廣泛采集大田種植、設(shè)施園藝、畜禽養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)產(chǎn)品物流等領(lǐng)域的現(xiàn)場信息，并通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)等信息傳輸通道，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息的多尺度可靠傳輸。最終，這些信息被融合、處理，并通過智能化操作終端實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的自動化生產(chǎn)、最優(yōu)化控制、智能化管理、系統(tǒng)化物流、電子化交易，進(jìn)而達(dá)到農(nóng)業(yè)集約、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)和安全的目標(biāo)。
拓展學(xué)習(xí)——農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)
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二、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
拓展學(xué)習(xí)——農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)
無線傳感技術(shù)
數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)
數(shù)據(jù)存儲與處理技術(shù)
安全與隱私保護(hù)技術(shù)
數(shù)據(jù)可視化技術(shù)
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)
1
2
3
4
5
探究新知
二、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
拓展學(xué)習(xí)——農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)
03
05
02
06
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域
04
01
精密農(nóng)業(yè)管理
農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯
畜牧業(yè)監(jiān)控
智能溫室控制
農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化
水產(chǎn)養(yǎng)殖
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第一單元活動評價
(1)單元框架圖，請同學(xué)們對照圖中的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)。
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第一單元活動評價
（2）根據(jù)自己的掌握情況勾選相應(yīng)的選項(xiàng)。
學(xué)習(xí)內(nèi)容 掌握情況
物聯(lián)網(wǎng)的概念及架構(gòu) □不了解□了解□理解
物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程 □不了解□了解□理解
物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的異同 □不了解□了解□理解
感知識別技術(shù) □不了解□了解□理解
短距離無線通信技術(shù) □不了解□了解□理解
定位技術(shù) □不了解□了解□理解
人工智能物聯(lián)網(wǎng) □不了解□了解□理解
物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用 □不了解□了解□理解
課堂總結(jié)
本節(jié)課我們深入探討了人工智能物聯(lián)網(wǎng)的概念、大數(shù)據(jù)的作用以及物聯(lián)網(wǎng)在智能家居、智能交通、智慧校園等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。通過學(xué)習(xí)，我們了解到AIoT作為新興的應(yīng)用形態(tài)，實(shí)現(xiàn)了物物、人物之間的互聯(lián)互通與數(shù)據(jù)互通，為用戶帶來更加個性化、便捷的使用體驗(yàn)。同時，我們也認(rèn)識到大數(shù)據(jù)在支撐人工智能和物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的重要角色。課堂還通過豐富的案例和實(shí)踐活動，幫助我們直觀感受物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，激發(fā)了我們對未來智能生活的想象和探索。希望同學(xué)們能繼續(xù)深入學(xué)習(xí)，為未來的智能社會發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。
課后作業(yè)
(1)討論物聯(lián)網(wǎng)的意義，發(fā)現(xiàn)目前生活中物聯(lián)網(wǎng)的新發(fā)展和新運(yùn)用，再制作思維導(dǎo)圖進(jìn)行交流。
課后作業(yè)
(2)調(diào)查生活中的智能產(chǎn)品，填寫下表。
應(yīng)用場景 產(chǎn)品名稱 功能簡介
生活
學(xué)校
工業(yè)
農(nóng)業(yè)
其他
課后作業(yè)
（3）動手設(shè)計(jì)一款未來的智能概念產(chǎn)品，描述其智慧功能或應(yīng)用。
板書
58
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php
讓備課更有效
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