资源简介

(共35张PPT)
设计智能家居
任课教师：杨XX
内容预览
02
03
06
CONTENTS
设计智能家居解决方案
优化智能家居作品
作业布置
目录
01
新知导入
04
利用实验器材制作智能家居作品
05
课堂小结
Part 01 新知导入
清晨，窗帘会自动开启，让阳光照射进来;屋内温度过低或过高时，空调会自动制热或制冷;人外出时，只要说出口令，如“外出”或“出门”，屋内的照明、空调等会全部关闭，屋内外的安保系统开启无人在家工作模式……作为物联网的主要应用之一，智能家居让人们的生活越来越方便、环保、舒适、安全。
新知导入
本活动中，将尝试从物联网应用的角度出发,针对家居生活中发现的问题,设计改进方案并利用实验器材设计、制作简单的智能家居作品。
Part 02
02
设计智能家居解决方案
一、设计智能家居解决方案
新知讲解
在日常生活中可能会遇到这样的情景,离开家的时候忘记关灯,直到家人回来才将其关闭;早上出门时阳光明媚不久却下起雨来，由于窗户没关，雨水打湿了地板……借助物联网技术,以上问题就不难解决。例如，可以用手机等智能设备远程控制家中的灯或窗户，按需要开启或关闭它们。又如，在物与物之间建立联系，实现自动化控制和管理。当湿度传感器探测到湿度增高时,关闭打开的窗户。
说说做做
仔细观察家中的物品，回忆自己居家生活中的不便,说说可以通过物联网解决哪些问题。
比如，在路上就可以用手机上网控制家里的电饭煲做好饭，热水器烧好热水，也可以在出门前就通过手机知道上班的路上交通状况如何，从而选择一条最方便快捷的路线去上班。还可以通过网络实时了解一切关心的事物的进展情况，并进行实时干预。
数字化学习
以小组为单位，上网查阅相关资料,了解各种智能家居产品，认识其功能和使用方式，并开展交流。
智能遥控 用户可以通过遥控器来控制家中的灯光、电动窗帘、空调、热水器等电器类产品，通过遥控器的显示屏可以在任何地方查询并显示出客厅或卧室灯光、电器设备的开启关闭状态;同时还可以控制家中的电视、音响等红外电器设备。
新知讲解
一、设计智能家居解决方案
通过思考日常生活中的细节,确实会发现还存在各种不够便利的地方。如果能利用物联网技术改变家中原有物品的工作和使用方式，则可以使生活更加舒适、节能、环保、安全。传统的家庭照明系统存在着一些不便之处,在大多数家庭里,一个空间里的灯都是由安装在同一空间里的开关控制的。并且，这些开关大多只能手动控制。因此,可以设计解决方案,对其进行升级改造,表2-2-1所示的是其中一种解决方案。
新知讲解
一、设计智能家居解决方案
发现的问题 1.有时人出门了，难免会忘记关灯,难道只能让灯一直亮着吗
2.儿童睡前不愿关灯,入睡后家长帮其关灯时有轻微响动儿童会醒，灯到底是关还是不关
3.晚上去卫生间，找开关很麻烦,打开、关闭灯开关的声音听上去格外响，能静音吗
解决方案 1.通过手机对照明系统进行远程控制,实现随时随地开关灯。
2.用手机控制儿童房的灯,当儿童入睡后,家长在房间外用手机关灯,不影响儿童休息。
3.将卫生间的灯改成感应灯,白天光线足够强时，灯自动关闭;夜晚光线不够亮且同时感知到有人移动时,灯自动开启;若感知不到人的移动，即使光线很暗，灯也不会亮。
表2-2-1 家庭照明系统的问题与解决方案
Part 03
03
利用实验器材制作智能家居作品
二、利用实验器材制作智能家居作品
新知讲解
有了粗略的解决方案，就可以利用实验器材来设计、制作简易的智能家居作品，将想法变为现实。以下将以儿童房的台灯和卫生间的感应灯组成的家居照明系统为例,体验简易的智能家居作品的设计制作以及物联网技术应用的主要过程。
二、利用实验器材制作智能家居作品
新知讲解
根据解决方案,儿童房的台灯可以利用手机里的开关来控制,而卫生间的夜间感应灯需要一个能够检测光线强度的传感器和一个能够感应是否有人移动的传感器。因此，可以选择光照传感器来检测光线强度,选择人体感应传感器来感应是否有人在移动。
1.选择设备和材料
提示板
光感闹钟、光感窗帘等智能家居产品中大多会用到光照传感器，它能检测光照强度，并将光照强度值转换为电压值。当光照强度高于一定值时闹钟会响一段时间，窗帘会自动拉开;当光照强度低于一定值时，闹钟不会响，窗帘会自动闭合。光照强度，简称照度，表示物体表面单位面积被照明程度的量。光照传感器广泛应用于农业、林业、建筑业的光照测量及研究等方面。要注意的是，人体感应传感器感应的不是人的存在，而是人的移动。人体会向外辐射与本身温度相关的红外线，当其照射到人体感应传感器的热释电材料上后，热释电材料会产生相应电位变化的信号，根据此信号人体感应传感器就能判断是否有人移动。
二、利用实验器材制作智能家居作品
新知讲解
对于儿童房的台灯，可以在手机上设置一个开关。当开关处于开的状态时,点亮台灯;当开关处于关的状态时,关闭台灯。对于卫生间的感应灯，可以根据光照传感器和人体感应传感器的工作原理,设计其工作过程如下:当光线不够亮且有人移动时，即光照传感器采集到的值小于设定值（阈值)且人体感应传感器感应到有人移动时,感应灯亮起，并延时一定的时间;而当光线够亮或无人移动时，即光照传感器采集到的值高于设定值(阈值)或人体感应传感器没有感应到有人移动时,感应灯熄灭。
2.设计作品
二、利用实验器材制作智能家居作品
新知讲解
如图2-2-3所示，本例中所使用的光照传感器是一种专用于做实验的数字光照度传感器。
2.设计作品
二、利用实验器材制作智能家居作品
新知讲解
光照传感器由一个光敏电阻和数据传输线组成，光敏电阻能感应光线的明暗变化,将光线的强弱以电阻值大小的形式输出（见图2-2-4）。根据设计，为了让感应灯正常工作,需要准确设置光照传感器的阈值。因此，在正式开始制作卫生间感应灯前，需要分别在白天光线强烈和夜间光线不够这两种情况下测试光照传感器采集到的值,最终确定一个合理的阈值。
2.设计作品
提示板
“阈”的意思是界限,故阈值又叫临界值,是指一个效应能够产生的最低值或最高值。光照强度阈值是为了确定光照强度对于实际需要是强还是弱而设定的。默认测量值高于光强阈值时,说明光线够亮;而低于光强阈值时,说明光线弱。
二、利用实验器材制作智能家居作品
新知讲解
按图2-2-5连接实验器材,完成照明系统的电路连接。然后,利用Wi-Fi或蓝牙将照明系统的主控模块和配套的手机App相连（本例中采用蓝牙连接方式）。
3.制作作品
图2-2-5中，电源模块一头连接主控模块,另一头接插座,以实现供电;其他模块则通过导线与主控模块相连以实现通电。
二、利用实验器材制作智能家居作品
新知讲解
打开手机蓝牙,在配套手机App中搜索设备,在搜索到的设备中选择主控模块发出的蓝牙信号,进行连接,如图2-2-6所示。再在App的“传感器”页面上,点击“+”(“添加传感器”工具),逐一添加所需要的光照传感器、人体感应传感器、LED灯和绿色状态灯,如图2-2-7所示。
3.制作作品
二、利用实验器材制作智能家居作品
新知讲解
在配套手机App的“程序”页面中拖曳并拼接指令块，完成程序的编写，如图2-2-8所示。在App的“界面”页面上会出现控制儿童房台灯的开关和调整光照传感器阈值的滑块，即照明系统的应用界面,如图2-2-9所示。
4.编写程序
提示板
图2-2-9的用户操作界面是通过图2-2-8中添加的相关指令块实现的。首先,分别创建文本框、开关和滑块组件。再将开关组件与绿色状态灯的输出状态相对应，开关打开，则绿色状态灯输出“1”灯亮,开关关闭,则绿色状态灯输出“0”,灯灭。
卫生间感应灯的阈值设置是通过一个滑块来实现的，本例中光照强度的阈值被设置为滑块敏感度的值乘以4。当光照强度小于4倍滑块敏感度值时，若人体感应传感器感应到人的移动（人体感应值=1)，则点亮卫生间灯并延时0.05秒;若光照强度不低于4倍滑块敏感度值或者人体感应传感器没有感应到人的移动(人体感应值=O），则熄灭卫生间灯。
二、利用实验器材制作智能家居作品
新知讲解
多次运行程序,查看手机App上各传感器采集的值,检查儿童房灯和卫生间灯是否根据需要自动亮起或熄灭。
5．调试、运行程序
Part 04
04
优化智能家居作品
三、优化智能家居作品
新知讲解
初步完成了智能家居作品的设计制作之后,可以结合实际生活需要,想一想作品在哪些方面还可以做进一步改进。例如,如果在卫生间感应灯原本不会亮的时候;人觉得需要照明,该怎么办呢 可以考虑在卫生间感应灯中加入声音传感器,利用声音来触发感应灯的亮和灭。
智能家居视频
智能家居视频
智能家居视频
智能家居视频
知识链接
智能家居是目前物联网的重要应用途径之一,也是和消费者最接近的物联网应用。如图2-2-12所示的是近年来我国智能家居消费级热门产品。
知识链接
在人工智能、物联网等技术的推动下知能家足产品不断创新发展。以智能锁为例,其整体应用技术已经由早期的单向指今输入时代发展到了如今的物联时代，既可以实现临时密码开锁、家人回家友情提醒、门未关好提醒防劫持防撬报典笑功能,还能与其他智能家居产品连接,实现回家自动撤防、离家自动布防,定制个性化灯光、环境调节等功能。现今,智能家居正逐渐向全屋智能发展,进一步提升居住环境体验。全屋智能提供的是智能安防、智能家电控制、智能照明、智能娱乐等综合的服务，其重点不在于家里的设备有多智能,而在于智能设备能否在各类家居生活场景中进行智能联动,以及智能联动中能否达到更好的效果。
Part 05—课堂练习
生活中有哪些是属于智能家居的？
智能锁、智能音箱、智能摄像头、智能路由器、智能插座、遥控开关、电动窗帘等。
课堂小结
通过学习的内容，同学们学到了什么呢？
1、智能家居的制作。
2、生活中的智能家居。
Part 06—作业布置
、
（必做题）
1.下列哪些属于智能家居？( ）。
A.智能锁 B.油烟机
C.电动窗帘 D.遥控开关
2. 智能家居窗帘系统可以通过哪种方式控制 ( ) 。
A．传感器控制 B．手机控制 C．遥控器控制 D．以上都是
3. 6.智能家居安防系统包括以下哪些设备 （ ）
A．火灾报警器 B．烟雾探测器 C．安全摄像机 D．以上都是
简答题（选做，2选1）
1.选择一种自己熟悉的智能家居产品，向同学介绍。
2.课后制作一个智能家居作品。
D
ACD
D
谢谢观看!!!

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