资源简介

(共41张PPT)
主题二 任务二
智能家居新设备
（桂科2025版）八年级
下
1
核心素养目标
3
活动目标
5
练习提升
7
拓展延伸
2
新知导入
4
新知讲解
6
开拓视野
活动日志
8
01
核心素养目标
信息意识
计算思维
数字化学习与创新
信息社会责任
了解物联网安全风险，树立信息安全意识，负责任地使用物联网技术。
掌握智能感应灯系统的搭建与编程，激发数字化创新兴趣，提升实践能力。
通过设计智能感应灯系统，培养逻辑思维和问题解决能力，理解算法流程。
认识到物联网设备在日常生活中的应用与价值，增强信息感知意识。
02
新知导入
在我看来，计算机计算机依靠传感器来接收外界的信息。就像我们的眼睛和耳朵一样，传感器可以感知光、声音、温度、压力等各种物理量，并将这些信息转化为电信号。例如，摄像头就是一种图像传感器，它可以将外界的图像转化为数字信号，让计算机能够处理和分析。编码就像是一个神秘的密码世界。它虽然看不见摸不着，却在计算机的世界里起着非常重要的作用。
壮壮放学回到家门口，智能门锁通过人脸识别秒速解锁，迎接他的归来；推开家门，远程提前开启的空调让客厅的温度刚刚好……物联网技术已经悄悄地融入了我们的日常生活让生活更智能。
02
新知导入
智能感应灯是怎么知道我该需要灯了呢？
智能感应灯里装有传感器，就像灯的眼睛和耳朵，能感知你的存在和环境的变化。比如，人体红外传感器可以感知人的移动，光敏传感器可以感知光线的强弱。
02
新知导入
思考
智能感应灯除了自动开关，还有其他功能吗？
在我看来，计算机计算机依靠传感器来接收外界的信息。就像我们的眼睛和耳朵一样，传感器可以感知光、声音、温度、压力等各种物理量，并将这些信息转化为电信号。例如，摄像头就是一种图像传感器，它可以将外界的图像转化为数字信号，让计算机能够处理和分析。编码就像是一个神秘的密码世界。它虽然看不见摸不着，却在计算机的世界里起着非常重要的作用。
智能感应灯应该可以调节亮度，根据我的需求和环境光线自动调整到最合适的亮度。智能感应灯还应该可以通过手机APP远程控制，随时随地控制灯的开关和亮度，甚至设置定时开关，让生活更加便捷。
02
新知导入
在我看来，计算机计算机依靠传感器来接收外界的信息。就像我们的眼睛和耳朵一样，传感器可以感知光、声音、温度、压力等各种物理量，并将这些信息转化为电信号。例如，摄像头就是一种图像传感器，它可以将外界的图像转化为数字信号，让计算机能够处理和分析。编码就像是一个神秘的密码世界。它虽然看不见摸不着，却在计算机的世界里起着非常重要的作用。
想象一下，灯也能“听懂”你的心思，随时为你提供恰到好处的照明，这就是智能感应灯的魅力！
智能感应灯，如同家中的守护者，随时感知你的需求，为你提供最合适的照明方案！
02
新知导入
马上行动
请在表2-2-1中列举出你所熟悉的家居物联设备，并与班上同学一起讨论其用途。
03
新知讲解
设备名称 用途
智能音箱 语音控制家电、播放音乐及查询信息
智能灯泡 手机远程控制开关，调节亮度和颜色模式
表2-2-1
思考
请你结合生活中使用物联网设备的感受，谈一谈物联网是如何改变人们的生活的。
03
新知讲解
现在每天早晨我的智能闹钟会根据天气调整铃声大小，放学回家前用手机提前打开空调。物联网让家电像长了大脑，不用动手就能自动服务，生活变得超智能又省时间！
讨论
请以小组为单位进行讨论，尝试提出以下问题的解决方案。
1.壮壮想利用物联网技术为爷爷设计一盏智能感应灯，当家里光线昏暗且爷爷经过时智能感应灯自动开启。为实现这一功能，需要获取哪些数据？
03
新知讲解
光线强度数据：我们需要一个光敏传感器来测量家里的光线有多亮。当光线变得很暗，比如晚上或者阴天的时候，传感器会告诉我们。
爷爷是否经过的数据：我们还需要一个能感应到人动的传感器，比如红外传感器。当爷爷走过灯附近时，这个传感器就能感应到，然后告诉灯“有人来了”。
讨论
2.要感知家里光线的变化以及判断是否有人经过，智能感应灯需要哪些硬件和软件的支持？
03
新知讲解
智能感应灯需要Arduino开发板作为控制核心，光敏传感器来感知光线变化，人体红外传感器来检测是否有人经过，以及LED灯作为照明设备。还需要Arduino编程软件来编写控制程序，实现当光线暗且有人经过时灯自动亮起的功能。
小贴士
光线传感器可以监测环境中光线的强弱，主要使用光敏电阻来将光信号转换成电信号；超声波传感器是一个利用超声波信号进行距离监测的设备（见图2-2-1）。
03
新知讲解
马上行动
要实现智能感应灯的自动开启，首先需要确定环境的光线值和人与灯之间的距离。请你上网收集相关资料，结合实际情况进行测试，并将测试数据记录在表2-2-2中，同时把最终的测试结果填到下面的横线上。
03
新知讲解
表2-2-2
测试序号 相关数据 效果
光线值 人与灯之间的距离
1 500lux 2米 可以看见
2 300lux 2米 不太亮
3
马上行动
经过测试得知，当光线传感器监测到的光线值小于 300lux 时，表明家里光线昏暗；当超声波传感器测出的距离小于 2米 时，表示有人经过，此时需要开启感应灯。
03
新知讲解
探究
请以小组探究的方式，分析智能感应灯的基本功能需求，完成以下任务。
1.需求分析及功能实现。请分析智能感应灯各个环节的功能需求及用到的实验设备、平台，并填写在横线上，完成图2-2-2。
03
新知讲解
探究
03
新知讲解
1、采集数据环节：通过光敏传感器和红外传感器采集环境光线强度和人体移动数据。
2、传输与存储环节：将获取的数据发送并存储在物联网平台上。
3、分析处理数据环节：利用物联网平台上的数据，分析环境光线是否低于设定阈值以及是否有人体移动。
4、反馈与控制环节：当环境光线低于设定阈值且检测到人体移动时，则打开灯光。
探究
2.算法分析及流程图完善。将图2-2-3中空缺的部分补充完整，并从中选择合适的模块在右边绘制出完整的流程图。
03
新知讲解
环境光线
探究
03
新知讲解
环境亮度
灯光
灯光
物联网
光线强度
人体移动
做中学
模拟搭建智能感应灯物联系统。
1.硬件清单：主控板 x1、超声波传感器 x1、4Pin 线 x1、Type-C数据线 x1、带有热点功能的计算机 x1。
03
新知讲解
做中学
2.连接设备。用4Pin线将主控板和相关传感器连接起来（见图2-2-4），并通过Type-C数据线接入计算机。
03
新知讲解
做中学
3.程序编写。
（1）进入物联网服务平台，添加项目及设备，完成各项配置。
（2）打开mPython软件，添加网络应用，编写程序。
03
新知讲解
做中学
①当天黑（光线值小于100）且有人经过（超声波传感器测到的距离小于50cm）时，所有RGB灯亮黄灯，否则一直处于关闭状态，代码如图2-2-5所示。
03
新知讲解
做中学
②把监测到的光线值和距离显示在OLED屏上，代码如图2-2-6所示。
03
新知讲解
做中学
③发送数据至平台服务器，完整代码如图2-2-7所示。
03
新知讲解
做中学
03
新知讲解
做中学
3.程序测试。运行程序，查看结果，如图2-2-8所示。
03
新知讲解
讨论
在设计智能感应灯系统的过程中，你有没有遇到什么问题？你是如何解决这些问题的？
03
新知讲解
1、问题：灯有时会在不应该亮的时候亮起，或者该亮的时候不亮。
解决方案：调整传感器的灵敏度设置，通过测试找到最合适的参数。
2、问题：传感器数据有时传不到控制器上。
解决方案：检查网络连接，确保传感器和控制器之间的通信稳定，必要时更换更可靠的通信方式。
3、问题：灯用不了多久就没电了。
解决方案：选低功耗的零件，优化软件减少耗电，或者考虑用太阳能板充电。
讨论
物联网技术极大地丰富了人们的生活，但其也存在诸多风险。例如，不法黑客虚拟入侵智能门锁，造成家庭财产损失；非法入侵家里的摄像头，造成个人信息泄露等。我们在享受物联网技术带来的便利时，也要注意提升物联网安全防范意识，保护好自己。
03
新知讲解
任务拓展
请你展开想象，在本节课的基础上为智能感应灯增加一项新功能（例如增加语音控制功能）。
03
新知讲解
语音控制功能：功能：用语音指令控制灯的开关、亮度。效果：说出指令，灯即响应，使用更便捷。
定时开关功能：功能：预设时间自动开关灯。效果：按设定时间自动工作，生活更便利。
情景模式功能：功能：选择情景模式，灯自动调整亮度、色温。效果：适应不同活动，营造舒适氛围。
远程控制功能：功能：通过手机APP远程控制灯。效果：随时查看和控制灯的状态。
光线自动调节功能：功能：灯根据环境光线自动调节亮度。效果：保持室内光线恒定，节省电能。
04
拓展延伸
可穿戴设备的生物传感技术
实时健康监测：
PPG光学传感器通过皮肤毛细血管的血液流动变化，24小时监测心率与血氧饱和度。
非侵入式检测：
采用近红外光谱技术，通过手腕皮肤表面无痛检测血糖波动趋势。
04
拓展延伸
可穿戴设备的生物传感技术
运动状态感知：
九轴运动传感器（加速度计+陀螺仪+磁力计）精确识别跑步、游泳等运动模式。
情绪识别突破：
通过汗液中的电导率变化（皮肤电反应），量化测量压力指数与情绪波动。
04
拓展延伸
可穿戴设备的生物传感技术
AI辅助分析：
深度学习算法处理生物电信号，生成睡眠质量评分与健康风险预警。
柔性电子革命：
石墨烯等新材料制成的超薄传感器，像"电子创可贴"般贴合人体曲面。
07
活动日志
活动日志 班级：XX 姓名：XX
活动名称 智能家居新设备
活动环节 1了解基本工作流程 口 2掌握感应灯的基本功能 口
（在对应环节画V）
活动完成内容 完成智能感应灯的流程图设计
活动完成度 口口口口口口口口口(100%)
活动小结 问题与反思：语法错误、编辑错误。
改进的方法：加强对基本工作流程的理解。
08
板书设计
智能家居新设备
1.进行新知引入
2.了解智能感应灯基本功能
3.设计智能感应灯基本流程
4.完成课堂练习
5.进行知识拓展
09
课后作业
01
根据本课内容，设计一个智能感应灯。
09
课后作业
02
学完本节课，和同学们一起讨论智能家居应具有的功能。
09
课后作业
1、智能感应灯主要根据什么来自动开关？（ ）
A. 天气情况 B. 房间颜色 C. 电视声音 D. 环境光线和人的行为
2、下列哪项不是智能感应灯的功能？（ ）
A. 自动播放音乐 B. 自动调节亮度 C. 通过手机APP远程控制 D. 根据人体移动自动开关
3、智能感应灯中的哪个部件像灯的眼睛和耳朵，能感知环境？（ ）
A. 灯泡 B. 传感器 C. 电源线 D. 灯罩
4、智能感应灯相比传统灯具，在能耗方面有什么优势？（ ）
A. 能耗更高 B. 能耗一样 C. 更加节能环保 D. 能耗不稳定
5、安装智能感应灯时，一般需要连接哪个部件来使灯与传感器工作？（ ）
A. 电视遥控器 B. 空调控制器 C. 家门锁 D. 传感器与灯的电源线
B
D
D
A
C
09
课后作业
6、智能感应灯在日常生活中有哪些实际应用场景？
7、智能感应灯只能根据环境光线自动开关，不能根据人的行为自动开关。（ ）
8、智能感应灯的亮度是可以调节的，可以根据环境光线自动调整。（ ）
9、智能感应灯的安装一定需要专业人员操作才能完成。（ ）
智能感应灯在日常生活中有很多实际应用场景。比如，在走廊、楼梯口等地方安装智能感应灯，可以在人走过时自动亮起，提供照明，方便行人行走，同时节省电能。在卧室里，智能感应灯可以根据人的起床动作自动亮起柔和的灯光，避免摸黑找开关的麻烦。此外，智能感应灯还可以应用于卫生间、厨房等地方，为人们的生活带来更多便利和舒适。
错
对
错
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