资源简介

(共38张PPT)
第2单元 第4课 第一节
认识物联网之“物’
（河北大学版）八年级
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
要合理、规范地使用物联网设备，保障信息的安全与隐私，推动其健康、可持续发展，承担起信息社会中的责任。
认识物联网系统中的基本设备与部件，学会分析信息在物联网系统中的流动路径。
把复杂的物联网系统工作原理简化为可理解、可分析的步骤，培养运用计算机科学的思想方法去解决问题的能力。
感知到信息在物联网系统中的存在与价值。主动去关注信息的来源、流向和作用，提升对信息的敏感度与捕捉能力。
1
核心素养目标
3
新知讲解
5
拓展延伸
7
板书设计
2
新知导入
4
课堂练习
6
课堂总结
课后作业
8
02
新知导入
第二单元 物联网系统所需设备与通信过程
随着家电产品与物联网、人工智能技术结合得越来越紧密，智能家电的智能化水平逐步由单机智能、协作智能发展到场景智能，由用户下达指令升级为机器主动决策和提供智能服务。
你是否了解，这些物联网产品由哪些部分组成，它们如何联网，又是如何工作的
02
新知导入
02
新知导入
学习目标
了解常见智能家居产品的硬件结构，认识物联网系统中的基本设备与部件，学会分析信息在物联网系统中的流动路径。
了解常见传感器、控制器、执行器等硬件设备的功能与特性。
熟悉物联网系统的工作过程，了解服务器在物联网功能实现及信息传输过程中的作用。
02
新知导入
单元主题
近几年，智能家电产品出现在我们身边，这些物联网产品为我们的生活带来了便利。这些产品的内部是什么样的？它们的“智能”是如何实现的
02
新知导入
单元主题
让我们从身边常见的物联网产品入手，尝试分析物联网实例，逐步梳理“简单物联网系统是如何工作的”这一问题的核心内容。请你尝试沿着信息流动的路径，了解物联网系统的基本组成结构和设备、网络接入协议、服务内容以及工作过程。
02
新知导入
问题情境
图2-1智能插座和智能温湿度计
物联网产品就在我们身边，图2-1所示的两种物联网产品你用过吗？仔细观察它们，再试着分析它们是如何处理信息（数据）的。
03
新知讲解
智能插座实现电器远程通断电，物联网可用互联网部分技术。
智能温湿度计实时传数据，助用户控制空调等设备。
智能设备有多种功能，助物联网系统实现联动。
实践与探究
03
新知讲解
一、物联网系统中的信息流动
在物联网系统的工作过程中，信息是如何被采集的？信息在系统内的传输过程中经过了怎样的处理？让我们从身边常见的物联网产品人手，了解物联网系统是如何工作的。
03
新知讲解
观察图2-2所示智能插座的内部结构，认识智能插座的组成部件。智能插座内部通常会有一块布满元器件的电路板，如图2-3所示，尝试分析它是如何处理信息的。
图2-2 智能插座装配示意图
图2-3 智能插座电路板
试一试
继电器
电器插座
(输出)
电源转换
器件
无线网络模块
(部分元器件)
控制芯片
03
新知讲解
智能插座电路板处理信息的流程如下：
1.电源转换：电源转换器件把交流电转低压直流电，供控制芯片和无线网络模块用电。
2.接收指令：无线网络模块接收外部控制指令。
3.解析与驱动：控制芯片解析指令，驱动继电器动作。
4.控制通断：继电器像开关，控制电器插座通断，实现对电器的开关控制。
试一试
03
新知讲解
智能插座电路板上的各个部件有着不同的用途，具体如表2-1所列
部件 用途
无线网络模块(部分元器件) 实现无线网络连接，接收控制指令
控制芯片 根据收到的指令驱动继电器完成开关动作
继电器 相当于开关，控制插座输出的通断
电器插座(输出) 连接被控制的电器
电源转换器件 将交流电转换为低压直流电供控制芯片及无线网络模块工作使用
表2-1 智能插座电路板各部件的用途
03
新知讲解
参考表2-1，尝试分析信息在智能插座内外部是按照怎样的路径流动的，并在图2-4中用“ ”加以标注。
图2-4 智能插座内外部信息流动示意图
试一试
03
新知讲解
试一试
首先，用户在智能手机的智能插座控制面板上操作（如点击 “开” 或 “关”），生成控制指令。
然后，控制指令通过网络进行传输。
智能插座内部的集成无线网络模块接收到来自网络的控制指令。
集成无线网络模块将控制指令传递给控制芯片。
控制芯片根据收到的指令，驱动继电器完成开关动作，从而控制插座输出的通断，实现对连接在电器插座（输出）上的电器的控制。
03
新知讲解
图2-4 智能插座内外部信息流动示意图
用户终端(智能手机)
网络
继电器
集成无线网络模块
控制芯片
试一试
03
新知讲解
无线网络模块是一个“倾听者”,筛选本设备数据包 。
控制芯片是一个“破译者”，解析数据并传控制指令给继电器。
继电器是智能插座中的“执行者”，实现对插座所连电器的控制。
图2-5 智能插座内部信息流动示意图
无线网络模块
控制芯片
继电器
信息最初来源于智能插座外部，通常是由用户在手机应用软件或相应服务平台网页上完成操作，形成控制指令，控制指令信息以数据包的形式通过网络发送至智能插座。
03
新知讲解
提示
03
新知讲解
参考图2-6和图2-7，观察智能温湿度计的内部结构。同学们一起分析这个智能产品的核心部件有哪些？分别起到什么作用
图2-6 智能温湿度计装配示意图
图2-7 智能温湿度计电路板
试一试
屏幕接点
传感器
液晶屏驱动芯片
射频天线
集成网络功能的控制芯片
电池座
03
新知讲解
智能温湿度计的核心部件及其作用如下：
传感器：感知温湿度信息。
控制芯片（集成网络功能）：处理、传输温湿度数据。
液晶屏驱动芯片：驱动屏幕显示温湿度。
射频天线：实现数据无线传输。
电池座：安装电池，提供电能。
试一试
03
新知讲解
智能温湿度计的组成部件以电路板和显示屏为核心，其电路板的组成与智能插座电路板的组成有部分相似之处，两者都有控制芯片和用于网络连接的无线网络模块。
03
新知讲解
根据表2-2对智能温湿度计电路板各个部件用途的描述，尝试分析智能温湿度计工作过程中信息在设备内外的流动路径，并在图2-8中用“ ”加以标注。
………
图2-8 智能温湿度计内外部信息流动示意图
试一试
表2-2 智能温湿度计电路板各部件的用途
03
新知讲解
试一试
设备内部信息显示路径：传感器采集温湿度等环境信息后，将信息传递给集成网络功能的控制芯片，控制芯片对信息进行处理，然后通过相关连接，把温湿度信息传输到液晶显示屏进行显示。
设备与外部用户终端信息交互路径：传感器采集的信息传递给集成网络功能的控制芯片，控制芯片处理后，通过集成无线网络模块，借助射频天线收发无线网络信号，将信息通过网络传输到用户终端，使用户能在手机上查看温湿度等信息。
03
新知讲解
图2-4 智能插座内外部信息流动示意图
用户终端(智能手机)
网络
传感器
集成无线网络模块
控制芯片
液晶显示屏
试一试
03
新知讲解
通电/断电
数据显示
无线网
络模块
传感器
控制芯片
无线网络模块液晶显示屏
继电器
控制芯片
智能插座
智能温湿度计
图2-9 智能插座和智能温湿度计内部信息流向对比
智能插座与智能温湿度计功能、结构不同，但内部信息流动均依次经历信息 产生、处理与传输、应用过程，涉及的硬件构成物联网设备基本框架。如图2-9 所示。
输入
输出
信息处理
04
课堂练习
请以智能手表为例，详细说明其信息产生、信息处理与传输、信息应用的过程，要求结合核心部件的作用进行阐述，可辅以简单的流程图。
信息产生：传感器（如心率传感器、加速度传感器等）感知人体生理数据、运动状态等，产生信息。
04
课堂练习
信息处理与传输：控制芯片对传感器采集的信息进行处理，再通过无线通信模块（如蓝牙模块），将信息传输到手机等设备，或接收手机等设备的指令。
信息应用：处理后的信息在手表屏幕显示（如显示心率、步数），或同步到手机 APP，用于健康监测、运动分析等。
04
课堂练习
传感器
手机
（发送指令）
无线
显示屏
控制芯片
显示屏驱动芯片
（
手机
（APP远程查看）
物联网系统信息流动的技术支撑
05
拓展延伸
物联网系统中，信息采集依赖多种传感器和智能设备，这些设备就像 “物联网的眼睛和耳朵”。
传感器技术：不同类型的传感器负责采集不同类型的信息。比如温度传感器能感知环境温度变化，光线传感器可检测光照强度。
智能终端设备：像智能摄像头，不仅能采集图像信息，还能通过内置的芯片进行简单的图像分析；智能手表可以采集用户的心率、步数等健康信息。
拓展与深化
物联网系统中信息的安全传输
05
拓展延伸
在物联网系统信息流动过程中，信息安全至关重要。由于物联网设备通常通过网络进行信息传输，面临着被非法拦截、篡改、窃取的风险。
拓展与深化
加密技术：对传输的信息进行加密处理。发送方将信息加密后传输，接收方只有使用对应的密钥才能解密获取真实信息，防止信息在传输过程中被非法读取。
05
拓展延伸
拓展与深化
身份认证：在信息传输前，对通信双方的身份进行验证。例如使用数字证书，确保发送信息的设备和接收信息的设备是合法的、可信任的，避免非法设备接入物联网系统进行恶意操作。
安全协议：运用专门的物联网安全协议，如 CoAP（Constrained Application Protocol）的安全扩展版本，为物联网设备之间的信息传输提供安全保障，包括数据完整性校验、防重放攻击等机制，确保信息在传输过程中不被篡改且是新鲜有效的。
05
拓展延伸
改变生活的物联网
06
课堂总结
认识物联网之“物’第一节
1
学习单元引入
2
物联网系统中的信息流动
3
完成课堂联系
4
进行相关知识拓展
07
板书设计
认识物联网之“物’
1、学习单元引入
2、从互联网到物联网
2、完成课堂练习
3、进行知识拓展
课后作业。
1、智能门锁的信息过程
08
课后作业
请同学们结合所学内容，分析智能门锁其信息产生、信息处理与传输、信息应用的过程，并用图文结合的方式呈现出来。要求：
清晰描述设备的核心部件及各部件在信息流动不同阶段的作用。
准确梳理信息在设备内外的流动路径。
图文排版清晰、美观，便于理解。
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