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第1课
物联网创新和智能生活—走进智能生活
（清华大学版）八年级
上
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
单元导入
本单元你将学习:
物联网在生活中有哪些创新应用
智能生活、智能家居的“智能”表现在哪些方面
建设安全的物联网需要注意什么
设计自己的智能家居项目
01
单元导入
随着物联网技术的普及，我们的生活也在发生变化。早上起床，窗帘自动打开，第一缕阳光照亮房间，智能语音助手告诉你今天的天气和工作安排；上班途中，手机一扫就能乘坐地铁公交，也能骑上共享单车；下班回家，空调自动打开并调至合适温度，电饭煲飘出米饭香甜的气息；夜晚来临，客厅灯光自动变亮……这一切，已不是科幻作品中的场景，而是真实存在于我们的生活中。
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单元导入
学习热身
生活中的哪些设备具备了“智能”？请将所了解的信息填写在下表中。
日常生活中的智能设备
智能设备的名称 智能设备的独特功能
智能门锁 可以通过指纹识别、人脸识别、密码输入或者手机蓝牙等多种方式开锁并且能够记录开锁记录。
智能摄像头 具有运动检测功能，当检测到画面中有物体移动时自动开启录像功能，并向用户手机推送警报消息。
智能手环 / 手表 可以自动监测心率、睡眠状态通信功能，能接收和发送短信、接听电话。并且会根据这些数据提供健康建议。
01
单元导入
1997年完工的比尔·盖茨“未来之屋“是智能家居的经典之作，其智能化与自动化控制覆盖了住宅的每一个角落。然而，随着5G技术的普及、物联网芯片的更新，“未来之屋“的科技已经落后。如今，智能家居的梦想正逐渐变为现实，正如一句宣传语所言：这里你所看到的一切，不是关于科技的美好憧憬，而是可见即可得的真实生活。
你知道吗？
01
02
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
在阅读和认识智能生活时，能够发掘其对个人、家庭和社会的影响并扬长避短，帮助推动智能生活的发展。
可以在学习认识智能家居和智能穿戴后结合所学对未来的智能生活的未来做出预测。
能将身边的智能设备通过系统的学习分析后了解其的构成原理和功能运用，认识生活中的智能家居和智能穿戴的优势。
能够使用物联网创新所带来的智能物品，以及了解智能生活中智能家居和智能穿戴的使用功能，思考智能生活的发展趋势。
03
新知导入
本课中你将学习:
物联网创新应用给生活带来的变化有哪些
智能家居和智能穿戴等产品功能和应用场景是怎样的
智能生活的未来发展趋势是什么
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新知导入
当物联网技术将万物连在一起，万物就成为可编程的对象。当人们用编程语言和指令去控制各种产品时，这些产品就如同具备了“智能”，可以实现和用户的友好互动。从智能插座、智能灯泡、智能音箱到智能家居、智能安防，从智能手环、智能手表、智能衣物到智能穿戴，近年来各种“智能”产品不断涌现。当这些高科技产品在身边随处可见时，意味着我们已身处智能时代。
03
新知导入
04
新知讲解
一、身边的智能生活
智能生活也称为智慧生活。人们对智能生活的需求，最初来自对建筑空间和居住空间的“自动化”控制。当各种价格亲民的家用电器普遍使用了自动化控制技术时，人们自然希望也能将其用于对居住空间的控制，提升生活品质，这便是智能家居的起源。
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新知讲解
1.智能家居
在智能家居环境中，各种设备都能联网控制，以满足用户的各种应用需求。智能家居的最初研发力量主要来自传统的家电厂商，他们在自己的家电产品中植入了单片机系统，实现联网，让产品功能更加强大。这些智能家电有智能电视、智能洗衣机、智能冰箱等。
图3.1.1 家居智能化规划
近些年，国内外的科技公司纷纷关注智能家居产品的研发，许多新的智能产品不断生产出来，如能够进行语音交互的智能音箱、能够进行视觉识别的家居安防摄像头、能够进行人脸识别的智能门锁等。图3.1.1所示的是家居智能化的规划图。
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新知讲解
2.智能穿戴
智能穿戴是智能穿戴设备的简称，是指能穿戴在身上或整合到衣服上的一种便携式设备，这些设备通常融合无线通信、传感器、虚拟现实、生物识别等前沿科技。除此之外，它还能结合互联网和大数据等技术对用户的相关信息进行搜集、处理、反馈和共享。
智能穿戴设备形态多样，可穿戴于人体的多个部位。
头颈类可穿戴设备主要有虚拟现实（VR）和增强现实（AR）类智能眼镜；上肢类可穿戴设备主要有智能手环、智能手表等，如图3.1.2所示。
（a）智能手环
（b）智能手表
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新知讲解
躯干类可穿戴设备主要有全身外骨骼和智能衣物等，如图3.1.3所示；下肢类可穿戴设备常见的有下肢外骨骼和智能鞋垫等，如图3.1.4所示。
图3.1.3 躯干类可穿戴设备
（a）全身外骨骼
（b）智能衣物
图3.1.4 下肢类可穿戴设备
（a）下肢外骨骼
（b）智能鞋垫
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新知讲解
阅读
智能穿戴有很多优势，比如操作更加便捷，几乎可以完全依靠人体的自然动作，如手势、语音、眼球运动等；可以增强人体能力，因为智能穿戴设备几乎与人融为一体，其所带来的强大的计算能力，让使用者仿佛拥有了与生俱来的“超能力”。随着人工智能、大数据、云计算等技术的日益成熟，智能穿戴在医疗、军事、工业、运动、教育等各个应用领域逐渐显示出较高的研究和应用价值。表3.1.1对智能穿戴的部分应用领域进行了说明。
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新知讲解
阅读
表3.1.1 智能穿戴的应用领域
应用领域 产品类别 用途
医疗 智能手环、智能手表、智能衣物 实时检查用户的心率、脉搏、步速、血氧等从面得到身体数据，并因此预防或辅助治疗某些疾病
军事 智能头盔、智能眼镜 借助夜视模式帮助士兵更有效地观察战场提高士兵的战场感知能力和机动能力
智能防弹衣 保证士兵的生命安全，甚至可以连接电源实现随时随地为智能穿戴设备提供电力支持
工业 全身外骨骼 增强人体机能，常用于搬运工人
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新知讲解
阅读
表3.1.1 智能穿戴的应用领域
应用领域 产品类别 用途
工业 防爆型头戴平板电脑 可通过语音控制，实现实时通信和作业指导
运动 智能手环、智能手表、智能鞋垫、智能内衣 实时检查用户的心率、脉搏、步速、心电图等，指导用户科学锻炼
教育 智能眼镜 增强学习体验，尤其是一些地质、航空、医学、化学等操作性强的学科，让学生仿佛置身真实场景体会实践操作的感觉
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知识拓展
使用智能家居的优势体现在哪些方面呢？
一、便捷性方面
1.集中控制：智能家居系统能够将家中各种设备集成到一个控制平台上。
2.远程操作：设备连接到网络用户可以对家中设备进行远程控制。
3.自动化场景设置：可以根据用户的生活习惯和需求预设多种场景模式。
二、安全性增强方面
1.智能安防监控：安装智能摄像头可以实时监控家中各个角落，并且通过手机随时查看监控画面。
2.智能门锁：智能门锁提供多种开锁方式相比传统钥匙开锁更加安全方便。
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知识拓展
使用智能家居的优势体现在哪些方面呢？
3.安全传感器网络：包括门窗磁传感器、烟雾报警器等众多传感器设备。
三、节能高效方面
1.智能照明控制：智能照明系统可以根据环境光强度自动调节灯光亮度。
2.智能家电能源管理：一些智能家电能够根据用户的使用习惯和实际需求自动调整运行模式，达到节能的目的。
3.能源监测与分析：智能家居系统可以对家庭能源消耗情况进行监测和统计以直观的图表形式展示给用户各个设备的能耗占比、不同时间段的能耗变化等信息。
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知识拓展
使用智能家居的优势体现在哪些方面呢？
四、提升舒适体验方面
1.环境自动调节：可以根据用户设定的舒适温度范围自动调节室内温度湿度。
2.个性化定制服务：可以根据每个家庭成员的不同需求喜好进行个性化设置。
3.智能语音交互：可以通过语音指令控制家居设备。
五、设备的扩展性方面
1.易于添加新设备：可以根据自己的需求添加新的智能设备。
2.设备联动功能拓展：随着智能设备的不断增加，各种设备
之间可以实现更多复杂的联动功能。
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新知讲解
二、智能生活的未来
从最初的智能家居开始，随着技术的不断更新迭代，智能产品的种类和数量在短短几十年内得到了迅猛的发展，人们也越来越适应智能产品所带来的智能生活。
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新知讲解
1.应用领域越来越广
将智能家居不同环节的产品剥离出来，再进行优化完善，就能形成不同系列的产品。如图3.1.5所示的智能安防系统，原本是智能家居的部分，现在已经成为一个新的应用类别。一些做智能家居的企业，都在不断拓展其产品的功能和种类，大的如智能影音、智能健康，小的如智能耳机、智能防尘器等，它们覆盖了生活、学习、工作等越来越多的领域。
图3.1.5 智能安防系统
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新知讲解
聚沙成塔，集腋成裘。当不同功能的智能产品组合在一起，就形成了覆盖住宅各个角落的智能家居。把智能家居的范围扩大，就形成了智慧社区。而无数个智慧社区组合在一起，就形成了智慧城市。当众多智能设备感知数据不断汇集，在真实的社区、城市之外，也正在形成一个虚拟的数字社区和城市。
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新知讲解
2.智能程度越来越高
现在，“人工智能”一词广为人知，但是人工智能的“智能”（intelligence）和智能生活的“智能”（smart）不一样，前者偏向于认知、理解这些内在智能的研究，而后者往往会被翻译为“聪明”，偏向于某一方面表现出来的能力。换言之，人工智能关注人类智能的模拟、延伸和扩展，能够让智能产品走向真正的“聪明”，实现更加自然、友好的交互。
因为智能终端的性能不够强大，对于数据的处理工作一般要借助于云端服务器，但受限于网速，往往在“智能”方面不尽如人意。近几年，人工智能算法模型日臻成熟、5G网络和支持“边缘计算”的智能终端开始普及，智能产品的智能程度将越来越高。
04
新知讲解
3. 受益群体越来越多
当前智能产品的研发已经进入新阶段，智能产品能够为不同的人群提供更加个性化的服务。
老人、婴幼儿、残障人士、养宠物者以及病人等群体，特别需要个性化服务。以老人为例，国家层面正出台相关政策，通过智能产品建设智慧养老社区，让养老变“享老”。
04
知识拓展
智能生活的发展趋势是怎样的？
一、人工智能深度融合与应用拓展：
1.智能家居领域：人工智能将使智能家居系统更加智能、个性化。
2.医疗健康领域：人工智能辅助医疗诊断和健康管理将成为常态。
3.教育领域：智能教育将进一步发展，实现个性化学习和终身学习。
二、物联网与万物互联的加速推进：
1.家庭层面：智能家居设备的互联性将不断增强，
形成更加完善的智能家居生态系统。
2.城市层面：物联网将推动智慧城市的建设和发展。
04
知识拓展
智能生活的发展趋势是怎样的？
三、自动驾驶技术的持续进步与应用拓展：
1.技术成熟度提升：自动驾驶技术将不断提高其安全性和可靠性。
2.应用场景扩大：自动驾驶技术将不仅仅应用于私人汽车领域，还将在公共交通、物流运输、共享出行等领域得到广泛应用。
四、智能穿戴设备与健康监测的融合发展：
1.功能集成度提高：除了常见的运动监测、心率监测、睡眠监测等功能外，还将逐渐加入血压、血糖、血氧等生理指标的监测功能。
2.设计与舒适性改进：智能穿戴设备的设计将更加注重美观性和舒适性。
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知识拓展
智能生活的发展趋势是怎样的？
五、能源管理的智能化与可持续发展：
1.家庭能源管理：在家庭中帮助用户实现能源的高效利用和节约。
2.城市能源管理：在城市层面，对城市的能源供应和消耗进行全面监测和管理，优化能源的分配和调度，提高能源利用效率。
六、隐私与安全的强化保障：
1.技术保障措施加强：随着智能生活的发展，隐私和
安全问题日益受到关注，相关技术保障措施将不断加强。
2.法律法规完善：政府和相关机构将制定更加完善的法律法规和政策标准。
04
新知讲解
探索
智能家居产品能否为老人的日常生活带来便利，提高生活质量？能否通过各种智能穿戴产品判断老人是否存在危险或者发生意外？请举例说明。
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新知讲解
智能家居产品可以为老人的日常生活带来便利，提高生活质量，具体体现在以下方面：
一、生活起居更加便捷：
1.智能门锁：可以通过手机远程为老人开门，避免老人被锁在门外。
2.智能灯光：能在老人双脚落地时自动亮起柔和的墙灯或地灯，回到床上后灯光会自动关闭。
3.智能窗帘：可以实现窗帘的定时自动开合方便根据生活习惯调整。
4.智能扫地机器人：解决日常清洁问题降低清洁的难度和劳动强度。
智能家居产品能否为老人的日常生活带来便利，提高生活质量？
04
新知讲解
二、安全保障更全面：
1.安全警报系统：能够在发生危险情况时及时发出警报并自动关闭相关设备。
2.智能摄像头：可以充当安防助手，如检测到异常情况会及时通知家人。
3.紧急呼叫系统：老人遇到紧急情况或突发疾病时，可通过按下紧急按钮向家人或急救中心发出求救信号，以便及时获得救援。
三、健康监测更贴心：
1.智能健康监测设备：可以实时监测老人的健康数据。
2.智能药盒：可以提醒老人按时服药，避免漏服或错服药物。
智能家居产品能否为老人的日常生活带来便利，提高生活质量？
BUS STOP
04
新知讲解
智能穿戴产品在判断老人是否存在危险或发生意外方面有很大的作用，以下是一些例子：
一、跌倒检测类产品：
1.智能袜子：检测到老人跌倒就会提醒急救人员，以便采取救生行动。
2.智能手环 / 手表：当检测到老人意外跌倒后，会自动触发警报并将自动向预先设置的联系人发送警示提醒。
3.智护宝 X1：当检测到跌倒情况时会发出声音或震动提醒监护人员，同时内置的定位模块可以精确确定老人的位置，方便在紧急情况下进行救援。
能否通过各种智能穿戴产品判断老人是否存在危险或者发生意外？
04
新知讲解
二、健康监测类产品：
1.心率监测设备：当心率异常时会及时向家人或医生发送预警信息。
2.睡眠监测设备：当发现睡眠异常时会及时发出警报。
三、定位追踪类产品：
1.老人定位器：老人外出时，佩戴定位器可以让家人随时掌握老人的位置，防止老人走失。
2.智能鞋：在鞋底嵌入定位芯片的智能鞋，可以实时追踪老人的行踪，当老人走出设定的安全区域时.，会自动向家人发送提醒信息。
能否通过各种智能穿戴产品判断老人是否存在危险或者发生意外？
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课堂练习
为了普及智能产品的应用，各种品牌和形式的智能生活体验馆涌现在大街上和商场中。请以小组为单位，利用课余时间实地参观智能生活体验馆或浏览相关企业的网站，感受智能产品对我们生活的影响在智能家居、智能穿戴、智能驾驶、智能安防等方面，各选择一个感兴趣的应用领域，完成表3.1.2的填写。
挑战
05
课堂练习
挑战
表 3.1.2 智能产品的应用
应用领域 产品名称 “智能”的具体表现
智能家居 海尔智能冰箱 能够根据食材的种类和数量自动调整温度和湿度，延长食材的保鲜期。还可以通过手机 APP 查看冰箱内的食材情况，方便用户进行购物和管理。同时，具备智能菜谱推荐功能，根据冰箱内的现有食材为用户提供烹饪建议
智能穿戴 华为智能手环 精准监测运动数据，包括步数、距离、卡路里消耗等。能够自动识别多种运动模式，无需手动切换。具备睡眠监测功能，分析用户的睡眠质量，提供改善睡眠的建议。同时，支持来电提醒、消息推送等功能，让用户不会错过重要信息
05
课堂练习
挑战
表 3.1.2 智能产品的应用
应用领域 产品名称 “智能”的具体表现
智能驾驶 特斯拉 Model S 配备先进的自动驾驶辅助系统 Autopilot，可以实现自动巡航、自动泊车、自动变道等功能。通过多个摄像头、雷达和传感器，实时感知周围环境，确保行驶安全。车辆还可以通过 OTA 升级不断提升性能和功能，为用户带来更好的驾驶体验
智能安防 海康威视智能摄像头 具备高清视频监控功能，可通过手机 APP 随时随地查看监控画面。支持人形检测、移动侦测等功能，当检测到异常情况时会自动发送警报通知用户。有的型号还具备智能追踪功能，可以自动跟踪移动的物体，确保监控无死角
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拓展延伸
你知道智能家居设备包括哪些部分吗？
1.智能家居控制系统：远程控制家中的灯光、空调等设备。
2.智能照明系统：可以通过手机应用程序或语音控制来调节灯光的亮度、颜色和开关。
06
拓展延伸
你知道智能家居设备包括哪些部分吗？
3.智能家电：像智能冰箱能够实时监测食物的储存状态，提醒用户食物的保质期。智能洗衣机可以根据衣物的重量、材质自动选择合适的洗涤程序。
4.智能温控系统：根据室内外温度和用户设定自动调节室内温度。
06
拓展延伸
智能家居应用范围。
一、家庭住宅领域：
1.客厅：智能照明系统、智能影音设备。
2.卧室：智能照明系统、智能窗帘、智能温控系统。
3.厨房：智能冰箱、燃气传感器和烟雾探测器。
4.浴室：人体感应装置、智能镜能。
二、办公场所领域：智能照明节能管理、智能安防门禁系统、智能会议室系统。
三、酒店民宿领域：客房控制、智能门锁与门禁管理、能源管理与设备监控。
四、养老机构领域：健康监测与报警系统、智能呼叫与服务系统。
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拓展延伸
物联网创新应用给生活带来的变化有哪些？
一、生活便利性显著提升
1.智能家居控制一体化：物联网将各种家居设备连接起来，人们可以通过手机、语音助手等方式对家中设备进行集中控制。
2.智能购物体验优化：物联网技术支持的智能冰箱能监测食物存储情况，当食物快过期时提醒用户，还能根据冰箱内食物种类推荐菜谱。
3.出行智能化规划：在交通领域，物联网让智能汽车能够获取实时路况信息，通过车联网技术与交通系统连接，为驾驶者提供最优路线规划。
06
拓展延伸
物联网创新应用给生活带来的变化有哪些？
二、安全保障更加可靠
1.家居安全防护升级：智能家居安防系统利用物联网实现了全方位监控。
2.交通出行安全提升：车辆的物联网设备有助于提高行车安全。
3.个人健康安全监控：在健康领域，可穿戴设备和物联网医疗系统能够实时监测个人健康数据。
三、能源管理更加高效节能
1.家庭能源智能调配：物联网使家庭能源管理系统能够实时监测各种电器的能耗情况。
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拓展延伸
物联网创新应用给生活带来的变化有哪些？
2.能源供应优化协同：能源供应商能够根据用户的实际需求和能源消耗情况优化能源分配。
四、个性化服务精准满足需求
1.个性化家居环境定制：可以根据每个家庭成员的喜好和习惯来定制环境。
2.个性化健康管理方案：在健康领域，通过物联网收集的个人健康数据，可以为用户提供个性化的健康管理方案。推荐个性化的营养食谱。
3.个性化交通出行服务：在交通出行方面，物联网可以根据用户的出行习惯和偏好提供个性化服务。
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拓展延伸
智能家居的优势。
便捷性：
远程控制：用户可以通过手机、平板电脑等智能设备，在任何有网络的地方远程控制家中的设备，不受时间和空间的限制。
场景模式一键切换：用户可以根据自己的需求设置多种场景模式，如 “回家模式”“离家模式”“观影模式”“睡眠模式” 等，
只需一键即可实现多个设备的联动控制，操作简单方便。
安全性：
智能安防监控：智能家居系统配备了智能摄像头、门磁、窗磁、烟雾报警器、燃气报警器等安防设备，能够实时监控家中的安全状况。
06
拓展延伸
智能家居的优势。
智能门锁：智能门锁具有多种开锁方式，如指纹识别、密码开锁、刷卡开锁、手机远程开锁等，安全性高，且方便用户使用。
节能性：
能源管理：对家中的电器设备进行能源管理，根据用
户的使用习惯和需求，自动调节设备的运行状态，实现能源的节约。
定时控制：用户可以通过智能家居系统对电器设备进行定时控制，避免电器设备长时间待机，节约能源。
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拓展延伸
智能家居的优势。
舒适性：
环境调节：智能家居系统可以根据用户的需求自动调节室内的温度、湿度、空气质量等环境参数，为用户创造一个舒适的生活环境。
个性化定制：智能家居系统可以根据用户的个人喜好和需求进行个性化定制，满足用户的不同需求。
扩展性：智能家居系统具有良好的扩展性，
可以根据用户的需求不断添加新的设备和功能。
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课堂总结
1
引入新知内容
物联网创新和智能生活--走进智能生活
2
身边的智能生活
3
智能生活的未来
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进行相关知识拓展
1
2
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板书设计
物联网创新和智能生活--走进智能生活
1.进行新知引入
2.学习新知讲解
3.完成课堂练习
4.进行知识拓展
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课后作业
01
学完本节课，说一说自己家中有哪些智能家居带来的便利？
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课后作业
02
请同学们总结智能生活为我们带来了哪些方面的好处。
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