(共37张PPT)
第一课时
探索智能花卉养护系统的工作过程
信息技术沪教版
必修2
第三单元
信息系统的网络
项目七
探究智能花卉养护系统
——了解物联网
物联网的概念
C
物联网的特征
D
新课导入
A
探索智能花卉养护系统的工作过程
B
物联网的分类
E
物联网的应用
F
物联网的组成架构
G
课后作业
H
目
录
一、新课导入
二、探索智能花卉养护系统的工作过程
现有的智能花卉养护系统大多通过监测花卉的种植环境数据，依托物联网，将数据传到互联网的云端进行数据比对分析，再通过智能手机中的相应App将花卉种植养护提示推送给用户，如下图所示。有些智能花卉养护系统还可实现自动浇水等功能。
三、物联网的概念
物联网（英文：Internet
of
Things，缩写：IoT）
起源于传媒领域，是信息科技产业的第三次革命。物联网是指通过信息传感设备，按约定的协议，将任何物体与网络相连接，物体通过信息传播媒介进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监管等功能。
“中国式”物联网定义
最简洁明了的定义：物联网(Internet
of
Things)是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化3个重要特征。
“一句式”理解物联网
把所有物品通过信息传感设备与互联网连接起来，进行信息交换，即物物相息，以实现智能化识别和管理。
四、物联网的特征
A
B
C
全面感知即利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息。数据采集方式众多，实现数据采集多点化、多维化、网络化。而且从感知层面来讲，不仅表现在对单一的现象或目标进行多方面的观察获得综合的感知数据，也表现在对现实世界各种物理现象的普遍感知。
全面感知
可靠传递
智能处理与决策
A
B
C
通过各种承载网络，包括互联网、电信网等公共网络，还包括电网和交通网等专用网络，建立起物联网内实体间的广泛互联，具体表现在各种物体经由多种接入模式实现异构互联，错综复杂，形成“网中网”的形态，将物体的信息实时准确地相互传递。
全面感知
可靠传递
智能处理与决策
A
B
C
利用云计算、模糊识别和数据融合等各种智能计算技术，对海量数据和信息进行处理、分析和对物体实施智能化的控制。
全面感知
可靠传递
智能处理与决策
A
B
C
主要体现在物联网中从感知到传输到决策应用的信息流，并最终为控制提供支持，也广泛体现出物联网中大量的物体和物体之间的关联和互动。物体互动经过从物理空间到信息空间，再到物理空间的过程，形成感知、传输、决策、控制的开放式的循环。换句话说，物联网和互联网相比较最突出的特征是实现了非计算算算设备间的点点互联、物物互联。
全面感知
可靠传递
智能处理与决策
五、物联网的分类
一般表示单一机构内部提供的服务，多数用于机构内部的内网中，少数用于机构外部。
是基于互联网向公众或大型用户群体提供服务的一种物联网。
可向一个关联的“社区”或机构群体提供服务，如公安局、交通局、环保局、城管局等。
是上述两种以上物联网的组合，但后台有统一的运营维护实体。
私有物联网(Private
IOT)
公有物联网(Public
IOT)
社区物联网(Community
IOT)
混合物联网(Hybrid
IOT)
六、物联网的应用
1.智能交通
物联网技术可以自动检测并报告公路、桥梁的“健康状况”，还可以避免过载的车辆经过桥梁，也能够根据光线强度对路灯进行自动开关控制。
2、数字家庭
在连接家庭设备的同时，通过物联网与外部的服务连接起来，实现服务与设备互动。
3、定位导航
物联网与卫星定位技术、GSM／GPRS／CDMA移动通讯技术、GIS地理信息系统相结合，能够在互联网和移动通信网络覆盖范围内使用GPS技术，使用和维护成本大大降低，并能实现端到端的多向互动。
4、现代物流管理
通过在物流商品中植入传感芯片（节点），供应链上的购买、生产制造、包装／装卸、堆栈、运输、配送／分销、出售、服务每—个环节都能无误地被感知和掌握。
5、食品安全控制
通过标签识别和物联网技术，可以随时随地对食品生产过程进行实时监控，对食品质量进行联动跟踪，对食品安全事故进行有效预防，极大地提高食品安全的管理水平。
6、零售
RFID取代零售业的传统条码系统（Barcode），使物品识别的穿透性（主要指穿透金属和液体）、远距离以及商品的防盗和跟踪有了极大改进。
7、数字医疗
以RFID为代表的自动识别技术可以帮助医院实现对病人不问断地监控、会诊和共享医疗记录，以及对医疗器械的追踪等。而物联网将这种服务扩展至全世界范围。RFID技术与医院信息系统（HIS）及药品物流系统的融合，是医疗信息化的必然趋势。
8、防入侵系统
通过成千上万个覆盖地面、栅栏和低空探测的传感节点，防止入侵者的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。
七、物联网的组成架构
感知层
……
传感器
基础硬件
感知层一传输层数据处理层应用服务层。感知层实现对现实世界的智能感知识别，主要包括各种类型的传感器、基础硬件以及各类技术规范等。
传输
层
通信介质
设备
技术标准
传输层主要实现信息的传输，包括各种通信介质、设备和技术标准等。其中应用最为广泛的通信技术应是蜂窝移动网络(2G、3G、4G甚至是5G)Wi-Fi、蓝牙(
Blue
Tooth)等。为了使不同场景中的应用更具有针对性，许多针对物联网使用的通信技术逐渐发展起来，如RFID、
ZigBee、Z-Wave、NB-IoT、LoRa、PLC等。
服务器
数据处理
层
存储器
云计算平台
数据处理层实现对数据的处理，包括各种服务器、存储器、云计算平台、数据挖掘和分析技术等。
应用服务层
智能硬件
服务软件
……
应用服务层主要实现物联网的各种应用。针对不同的应用环境，各种智能硬件和服务软件等不断被开发出来。
八、课后作业
调查目前市场上已有的智能花卉养护系统，了解它们的工作过程、相关设备、网络通信方式及性价比等。
智能花卉养护系统市场调查表
品牌
工作过程
相关设备
网络通信方式
性价比
谢谢
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第三单元
信息系统的网络
项目七
探究智能花卉养护系统——了解物联网
第一课时
探索智能花卉养护系统的工作过程
?教材分析
物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段，在20多年的时间里，物联网有了飞速的发展。在本节课中，需要让学生知道“物”的含义、物联网的起源、概念、原理、应用，以及互联网与物联网的区别与联系，并对物联网未来的发展趋势有所了解。通过动手组建小型的物联网，让学生了解常见的传感器及其工作原理、控制机制，以及物联网的通信技术等知识。在学习过程中进一步了解信息系统与外部现实世界的连接方式，培养学生的信息意识和计算思维。
?教学目标
1.知识与技能：
①分析智能花卉养护系统的工作过程。
②掌握物联网的概念及应用。
2.过程与方法：
通过分析智能花卉养护系统的工作过程，掌握物联网的概念并了解其应用。
3.情感态度与价值观：
在学习过程中进一步培养学生的信息意识和计算思维。
?教学重点
1.物联网的概念及应用。
?教学难点
1.物联网的应用。
?教学方法
体验法、讲授法、讨论法、示例法
?教学准备
多媒体教室、几盆植物、智能花草环境传感器、手机、Arduino开发板、ESP8266Wi-Fi?模块、无线路由器、数据线、电源适配器、手机App等。
?教学素材
教学PPT、视频、图表等。
?教学过程
一、新课导入
播放一段智能花卉养护视频。
二、探索智能花卉养护系统的工作过程
现有的智能花卉养护系统大多通过监测花卉的种植环境数据，依托物联网，将数据传到互联网的云端进行数据比对分析，再通过智能手机中的相应App将花卉种植养护提示推送给用户，如下图所示。有些智能花卉养护系统还可实现自动浇水等功能。
三、物联网的概念
物联网（英文：Internet
of
Things，缩写：IoT）起源于传媒
(?https:?/??/?baike.baidu.com?/?item?/?%E4%BC%A0%E5%AA%92?/?50144004"
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"https:?/??/?baike.baidu.com?/?item?/?%E7%89%A9%E8%81%94%E7%BD%91%E6%A6%82%E5%BF%B5?/?_blank?)领域，是信息科技产业的第三次革命。物联网是指通过信息传感设备
(?https:?/??/?baike.baidu.com?/?item?/?%E4%BC%A0%E6%84%9F%E8%AE%BE%E5%A4%87?/?18653387"
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"https:?/??/?baike.baidu.com?/?item?/?%E7%89%A9%E8%81%94%E7%BD%91%E6%A6%82%E5%BF%B5?/?_blank?)，按约定的协议，将任何物体与网络相连接，物体通过信息传播媒介进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监管等功能。
在物联网应用中有三项关键，分别是感知层
(?https:?/??/?baike.baidu.com?/?item?/?%E6%84%9F%E7%9F%A5%E5%B1%82?/?7158810"
\t
"https:?/??/?baike.baidu.com?/?item?/?%E7%89%A9%E8%81%94%E7%BD%91%E6%A6%82%E5%BF%B5?/?_blank?)、网络传输层和应用层
(?https:?/??/?baike.baidu.com?/?item?/?%E5%BA%94%E7%94%A8%E5%B1%82?/?16412033"
\t
"https:?/??/?baike.baidu.com?/?item?/?%E7%89%A9%E8%81%94%E7%BD%91%E6%A6%82%E5%BF%B5?/?_blank?)。
“中国式”物联网定义
最简洁明了的定义：物联网
(?https:?/??/?baike.baidu.com?/?item?/?%E7%89%A9%E8%81%94%E7%BD%91"
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"https:?/??/?baike.baidu.com?/?item?/?%E7%89%A9%E8%81%94%E7%BD%91%E6%A6%82%E5%BF%B5?/?_blank?)(Internet
of
Things)是一个基于互联网
(?https:?/??/?baike.baidu.com?/?item?/?%E4%BA%92%E8%81%94%E7%BD%91?/?199186"
\t
"https:?/??/?baike.baidu.com?/?item?/?%E7%89%A9%E8%81%94%E7%BD%91%E6%A6%82%E5%BF%B5?/?_blank?)、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化3个重要特征。
(?https:?/??/?baike.baidu.com?/?pic?/????è????????????/?2048181?/?0?/?29381f30e924b89972870da16e061d950b7bf6f4?fr=lemma%26ct=single?)
其它的定义：物联网指的是将无处不在（Ubiquitous）的末端设备（Devices）和设施（Facilities），包括具备“内在智能”的传感器、移动终端
(?https:?/??/?baike.baidu.com?/?item?/?%E7%A7%BB%E5%8A%A8%E7%BB%88%E7%AB%AF"
\t
"https:?/??/?baike.baidu.com?/?item?/?%E7%89%A9%E8%81%94%E7%BD%91%E6%A6%82%E5%BF%B5?/?_blank?)、工业系统
(?https:?/??/?baike.baidu.com?/?item?/?%E5%B7%A5%E4%B8%9A%E7%B3%BB%E7%BB%9F"
\t
"https:?/??/?baike.baidu.com?/?item?/?%E7%89%A9%E8%81%94%E7%BD%91%E6%A6%82%E5%BF%B5?/?_blank?)、楼控系统
(?https:?/??/?baike.baidu.com?/?item?/?%E6%A5%BC%E6%8E%A7%E7%B3%BB%E7%BB%9F"
\t
"https:?/??/?baike.baidu.com?/?item?/?%E7%89%A9%E8%81%94%E7%BD%91%E6%A6%82%E5%BF%B5?/?_blank?)、家庭智能设施、视频监控系统
(?https:?/??/?baike.baidu.com?/?item?/?%E8%A7%86%E9%A2%91%E7%9B%91%E6%8E%A7%E7%B3%BB%E7%BB%9F"
\t
"https:?/??/?baike.baidu.com?/?item?/?%E7%89%A9%E8%81%94%E7%BD%91%E6%A6%82%E5%BF%B5?/?_blank?)等和“外在使能”(Enabled)的，如贴上RFID的各种资产（Assets）、携带无线终端的个人与车辆等等，“智能化物件或动物”或“智能尘埃”（Mote），通过各种无线或有线、长距离或短距离通讯网络连接物联网域名
(?https:?/??/?baike.baidu.com?/?item?/?%E7%89%A9%E8%81%94%E7%BD%91%E5%9F%9F%E5%90%8D"
\t
"https:?/??/?baike.baidu.com?/?item?/?%E7%89%A9%E8%81%94%E7%BD%91%E6%A6%82%E5%BF%B5?/?_blank?)实现互联互通（M2M
(?https:?/??/?baike.baidu.com?/?item?/?M2M?/?4344511"
\t
"https:?/??/?baike.baidu.com?/?item?/?%E7%89%A9%E8%81%94%E7%BD%91%E6%A6%82%E5%BF%B5?/?_blank?))、应用大集成（Grand
Integration)、以及基于云计算的SaaS营运等模式，在内网
(?https:?/??/?baike.baidu.com?/?item?/?%E5%86%85%E7%BD%91"
\t
"https:?/??/?baike.baidu.com?/?item?/?%E7%89%A9%E8%81%94%E7%BD%91%E6%A6%82%E5%BF%B5?/?_blank?)（Intranet）、专网（Extranet
(?https:?/??/?baike.baidu.com?/?item?/?Extranet"
\t
"https:?/??/?baike.baidu.com?/?item?/?%E7%89%A9%E8%81%94%E7%BD%91%E6%A6%82%E5%BF%B5?/?_blank?)）、或互联网
(?https:?/??/?baike.baidu.com?/?item?/?%E4%BA%92%E8%81%94%E7%BD%91?/?199186"
\t
"https:?/??/?baike.baidu.com?/?item?/?%E7%89%A9%E8%81%94%E7%BD%91%E6%A6%82%E5%BF%B5?/?_blank?)（Internet）环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制
(?https:?/??/?baike.baidu.com?/?item?/?%E8%BF%9C%E7%A8%8B%E6%8E%A7%E5%88%B6"
\t
"https:?/??/?baike.baidu.com?/?item?/?%E7%89%A9%E8%81%94%E7%BD%91%E6%A6%82%E5%BF%B5?/?_blank?)、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面（集中展示的Cockpit
Dashboard)等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。
“一句式”理解物联网
把所有物品通过信息传感设备与互联网连接起来，进行信息交换，即物物相息，以实现智能化识别和管理。
四、物联网的特征
1、全面感知
全面感知即利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息。数据采集方式众多，实现数据采集多点化、多维化、网络化。而且从感知层面来讲，不仅表现在对单一的现象或目标进行多方面的观察获得综合的感知数据，也表现在对现实世界各种物理现象的普遍感知。
2、可靠传递
通过各种承载网络，包括互联网、电信网等公共网络，还包括电网和交通网等专用网络，建立起物联网内实体间的广泛互联，具体表现在各种物体经由多种接入模式实现异构互联，错综复杂，形成“网中网”的形态，将物体的信息实时准确地相互传递。
3、智能处理与决策
利用云计算、模糊识别和数据融合等各种智能计算技术，对海量数据和信息进行处理、分析和对物体实施智能化的控制。主要体现在物联网中从感知到传输到决策应用的信息流，并最终为控制提供支持，也广泛体现出物联网中大量的物体和物体之间的关联和互动。物体互动经过从物理空间到信息空间，再到物理空间的过程，形成感知、传输、决策、控制的开放式的循环。换句话说，物联网和互联网相比较最突出的特征是实现了非计算算算设备间的点点互联、物物互联。
五、物联网的分类
物联网类型有四种，分别是私有物联网(Private
IOT)、公有物联网(Public
IOT)、社区物联网(Community
IOT)、混合物联网(Hybrid
IOT)。
1.私有物联网：一般表示单一机构内部提供的服务，多数用于机构内部的内网中，少数用于机构外部。
2.公有物联网：是基于互联网向公众或大型用户群体提供服务的一种物联网。
3.社区物联网：可向一个关联的“社区”或机构群体提供服务，如公安局、交通局、环保局、城管局等。
4.混合物联网：是上述两种以上物联网的组合，但后台有统一的运营维护实体。
六、物联网的应用
1、智能交通
物联网技术可以自动检测并报告公路、桥梁的“健康状况”，还可以避免过载的车辆经过桥梁，也能够根据光线强度对路灯进行自动开关控制
2、数字家庭
在连接家庭设备的同时，通过物联网与外部的服务连接起来，实现服务与设备互动。
3、定位导航
物联网与卫星定位技术、GSM／GPRS／CDMA移动通讯技术、GIS地理信息系统相结合，能够在互联网和移动通信网络覆盖范围内使用GPS技术，使用和维护成本大大降低，并能实现端到端的多向互动。
4、现代物流管理
通过在物流商品中植入传感芯片（节点），供应链上的购买、生产制造、包装／装卸、堆栈、运输、配送／分销、出售、服务每—个环节都能无误地被感知和掌握。
5、食品安全控制
通过标签识别和物联网技术，可以随时随地对食品生产过程进行实时监控，对食品质量进行联动跟踪，对食品安全事故进行有效预防，极大地提高食品安全的管理水平。
6、零售
RFID取代零售业的传统条码系统（Barcode），使物品识别的穿透性（主要指穿透金属和液体）、远距离以及商品的防盗和跟踪有了极大改进。
7、数字医疗
以RFID为代表的自动识别技术可以帮助医院实现对病人不问断地监控、会诊和共享医疗记录，以及对医疗器械的追踪等。而物联网将这种服务扩展至全世界范围。RFID技术与医院信息系统（HIS）及药品物流系统的融合，是医疗信息化的必然趋势。
8、防入侵系统
通过成千上万个覆盖地面、栅栏和低空探测的传感节点，防止入侵者的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。
七、物联网的组成架构
物联网通常可以分为四层架构：
感知层一传输层数据处理层应用服务层。感知层实现对现实世界的智能感知识别，主要包括各种类型的传感器、基础硬件以及各类技术规范等。
传输层主要实现信息的传输，包括各种通信介质、设备和技术标准等。其中应用最为广泛的通信技术应是蜂窝移动网络(2G、3G、4G甚至是5G)Wi-Fi、蓝牙(
Blue
Tooth)等。为了使不同场景中的应用更具有针对性，许多针对物联网使用的通信技术逐渐发展起来，如RFID、
ZigBee、Z-Wave、NB-IoT、LoRa、PLC等。
数据处理层实现对数据的处理，包括各种服务器、存储器、云计算平台、数据挖掘和分析技术等。
应用服务层主要实现物联网的各种应用。针对不同的应用环境，各种智能硬件和服务软件等不断被开发出来。
八、课后作业
调查目前市场上已有的智能花卉养护系统，了解它们的工作过程、相关设备、网络通信方式及性价比等。
智能花卉养护系统市场调查表
品牌
工作过程
相关设备
网络通信方式
性价比
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精品试卷·第
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