初探物联网教案Word下载.docx

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10、物联网在物流领域的应用

11、物联网在智能校园领域的应用

12、物联网在智能文博领域的应用

13、物联网在食品安全控制领域的应用

14、物联网在畜牧溯源领域的应用

15、物联网在空间、海洋探索领域的应用

认真观察

认真聆听

通过多种形式，展现物联网的各个领域的应用，使学生感受物联网的魅力，感受物联网的发展，培养学生学习专业课的兴趣。

我身边的物联网

第二节

讨论问题：

我身边的物联网应用有哪些？

各小组讨论，查找并记录所列举的物联网应用。

小组指派代表发言。

教师总结：

物联网已经走入我们的生活的各个角落，物联网应用无处不在

分组讨论

查找并记录

发言

在对物联网应用有大的认真的前提下从身边物联网应用，拉近学生与专业的距离，使学生更了解所学专业

作业

板书设计

教学后记

共18课时第3～6课时

2013.9.11

了解物联网产品

了解物联网应用

感受物联网给我们的生活带来的变化

通过前两节课程的学生使学生比较全面的了解物联网在社会生活中的各种应用，从自己身边的物联网应用感知物联网，走近物联网。

实际物联网体验

第三节、第四节、第五节、第六节

带学生走出去，切身体验物联网在现实生活中的应用。

带着问题参观北京联想研发中心及联想北京厂。

问题：

1、已经有哪些物联网产品。

2、物联网能给我们的生活带来什么样的变化。

3、面对新技术、新应用有哪些感受。

实际体验

增强学生对专业的认知

写参观体会

共18课时第7～18课时

2012.9.18

初步掌握项目教学流程

掌握PPT演示文稿制作方法

掌握物联网什么是物联网、起源、分类、发展、物联网的应用

培养学生团结协作能力、语言表达能力

通过前一次课程的学习学生初步了解物联网产品、了解物联网应用、感受物联网给我们的生活带来的变化。

任务前期

准备

第七节、第八节

通过多种手段感知物联网在各个领域的应用后，对物联网的概念进行总结。

【讨论】物联网的概念是什么样的？

【提出任务】

完成物联网介绍文稿“感知物联网”（什么是物联网，物联网的应用）

【明确任务】

明确具体要做的内容

1、什么是物联网

2、起源

3、分类

4、发展

5、物联网的应用（就某一方面具体介绍）

【小组分工】

确定组长

进行分工（资料收集、电子文稿制作、作品展示）

【制作实施步骤】

1、学习电子文稿或电子杂志制作软件

2、学习相关制作方法

3、搜集资料

4、整理资料

5、制作电子文稿

6、展示

评价

【搜集资料】

教师检查搜集情况

讨论

接受任务

明确任务

小组分工

制订实施步骤

学生搜集资料

学生自己根据所看所感来描述物联网的概念

准确掌握物联网的及其内涵

培养学生搜集信息、整理的能力

任务实施

第九节、第十节

学习制作软件的使用

【任务】：

制作个人介绍的页

【知识点】：

1、PowerPoint2003如何启动和退出

2、创建演示文稿

3、设置幻灯片中文字的字体，大小和颜色。

4、设置幻灯片背景

5、插入“文本框”

6、设置文本框的底纹和边框：

7、插入艺术字。

8、插入图片

9、插入声音

10、插入视频文件、插入FLASH文件以及如何打包文件

学生在小学或初中都已经初步学习过PPT的制作方法，在讲课过程中，老师主要任务为带学生回忆，以前所学知识，并对在制作过程中出现的问题进行讲解。

【任务实施】

学生动手制作PPT作品

【展示】

选取学生优秀作品时行展示，并对学生作品中出现的问题的进行讲解。

学习软件

提出任务

明确课程所要使用的知识点，对以前学习过的知识点进行复习，对以前没有学习的知识点进行学习。

制作

展示

培养学生操作能力

掌握PPT演示文稿的使用方法

展示学生，激励学生

第十一节、第十二节

【搜集素材】

搜集制作物联网介绍文稿所需要的文字、图片、视频等相关素材。

【整理素材】

教师与小组学生共同对所收集的素材进行整理，确定所需素材，补全不足的素材

通过网络等媒体收集相关素材

培养学生收集、整理素材的能力

第十三节、第十四节、第十五节、第十六节

【制作文稿】

利用PPT制作演示文稿，学生制作完成后师生共同观看演示文稿并对存在的问题进一步进行修改。

【编写介绍词】

演示文稿完成最终修改后，每组选择一名学生进行展示，由学生编写PPT演示文稿介绍词，小组及老师共同进行修改并最终形成定稿。

学生制作

编写介绍词

培养学生电子文稿的制作的动手能力

语言表达能力

展示

第十七节、第十八节

【作品展示】

各组学生分别展示并介绍自己组的作品

【评价】

师生评价

填写评价表

【总结】

教师总结

总结

培养学生语言表达能力

培养学生自评、互评能力

肯定学生的作品，总结教学内容，让学生明确所要掌握的知识。

制作电子文稿

认知物联网

共14课时第1~4课时

2013.

1、掌握物联网的三个特征

2、掌握物联网的体系构架

3、认识物联网的典型产品及产品类型

4、具备绘制结构图的能力

该课程讲授对象为物联网设备安装与应用专业的学生，通过前一个单元的学生，使学生能够了解物联网含义及物联网在当今生活、生产中的典型应用，初步体验物联网对我们生活的影响，对所学专业有所了解，明确专业的内涵。

2、了解物联网三层体系架构

4、具备绘制结构图的能力。

了解物联网三层体系架构

具备绘制结构图的能力。

物联网体系结构

第一节课

讨论：

实现物联网应满足哪些需要？

一、物联网需求分析

“物联网”概念的问世，打破了之前的传统思维。

在“物联网”时代，钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施。

物联网的本质就是物理世界和数字世界的融合。

物联网是为了打破地域限制，实现物物之间按需进行的信息获取、传递、存储、融合、使用等服务的网络。

因此，物联网应该具备如下3个能力：

全面感知、可靠传递、智能处理

（1）全面感知：

利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息，包括用户位置、周边环境、个体喜好、身体状况、情绪、环境温度、湿度，以及用户业务感受、网络状态等。

（2）可靠传递：

通过各种网络融合、业务融合、终端融合、运营管理融合，将物体的信息实时准确地传递出去。

（3）智能处理：

利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量数据和信息进行分析和处理，对物体进行实时智能化控制。

物联网应该分哪层次？

二、物联网体系架构

目前在业界物联网体系架构也大致被公认为有这三个层次，底层是用来感知数据的感知层，第二层是数据传输的网络层，最上面则是内容应用层。

感知层是物联网的皮肤和五官—识别物体，采集信息。

感知层包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS等，主要作用是识别物体，采集信息，与人体结构中皮肤和五官的作用相似。

网络层是物联网的神经中枢和大脑—信息传递和处理。

网络层包括通信与互联网的融合网络、网络管理中心和信息处理中心等。

网络层将感知层获取的信息进行传递和处理，类似于人体结构中的神经中枢和大脑。

应用层是物联网的“社会分工”—与行业需求结合，实现广泛智能化。

应用层是物联网与行业专业技术的深度融合，与行业需求结合，实现行业智能化，这类似于人的社会分工，最终构成人类社会。

认真聆听，了解物联网需求

通过聆听掌握物联网三个能力

通过实例讨论物联网层次

聆听网层次，及各层功能

感知层

网络层

应用层

了解物联网需求

物联网三个能力

物联网层次

物联网层次，及各层功能

系统结构图

第二节、第三节

分析：

各组选择一个物联网应用领域或实例根据上节课所学内容对应用实例进行分层，绘制应用实例系统结构图。

1、选择领域或实例

2、分析

3、绘制系统结构图

ETC、手机钱包、一卡通等

第四节

各组展示自己组所绘制的系统结构图

绘制应用实例的系统结构图

掌握物联网的三个特征

掌握物联网的体系构架

认识物联网的典型产品及产品类型

具备绘制结构图的能力

共14课时第5~6课时

1、明确物联网分层

2、掌握物联网各层的功能

3、初步了解各层所对应的技术有哪些

通过前一次的学习，学生初步掌握物联网的三个特征、掌握物联网的体系构架、认识物联网的典型产品及产品类型、具备绘制结构图的能力。

各层技术

第五节、第六节

1、搜索：

物联网各层功能？

2、搜索：

物联网各层体系结构对应的技术有哪些？

2、主要技术相关内容

感知层：

物联网在传统网络的基础上，从原有网络用户终端向“下”延伸和扩展，扩大通信的对象范围，即通信不仅仅局限于人与人之间的通信，还扩展到人与现实世界的各种物体之间的通信。

这里的“物”并不是自然物品，而是要满足一定的条件才能够被纳入物联网的范围，例如有相应的信息接收器和发送器、数据传输通路、数据处理芯片、操作系统、存储空间等，遵循物联网的通信协议，在物联网中有可被识别的标识。

可以看到现实世界的物品未必能满足这些要求，这就需要特定的物联网设备的帮助才能满足以上条件，并加入物联网。

物联网设备具体来说就是嵌入式系统、传感器、RFID等。

物联网感知层解决的就是人类世界和物理世界的数据获取问题，包括各类物理量、标识、音频、视频数据。

感知层处于三层架构的最底层，是物联网发展和应用的基础，具有物联网全面感知的核心能力。

作为物联网的最基本一层，感知层具有十分重要的作用。

1．传感器技术

2．RFID技术

3．二维码技术

4．ZigBee

5．蓝牙

物联网网络层是在现有网络的基础上建立起来的，它与目前主流的移动通信网、国际互联网、企业内部网、各类专网等网络一样，主要承担着数据传输的功能，特别是当三网融合后，有线电视网也能承担数据传输的功能。

在物联网中，要求网络层能够把感知层感知到的数据无障碍、高可靠性、高安全性地进行传送，它解决的是感知层所获得的数据在一定范围内，尤其是远距离地传输问题。

同时，物联网网络层将承担比现有网络更大的数据量和面临更高的服务质量要求，所以现有网络尚不能满足物联网的需求，这就意味着物联网需要对现有网络进行融合和扩展，利用新技术以实现更加广泛和高效的互联功能。

1．Internet

2．移动通信网

3．无线传感器网络

应用是物联网发展的驱动力和目的。

应用层的主要功能是把感知和传输来的信息进行分析和处理，做出正确的控制和决策，实现智能化的管理、应用和服务。

这一层解决的是信息处理和人机界面的问题。

具体的讲，应用层将网络层传输来的数据通过各类信息系统进行处理，并通过各种设备与人进行交互。

这一层也可按形态直观地划分为两个子层：

一个是应用程序层；

另一个是终端设备层。

应用程序层进行数据处理，完成跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同、共享、互通的功能，包括电力、医疗、银行、交通、环保、物流、工业、农业、城市管理、家居生活等，可用于政府、企业、社会组织、家庭、个人等，这正是物联网作为深度信息化网络的重要体现。

而终端设备层主要是提供人机界面，物联网虽然是“物物相连的网”，但最终是要以人为本的，最终还是需要人的操作与控制，不过这里的人机界面已远远超出现在人与计算机交互的概念，而是泛指与应用程序相连的各种设备与人的反馈。

物联网的应用可分为监控型（物流监控、污染监控），查询型（智能检索、远程抄表），控制性（智能交通、智能家居、路灯控制），扫描型（手机钱包、高速公路不停车收费）等。

目前，软件开发、智能控制技术发展迅速，应用层技术将会为用户提供丰富多彩的物联网应用。

同时，各种行业和家庭应用的开发将会推动物联网的普及，也给整个物联网产业链带来利润。

1．M2M

2．云计算

3．人工智能

4．数据挖掘

5．中间件

搜索了解功能、及相关技术

感知层功能

感知层技术

网络层技术

应用层技术

通过搜索总体了解功能及相关技术有哪些

共14课时第7~8课时

1、掌握传感器概念

2、掌握传感器组成

3、掌握传感器分类

4、掌握传感器应用领域

4、掌握传感器应用领域。

传感器技术

计算机类似于人的大脑，而仅有大脑而没有感知外界信息的“五官”显然是不够的，计算机也还需要它们的“五官”—传感器。

一、概念

传感器是一种检测装置，能感受到被测量并能将其按一定规律变换成为可用信号的器件或装置。

以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

广义来说，传感器是把各种非电量转换成电量的装置，非电量可以是物理量、化学量、生物量等等。

二、组成

传感器是实现自动检测和自动控制的首要环节。

通常由敏感元件和转换元件组成”。

敏感元件——（感）传感器直接感受被测量部分。

转换元件——（传）将非电量转换为适于传输和测量的电信号的元器件。

处理电路——放大、转换为传输、处理、记录和显示的形式。

三、传感器的分类

变换原理

传感器举例

变电阻

电位器式、应变式、压阻式、光敏式、热敏式

变磁阻

电感式、差动变压器式、涡流式

变电容

电容式、湿敏式

变谐振频率

振动膜式

变电荷

压电式

变电势

霍尔式、感应式、热电偶式

四、传感器应用领域

1、物流及安保领域

2、智能化工厂（设备管理）：

3、智能物流：

4、现代农业：

5、智能家居：

传感器概念

传感器组成

传感器分类

传感器应用领域

共14课时第9~10课时

1、掌握RFID分类

2、掌握RFID系统的工作流程

3、掌握RFID系统的特点

4、掌握RFID系统组成

通过前一次课的学习学生初步掌握传感器概念、掌握传感器组成、掌握传感器分类、掌握传感器应用领域。

第九节第十节

RFID

一、RFID系统组成

RFID系统是指利用RFID技术并集识别、传输、共享信息等功能于一体的智能系统。

RFID读写器RFID系统RFID电子标签中央系统

二、RFID系统的工作流程

首先RFID读写器通过射频模块中的天线将无线电载波信号发射出去，形成读写器的一个有效识别范围，当RFID电子标签（无源标签）进入到这个识别范围时，

电子标签被激活，通过读写器天线发出的电磁场提取工作能量，并通过电子标签内的射频模块将标签中存储的数据信息发射出去；

然后读写器的天线接收到射频信号，射频模块对信号进行解调解码，通过中央信息系统或读写器自身判断其合法性后，针对不同的设定发出不同的指令，如读取信息或者改写信息；

最后RFID读写器将经过读写模块处理后的数据信息传输至中央信息系统，中央信息系统对这些信息进行实时更新，然后将这些信息共享给用户

三、RFID系统的特点

RFID技术具有很多突出的优点：

（1）非接触操作，长距离识别（几厘米至几十米），因此完成识别工作时无须人工干预，应用便利。

（2）无机械磨损，寿命长，并可工作于各种油渍、灰尘污染等恶劣的环境。

（3）形状和大小多样化。

RFID电子标签基本不受尺寸大小与形状之限制，此外，RFID电子标签更加小型化。

因此RFID的应用范围更加广泛。

（4）可识别高速运动物体并可同时识别多个电子标签。

（5）数据的记忆容量大。

数据容量会随着存储器容量的发展而扩大，未来物品所需携带的信息量越来越大，对扩充容量的需求也增加，对此RFID不会受到限制。

（6）读写器具有不直接对最终用户开放的物理接口，保证其自身的安全性。

（7）数据安全方面除电子标签的密码保护外，数据部分可以用一些加宽算法实现安全性管理。

（8）在部分安全性要求较高时场合，读写器与标签之间存在相互认证的过程，实现安全通信和存储。

四、RFID分类

1、按频率分类

低频（9~135kHz）：

缺点，识别距离只有几厘米，该频段信号能穿透动物体内的高湿环境，因此被用于动用识别。

中频（13.56MHz）：

开放频段，识读距离最远至1~1.5m，写入距离最远也可达1m。

标签大部分是无源，依靠读写器供给能源频段的RFID系统得到许多RFID制造商的支持。

高频（300MHz~1.2GHz）：

标签和读写器在空气中的有效通信距离最远，信号不能穿透金属和湿气，但是数据传输速率更快，可同时读取多个标签。

但此频段在各国均被分配为移动通信专用频段，很容易引起国家之间的频段碰撞。

2、按电子标签分类

1.按标签获得能量方式

可通过读写器发射的无线电信号产生感应磁场而获得能量，也可以由内置的电池驱动。

前者称为被动标签，后者为主动标签。

2.按电子标签分类

被动标签范围为几厘米到10m,而主动标签识读距离可达1~200m。

但主动标签成本高，使用期限也受到电池制约。

另外，还存在半主动标签，只需要读写器的射频能量唤醒标签工作。

3.按应用方式

可分为粘贴式、可拆卸式、内置式和流动式

（1）粘贴式一旦贴上就不能粘上

（2）可拆卸式标签则可以重复使用

（3）内置式被设计成物体永久部分，用于长期监控

（4）流动式可以随身携带,如RFID卡、ATM卡

RFID组成

RFID工作流程

RFID系统的特点

RFID分类

按频率分类

按电子标签分类

按应用方式