第一篇:基于物联网的土壤水分实时检测灌溉系统设计论文
0 引言。
随着现代数据传输技术(如蓝牙、红外线、WiFi、无线网络技术(如 ZigBee、GPRS)、信息处理技术(如云计算技术等)的发展,农业生产在机械化的基础上正在朝着自动化、智能化的方向推进。
土壤水分反映了农业干旱程度,以土壤水分为指标,可以指导农业灌溉。土壤的含水状况俗称土壤墒情,还包括土壤性质、深度等状态,其关系到农作物的优质生长。不能及时、足量灌溉,或过量灌溉,都可能导致农作物根茎不能从土壤及时吸收水分,影响农作物的正常生长。另一方面,从农业节水、节能及可持续性发展角度考虑,在灌溉作业中,要实现农业灌溉水资源高效利用,必须实时、精确地掌握农田土壤水分信息,准确地控制灌溉开始时机、结束时机及水量,从而实现节水、节能和作物的良好生长双重目标。
作为农业大国,我国的农业用水量消耗了 80% 的水资源总量[1],研究开发土壤含水率自动监测和智能控制的灌溉系统,有助于作物良好生长条件的建立和水资源的节约。近年来,国内外研发出土壤水分检测器,利用无线传感器采集农业数据信息,实时监测土壤含水率的数据。当土壤含水率数值低于阈值下限时,开启水泵进行灌溉; 当土壤含水率数值高于阈值上限时,关闭水泵以停止灌溉,实现了物联网模式下的农业土壤水分智能控制。
然而,受制于传感器等硬件及通信模块等软件系统的发展,现有的农业物联网运用范围还很小,普及率较低。目前,物联网传感器一般体积较大、不便于携带与安装、能耗高、价格贵、响应速度慢、精度低及数据传输不稳定。同时,作为土壤水分传感器,还需要具备受土质影响小及不易受到土壤中各种成分腐蚀等特点。系统的组成及原理。
系统主要包括硬件部分,如 RHD-100 土壤水分传感器、射频识别芯片 CC2530、MSP430 F149 单片机、步进电机,以及上位机系统软件等部分。
系统可以实时检测土壤水分,检测数据由传感器采集并通过 GPRS 作为通信渠道发送,采用 SPS 控制传感器的采样时间,每 1.7s 发送 1 次传感器数据信息。在一个设定的时间断内,传感器可自动绘制土壤水分曲线,土壤水分低于阈值下限时,控制终端发送指令,单片机接到指令,通过 I/O 口控制电磁阀开关开启步进电机; 高于阈值上限时,及时关闭电机,所用数据信息和指令通过无线技术 ZigBee 进行传输。硬件实现方案。
2.1 处理器的选择。
单片机具有高集成度、高可靠性、低功耗、控制能力强、扩展能力好、体积小巧、高性价比和使用便利等优点,在仪器仪表、专用设备智能化管理及过程控制等领域得到广泛应用,有效地控制了产品质量,提高了经济效益。
TI 公司设计的 MSP430F149 因其极低的空闲功耗而闻名,是一个 16 位的、结合了指令和数据总线的冯诺依曼系统结构。MSP430F149 具有 60kB 的非易失性存储器,系统内可编程,还具备一个 2 kB 的内部SRAM.该处理器可以在 1.8 ~ 3.6V 之间进行操作,并且可以被锁定在 1.8V、8MHz 兆赫和 3.6V、高达4.15 MHz 的范围之间。本系统中,处理器电压为1.8V,于 32.76kHz 时锁定,每个样品的平均周期数为988,意味着处理器每秒 197.600 次活跃; 功率测量显示共 耗 电 204μW,功 率 测 量 值 只 有 32.768kHz.MSP430F149 具有通信高速、开发环境方便高效、较宽的运行温度范围及较强的抗干扰力,工作稳定,时钟系统灵活,具有可串行在线编程、唤醒时间较短及中断 功 能 强 大 等 优 势。本 设 计 以 TI 公 司 的MSP430F149 作为微处理器。
2.2 传感器的选择。
在选择传感器时,需要考虑使用环境对传感器的影响,所选用传感器不应受到土壤的腐蚀,且受土质影响应较小,对土壤土壤含水率的应具有较高的分辨率,确保传感器能在一个较长的时间段内稳定、准确地感知土壤的含水率。
综合考虑多方面因素,如传感器的性价比、稳定性、可靠性、能耗及使用维修的便利性等指标,选用邯郸市邯山瑞华电子有限公司生产的 RHD-100 土壤水分传感器为本智能控制系统的终端检测端。该检测终端以 CMOS 芯片为核心,可以监测并传输数据信息,且具有简洁合理的结构,小巧的体积,运输、安装、操作及后期维护的便利等优势。其检测头以不绣钢材料制成,使用寿命较长,并进行了环氧树脂封装,可以有效隔绝外部异物侵袭,防止干扰破坏,埋入土壤中使用时不易受收到土壤中各种成分的侵蚀; 受土质得影响较小,可以在较广范围的地区运用。
2.3 太阳能供电模块设计。
因为系统的监测区域为农田,一般没有设置电线电缆,无法使用外接电源实现能源供给,需要自备电源。为避免频繁更换电池带来的系列问题,特选用太阳能电池为供能单元,为每个传感器配备一个独立的太阳能供电模块,主要包括: 1 个 12 V、12 Ah 充电电池; 1 块太阳能电池板,输出功率为 15W;1 个调压器,压力范围为 3.3 ~12 V.运行试验表明: 太阳能电池模块可以满足田间传感器的供能要求。
2.4 CC2530 射频收发模块。
CC2530 为内部集成的无线通信模块,其内核符合 RF4CE/Zigbee 1.8V 协议,可进行 CRC 硬件校验;结合了具有优良收发性能的 RF 收发器和增强型8051MCU,可编程 4 种不同的闪存版本,包括 CC2530F32 /128 /64 /256,分别具有 32 /128 /64 /256KB 的闪存。其压控振荡器完全集成,也集成了其它很多功能模块,灵敏度极高、抗干扰性能佳,提供了完整而强大的 ZigBee 方案、ZigBee RF4CE 远程控制方案。使用该收发模块,只需极少的外接元件(如天线)、晶振等少量的外围电路元件,就能在 2.4GHZ 的频段上工作。CC2530 内部使用 1.8V 工作电压,并且能够把外界提供的电压(3.3V)转化为内部使用电压。本设计以产自 TI 公司的 CC2530 射频收发模块作为射频收发模块的主芯片。
2.5 GPRS 通信模块设计。
与 GSM 相比较,GPRS 的用户接入时间更短、可靠性更高、通信速度更快,能够支持 TCP /IP 协议[2].GPRS 模块通过串口与 ZigBee 灌溉系统主控制网关连接,ZigBee 节点在反馈土壤水分信息时,首先将信号通过 ZigBeb 网络发送给主控制网关,然后由控制器网关通过 GPRS 模块,将信号发送到用户端; 用户端可以根据具体的作物品种设定终端节点水位阈值上、下限,控制终端节点步进电机的开启与关闭,实现自动灌溉。系统软件设计。
IEEE802.15.4,俗称 ZigBee,是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率及低成本的双向无线通讯技术[3].ZigBee 协议栈是基于 IEEE 802.15.4 之上的协议栈,其网络层功能包括多跳路由,以及路由发现和维护、安全和连接/离开网络,网络层负责向新加入的设备分配 16 位地址。
ZigBee 技术是一个特别为短距离无线通信及低功耗设计的媒体访问控制(MAC)和物理层的标准规范,因此当遇到传感器网络、数据监测、指令传输触发此类工作时,ZigBee 成为不二之选。
本设计选用了 CC2530 支持的免费 ZigBee 协议栈,在 ZigBee 网络建立之后,用户通过 ZigBee 协调节点、GPRS 通信网络,管理 ZigBee 终端节点,设定不同作物土壤含水量的阈值上下限范围。当传感器检测到土壤水分值低于阈值下限值时,通过单片机 I/O 口开启步进电机,自动启动灌溉动作; 当传感器监测并发送的土壤水分值高于阈值上限时,系统自动启动,传输指令,通过单片机关闭步进电机,中止灌溉动作。由此,实现土壤水分的自动监测和智能灌溉控制。
计算机端程序采用 Java 语言编写,可实现软件系统数据的处理,包括传输、存储、显示及指令的执行等功能。系统测试试验及结果分析。
为验证系统设计的合理性,检测制作的实验样机是否符合设计要求,工作能否稳定、连续和可靠,对制作完成的自动灌溉控制系统试验设备进行了测试。
4.1 水稻田土壤含水量检测控制试验。
将本系统试样样机运用于水稻田,设置土壤含水量阈值为 30% ~ 60% ,监测并控制土壤水分,得到的土壤水分变化图如图 1 所示。
由于湿度传感器具有延迟特性,湿度的变化并不是呈线性地增长或降低,具有一定的滞后性。
4.2 棉花地土壤含水量检测控制试验。
将本系统运用于棉花田,设置土壤含水量阈值为20% ~ 35% ,监测并控制土壤水分,土壤水分变化图如图 2 所示。
试验表明: 系统工作状态良好、运行稳定,可适应不同土壤环境的水分控制,能随着土壤湿度的变化而动作,达到了将土壤湿度自动控制在设定范围内的目的。结论。
在我国当前的农业大环境下,无线传感器网络技术在土壤水分监测和控制中的应用还处于初级阶段,实际推广运用范围偏小,与国外发达国家相比,技术相对落后[4].因此,在物联网实际运用的设计中,需要根据国农业生产经营的实际情况,充分考虑实用性和可推广性。
本文设计了基于 RHD-100 土壤水分传感器、射频芯片 CC2530、MSP430 F149 单片机、步进电机、及上位机软件系统的土壤含水率监测及灌溉控制系统。试验表明: 系统工作稳定可靠,可有效地检测土壤水分并通过控制步进电机动作实现自动灌溉,将土壤水分控制端设定范围内,具备一定的准确性和广泛的适应性。
参考文献:
[1] 邢志卿,付兴,房骏,等。物联网技术在现代农业生产中的应用研究[J].农业技术与装备,2010(8): 16-17,20.[2] 赵养社。基于无线传感器网络和 GPRS 网的灌溉系统研究[J].安徽农业科学,2011(7): 4203-4206.[3] 赵荣阳,王斌,姜重然。基于 ZigBee 的智能农业灌溉系统研究[J].农机化研究,2016,38(6): 244-248.[4] 许世卫。我国农业物联网发展现状及对策[J].中国科学院院刊,2013,38(6): 686-692.
第二篇:物联网论文
浅谈应用物联网技术的智能校园
摘要:物联网产生以来在很多领域给人创造了更多的便利。为改善教学水平、提高管理水平,将物联网技术引入校园,推动了智能校园的建设。未来,应用物联网技术的智慧校园将有大好的发展前景。本文简要概述智能校园与传统校园对比、物联网技术在智慧校园中的部分具体应用关键词:物联网、智能校园、传统校园 正文
一、物联网
1、物联网概念
物联网最早出现于 1995 年比尔。盖茨写的《未来之路》,在该书中,他已经提到物物互联。1999 年,美国麻省理工学院最先提出了物联网的概念。
物联网一开始的概念局限于使用射频识别(RFID)的技术设备和互联网相结合,使物品信息实现智能化识别和管理,实现物品的信息互联而形成的网络。互联网将来自世界各地的计算机都连接起来形成网络,让人与人的信息交互得以实现,物联网拓展了互联网,通过运用传感器、RFID 等技术,将任意时间、不同地点的物体接入网络,以实现物品的识别,达到物与物、人与物之间的联通,让彼此的信息能够共享。随着相关技术和应用的发展,物联网的内涵也在不断扩展。
二、智能校园
1、智能校园的概念
智能校园是指通过物联网、云计算、虚拟化等新技术来改变学生、教师和校园资源交互的方式,将学校的教学、科研、管理与校园资源和应用系统进行整合,以提高应用交互的明确性、灵活性和响应速度,从而实现智能化服务和管理的校园模式。
智能校园是一个开放的、创新的、协作的、智能的综合信息服务平台。教师、学生和管理者在这个智能校园里会全面感知不同的教学资源,获得及时的互动、最大的共享、最佳协作的学习、工作和生活环境,实现相关信息资源的有效的采集、合理的分析、高效的应用和便携的服务。智能校园的重点在于智能。及教学的智能,学生生活中体现出来的智能,图书馆里所体现出来的智能等等,他强调的是教务部门、教学机构及科研部门的信息资源的融合能力。其最重要的核心在于整合校园内各种资源,尤其高度重视通过技术手段加强信息的互通性和协作能力。
2、智能校园的特点
2.1为广大师生提供一个全面的智能感知环境和综合信息服务平台,提供基于角色的个性化定制服务; 2.2将基于计算机网络的信息服务融入到学校的各个应用服务领域,实现互联和协作
2.3通过智能感知环境和综合信息服务平台,为学校与外部世界提供一个相互交流和互相感知的接口
3、智能校园与传统的数字校园的区别
3.1数字校园
数字校园是校园内教学和管理的信息化,是互联网发展到一定程度的产物。随着信息技术的发展,数字校园被赋予了不同的层次,不同深度的应用内含。例:
3.1 用户不再需要用多个账号登录。数字校园的用户只需要使用唯一确定的用户名和密码单点登录即可完成所有网络下的学习和管理工作,并且能够使用该校园内所有的信息服务。
3.2 实现了校园网内多不同的应用系统对数据的共享。数字校园网内使用统一共享的数据库平台,解决了不同应用系统下数据的重复采集或转移等,共享数据的一次输入可以供整个校园网内的所有相关
教学和管理的应用系统使用,实现了不同应用系统的集成,减少了无意义的重复工作,节省人力和物力。3.3 不同部门不用再分别进行应用系统的管理。数字化校园网只需要一个部门管理,无需每个部门都要设置一个管理人员。节约了人力资源。
智能校园是数字校园升级到一定阶段的表现。智慧校园的核心内容是”智能化“,是通过全球的物联网实现信息交流,是物联网时代的产物,交流对象更侧重于“物”而非“人”。而物联网是互联网的延伸,互联网是物联网的基础。由此看来,智慧校园是建立在数字校园基础上的。因此,智慧校园是以网络化和数字化为基础的,数字校园所采用的的单点登录及其所提供的数字化编码等都是智慧校园建设 所必须具备的基础。
三、物联网技术在智能校园中的应用: 消费管理 :学生的消费主要是指一日三餐及生活购物。每位同学都有一张含有 RFID 电子标签的校园卡,卡内附有个人信息。学校食堂等消费场地都安装有RFID 识读器,当学生要去食堂吃饭或去超市购物时,只需在识读器上刷一下卡,卡内信息就被读取出来,利用网络传至系统数据中心,通过后台数据库的查询来正确读取卡内余额,系统会自动扣除本次消费所该支付的实际金额,并进行电子钱包的实时更新。
后勤管理 :主要包括校园的照明和浴室管理。资源是有限的,而且学校每天在水电等方面开支很大,运用物联网技术可以使这个问题得到有效缓解。比如将某些传感设备安装在教室等场所,应用无线遥感、声控等技术,完成自动照明,同时可以根据教师的环境来调节灯光强度,当感应器感应到所有人都离开教室后会给系统相应的指令将灯关闭,不仅为学生提供了一个更为舒适的学习环境,还能避免浪费。还可以在澡堂里的浴室内安装上用水消费的传感设备,学生在洗澡时只需将卡放在读卡器上,喷头将自动出水并根据水的流量进行计算,当感应到人离开时又会自动停止送水和金额扣费,从而既达到节水的目的也达到避免误扣费的目的。
安防管理 :近年来,各大高校安全事故频频发生,发生的根本原因与外来员的随意进出有很大关系。目前许多高校的校园安全管理机制不够完善,比如前段时间南京某高校女生被外来人员用用来捕狗的麻醉弩误射。这些事件令学生和家长感到担忧。在校园安全管理中运用物联网技术可以有效解决存在的潜在危险。在校园安防管理中,利用射频识别、无线传感等技术,与视频监控系统结合起来,将传感器合理部署在学校某些地区,计算机系统会汇总处理这些信息,恰当进行提醒或是自动报警,如果有人擅自强行闯入学校的警戒区,系统将通过布署在该场所的传感终端,来判断闯入者实际位置,使用调整后的移动摄像头对该区域进行重点监控,并记录下图像资料,方便安保人员进行处理。通过应用物联网技术来感知学校周边环境,实现校园安全管理。
图书管理 :智能图书馆是利用物联网技术来实现无需人员值守的智能服务和高效管理。智能校园系统中的图书管理主要是 RFID 电子标签在图书馆中的应用。在图书管理过程中,可以考在每一本书中安装上 RFID 卡,用它来记录该书籍所属的分类、放在哪个书架、被谁借阅等信息,并根据该信息对书籍进行查询、定位等操作,方便工作人员进行高效率的归架整理。
考勤管理 :现在高校中较为普遍存在对学生的要求较低,所以有部分学生对自己不负责,认为期末时好好背背书就不会挂科而逃避上课,而且学校屡禁不止。教师对学生的课堂考勤也耗费了太多的精力,使教学的时间缩短了,合理有效的考勤系统既节约了时间,又能提高了效率。学生都需要在课前进入教室时主动向安装在教室内的读卡器刷一下卡,当智能设备接收到本次刷卡记录后,便会把数据马上发送到系统服务器,该数据也会实时更新到后台数据库,那么教师就可以了解到学生课堂出勤情况,教务部门也不需要再专门安排人员查各个班的出勤情况。
改善教学:改善传统教学模式,改变以往老师一人在讲台上不停地讲课的灌输式教学,将学生与老师时时紧密联系起来,增加互动,提升学生的学习兴趣。在教室中安装摄像头和录音设备,实时记录老师讲课的内容并上传到学校网络中的学生学习模块中,方便学生课后复习与巩固。结语:智能校园比传统校园更好的整合了学校中的各项有效资源,提高了教师的工作环境和学生的学习与生活环境。虽然目前智能校园的发展还受到诸多条件的限制,但我相信未来通过政府、学校和社会等多方的共同努力,将会有更好的发展前景。
运用物联网技术的智能校园将是未来学校发展的必要趋势,未来的学校会越来越“智能”。参考文献:[1]马建 物联网技术概论 [M] 机械工业出版社 2016.7 [2]乔蕊,崔春英 物联网环境下智慧校园建设与发展问题研究 [J] 周口师范学院学报 2015.2 [3]刘志龙 物联网技术在高校智慧校园中的应用研究[J]无线互联科技2015.12
第三篇:物联网导论论文
物联网导论
论物联网导论中的感知层
摘要:物联网是现今整个信息化产业的新宠和发展方向,从“智慧地球”到“感知中国”,“物联网”成为全球瞩目的关键词。将物联网作为新的科技革命以推进社会变革,使其成为创新型济的巨大推动力物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点,其应用范围几乎覆盖了各行各业,在其发展的同时还带动传感器、微电子、视频识别等一系列产业的同步发展,带来巨大的产业集群生产效益。未来各种通信技术将从平行、独立地发展最终逐步走向融合。
关键词:物联网、感知层、技术关键
物联网分为感知层、网络层和应用层,感知层由各种具有感知能力的设备组成,主要用于感知和采集物理世界中发生的物理事件和数据。感知层至关重要,是物物相连的基础,深入的了解物联网感知层的网络层部分为建立低成本、高效、灵敏的物联网络提供一定得一局。因此,这篇论文将针对物联网的感知层结构以及其相关内容进行探讨研究。
一、国内外研究现状和未来发展趋势
在当前,物联网发展进程中,技术趋势呈现出融合化、嵌入化、可信化和智能化的特征。国内新一代宽带无线通信、高性能计算与大规模并行处理技术、光子和微电子器件与集成系统技术、传感网技术、物联网体系架构及其演进技术等研究与开发取得重大进展,先后建立了传感技术国家重点实验室、传感器网络实验室和传感器产业基地等一批专业研究机构和产业化基地,开展了一批具有示范意义的重大应用项目。
欧盟委员会认为,物联网的发展应用将在未来的5~15年中为解决现代社会问题带来巨大的贡献。RFID技术被列为欧洲发展的重点
物联网被美国列为振兴经济的两大工具之一,被欧盟定位成使欧洲领先全球的基础战略。业界认为“物联网”是继计算机与互联网后的又一次信息化浪潮。物联网产业正在逐步成为各地战略性新兴产业发展的重要领域。在未来的一段时间内,我们将深刻的感受到物联网给我们的生活带来的巨大改变。
二、物联网概述
“物联网”是我国对物物相连的概念,国际上面还是称呼其为Interner of Things,简称IoT,也是“传感网”在国际上的通称。通俗的讲,物联网就是万物都可以上网,物体通过装入射频识别设备、红外感应器、全球定位系统或其他方式进行连接,然
物联网导论
后接入到互联网或移动通信网络,最终形成智能网络,通过电脑或手机实现对物体的智能化管理。
物联网是一次代表未来计算机和通信发展水平的技术改革,而且它的发展也取决于许多重要领域的动态技术创新。将人们需要感知的物体连成网,便于感知、监控、操作、处理等,使物体更好的为人们所用。
从技术角度讲,物联网应该具备3个特征,一是全面感知,二是可靠传递,三是智能处理。
植入感应器而后有感知,感知后有信息,而后有信息分析处理,反向就可以监控状态、操作方向、处理问题,当然中间会通过各种方式双向传送信息。基本应用大体分为三类:信息识别及位置监控、动态监测类、智能控制类。物联网的一个突出特点就是将跨行业的物品信息,通过统一的接口标准和标识标准,集中存储、处理,实现跨行业信息资源共享,更广范围的协调处理,让世界变得更有“感知力”,更加“智慧”。
三、物联网的关键技术
物联网的结构大致可以分为3个层次:首先是传感网络。以二维码、RFID、传感器 为主,实现物的识别;其次是传输网络,通过现有的互联网、广电网络、通信网络或者未来的NGN(下一代网络),实现数据的传输与计算;第三是应用网络,即输入/输出控制终端,可基于现有的手机、PC等终端进行。
物联网的核心技术包括射频识别、WSN、红外感应器、全球定位系统、internet与移动网络、网络服务、行业应用软件。在这些技术中,又以底层嵌入式设备芯片开发最为关键,引领整个行业的上游发展。
四、物联网感知层标准体系架构
物联网技术体系架构分为感知层、网络层、应用层3个层次。感知层由各种具有感知能力的设备组成,主要用于增加传感器网络接入及管理能力。感知和采集物理世界中发生的物理事件和数据;网络层包括各种通信网与物联网形成的承载网络,可以将感知层感知和采集的数据通过现有通信网络上传给应用层,完成感知层和应用层之间的信息通信。
物联网感知层不但包含网络、通信、信息处理、传感器、安全、服务技术、标识、定位、同步等传统技术,还涉及到协同处理等新技术,覆盖范围较宽。国际国内相关标准化组织已经开始进行物联网感知层的标准架构研究,但各自的定义不统一,物联网导论
针对性也不同。
物联网感知层分为两个层面:基础平台标准和应用层面。基础平台标准是根据物联网感知层的共同特征和技术需求提炼出来的,包含技术术语、接口、通信与网络、协同信息处理、信息服务支持、网络安全与隐私、一致性和互用性测试等模块。应用层面中的典型应用可以通过对基础平台标准的剪裁进行定制。
五、关于物联网的感知层
在感知层,物联网的终端形态包括普通物联网终端、M2M终端、感知接入网关、感知子网节点、终端外设及卡识读物。
普通物联网终端是指嵌入远距离通信模块的通信设备,包含终端中间件和终端应用两部分,终端中间件是终端能力的汇集、封装和开放的部件,终端应用是驻留在终端上的应用。终端外设是指传感器、控制器、GPS、摄像头、条码读写器、RFID读写器等外部装置。感知接入网关是指将感知层子网接入运营商网络的网关设备,包括网关中间网和网关应用两部分。
物联网感知层的研究还处于起步阶段,需要研究和解决的问题很多,感知层标准体系的搭建无疑是感知层各种技术研究的前提和基础,对感知层功能的有效实现至关重要。
六、学习体会及启发
以前未涉足物联网领域的大门的时候,对这个领域的东西的了解仅限于这三个字而已。后来学习了这门课程,慢慢的知道了物联网的基本功能在于人与人、人与物、物与物之间在任何时间和任何地点都能够通过任何的网络获取任何的服务。简单说来就是将各个行业的多种物品通过网络联系到一起。
我觉得这门技术在未来的发展前景是非常好而且巨大的,因为无论是哪一种技术,其最终的终极目标也是要融合在一起,像顶端的学术研究里数理化三者是并不分家而融为一体的一样。而物联网恰恰有这样的能力,将不同的事物及人联系到一起,在世界这个大家庭下是非常重要的技术。
第四篇:物联网课程设计论文
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。顾名思义,物联网就是物物相连的互联网。下面我们来看看关于物联网的论文内容吧。
引言
物联网技术发展迅速,预计将成为继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。社会经济的发展与产业的转型是物联网发展的巨大推动力,经济全球化使得所有企业面临着激烈竞争的局面,企业需要及时获取世界各地对产品的销售情况和需求信息,为全球的采购、生产制定合理的计划,为了提高企业的核心竞争力,需要推进信息化与工业化的融合。人民生活水平的提高,也需采用包括物联网在内的新一代信息技术改造升级社会管理和民生服务行业,以提高社会管理、公共服务和家居生活的质量和效率。当前,世界各国的物联网基本都处于起步阶段:美、日、韩、欧盟等都正投入巨资深入研究探索物联网,并启动了以物联网为基础的“智慧地球”、“U-Japan”、“U-Korea”、“物联网行动计划”等国家性区域战略规划。
在中国,工信部于2012年2月正式发布了《物联网“十二五”发展规划》,规划的发布为物联网产业的发展提出了指导思想和发展目标。规划指出,“十二五”期间,我国将攻克一批物联网核心关键技术,在感知、传输、处理、应用等技术领域取得500项以上重要研究成果;研究制定200项以上国家和行业标准;培育和发展10个产业聚集区,100家以上骨干企业,一批“专、精、特、新”的中小企业,建设一批覆盖面广、支撑力强的公共服务平台,初步形成门类齐全、布局合理、结构优化的物联网产业体系。物联网技术正逐渐从实验室阶段走向实际应用,目前,物联网在工业制造、国家电网、机场安保、现代物流、医疗卫生领域、数字农林、环境保护、智能交通、智能家居、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等各个领域都得到了广泛的推广和应用。而从产业规模来看,据工信部预测,2015年我国物联网市场规模将超过5000亿元,2020年将达到万亿元级,预计未来5年复合年均增长率超过30%。
物联网“十二五”规划的颁布,中国将物联网产业的发展提高到了国家战略层面,物联网作为新一代信息技术的高度集成和综合运用,具有知识密集度高、成长潜力大、带动力强、综合效益好的特点。巨型产业的发展都离不开人才的培养,没有人才的支撑,这个行业就不能兴旺繁荣,人才的培养是产业发展的基石。物联网领域人才需求的大量增长,给高校专业的发展与改造带来了机遇和挑战。2011年,在《教育部关于公布2010高等学校专业设置备案或审批结果的通知》(教高[2010]4号)中,新增批准的物联网工程专业25所,传感器技术专业2所。两年来共获批准的专业64个,涉及高等院校59所。除了本科院校设置物联网专业外,目前,多所高职高专院校设置了物联网技术应用专业。从无锡职业学院周志德教授对无锡物联网创新示范区中的30多所企业的调研报告及其中的人才需求分析表(表1)可以看出,高职学生除了在研发、设计、测试岗位中,从事测试与辅助设计工作外,可以作为物联网设备维护、解决方案撰写、项目实施管理、售后服务与维保、项目与产品市场营销等多种工作岗位的中坚力量。
一、增设物联网课程的可行性分析
物联网技术既代表新一代信息技术的发展趋势,又立足于传统的学科之上,物联网融合了计算机技术、网络技术、电子技术、测控技术、电气工程及自动化和通信技术等多个技术领域,其中,物联网工程专业的主干学科为计算机科学与技术、通信工程、网络工程。物联网的技术架构被公认有三个层次:感知层、网络层和应用层。感知层利用RFID,传感器,二维码等及时地获取物体的信息;网络层则通过各种电信网络与互联网的融合,将物体的信息实时准确地传递出去;应用层是利用云计算,数据存储与数据挖掘等各种智能计算技术,对海量的数据和信息进行分析和处理,对物体实施智能化的控制。由于新增物联网专业需要较长时间的论证和审批,而基于物联网的体系架构和目前就业市场对物联网方向人才的岗位需求,优化并调整现有计算机网络技术专业课程,适当地增加物联网方向的专业课程,既可以补充学生在信息技术前沿领域的技能,又可拓宽毕业生在物联网方向的就业市场。
目前的计算机网络技术专业开设的核心课程主要有:计算机网络技术,网络服务器的配置与管理,网络设备安装与调试,局域网组建与管理,网络安全与维护,网络综合布线与工程实施,C语言软件开发,网络存储规划与实施,网络数据库管理与应用等,这些课程已经涵盖了物联网的传输层和应用层的大部分技术要点,但是对于感知层的技术的学习相对较少。由于目前学生的学时较紧张,建议在高职的第四学期或第五学期开设一门物联网基础课程,一方面用来拓宽学生的专业知识,另一方面作为网络技术专业的后续物联网课程设置研究的试点。
二、物联网课程建设的构想
2.1课程定位
根据调研,目前物联网方向的就业岗位主要集中在物联网系统集成,产品设计、研发和测试,物联网工程项目的实施、管理以及物理网的应用等。各相关企业也列举了从事物联网相关职位的职责信息(表2)。在计算机网络专业增设《物联网技术》课程,该课程是计算机网络技术专业根据专业培养目标和所面向的企业职业岗位要求而拟开设的一门专业课程,是基于物联网相关工作任务的项目化课程。本课程设置的主要目的是结合企业和劳动市场的需求,培养学生从事物联网设计、管理与维护的核心职业能力,使学生能够分析、设计、部署中小型企业物联网的网络结构和应用服务,维护网络安全,监控网络性能,具备管理物联网所需要的技术基础和能力基础。
2.2课程内容开
发《物联网技术》课程既是一门物联网方向的基础课程,又是一门涵盖内容广,技术综合性强的课程,它涉及了物联网的概念、架构、设计、组建、维护、应用等各个领域,采用工学结合模式的项目教学法进行设计,课程的开设将促进高职学生对新技术的理解与学习,又将在拓宽学生的就业领域等方面起到较好的作用。《物联网技术》课程按照学习领域认知、项目教学和综合实训的思路共设计了6个项目,18个任务,56个子任务,涵盖了物联网中的关键技术,主要包括:物联网的概念与应用,物联网的架构与技术体验,基于无线射频识别RFID的应用,无线传感网的组建与维护,现场总线网络的组建与维护,远程网络传输与多网络融合,小型物联网项目的设计与实施等内容。在每个项目中又提炼出各项关键技术的重要内容来设计成多个学习任务,例如在无线传感网的组建与维护项目中,包含了:感受短距离通信网和无线传感网,基于WiFi技术的传感网络,基于ZigBee的自组织网络,基于蓝牙技术的传输网络,无线传感网应用等任务,基本涵盖了无线传感网的重要知识点。图1为本课程的项目及任务,其中项目6中的四个任务为任选其一即可。
2.3教材开发
在对多家物联网企业进行调研和对人才需求的充分分析的基础上,准确把握物联网人才的培养目标、就业岗位、典型工作任务及专业知识与技能,由学校和公司共同开发工学结合模式的校企合作教材。
2.4师资培养
由于《物联网技术》课程涵盖的内容较广,涉及到无线传感网络(WSN)、传感器的应用与检测、无线射频技术(RFID)、现场总线技术、移动通信技术、物联网的设计与应用等多种技术,教师可能难以在较短的时间内深入的把握各项技术的内涵,可以请企业的专家与学校的教师共同讲述该课程,来培养教师的在教学内容和教学方法上的技能。学校创造条件支持教师参与企业培训、项目合作开发,做到教学信息和市场同步。
2.5实训室建设
物联网技术实训室的建设采用校企合作的模式,根据教学项目模块,采用先进的物联网产品进行设计、开发。它既可以为学生提供综合实训,也可以开展对外技术培训、职业技能鉴定工作。
三、结论及展望
本课程方案主要针对高职院校计算机网络专业的大专生,通过该课程建设可以拓宽学生对物联网的认识及相关技术的掌握,为学生从事相关领域的工作奠定基础。随着物联网技术课程的开设,学生将进一步掌握信息技术的前沿知识,拓宽学生的就业市场,也为其它的物联网课程的开设及物联网专业的申报进行了探索和实践。
第五篇:物联网教学设计
《走近物联网》教学设计
作者:杭晓峰 钱耀刚
来源:《中国信息技术教育》2015年第11期
教材分析
《走近物联网》一课是江苏科学技术出版社出版的小学信息技术教材六年级的教学内容,目的是要让学生通过这节课走近物联网。本课是学生真正走进物联网的一个前奏,所以教师要从学生身边的物联网应用入手,通过启发与发现、观察与思考、讨论与体验,使学生逐步了解物联网技术发展及其相关知识。
学情分析
《走近物联网》一课的教学对象是小学五年级学生。学生们已经对互联网技术的应用有了一定的了解,但对物联网技术的了解更多的是来自于身边的应用,对概念的理解还是比较模糊的,所以要让学生亲身体验物联网技术的应用给我们的生活带来的方便,并尽量通过讨论、实践与设计,发挥学生的能动性,使学生能够自主探索并获取知识。
教学目标
知识与技能目标:知道物联网的基本概念,了解物联网在社会各个领域的应用。过程与方法目标:①通过视频展示、亲自实践、创意设计等环节,提高对物联网及其应用的认识;②通过对实验器材的实践,了解传感器的作用,并设计相关的物联网实际应用。情感态度与价值观目标:①在体验与实践相结合的过程中感受物联网的应用,产生并保持学习的兴趣;②通过分组讨论、小组合作等方式开展多种形式的团队合作,培养动手能力、解决实际问题的能力,提高团队协作能力;③通过对创意设计的交流与展示,培养创新能力与语言表达能力;④能辩证地认识物联网技术对社会发展、科技进步和日常生活产生的影响。教学重点、难点
重点:物联网的应用。
难点:物联网的基本概念。
教学过程
1.暖场视频 师:同学们,在上课前老师想跟大家一起来分享一段奇妙的视频。
教师播放视频,学生观看。
师:刚才大家看到的百度神灯在不久的将来就能成为现实,而老师这里也有一盏神灯,大家想来体验一下它的神奇吗? 2.魔法激趣、情境导入
师:老师可以用魔力来控制它“开”、“关”,神奇吧?猜一猜,老师用了什么魔力呢? 生:声音、遥控„„
师:遥控?有点接近答案了。声音?你来试试。那么到底是什么呢?秘密就在这部手机里。你们再来猜一猜,老师用了什么魔法?
教师小结:刚才利用手机通过网络控制了灯的开关。
师:除了手机,还可以用什么设备?
板书:手机(计算机)„„网络灯。
设计意图:本课初始利用小米的智能家居设备表演小魔术,以鲜活的例子抓住学生探究的心,激发学生的学习兴趣,让学生发现物联网技术的特性,从而产生强烈的好奇心,为后续的学习埋下伏笔。
3.学思践悟、走近物联
(1)变一变——网络无处不在师:老师再表演几个魔术,想看么?请看,这是老师的办公室(摄像头),可以给电水壶烧水(演示),这是空气净化器,开、关(演示)。大家思考一下,你家的电灯、电水壶有这种魔力吗?和老师的有什么不同?
生:没有这样的魔力。要达到这种魔力必须要有网络。
师:是的,这些电水壶、空气净化器等电器+网络就成为一种智能电器,这就是一种加法发明法。同学们要是掌握了这种方法,也能成为一名伟大的发明家。
板书:电水壶 空气净化器„„
(2)猜一猜——传感器妙趣多多
师:(打开手机的控制界面)刚才老师就是用这个控制电器的。哪位同学想来体验一下? 学生上台学习演示开关电器。
师:老师不但能开关空气净化器,还能了解办公室的空气质量。(让学生观看手机控制界面上的pm值)大家来猜猜,手机怎么会知道的?
生:手机上装了个东西„„
师:老师告诉大家,空气净化器里有一个部件,它能像我们的鼻子一样,感受到空气的质量,这种部件我们给它一个名字,叫传感器。(板书:传感器)这些传感器非常厉害,它就像我们的感觉器官一样,有的像耳朵能听到,有的像眼睛能看见,有的像鼻子能闻到,还有的像皮肤能感觉到,它们都是智能电器的一个重要组成部分。
设计意图:传感器是物联网技术的一个重点,也是课堂教学中的一个难点,通过让学生猜一猜,将传感器与人体感觉器官类比,从而化抽象为形象,帮助学生深刻理解传感器的作用,为后面物联网的创意设计做铺垫。这样的设计既活跃了课堂气氛,也让生活实践更好地融入课堂教学。
(3)试一试——传感器神奇无比
师:传感器有这么大的作用,大家想不想来体验一下?
根据课前分组,请组长带领组员一起来体验,ppt出示体验要求:①组长至老师处领取体验器材。②仔细阅读器材使用说明,并按要求实验。③说一说实验过程,谈一谈自己的发现,想一想传感器的作用。④实验结束后请小组长拿着实验器材和使用说明汇报结果。
学生实验,教师相应指导,和学生一起探讨。
学生上台交流。
教师出示ppt,提醒回答的要求:我们做的实验的名称是(),我们是这样做实验的(),知道了传感器像人体上的()发挥了作用。
(4)取一取——物联网顾名思义
师:刚才同学们体验了传感器的神奇,我们知道,通过传感器等设备我们能感知周围的信息,通过网络可以传输信息,最终使得普通的物体有了魔力,应用更加智能。
板书:感知(信息)传输(信息)应用(智能)。
师:像一些物体和另一些物体(板书两个大圈)通过网络技术联结在一起,形成的一种新型的网络,你能试着给它取个合适的名字吗?
生:互联网、网络。
师:这种网络是物与物的相连,我们就叫它物联网。(板书揭题:物联网)
设计思路:用任务驱动和合作探究的方式让学生去亲自实践,体会传感器的神奇作用。利用思维导图概括物联网概念及其特征,将学生对物联网的认识由感性层面提升至理性层面。4.展望未来、创意无限
(1)自学探究,漫谈应用
师:刚才我们已经初步认识了物联网,物联网不但在家居生活中为我们提供了方便,而且在其他领域也同样发挥着巨大的作用,下面请大家通过上网浏览的方式了解一些物联网的应用。师出示ppt:边看边思考,你了解的是物联网应用的哪一领域?它是怎么样实现智能应用的?请大家注意,每个组浏览一个物联网应用专题。
教师分配任务。
师:请你来说一说,你刚才了解了物联网在哪一领域的应用?它是怎样实现的?老师从物联网的应用中找了一个案例,大家来看看到它是如何描述的。(ppt出示案例)
(2)创意无限,设计应用
师:通过刚才的自学研究,我们了解了物联网在其他领域的应用,看来我们的生活真的离不开物联网了。
教师出示ppt:你想不想来设计自己需要的一种物联网应用呢?可以用文字或者图画的形式完成创意。(小提示:这种应用可以是较实际的,也可以是未来才能实现的。)师:大家可以开始讨论,一组至少完成一个创意。
学生展示并读出自己的创意。
师生评价(贴在黑板上)。
师:这位同学的设计有哪些优点?你觉得如果再加上些什么创意会更好?
师:(学生说学生评,教师可以适当补充)同学们的想象力非常丰富,相信在不久的将来,你们的设计将通过你们的巧手来实现。设计意图:此处的设计先浏览网页再漫谈自己的收获,最后再设计自己的物联网应用,其目的是为了巩固学生对物联网的理解,同时拓展学生的思维空间,将理论联系实际,利用分组讨论、小组合作等方式培养学生的团队合作意识,再通过对创意设计的交流与展示,提高学生的创新能力与语言表达能力。5.总结提升,憧憬未来
师:今天我们通过观看视频、亲自实践、创意设计等形式认识了一种新的技术叫物联网,开始走近了物联网,你能说说在这节课里有哪些收获吗?
生:物联网就是物与物的相连。通过传感器我们能感知周围的信息,通过网络可以传输信息,最终使得普通的物体有了魔力,应用更加智能。
师:如果你想更深入地了解它,那么下一节课老师将带领大家真正走进物联网,去探索其中的奥秘。
教学反思
本课是六年级的信息技术课教学内容,因江苏省小学信息技术课比赛需要,上课学生改为五年级,因此在课堂教学设计时我更多地从学生已掌握的既有知识与能力出发,意图设计出一堂孩子们喜欢的物联网体验课。
这堂课的教学目标应该是在了解物联网的含义的基础上激发学生的学习兴趣,从而认识物联网在身边的应用的过程。在教学过程中,我通过阿拉丁神灯——百度神灯——智能电灯——神奇的智能家居场景这一系列的情境将学生引入新课,学生的兴趣被形象的魔术表演所吸引,从而具体形象地感悟到“物联网”的宽泛定义。接着以猜一猜神灯的魔力所在等来体验传感器环节,以想一想传感器与身体的哪个感觉器官类似的问题来引出学生实践的过程,理解传感器的实际作用。在浏览物联网应用网站的过程中了解身边的物联网应用,并最终为自己动手尝试设计一种物联网应用服务。学生在大胆鲜活例子的指引下,思绪如泉水般喷涌而出,在最后一个设计应用环节时所表现出的创意不但贴近生活,而且很有个性。
板书设计方面我以思维导图的形式呈现,根据学生的回答随机出示,一切从学生出发,让学生自己提炼概括物联网这种新生事物的名字,自己去探索它们之间的关系,从而走近物联网服务。
点评篇二:第1课 初识物联网 教学设计
《初识物联网》 教材分析
本课分为两个部分。第一部分一物联网的概念为引入,通过对概念的解读,让学生了解物联网的本质。第二部分介绍了物联网在社会生产、生活中的应用,让学生不仅加深了对物联网概念的理解,还对其实际应用有一定的了解。
学情分析
对于物联网基本概念的教学,建议教师从学生相对熟悉的因特网入手,通过对比和分析,揭示了物联网的本质是互联网络,只是其连接的设备不仅是因特网中的计算机,而是可以发展为世间万物,并强调需要传感设备才能实现真正的物物相连。
预设教学目标
1.了解物联网的概念。
2.了解物联网应用的相关知识。
教学重点
了解物联网的概念。
教学难点
了解物联网应用的相关知识。
课时安排:
1课时
预设教学过程:
一、导入 1.从古至今,人们传递信息的方式有哪些? 这些传递信息方式都有哪些特点?(突出现代工具为人们传递信息带来的方便与快捷等优点)2.刚才我们了解了人与人之间的信息传递,那么,物体与物体之间又是如何传递信息的呢?
学生思考、讨论、交流。
二、新授
1.介绍物联网概念
①教师提出任务:生自读概念。
②介绍物联网的三大特征:感知物体、信息传输、智能应用。
③看图,提出问题:通过图画你看懂了什么? 想想现实中物联网有怎样的应用?
经验交流:把自己获得的物联网知识与大家分享。2.了解物联网应用。
①自读课本2-3页,初步了解物联网在各方面的实际运用。
②播放相关的光盘内容。
③深入介绍,加深学生印象,使学生对物联网的应用有更加深入的了解。教师适当讲解物联网在智能家电、智能交通、智能物流、智能电网、智能环保、智能医疗、智能工业、智能农业、智能安防方面的应用。3.讨论:物联网技术在社会生产和生活中得到了广泛的应用,举例说明物联网技术给你的生活带来了怎样的体验和变化?
三、课堂小结
教师:这节课同学们学习了物联网技术,了解了物联网技术的概念以及其在实际生活中的应用。课后希望大家通过自己的观察、调查等相关的途径,更加客观清楚的认识物联网,了解物联网的技术应用,在生活实践中体验到物联网带给我们的方便和巨大作用。
四、布置作业 完成实践园。通过实地观察、调查或网络搜索等途径,了解周边物联网技术的应用。
教后反思:
物联网这个新概念还是在第一次看到教材时才知道,这让我很汗颜,经过一番搜索后,原来物联网的英文名称为“the internet of things”,是“物物相连的互联网”。据说这里有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础之上的延伸和扩展的一种网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。因此,物联网的定义是通过射频识别(rfid)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
还有“物联网”里的“物”要满足以下条件才能被纳入“物联网”的范围:
1、要有相应信息的接收器;
2、要有数据传输通路;
3、要有一定的存储功能;
4、要有cpu;
5、要有操作系统;
6、要有专门的应用程序;
7、要有数据发送器;
8、遵循物联网的通信协议;
9、在世界网络中有可被识别的唯一编号。
在进行本堂教学时,我做了大量的准备工作。为了更直观的体现物联网时代的来临,我特意从网上下载了一段介绍视频。学生观看的都很认真,时不时的发出惊叹,彻底的激发了学生对物联网学习的兴趣。
本课教学内容主要是介绍物联网的概念,以及物联网在生活的广泛应用。书上的内容很少,因此在制作课件时,我引入了大量的图片和资料。让学生能够更清晰的了解物联网在每个领域的应用,以及未来的发展方向。
最后通过让学生自己说一说,物联网技术会给我们的生活带来怎样的体验和变化,打开了学生的思维。篇三:六年级 物联网 教学设计(共13课)《初识物联网》
教材分析
本课分为两个部分。第一部分一物联网的概念为引入,通过对概念的解读,让学生了解物联网的本质。第二部分介绍了物联网在社会生产、生活中的应用,让学生不仅加深了对物联网概念的理解,还对其实际应用有一定的了解。
学情分析
对于物联网基本概念的教学,建议教师从学生相对熟悉的因特网入手,通过对比和分析,揭示了物联网的本质是互联网络,只是其连接的设备不仅是因特网中的计算机,而是可以发展为世间万物,并强调需要传感设备才能实现真正的物物相连。
预设教学目标
1.了解物联网的概念。
2.了解物联网应用的相关知识。
教学重点
了解物联网的概念。
教学难点
了解物联网应用的相关知识。
课时安排:
1课时
预设教学过程:
一、导入 1.从古至今,人们传递信息的方式有哪些? 这些传递信息方式都有哪些特点?(突出现代工具为人们传递信息带来的方便与快捷等优点)2.刚才我们了解了人与人之间的信息传递,那么,物体与物体之间又是如何传递信息的呢?
学生思考、讨论、交流。
二、新授
1.介绍物联网概念
①教师提出任务:生自读概念。
②介绍物联网的三大特征:感知物体、信息传输、智能应用。
③看图,提出问题:通过图画你看懂了什么? 想想现实中物联网有怎样的应用?
经验交流:把自己获得的物联网知识与大家分享。2.了解物联网应用。
①自读课本2-3页,初步了解物联网在各方面的实际运用。
②播放相关的光盘内容。
③深入介绍,加深学生印象,使学生对物联网的应用有更加深入的了解。教师适当讲解物联网在智能家电、智能交通、智能物流、智能电网、智能环保、智能医疗、智能工业、智能农业、智能安防方面的应用。3.讨论:物联网技术在社会生产和生活中得到了广泛的应用,举例说明物联网技术给你的生活带来了怎样的体验和变化?
三、课堂小结
教师:这节课同学们学习了物联网技术,了解了物联网技术的概念以及其在实际生活中的应用。课后希望大家通过自己的观察、调查等相关的途径,更加客观清楚的认识物联网,了解物联网的技术应用,在生活实践中体验到物联网带给我们的方便和巨大作用。
四、布置作业
完成实践园。通过实地观察、调查或网络搜索等途径,了解周边物联网技术的应用。
教后反思:
物联网这个新概念还是在第一次看到教材时才知道,这让我很汗颜,经过一番搜索后,原来物联网的英文名称为“the internet of things”,是“物物相连的互联网”。据说这里有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础之上的延伸和扩展的一种网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。因此,物联网的定义是通过射频识别(rfid)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
还有“物联网”里的“物”要满足以下条件才能被纳入“物联网”的范围:
1、要有相应信息的接收器;
2、要有数据传输通路;
3、要有一定的存储功能;
4、要有cpu;
5、要有操作系统;
6、要有专门的应用程序;
7、要有数据发送器;
8、遵循物联网的通信协议;
9、在世界网络中有可被识别的唯一编号。
在进行本堂教学时,我做了大量的准备工作。为了更直观的体现物联网时代的来临,我特意从网上下载了一段介绍视频。学生观看的都很认真,时不时的发出惊叹,彻底的激发了学生对物联网学习的兴趣。
本课教学内容主要是介绍物联网的概念,以及物联网在生活的广泛应用。书上的内容很少,因此在制作课件时,我引入了大量的图片和资料。让学生能够更清晰的了解物联网在每个领域的应用,以及未来的发展方向。
最后通过让学生自己说一说,物联网技术会给我们的生活带来怎样的体验和变化,打开了学生的思维。
《智能楼道灯---红外线传感器》 教材分析
本课分为三个部分。第一部分以生活中的红外线感应楼道灯为例,通过对其工作过程的解读,引出本课核心内容——红外线传感器。第二部分在对红外线传感器进行介绍的基础上,简单说明其特点及红外线感应开关的使用场所。第三部分介绍红外线传感器的广泛应用。
学情分析
学生对于红外线的理解大多来自生活,有些来自电影,有些来自书本。因此对红外线这个概念并不陌生,本课主要是让学生更全面地认识红外线感应器的应用。预设教学目标
1.认识红外线传感器。
2.认识红外线传感器的应用。
教学重点
认识红外线传感器。
教学难点
认识红外线传感器的应用。
课时安排:
1课时
预设教学过程:
一、导入
1.大家知道或者了解红外线么? 2.什么东西可以发出红外线呢,人体可以么?
学生思考、讨论、交流。
二、新授
教师:介绍红外线的知识和概念。1.生介绍红外线知识。
①教师提出任务:生自读概念。
②红外线感应楼道灯又是如何工作的呢?
③生自读课本了解相关原理和知识。经验交流:把自己的亲身经历与大家分享。2.认识红外线传感器
①阅读课本,初步认识红外线传感器。
②指名学生说出红外线传感器的操作特点。
③深入介绍,加深学生印象,使学生对物联网的应用有更加深入的了解。3.课后完成实践园。通过实地观察、调查或网络搜索等途径,了解周边楼道开关的控制方式。
4.认识红外线传感器的应用
①师介绍红外线传感器的应用,使学生了解其应用非常广泛。
②思考:楼道灯自动点亮后,为什么需要延迟一段时间再自动熄灭? 学生思考、讨论、交流。
③按照要求完成探究屋的内容。(四人小组协作完成)填写成果篮。
三、课堂小结
教师:这节课同学们学习了红外线传感器,认识红外线传感器以及其在实际生活中的应用。课后希望大家通过自己的观察、调查等相关的途径,更加客观清楚的认识红外线传感器,了解红外线传感器的技术应用,在生活实践中体验到红外线传感器带给我们的方便和巨大作用。