初中信息技術川教版（2019）九年級上冊第3節(jié) 揭開物聯(lián)網(wǎng)的面紗課文配套課件ppt

這是一份初中信息技術川教版（2019）九年級上冊第3節(jié) 揭開物聯(lián)網(wǎng)的面紗課文配套課件ppt，共28頁。PPT課件主要包含了課堂導入，分析智能溫室項目，認識物聯(lián)網(wǎng)，課堂小結等內(nèi)容，歡迎下載使用。
同學們：我們建造了智能溫室，知道它既要用到互聯(lián)網(wǎng)，但又和互聯(lián)網(wǎng)不同。互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了人與人的交流，但它卻實現(xiàn)了人和植物之間的連通，還有植物與環(huán)境之間的連通，它實現(xiàn)了物與物之間的連通。今天我們就一起來分析探究，揭開物聯(lián)網(wǎng)的神秘面紗。
1.分析智能溫室項目的結構和特點。
2.了解物聯(lián)網(wǎng)及其特征和關鍵技術。
首先，實現(xiàn)遠程對植物的養(yǎng)護，有幾個必不可少的要素：
1.感知植物生長的環(huán)境。環(huán)境因素包括空氣的溫濕度、光照度、土壤的溫濕度。如果再精準些，還可以包括空氣中的二氧化碳濃度、土壤酸堿度、土壤肥力情況等。這些環(huán)境因子被各類傳感器感知和采集，并以數(shù)字化的形式呈現(xiàn)出來。
2.分析智能溫室項目。想要通過手機、電腦等登錄物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控云平臺，既能遠程查看溫室的環(huán)境情況，也能遠程控制溫室的環(huán)境變化，需要Wi-Fi、藍牙、手機移動通信技術等來實現(xiàn)感知信息和控制信息高效穩(wěn)定地傳輸。
3.智能分析與遠程控制。溫室環(huán)境因子的變化信息被感知、被傳輸?shù)接嬎阍O備或云平臺后，通過綜合分析和智能判斷，遠程連接控制設備，做出適宜的處理。如土壤濕度不夠時，啟動水泵抽水澆灌；光照不夠時，調(diào)節(jié)植物補光燈補光。智能溫室的工作邏輯如下圖所示：
其次，再來梳理智能溫室系統(tǒng)的基本結構，如下圖所示:
1.應用系統(tǒng)：用戶要查看傳感器采集的實時數(shù)據(jù)、外接設備的工作狀態(tài)，發(fā)出控制指令，實現(xiàn)遠程控制和狀態(tài)調(diào)整，都離不開物聯(lián)網(wǎng)應用平臺來接入，它能幫助用戶實現(xiàn)對話與提供服務。
2.數(shù)據(jù)處理與控制系統(tǒng)：主控板、控制設備、云平臺共同構成了智能溫室項目的數(shù)據(jù)處理與控制系統(tǒng)，它們是智能溫室的“大腦”，負責數(shù)據(jù)的計算、分析、決策與控制處理。
3.網(wǎng)絡系統(tǒng)：感知系統(tǒng)采集的環(huán)境信息需要傳輸給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的信息需要反饋給應用者，也需要反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)需要指揮設備做出“澆灌”“補光”等反應，這其中的信息數(shù)據(jù)傳輸與交流都離不開網(wǎng)絡系統(tǒng)，它們就像物聯(lián)網(wǎng)的“神經(jīng)系統(tǒng)”。
4.感知系統(tǒng)：在智能溫室里，空氣溫濕度傳感器、光照傳感器、土壤溫濕度傳感器構成了物聯(lián)網(wǎng)的“感官”，它們組成的感知系統(tǒng)感知著植物的生長環(huán)境因素及其變化，聯(lián)系著真實的物理世界和虛擬的信息世界。
由此可以看出，物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎上延伸和擴展的網(wǎng)絡。不同于互聯(lián)網(wǎng)的是，它的用戶端延伸和擴展到物與物之間，進行物與物之間的信息交換和通信，也就是“物物相息”。
經(jīng)歷了實踐與分析之后，我們一起來揭開物聯(lián)網(wǎng)的神秘面紗。
物聯(lián)網(wǎng)(Internet f Things，IT)是指通過信息傳感設備，按約定的協(xié)議，將任何物體與網(wǎng)絡相連接，物體通過信息傳播媒介進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)管等功能。
物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎仍然是互聯(lián)網(wǎng)，也可以說，物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的應用拓展。
物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)和移動通信之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)的革命性發(fā)展的產(chǎn)物，已被正式列為國家重點發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。物聯(lián)網(wǎng)應用覆蓋了各行各業(yè)，發(fā)展前景甚為廣闊。
利用無線射頻識別(Radi Frequency Identificatin, RFID)、傳感器、定位器等手段隨時隨地對物體進行信息采集和獲取。數(shù)據(jù)采集方式眾多，且數(shù)據(jù)采集多點化、多維化、網(wǎng)絡化，可實現(xiàn)對現(xiàn)實世界各種物理現(xiàn)象的普遍感知。
通過各種網(wǎng)絡，既包括互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)等公共網(wǎng)絡，也包括電網(wǎng)、交通網(wǎng)等專用網(wǎng)絡，建立起物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)實體間的廣泛互聯(lián)，實現(xiàn)信息的傳輸、交互和共享。
利用云計算、模糊識別和數(shù)據(jù)融合等各種智能計算技術，對海量數(shù)據(jù)和信息進行處理、分析和對物體實施智能化的控制。主要體現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)中從感知到傳輸再到?jīng)Q策應用的信息流，并最終為控制提供支持。
物聯(lián)網(wǎng)的技術架構可分為感知層、網(wǎng)絡層、支撐層、應用層。
感知層處于架構底層，銜接物理世界和信息世界，是物聯(lián)網(wǎng)應用和發(fā)展的基礎。主要通過傳感器和實時定位等技術，對物體的屬性、環(huán)境狀態(tài)、行為模式等信息進行實時的辨識和采集。
網(wǎng)絡層負責傳遞信息，實現(xiàn)更加廣泛的互聯(lián)功能。把感知到的信息可靠且安全地進行傳送，需要傳感器網(wǎng)絡與移動通信技術、互聯(lián)網(wǎng)技術、衛(wèi)星通信技術相融合。
支撐層主要運用云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術，對獲取的海量信息進行實時控制和管理，以便實現(xiàn)智能化信息處理、態(tài)勢分析、預測計算以及海量數(shù)據(jù)存儲等，同時為應用層提供智能計算處理的支撐。
應用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶的接口、它與各行各業(yè)的需求結合，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應用。根據(jù)各類應用的特點，集成相關的內(nèi)容服務，如智能校園、智能交通、智能醫(yī)療、智能家居、智能物流、智能農(nóng)業(yè)等行業(yè)應用，也包括跨行業(yè)、跨應用跨系統(tǒng)之間的信息協(xié)同、共享、互通的功能。
4、物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術
物聯(lián)網(wǎng)的形成和發(fā)展得益于感知與標識技術、信息傳輸技術、信息處理技術、信息安全技術等諸多技術領域的持續(xù)革新。目前，物聯(lián)網(wǎng)已呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)海量化、連接設備種類多樣化、應用終端智能化的特點。
對物理世界的識別是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)全面感知的基礎。常用的識別技術有RFID標識、二維碼、條形碼等，涵蓋物品識別、位置識別和地理識別。射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，它是物聯(lián)網(wǎng)最為重要的一種基礎技術，在各領域均有廣泛應用。
傳感器是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的關鍵組成部分，它能感知外界信息，如溫濕度、電壓、電流、聲音、氣味、磁場、放射線等，并按照一定的規(guī)律轉換成可用的信號。傳感器延伸了人類的感官，物聯(lián)網(wǎng)正是通過各種各樣的傳感器以及由它們組成的傳感網(wǎng)來感知整個物質(zhì)世界。
智能溫室項目所用的溫濕度傳感器就是熱敏電阻類型的傳感器。
當物體與物體“交流”的時候，就需要支持大批量數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚贌o線網(wǎng)絡，無線網(wǎng)絡的速度決定了設備連接的速度和穩(wěn)定性。若無線網(wǎng)絡的速度太低，就會出現(xiàn)設備反應滯后或者連接失敗等問題。目前4G、NB-IT技術都是常見的物聯(lián)網(wǎng)連接技術，5G網(wǎng)絡技術也正在逐步普及。4G和5G網(wǎng)絡通信技術讓網(wǎng)絡信息傳輸量和信息傳輸速度不斷提升。
NB-IT(Narrw Band Internet f Things)技術是一種新興的窄帶通信技術，它完全兼容于移動通信系統(tǒng)。因其具備窄帶數(shù)據(jù)傳輸、覆蓋域廣、海量設備接入、極低功耗等優(yōu)勢，成為公共環(huán)境設備聯(lián)網(wǎng)的最佳解決方案，如共享單車、路燈管理、智能抄表、智能停車等。
智能技術與物聯(lián)網(wǎng)密不可分，物聯(lián)網(wǎng)負責將物體連接起來，而智能技術則整合互聯(lián)的物體和互通的數(shù)據(jù)進行模式識別、分類匹配、計算處理、機器學習和預測分析，進而使物聯(lián)網(wǎng)更加智能化。
你使用過手機應用程序來拍照識別植物嗎？它就是智能技術在物聯(lián)網(wǎng)中的應用，其實這類技術的應用前景遠不止識別植物那么簡單，如果我們把這類智能技術應用到智能農(nóng)業(yè)中，還可以實現(xiàn)植物常見病蟲害的識別與防治等。
討論：隨處可見的共享單車作為低碳環(huán)保的綠色出行方式，給我們的交通出行帶來了便利。你覺得共享單車與物聯(lián)網(wǎng)之間是什么關系？請你嘗試基于物聯(lián)網(wǎng)的特征、架構和關鍵技術來分析一下共享單車。
物聯(lián)網(wǎng)與區(qū)塊鏈技術的融合
我們已經(jīng)身處一個萬物互聯(lián)的時代，物聯(lián)網(wǎng)技術在智能家居、可穿戴醫(yī)療、智能交通、智能物流等領域的深入應用，重塑和豐富了社會生產(chǎn)生活的形態(tài)和方式。例如，在智能物流的運輸、倉儲、包裝、裝卸搬運、流通加工、配送、信息服務等各個環(huán)節(jié)，已實現(xiàn)了各種設備和數(shù)據(jù)的全面感知和高效互聯(lián)。然而，數(shù)據(jù)在不同設備和物流環(huán)節(jié)之間流轉時，存在被惡意偽造、篡改等風險，區(qū)塊鏈技術正好可以解決這些問題。
區(qū)塊鏈(Blckchain)作為一種分布式交易驗證和數(shù)據(jù)共享技術，可為不同的人和機構之間建立信任關系，是實現(xiàn)數(shù)據(jù)和資產(chǎn)在互聯(lián)網(wǎng)上安全流轉的重要基礎。存放在區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)可以被鏈上的所有節(jié)點共同維護，區(qū)塊鏈在技術層面具有不可偽造、不可抵賴、不可篡改、不可撤銷等屬性，在應用層面具有數(shù)據(jù)公開透明、交易可跟蹤等特點，在金融、政務、醫(yī)療等國計民生的各個行業(yè)和領域都具有重要的應用。
2、區(qū)塊鏈能給物聯(lián)網(wǎng)帶來什么?
區(qū)塊鏈為物聯(lián)網(wǎng)帶來的價值可以體現(xiàn)在多個方面，例如：
(1)避免數(shù)據(jù)篡改：物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)只要寫入?yún)^(qū)塊鏈，就無法再改變，可確保數(shù)據(jù)不會被偽造或篡改，還能依托區(qū)塊鏈的鏈式結構追溯數(shù)據(jù)流向。
(2)促進數(shù)據(jù)流動：區(qū)塊鏈的分布式對等結構和公開透明的算法，有利于打破數(shù)據(jù)孤島的桎梏，促進連接到物聯(lián)網(wǎng)的各個設備和服務商多方協(xié)作。
(3)身份認證鑒權：區(qū)塊鏈的驗證和共識機制有助于防止非法或惡意節(jié)點接入物聯(lián)網(wǎng)，為物聯(lián)網(wǎng)設備的安全運行提供支撐。
建立基于區(qū)塊鏈的物流快遞系統(tǒng)，在快遞交接過程中，貨物是否簽收或交付只需要在區(qū)塊鏈中查詢即可。用戶沒有確認收到快遞，區(qū)塊鏈中就不會有相關快遞的簽收記錄，此機制可有效杜絕快遞簽名偽造，快遞冒領、誤領等問題。
利用區(qū)塊鏈的不可篡改、數(shù)據(jù)完整追溯以及時間戳等功能，建立物聯(lián)網(wǎng)防偽追溯能力開放平臺，可針對食品、藥品、藝術品、收藏品、奢侈品等商品，提供防偽溯源服務，實現(xiàn)線上線下零售商品的身份認證、流轉追溯與交易記錄存證等，從而有效地保護品牌方和消費者的權益，幫助消費者提升購物體驗。