資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
物聯網發展簡述教學設計
課題 物聯網發展簡述（第一課時） 單元 走進物聯網 學科 初中信息科技 年級 八年級
教材分析 本課教材內容全面而系統地介紹了物聯網的基本概念、架構、發展歷程以及構建步驟，旨在使學生初步認識并理解物聯網這一新一代信息技術的重要組成部分。通過詳細闡述物聯網的三層架構（感知層、網絡層、應用層）及其特征（全面感知、可靠傳送、智能處理），教材幫助學生建立起對物聯網工作原理的清晰認知。同時，通過回顧物聯網的發展歷程，特別是中國在此領域的貢獻與成就，教材激發了學生的民族自豪感和科技創新意識。此外，教材還注重培養學生的實踐能力和探索精神，鼓勵他們通過思考活動和拓展閱讀，深入了解物聯網技術的最新進展和應用實例。
學習目標 信息意識：學生能夠認識到物聯網作為新一代信息技術的重要組成部分，對日常生活和社會發展的重要性。計算思維：學生能夠理解物聯網的三層架構（感知層、網絡層、應用層）及其工作原理，培養抽象思維和系統思維能力。數字化學習與創新：學生能夠探索物聯網技術的最新進展和應用實例，激發創新思維和創造力，嘗試將物聯網技術應用于實際生活中。信息社會責任：學生能夠了解物聯網技術在社會發展中的重要作用，認識到信息技術對社會的雙重影響，增強社會責任感。
重點 本課的教學重點是物聯網的概念、架構以及發展歷程。學生需要深入理解物聯網作為新一代信息技術的重要組成部分，掌握其三層架構（感知層、網絡層、應用層）的工作原理和特征，同時了解物聯網技術的起源、發展以及當前的應用狀況。
難點 本課的難點在于物聯網的架構理解和應用實例的分析。物聯網的架構涉及多個層次和復雜的技術，學生需要具備一定的抽象思維和系統思維能力才能充分理解。同時，物聯網的應用實例繁多且不斷更新，學生需要具備一定的信息素養和創新能力，才能將理論知識與實際應用相結合，分析并應對物聯網技術的挑戰和機遇。
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課
（單元概述） 隨著信息技術的發展，在互聯網的基礎上，物聯網的出現將人與人的互聯延伸到人與物、物與物的互聯，極大地擴展了人們的生活、學習和工作空間，推動了物理世界與數字世界相互融合。物聯網是繼互聯網之后的新型信息基礎設施，是推動大數據和人工智能等信息科技發展與普及不可或缺的組成部分。本單元通過開展“調查物聯網對未來生活的影響”項目學習，幫助同學們掌握物聯網的概念、架構和發展歷程，了解物聯網與互聯網的異同；讓大家在協作學習中，認識物聯網與人工智能的聯系，探討物聯網發展對生活、工作、學習的影響；認識物聯網的原理，了解常見的物聯網傳輸技術，認識傳感器系統的概念和分類，對物聯網建立一個系統、清楚的認識。學習安排學習內容一物聯網的發展歷程學習內容二物聯網的相關技術學習內容三物聯網與人工智能調查物聯網在現實生活中的應用情境隨著現實世界中傳感器的廣泛使用，互聯網技術逐漸滲透到物理實體世界中，越來越多的物理實體，通過傳感器連接到互聯網中實現信息共享，物聯網在此背景下應運而生讓我們通過學習本項目，掌握物聯網的有關知識，理解物聯網是如何工作的，有何重要意義。主題調查物聯網在現實生活中的應用情況探究活動活動1了解物聯網的發展、體驗物聯網生活。掌握物聯網的概念，了解物聯網的發展歷程，理解物聯網和互聯網的異同；活動2探究物聯網技術與設備。感知識別技術與短距離通信技術，調查傳感器技術在日常生活中的應用，理解傳感器的原理與分類；活動3調查與了解物聯網與人工智能、大數據的關系。理解物聯網與大數據的關系，理解物聯網與人工智能的關系，體驗物聯網的具體應用。實施開展小組協作探究活動，調查物聯網在現實生活中的應用情況，暢想物聯網的未來應用。成果在小組開展項目范例學習過程中，利用思維導圖工具梳理小組成員在探究活動中的觀點，建立觀點結構圖，運用多媒體創作工具(如演示文稿、在線編輯工具等),綜合加工和表達，形成項目范例可視化學習成果，并通過各種分享平臺發布，共享創造，分享快樂。 了解本單元學習的主題即調查物聯網對未來生活的影響。了解本單元的學習安排。 通過教師簡要介紹，學生了解本單元學習主題，激發學生學習興趣。通過了解學習安排，幫助學生建立初步的學習框架。
講授新課 物聯網是新一代信息技術的重要組成部分，它是將各種信息傳感設備與網絡結合起來而形成的一個巨大網絡，實現任何時間、任何地點，人、機、物的互聯互通。本課將讓我們初步認識物聯網。(1)知道物聯網的概念與架構。(2)了解物聯網的發展歷程。(3)理解物聯網和互聯網的異同。一、物聯網的概念及架構(一)物聯網的概念物聯網是在互聯網基礎上延伸和擴展的網絡，是各種傳感技術的綜合應用，通過射頻識別、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等傳感技術，依據相關協議，把物品與互聯網相連接，實現對物品和過程的智能化感知、識別和管理，如圖1-1所示。世間的萬事萬物，大到整個城市、樓房、汽車，小到一部手機、一塊手表甚至一把鑰匙，只要在里面嵌入一個感應器，這個物品就可以“成活”,隨時可以和你“對話”,也可以和其他物品“交流”。自從人們運用物聯網技術后，似乎萬物都被“擬人化”了，每個物體都可尋、可控、可連。思考活動請同學們交流討論：物聯網給人們的日常生活帶來了哪些改變。(二)物聯網的架構物聯網的形式復雜多樣，涉及的硬件種類繁多。根據信息生成、傳輸、處理和應用的原則，可以把物聯網分為三層：感知層、網絡層和應用層。物聯網的網絡架構如圖1-2所示。1.感知層感知層是物聯網采集信息、識別物品的技術手段。感知層又分為數據采集與執行、短距離無線通信兩個部分，運用智能傳感技術、身份識別及其他信息采集技術，對物品進行基礎信息采集，同時接收上層網絡傳送過來的控制信息，完成相應執行動作。2.網絡層網絡層解決的問題是將物聯網感知層所獲得的信息數據，在一定范圍內通過互聯網、4G/5G移動網絡、企業內部網、小型局域網等網絡手段傳送到終端設備上。3.應用層應用層與各種形式的行業需求相結合，可實現物聯網技術在現實世界中的應用。應用層包括各種具體應用，既有公眾服務，也有行業服務。其中公眾服務是面向公眾普遍需求提供的基礎服務，如智能家居、可穿戴設備等。行業服務通常是針對行業自身特有的需要，面向行業內部提供的服務，如智能電網、智能灌溉等。(三)物聯網的特征物聯網的體系架構顯示出它具有全面感知、可靠傳送、智能處理等特征。(1)全面感知：物聯網利用射頻識別、二維碼、全球定位系統、攝像頭、傳感器、網絡等感知、捕獲、測量的技術手段，隨時隨地對物體進行信息的采集和獲取。(2)可靠傳送：物聯網通過各種通信網、廣電網與互聯網的融合，將物體信息接入網絡，隨時隨地進行信息的交互和共享。(3)智能處理：物聯網將傳感器和智能處理相結合，利用云計算、模式識別等各種智能技術，擴充其應用領域，并從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理有意義的數據，以適應不同用戶的不同需求，發現新的應用領域和應用模式。(四)物聯網的構建步驟要想構建一個物聯網，主要步驟包括以下三個：(1)對物體屬性進行標識，包括靜態屬性和動態屬性。靜態屬性可以直接存儲在標簽中，動態屬性則需要傳感器實時探測。(2)由識別設備完成對物體屬性的讀取，并將信息轉換為適合網絡傳輸的數據格式。(3)將物體的信息通過網絡傳輸到信息處理中心(處理中心可能是分布式的，如家中的電腦、手機或智能設備的邊緣計算、云計算等；也可能是集中式的，如計算中心、大數據中心等),由處理中心完成物體通信的相關計算。二、物聯網的發展歷程物聯網的起源要追溯到1991年，當時劍橋大學特洛伊計算機實驗室的科學家常常要下樓去看咖啡煮好了沒有，但又怕影響工作，為了解決這一問題，他們在咖啡壺旁邊安裝了一個便攜式攝像頭，并編寫了一套程序，利用終端計算機的圖像捕捉技術，以3幀/秒的速率傳送到實驗室的計算機上，以方便工作人員隨時查看咖啡是否已煮好，這就是物聯網的雛形。目前流行的網絡數字攝像機，其市場開發、技術應用以及日后的種種網絡擴展都源于這個世界上最負盛名的“特洛伊咖啡壺”,如圖1-3所示。拓展閱讀——物聯網起源的另一種說法關于物聯網的起源，還有另外一種說法，1990年，卡耐基美隆大學的校園里，有一群程序設計師，他們每次寫完代碼后都習慣到樓下的可樂販賣機里買上一罐冰可樂，可很多時候只能看著空空的可樂機敗興而回，這令他們十分苦惱。于是他們就把樓下的販賣機連上網絡，寫了一段代碼以了解可樂機還有多少可樂，當然還要看看是不是冰的。1995年，《未來之路》一書中提到了“物聯網”的構想，指出“互聯網僅僅實現了計算機的聯網而沒有實現萬事萬物的互聯”,該觀點當時并未引起關注，正如書中所寫“雖然現在看來這些預測不太可能實現，甚至有些荒謬，但是我保證這是本嚴肅的書，絕非戲言。十年后我的觀點將會得到證實”。1999年，美國麻省理工學院自動識別中心的凱文·艾什頓提出“萬物皆可通過網絡互聯”,并率先提出“物聯網”概念。而同一時期，中國也提出“傳感網”的概念，雖然名稱不同，但實質是一樣的，都是將物體傳感設備與互聯網連接起來，實現智能化識別與管理。目前，我國的技術研發水平已處于世界前列，具有國際同發優勢和重大影響力。2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會上，國際電信聯盟(Interna-tionalTelecommunicationUnion,ITU)發布了《ITU互聯網報告2005:物聯網》,報告指出，無所不在的物聯網通信時代即將來臨，世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過互聯網主動進行數據交換，正式確定了“物聯網”這一命名，并介紹了物聯網的特征、相關的技術、面臨的挑戰和未來的市場機遇。2009年，我國提出了“感知中國”發展戰略。2010年，我國將“加快物聯網的研發應用”明確納入重點產業振興規劃之中，并且先后研究制定了一系列促進物聯網產業發展的扶持政策，推動了我國物聯網建設從概念推廣、政策制定、配套建設到技術研發的快速發展。2011年，我國工業和信息化部發布了《物聯網“十二五”發展規劃》,將物聯網納入“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃。2020年，隨著5G技術正式開始商用，物聯網的性能得到了進一步提升，與5G技術相結合的物聯網應用也得到了進一步推廣和發展。受益于物聯網技術的飛速發展，我們即將進入一個萬物互聯的全新世界。未來幾年內，物聯網設備連接數量將會達數百億，該產業被視為全球經濟增長的新引擎。思考活動請同學們搜索并閱讀相關資料，了解近5年來我國物聯網的建設成果，感受國家的科技創新魅力。拓展學習——我國物聯網發展面臨的機遇與挑戰（一）我國物聯網發展面臨的機遇1.市場規模持續增長根據中研普華研究院的數據，預計2024年全國物聯網市場規模可達4.31萬億元人民幣，這表明物聯網市場正處于快速增長階段，具有巨大的市場潛力。IDC預測，2026年中國物聯網IT支出規模接近3000億美元，未來五年中國物聯網將保持平穩向好態勢。2.政策支持國家及各級政府紛紛出臺了支持物聯網產業發展的政策，包括財政補貼、稅收優惠、創新支持等多個方面，為物聯網的發展提供了政策保障和支持。3.技術進步與應用拓展物聯網技術的不斷成熟和應用場景的不斷拓展，推動了物聯網市場的進一步發展。例如，5G技術的高帶寬、低延遲和大連接特性為物聯網應用提供了更好的網絡支持。物聯網技術已廣泛應用于智能家居、智慧城市、工業物聯網、智慧農業等多個領域，提高了生產效率、管理水平和生活質量。4.基礎設施建設加速我國在物聯網基礎設施建設方面取得了顯著成效，5G基站數量快速增長，物聯網連接數持續增加，為物聯網的廣泛應用提供了堅實的基礎。5.產業鏈不斷完善物聯網產業鏈包括芯片提供商、傳感器供應商、無線模組廠商、網絡運營商、平臺服務商等多個環節。隨著產業鏈的不斷完善和各環節之間的緊密合作，物聯網市場的競爭力將進一步增強。（二）我國物聯網發展面臨的挑戰1.安全與隱私保護隨著物聯網設備的普及和應用場景的拓展，物聯網安全和隱私保護問題日益凸顯。需要采取有效的措施來保護物聯網設備免受網絡攻擊和數據泄露的威脅。2.技術標準和互操作性物聯網領域存在多種技術標準和協議，缺乏統一的標準和互操作性，限制了物聯網的廣泛應用和發展。需要加快制定和完善相關標準，推動不同設備和系統之間的互聯互通。3.基礎設施差距盡管我國在物聯網基礎設施建設方面取得了顯著成效，但部分地區和領域仍存在基礎設施差距，影響了物聯網的普及和應用。需要繼續加大投資力度，完善基礎設施建設。4.數據監管與合規隨著物聯網設備的廣泛應用，產生了大量的數據。如何有效地監管這些數據，確保合規使用，成為了一個重要的問題。需要建立健全的數據監管機制，加強數據保護和安全防護。 初步認識物聯網，了解本課學習內容。學習物聯網的概念。學習物聯網的架構。學習物聯網的特征。學習物聯網的構建步驟。了解物聯網的發展歷程，思考物聯網的起源、演變及關鍵節點。了解我國物聯網發展面臨的機遇。了解我國物聯網發展面臨的挑戰。 通過簡要的介紹，讓學生清楚本課學習內容。通過全面介紹物聯網的概念、架構、特征及構建步驟，通過深入淺出的方式，使學生理解物聯網作為互聯網技術延伸與擴展的本質，掌握其三層架構（感知層、網絡層、應用層）的具體功能與相互關系，認識物聯網全面感知、可靠傳送、智能處理的核心特征，并了解構建物聯網的基本步驟，為后續深入學習物聯網技術及應用奠定基礎。通過追溯物聯網的發展歷程，從最初的雛形到概念的正式提出，再到現今的快速發展，通過歷史脈絡的梳理，使學生了解物聯網的起源、演變及關鍵節點，特別是中國在此領域的貢獻與進展。培養學生的歷史視野，感受科技創新的魅力，激發對物聯網未來的探索興趣。通過詳細闡述市場規模、政策支持、技術進步、基礎設施建設及產業鏈完善等機遇，以及安全與隱私保護、技術標準和互操作性、基礎設施差距、數據監管與合規等挑戰，幫助學生深入了解物聯網產業的現狀與前景。
課后練習 請結合本課所學內容，搜集近年來我國物聯網技術發展的具體案例，分析這些案例如何體現了物聯網“全面感知、可靠傳送、智能處理”的特征，并思考這些發展成果對日常生活和社會經濟可能帶來的影響。撰寫一篇不少于300字的短文。 結合本課學習內容，獨立完成課后練習。 讓學生通過實際案例，深入理解物聯網的特征與應用，并分析其對日常生活與經濟的影響。
課堂小結 組織學生分小組總結本課學習內容，請每個小組代表說說自己小組總結的結果。教師做最后的補充。參考：本節課我們以探索物聯網的奧秘為主題，共同學習了物聯網的概念、架構以及它的發展歷程。通過課堂講解、互動討論和案例分析，同學們展現出了濃厚的學習興趣和積極的參與態度。大家不僅掌握了物聯網的基本知識，還通過思考活動和實例分析，深化了對物聯網工作原理和應用領域的理解。在課堂上，我感受到了大家對新知識的渴望和對技術創新的熱情。希望同學們能夠將所學知識應用到實際生活中，不斷嘗試、創新，成為物聯網時代的探索者和創造者。未來，我們將繼續深入學習，探索更多前沿科技，共同成長，迎接更加智能、互聯的世界。期待大家在接下來的學習中取得更大的進步！ 在小組討論基礎上，推選代表總結本課學習內容。其他小組做補充總結。 學生自己總結學習內容是一種學習方法，每次課可以梳理出學習了哪些知識、技能方法和思維方式，在頭腦中形成本課程的學科結構。
板書 從教師板書上歸納本課學習內容的重點。 通過板書，幫助學生形成本課學習內容思維導圖。
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第1課
物聯網發展簡述
八年級
上
（第一課時）
01
學習目標
內容總覽
02
新知導入
03
物聯網的概念及架構
04
物聯網的發展歷程
05
擴展學習
06
課后練習
07
課堂小結
08
板書設計
教學目標
能夠了解物聯網技術在社會發展中的重要作用，認識到信息技術對社會的雙重影響，增強社會責任感。
信息社會責任
能夠認識到物聯網作為新一代信息技術的重要組成部分，對日常生活和社會發展的重要性。
信息意識
能夠理解物聯網的三層架構（感知層、網絡層、應用層）及其工作原理，培養抽象思維和系統思維能力。
計算思維
能夠探索物聯網技術的最新進展和應用實例，激發創新思維和創造力，嘗試將物聯網技術應用于實際生活中。
數字化學習與創新
新知導入
隨著信息技術的發展，在互聯網的基礎上，物聯網的出現將人與人的互聯延伸到人與物、物與物的互聯，極大地擴展了人們的生活、學習和工作空間，推動了物理世界與數字世界相互融合。物聯網是繼互聯網之后的新型信息基礎設施，是推動大數據和人工智能等信息科技發展與普及不可或缺的組成部分。
新知導入
本單元通過開展“調查物聯網對未來生活的影響”項目學習，幫助同學們掌握物聯網的概念、架構和發展歷程，了解物聯網與互聯網的異同；讓大家在協作學習中，認識物聯網與人工智能的聯系，探討物聯網發展對生活、工作、學習的影響；認識物聯網的原理，了解常見的物聯網傳輸技術，認識傳感器系統的概念和分類，對物聯網建立一個系統、清楚的認識。
新知導入
學習安排
01
學習內容一
物聯網的發展歷程
02
學習內容二
物聯網的相關技術
03
學習內容三
物聯網與人工智能
新知導入
情境
隨著現實世界中傳感器的廣泛使用，互聯網技術逐漸滲透到物理實體世界中，越來越多的物理實體，通過傳感器連接到互聯網中實現信息共享，物聯網在此背景下應運而生讓我們通過學習本項目，掌握物聯網的有關知識，理解物聯網是如何工作的，有何重要意義。
調查物聯網在現實生活中的應用
新知導入
主題
調查物聯網在現實生活中的應用情況
調查物聯網在現實生活中的應用
新知導入
探究活動
活動1 了解物聯網的發展、體驗物聯網生活。掌握物聯網的概念，了解物聯網的發展歷程，理解物聯網和互聯網的異同；
活動2 探究物聯網技術與設備。感知識別技術與短距離通信技術，調查傳感器技術在日常生活中的應用，理解傳感器的原理與分類；
活動3 調查與了解物聯網與人工智能、大數據的關系。理解物聯網與大數據的關系，理解物聯網與人工智能的關系，體驗物聯網的具體應用。
調查物聯網在現實生活中的應用
新知導入
實施
開展小組協作探究活動，調查物聯網在現實生活中的應用情況，暢想物聯網的未來應用。
調查物聯網在現實生活中的應用
新知導入
成果
在小組開展項目范例學習過程中，利用思維導圖工具梳理小組成員在探究活動中的觀點，建立觀點結構圖，運用多媒體創作工具(如演示文稿、在線編輯工具等),綜合加工和表達，形成項目范例可視化學習成果，并通過各種分享平臺發布，共享創造，分享快樂。
調查物聯網在現實生活中的應用
探究新知
一、物聯網的概念及架構
物聯網是新一代信息技術的重要組成部分，它是將各種信息傳感設備與網絡結合起來而形成的一個巨大網絡，實現任何時間、任何地點，人、機、物的互聯互通。本課將讓我們初步認識物聯網。
探究新知
一、物聯網的概念及架構
物聯網是新一代信息技術的重要組成部分，它是將各種信息傳感設備與網絡結合起來而形成的一個巨大網絡，實現任何時間、任何地點，人、機、物的互聯互通。本課將讓我們初步認識物聯網。
知道物聯網的概念與架構。
了解物聯網的發展歷程。
理解物聯網和互聯網的異同。
02
03
01
探究新知
一、物聯網的概念及架構
物聯網是在互聯網基礎上延伸和擴展的網絡，是各種傳感技術的綜合應用，通過射頻識別、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等傳感技術，依據相關協議，把物品與互聯網相連接，實現對物品和過程的智能化感知、識別和管理，如圖所示。
(一)物聯網的概念
探究新知
一、物聯網的概念及架構
世間的萬事萬物，大到整個城市、樓房、汽車，小到一部手機、一塊手表甚至一把鑰匙，只要在里面嵌入一個感應器，這個物品就可以“成活”,隨時可以和你“對話”,也可以和其他物品“交流”。自從人們運用物聯網技術后，似乎萬物都被“擬人化”了，每個物體都可尋、可控、可連。
(一)物聯網的概念
思考活動
請同學們交流討論：物聯網給人們的日常生活帶來了哪些改變。
思考活動
參考
物聯網技術的快速發展，為人們的日常生活帶來了顯著的變化。它使得家居設備實現了智能化，比如智能音箱可以控制家中的燈光、空調，智能門鎖提供了更高的家庭安全保障。在交通出行方面，物聯網技術應用于共享單車、智能汽車等，讓出行更加便捷環保。此外，物聯網還在健康管理上發揮作用，智能手環、智能手表等設備能監測用戶的運動數據和健康狀況。購物體驗也因物聯網而升級，智能超市、無人便利店等新型零售模式讓購物變得更加高效快捷。總之，物聯網正逐漸滲透到生活的方方面面，極大地提升了生活的便捷性和舒適度，引領著人們向更加智能化、高效化的生活方式邁進。
探究新知
一、物聯網的概念及架構
物聯網的形式復雜多樣，涉及的硬件種類繁多。根據信息生成、傳輸、處理和應用的原則，可以把物聯網分為三層：感知層、網絡層和應用層。物聯網的網絡架構如圖所示。
(二)物聯網的架構
探究新知
一、物聯網的概念及架構
(二)物聯網的架構
探究新知
一、物聯網的概念及架構
1.感知層
感知層是物聯網采集信息、識別物品的技術手段。感知層又分為數據采集與執行、短距離無線通信兩個部分，運用智能傳感技術、身份識別及其他信息采集技術，對物品進行基礎信息采集，同時接收上層網絡傳送過來的控制信息，完成相應執行動作。
(二)物聯網的架構
探究新知
一、物聯網的概念及架構
2.網絡層
網絡層解決的問題是將物聯網感知層所獲得的信息數據，在一定范圍內通過互聯網、4G/5G移動網絡、企業內部網、小型局域網等網絡手段傳送到終端設備上。
(二)物聯網的架構
探究新知
一、物聯網的概念及架構
3.應用層
應用層與各種形式的行業需求相結合，可實現物聯網技術在現實世界中的應用。應用層包括各種具體應用，既有公眾服務，也有行業服務。其中公眾服務是面向公眾普遍需求提供的基礎服務，如智能家居、可穿戴設備等。行業服務通常是針對行業自身特有的需要，面向行業內部提供的服務，如智能電網、智能灌溉等。
(二)物聯網的架構
探究新知
一、物聯網的概念及架構
物聯網的體系架構顯示出它具有全面感知、可靠傳送、智能處理等特征。
(三)物聯網的特征
探究新知
一、物聯網的概念及架構
(1)全面感知：物聯網利用射頻識別、二維碼、全球定位系統、攝像頭、傳感器、網絡等感知、捕獲、測量的技術手段，隨時隨地對物體進行信息的采集和獲取。
(三)物聯網的特征
探究新知
一、物聯網的概念及架構
(2)可靠傳送：物聯網通過各種通信網、廣電網與互聯網的融合，將物體信息接入網絡，隨時隨地進行信息的交互和共享。
(三)物聯網的特征
探究新知
一、物聯網的概念及架構
(3)智能處理：物聯網將傳感器和智能處理相結合，利用云計算、模式識別等各種智能技術，擴充其應用領域，并從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理有意義的數據，以適應不同用戶的不同需求，發現新的應用領域和應用模式。
(三)物聯網的特征
探究新知
一、物聯網的概念及架構
要想構建一個物聯網，主要步驟包括以下三個：
(1)對物體屬性進行標識，包括靜態屬性和動態屬性。靜態屬性可以直接存儲在標簽中，動態屬性則需要傳感器實時探測。
(四)物聯網的構建步驟
探究新知
一、物聯網的概念及架構
(2)由識別設備完成對物體屬性的讀取，并將信息轉換為適合網絡傳輸的數據格式。
(四)物聯網的構建步驟
探究新知
一、物聯網的概念及架構
(3)將物體的信息通過網絡傳輸到信息處理中心(處理中心可能是分布式的，如家中的電腦、手機或智能設備的邊緣計算、云計算等；也可能是集中式的，如計算中心、大數據中心等),由處理中心完成物體通信的相關計算。
(四)物聯網的構建步驟
探究新知
二、物聯網的發展歷程
物聯網的起源要追溯到1991年，當時劍橋大學特洛伊計算機實驗室的科學家常常要下樓去看咖啡煮好了沒有，但又怕影響工作，為了解決這一問題，他們在咖啡壺旁邊安裝了一個便攜式攝像頭，并編寫了一套程序，利用終端計算機的圖像捕捉技術，以3幀/秒的速率傳送到實驗室的計算機上，以方便工作人員隨時察看咖啡是否已煮好，這就是物聯網的雛形。
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二、物聯網的發展歷程
目前流行的網絡數字攝像機，其市場開發、技術應用以及日后的種種網絡擴展都源于這個世界上最負盛名的“特洛伊咖啡壺”,如圖所示。
探究新知
二、物聯網的發展歷程
拓展閱讀——物聯網起源的另一種說法
關于物聯網的起源，還有另外一種說法，1990年，卡耐基美隆大學的校園里，有一群程序設計師，他們每次寫完代碼后都習慣到樓下的可樂販賣機里買上一罐冰可樂，可很多時候只能看著空空的可樂機敗興而回，這令他們十分苦惱。于是他們就把樓下的販賣機連上網絡，寫了一段代碼以了解可樂機還有多少可樂，當然還要看看是不是冰的。
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二、物聯網的發展歷程
1995年，《未來之路》一書中提到了“物聯網”的構想，指出“互聯網僅僅實現了計算機的聯網而沒有實現萬事萬物的互聯”,該觀點當時并未引起關注，正如書中所寫“雖然現在看來這些預測不太可能實現，甚至有些荒謬，但是我保證這是本嚴肅的書，絕非戲言。十年后我的觀點將會得到證實”。
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二、物聯網的發展歷程
1999年，美國麻省理工學院自動識別中心的凱文·艾什頓提出“萬物皆可通過網絡互聯”,并率先提出“物聯網”概念。而同一時期，中國也提出“傳感網”的概念，雖然名稱不同，但實質是一樣的，都是將物體傳感設備與互聯網連接起來，實現智能化識別與管理。目前，我國的技術研發水平已處于世界前列，具有國際同發優勢和重大影響力。
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二、物聯網的發展歷程
2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會上，國際電信聯盟(Interna-tionalTelecommunicationUnion,ITU)發布了《ITU互聯網報告2005:物聯網》,報告指出，無所不在的物聯網通信時代即將來臨，世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過互聯網主動進行數據交換，正式確定了“物聯網”這一命名，并介紹了物聯網的特征、相關的技術、面臨的挑戰和未來的市場機遇。
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二、物聯網的發展歷程
2009年，我國提出了“感知中國”發展戰略。2010年，我國將“加快物聯網的研發應用”明確納入重點產業振興規劃之中，并且先后研究制定了一系列促進物聯網產業發展的扶持政策，推動了我國物聯網建設從概念推廣、政策制定、配套建設到技術研發的快速發展。
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二、物聯網的發展歷程
2011年，我國工業和信息化部發布了《物聯網“十二五”發展規劃》,將物聯網納入“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃。2020年，隨著5G技術正式開始商用，物聯網的性能得到了進一步提升，與5G技術相結合的物聯網應用也得到了進一步推廣和發展。
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二、物聯網的發展歷程
受益于物聯網技術的飛速發展，我們即將進入一個萬物互聯的全新世界。未來幾年內，物聯網設備連接數量將會達數百億，該產業被視為全球經濟增長的新引擎。
思考活動
請同學們搜索并閱讀相關資料，了解近5年來我國物聯網的建設成果，感受國家的科技創新魅力。
思考活動
參考
近五年來，我國在物聯網建設方面取得了顯著成果。隨著“物超人”時代的到來，物聯網連接數大幅增長，成為全球首個實現“物超人”的國家。同時，5G、NB-IoT等技術的普及應用，為物聯網的發展奠定了堅實基礎。物聯網基礎設施不斷完善，覆蓋城鄉的數字基礎設施已初具規模。此外，物聯網技術在智慧城市、智能制造、智慧農業等領域得到廣泛應用，推動了產業升級和數字化轉型。這些成果展現了我國在物聯網領域的科技創新魅力，為經濟社會發展注入了新動力。
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拓展學習——我國物聯網發展面臨的機遇
根據中研普華研究院的數據，預計2024年全國物聯網市場規模可達4.31萬億元人民幣，這表明物聯網市場正處于快速增長階段，具有巨大的市場潛力。
1.市場規模持續增長
國家及各級政府紛紛出臺了支持物聯網產業發展的政策，包括財政補貼、稅收優惠、創新支持等多個方面，為物聯網的發展提供了政策保障和支持。
2.政策支持
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拓展學習——我國物聯網發展面臨的機遇
物聯網技術的不斷成熟和應用場景的不斷拓展，推動了物聯網市場的進一步發展。物聯網技術已廣泛應用于智能家居、智慧農業等多個領域，提高了生產效率、管理水平和生活質量。
3.技術進步與應用拓展
我國在物聯網基礎設施建設方面取得了顯著成效，5G基站數量快速增長，物聯網連接數持續增加，為物聯網的廣泛應用提供了堅實的基礎。
4.基礎設施建設加速
物聯網產業鏈包括芯片提供商、傳感器供應商、無線模組廠商、網絡運營商、等多個環節。隨著產業鏈的不斷完善和各環節之間的緊密合作，物聯網市場的競爭力將進一步增強。
5.產業鏈不斷完善
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拓展學習——我國物聯網發展面臨的挑戰
隨著物聯網設備的普及和應用場景的拓展，物聯網安全和隱私保護問題日益凸顯。需要采取有效的措施來保護物聯網設備免受網絡攻擊和數據泄露的威脅。
1.安全與隱私保護
物聯網領域存在多種技術標準和協議，缺乏統一的標準和互操作性，限制了物聯網的廣泛應用和發展。需要加快制定和完善相關標準，推動不同設備和系統之間的互聯互通。
2.技術標準和互操作性
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拓展學習——我國物聯網發展面臨的挑戰
盡管我國在物聯網基礎設施建設方面取得了顯著成效，但部分地區和領域仍存在基礎設施差距，影響了物聯網的普及和應用。需要繼續加大投資力度，完善基礎設施建設。
3.基礎設施差距
隨著物聯網設備的廣泛應用，產生了大量的數據。如何有效地監管這些數據，確保合規使用，成為了一個重要的問題。需要建立健全的數據監管機制，加強數據保護和安全防護。
4.數據監管與合規
課堂總結
本節課我們以探索物聯網的奧秘為主題，共同學習了物聯網的概念、架構以及它的發展歷程。通過課堂講解、互動討論和案例分析，同學們展現出了濃厚的學習興趣和積極的參與態度。大家不僅掌握了物聯網的基本知識，還通過思考活動和實例分析，深化了對物聯網工作原理和應用領域的理解。在課堂上，我感受到了大家對新知識的渴望和對技術創新的熱情。希望同學們能夠將所學知識應用到實際生活中，不斷嘗試、創新，成為物聯網時代的探索者和創造者。未來，我們將繼續深入學習，探索更多前沿科技，共同成長，迎接更加智能、互聯的世界。期待大家在接下來的學習中取得更大的進步！
課后作業
請結合本課所學內容，搜集近年來我國物聯網技術發展的具體案例，分析這些案例如何體現了物聯網“全面感知、可靠傳送、智能處理”的特征，并思考這些發展成果對日常生活和社會經濟可能帶來的影響。撰寫一篇不少于300字的短文。
板書
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