电子课本苏教版 通用技术 选修六【高清教材】.pdf

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1、ISBN 978-7-5499-8709-29 787549 987092定价：8.08元审批号：苏费核（2021年）0250举报电话：12315亲临其境、亲自动手、亲身体验是本栏目的宗旨。这里的一系列精彩项目将使我们经历激动人心的操作实践，使我们感受到技术实践的特有乐趣，感悟到技术世界的丰富多彩。通用技术选择性必修智能家居应用设计 SmartHomeDesign&Application一、探析智能家居 产品的分类每节有24个相互联系的任务。我们将在完成一个个任务的过程中，建构积极价值观、必备品格和关键能力，形成核心素养。随着科学技术突飞猛进的发展，技术日益成为我们生活中几乎无时不在、无处不在

2、、无所不在的客观存在，成为引起社会变化、塑造社会变化和应对社会变化的重要因素，也成为实现中华民族伟大复兴的重要支柱。因此，技术素养是当代青少年的基本素养。通用技术课程是普通高中学生人人必须修学的课程。通用技术是指当代技术体系中较为基础、在日常生活中应用较为广泛、育人价值较为丰富并与专业技术相区别的技术，是学生适应社会生活、高等教育和职业发展所必需的技术。普通高中通用技术课程，以提高学生的学科核心素养为主旨，以设计学习、操作学习为主要特征，是一门立足实践、注重创造、体现科技与人文相统一的课程。它的学习过程是同学们主动建构知识、不断拓展关键能力、铸造积极价值观和关键品格的过程，是一个富有生机、充满

3、探究、方式多元的活动过程。相信通用技术的学习一定会成为同学们高中时光中夯实基础、练就素养、挑战自我、享受创造与发展乐趣的美好生活的一部分。选用每节有24个相互联系的任务。我们将在完成一个每节有24个相互联系基于学生生活经验和技术学科基本特点的情境，带领我们走进真实的技术世界，发现复杂而真实的技术问题，进入富有意义建构的学习过程。基于学生生活经验和技术学科一、探析智能家居 产品的分类学习目标会使我们明确学习的方向，为进入学习过程做好心理准备。通用技术选择性必修智能家居应用设计 SmartHomeDesign&Application048049SmartHomeDesign&Application

4、GENERALTECHNOLOGY一、探析智能家居 产品的分类一、探析智能家居一、探析智能家居 产品的分类 产品的分类了解本书章节和任务的构成，能使我们总揽全貌，形成关于课程学习的宏观架构。节一、探析智能家居一、探析智能家居章学习目标同学们，欢迎你们进入技术世界。将本章所学内容与本学科其他内容、与其他学科知识、与自己已有知识和经验综合起来，可以提高综合能力，领略学习的最高境界。对学习过程和学习结果作一回顾总结和反思，有助于学习目标的真正实现，有助于核心素养的有效形成。高境界。生动活泼、形式多样的作业，使我们所学的内容得以巩固，同时也打通了与课外活动结合的通道。在学完一章后，以思维导图形式，对学

5、习内容进行概括和归纳，有助于我们学会学习和自我建构。穿插在课文之中、形式多种多样的活动使我们所学的知识与技能得到及时的巩固、应用和内化，也是我们学会技术学习的有力工具。中、形式多种多样的活动使我们所学的知识与技能得到及时的巩固、应用和内化，也是我们学会技术学习的有力工具。技 术 试 验 是在技术活动中为了某种目的所进行的尝试、检验、优化等探索性的实践活动，使我们的实践才能和创新能力得到展示。本栏目富有典型意义的范例、素材、话题是学习中对话的平台，使我们享受到由丰富的技术感性走向深刻的技术理性的快乐。这些是我们技术学习中拓宽视野、深化认识、铸造精神、品味技术信息的“美味佳肴”，不要错过哟。基于关

6、键的技术问题，立体化地加以呈现，这是我们思维互联、智慧众筹、头脑风暴的广阔天地。选用选用这些是我们技术学本栏目富有典穿插在课文之学习，是一个螺旋上升 的过程，它永无止 境第一章智能家居功能与架构一 智能家居的含义与功能任务一 走进智能的家居生活/002任务二 探析智能家居的功能/005二 智能家居的发展与架构任务一 探究智能家居的发展历程/009任务二 初探智能家居的架构/012第二章智能家居与物联通信一 走进奇妙的物联世界任务一认识传感器及其应用/018任务二探索实现万物互联的关键技术/022任务三探析物联网的架构与功能/025二 探秘基于物联网的智能家居任务一探究基于物联网的智能家居架构/

7、032任务二探究智能家居中的组网与通信/035三 创建简易的智能家居照明系统任务一构思简易智能家居照明系统方案/039任务二分析智能家居照明系统设备配置/041任务三装配、调试基于物联网的简易照明系统模型/043第三章智能家居简易产品设计一 探析智能家居产品的分类任务一分类智能家居产品/050任务二分析家居产品的智能层次/054二 智能家居简易产品的设计基础任务一认识智能家居产品电路硬件/058任务二认识一款单片机编程软件/062任务三初探智能家居产品的调试要求/065三 设计简易的智能家居产品任务一分析智能产品用户需求/068任务二形成智能产品设计方案/069第四章智能家居系统设计与实现一

8、设计与实现智能家居系统任务一了解用户对家居智能化功能的需求/078任务二设计智能家居控制系统方案/082任务三安装、调试与维护智能家居系统/085二 未来智能家居畅想任务一分析智能家居系统现状/088任务二畅想未来智能家居/091主 编顾建军 田武奎编写人员（按姓氏音序排列）曹书成 陈界山 顾建军 居月霜田武奎 赵海涛在古籍周礼中提到过一种用来储存食物的“冰鉴”，“祭祀共（供）冰鉴”，可见我们聪明的祖先当时已发明出原始的冰箱。冰鉴由两件器物组合而成，外面是一个大方鉴，里面放着一个方尊缸，用来装食物，方鉴与方尊缸之间有较大空隙，里面放置着许多冰块。从古至今，家居一直在人类社会发展中扮演着非常重要

9、的角色，家居的变迁也反映了人类在科技水平和经济发展上的进步，智能家居的出现将使人类的居家生活更加智能、安全、舒适和人性化。第一章智能家居功能与架构一 智能家居的含义与功能二 智能家居的发展与架构通用技术智能家居应用设计选择性必修6002任务一 走进智能的家居生活学习目标1.通过案例分析，理解智能家居的含义，感悟智能科技应用对家庭生活方式的影响。2.通过体验活动，探析智能家居的功能，阐述新技术应用对家庭生活方式的影响，形成亲近和运用智能科技的积极情感。孙宇受邀去同学家做客，一进门，柔和的灯光缓缓自动亮起，营造出了温馨的气氛。孙宇的同学告诉他，这是“欢迎回家”智能照明模式，他家中还有很多类似的智能

10、设备。孙宇对智能家居产生了浓厚的兴趣，决定在父母刚买的三室两厅新居中安装智能家居设备。随着技术的不断发展，人们的生活水平和居住环境有了巨大的飞跃，生活设施日渐齐全，家居设备种类愈加丰富，家用电器的功能更加完善，越来越智能化，极大地满足了人们家居生活中吃、住、用的主体需求。任务一走进智能的家居生活 任务二探析智能家居的功能从古代“冰鉴”到现代智能冰箱数千年来，人们一直在和时间争夺食物如果不及时吃完，适宜的温度会加快食物中细菌的繁殖速度，加速食物的腐败。而较低的温度则可以让新鲜食材能经过长途运输和长期存储仍保持新鲜而不变质。世界上发现的最早的冰箱“冰鉴”诞生在我国先秦时期，古籍周礼中就有“祭祀共冰

11、鉴”的记载。所谓的“鉴”是一个方形容器，内装冰块，将食物放于冰块中间，利用冰块对食物防腐保鲜。早期的冰箱因为制冷材料冰的稀有昂贵，导致冰箱只能出现在宫廷贵族而非普通百姓家中。随着技术的不断发展，1925年，第一批家用电冰箱开始逐步进入寻常百姓家。今天，冰箱已进入智能化时代。除了保鲜、冷冻的主要功能，现代冰箱还有释放负离子进行自动除菌、人机互图1-1 冰鉴与冰箱一、智能家居的含义 与功能一、智能家居的含义一、智能家居的含义一、智能家居的含义一、智能家居的含义 与功能 与功能第一章 智能家居功能与架构003智能家电是一种新型的家用电器产品，是智能家居的重要组成部分。它是将微处理器、传感技术、网络通

12、信技术引入家电设备后形成的家电产品，具有自动感知功能，能够感知住宅空间状态、家电自身的状态以及家电服务的状态，还具备自动控制、自动调节与接收远程控制信息的功能。动、手机App远程操控、自动购物等更多功能。冰箱已成为优质、舒适的家居体验密不可分的组成部分。讨论：1.掌握制冷保鲜技术后，人们的家居生活发生了哪些具体的变化？2.现代冰箱还有哪些功能？解决了人们的哪些问题？你的生活中还有哪些家居电器产品？帮助人们解决了家居生活中的哪些问题？序号常用家居电器主要功能描述解决的家居问题1微波炉烹调、加热、解冻、烘干食物简便、快速、高效地制作、加热食物2345最“懂”你的智能家电星期五的下午，天气酷热难当。

13、结束了一周的学校生活，孙宇坐上了从学校回家的公交车，车上空调制冷效果很微弱，坐在车窗旁边的他觉得就像在火山口旁边。孙宇又饿又热，连说话都很费劲，他只能发短信催妈妈赶紧回家做饭了，而妈妈此时却因为堵车要迟点到家。得知此消息后，孙宇非常失望，但几分钟后妈妈告诉孙宇，她已经通过手机App向智能烤箱下达了烘烤指令，并将空调设置为合适的温度，智能冰箱也已经为他补充了爱喝的牛奶和饮料。虽然妈妈由于堵车不能及时回家做饭，但是孙宇回家后，同样能在清凉的房间里，吃着热乎乎的比萨饼，喝着可口的饮品。图1-2 手机App控制智能家电示意图通用技术智能家居应用设计选择性必修6004随着现代文明的推进，人们对绿色环保和

14、高品质生活的追求日益凸显，开始追求能够提供更舒适、更便捷、更安全、更环保的家居生活环境。很多新技术的应用，特别是网络技术和人工智能，使智能家居逐渐进入人们的视野。思考：1.生活中你还会使用或了解哪些智能家电？它们有哪些功能？2.与传统的家用电器相比，智能家电具有哪些特点？归纳总结后填写下图。智能家电可以通过家庭局域网与互联网连接，实现信息的传递和共享网络化智能家电的特点图1-3 智能家电的特点从“烟熏火燎”走向开放智能俗话说：“民以食为天。”以烹制食物为基本功能的厨房，在家居生活中具有举足轻重的地位。很长时间以来，传统厨房以灶台为中心，旁边堆放木柴、麦秸等燃料，做饭时烟熏火燎，油烟弥漫厨房，条

15、件简陋、卫生状况差。“黑厨房，土灶台，一日三餐不离柴”就是对传统厨房形态最好的诠释。改革开放后，随着液化气灶的使用，厨房发生了一场根本性的变革。液化气灶美观、轻巧，使用方便，火苗大小可控，火力集中，做饭速度快，迅速成为厨房必备之物。21世纪初，规范化的整体厨房开始进入人们的视野，吸油烟机走进了千家万户，煤气灶具、电冰箱、消毒柜、微波炉等现代化电器的系统搭配，使厨房的功能更加强大。随着技术的发展，厨房逐渐从单一的烹饪场所演变为多功能的舒适空间，各种智能厨具开始应用于厨房图1-5 使用液化气灶的厨房图1-4 传统厨房第一章 智能家居功能与架构005中，燃气报警装置能在燃气泄漏时自动切断气源，并自动

16、打开窗户和吸油烟机进行通风换气；人们能够遥控厨房电器，远程进行智能厨具的温度调节、烹饪方式选择以及菜谱浏览等操作；智能称量仪不仅能准确称量食材质量，还能同步菜谱；健康分析仪能依据食材和用户健康情况给出个性化饮食建议和指导，还会告诉用户食物所含有的营养成分。讨论：1.与传统厨房相比，现代智能厨房有什么优点？2.是什么推动了传统厨房向智能厨房的发展？3.家居智能化的目标是什么？以智能厨房为例，家居智能化的目标是如何体现的？任务二 探析智能家居的功能智能家居是以家庭住宅为平台，利用综合布线技术、安全防范技术、网络通信技术、自动控制技术、音视频技术等将与家居生活有关的设施进行集成后，构建的高效的家庭住

17、宅设备与家庭日常事务的管理系统，在实现环保节能的基础上，可提升家居生活的安全性、便利性、舒适性和高效性。张莉的智能家居生活方式张莉早上上学前忘了关闭卧室的台灯，她打开智能手机，远程关闭了台灯；中午她的手机收到一条短信，提示有人在按她家门铃，她立即在手机上调看摄像视频，发现是快递员在送快递；下午突然下雨了，晾衣架自动将衣服收回；放学回家的路上，她发现爸爸已经用平图1-6 整体厨房图1-7 智能厨房智能家居一般费用较高，因此有人认为智能家居是高消费，是贪图享乐的表现；有人则认为智能家居为人们的学习、生活提供了强有力的保障。请就上述观点展开辩论。通用技术智能家居应用设计选择性必修6006家居生活自动

18、化是智能家居与传统家居的主要区别。智能家居改变了传统家居那种一对一的机械开关方式，使家居生活上升到系统管理模式。智能家居在保持了传统居住功能的基础上，摆脱了被动模式，成为具有能动性、智能化的现代家庭生活环境。说说你生活中最想优化的几种家居生活方式，阐述以前的家居生活方式和希望实现的功能之间的差异及对应的需求。序号拟优化的家居生活方式以前的家居生活方式与希望实现的功能之间的差异对应的需求（如高效、舒适、健康、安全等）12345板电脑远程打开了客厅里的空调和浴室里的热水器，并将房间温度和浴室的水温显示在她的手机上，回到家中，马上就可以享受到清凉或温暖，并洗一个舒服的热水澡；晚上写完作业后，她想看会

19、儿电视，只要跟电视机说出想要播放的节目名，电视机就会自动搜索调台。灯光窗帘中央空调中央空调可视对讲可视对讲智能家电智能影音中央新风背景音乐中央供暖安防监控图1-8 智能家居场景思考：1.案例中的生活情境体现了智能家居的哪些功能？2.与传统家居生活相比，智能家居生活的优点是什么？第一章 智能家居功能与架构007智能家居与传统家居的区别还在于智能家居能提供全方位的信息交换功能，帮助家庭与外部保持信息交流畅通。同时，智能家居强调人的主观能动性，重视人与居住环境的协调，使用户能随心所欲地控制室内居住环境。智能家居功能介绍与传统家居相比，智能家居为人们提供了全方位的信息交互功能，优化了人们的生活方式和居

20、住环境，帮助人们有效地安排时间、节约各种能源，实现了家电控制、照明控制、室内外遥控、窗帘自控、防盗报警、计算机控制、定时控制以及电话远程遥控等功能。智能家居是一个复杂庞大的系统，其功能涉及生活的多个方面，各种功能支撑起智能家居的用户体验。按照基本功能分类，可分为智能环境控制、智能家电、智能安全与防范、多场景智能控制等。试对比以下几种传统家居与智能家居的优、缺点，填写下表。传统家居智能家居优、缺点分析晚上回家摸黑开灯用智能手机提前开灯用空调遥控器开关空调在办公室用手机控制家中空调结合以上阅读材料，对智能家居的详细功能进行拓展分析，并填写在图1-9的空格中。智能灯光、窗帘控制智能环境控制多场景智能

21、控制智能安全与防范智能家电智能家居功能防盗、防燃气泄漏睡眠、起床模式智能电饭煲、智能冰箱图1-9 智能家居的功能通用技术智能家居应用设计选择性必修6008传统家居智能家居优、缺点分析用钥匙开门射频识别自动开门用水壶人工浇花系统根据土壤湿度自动浇花开门开窗通风新风系统自动换气1.结合目前你的家居生活环境，分析家庭成员的智能家居生活需求，撰写一份需求分析报告，并查阅资料，进行可行性分析。2.阐述智能家居改变或将会改变人们的哪些工作和生活方式。（续表）通过智能手机控制智能家居为用户提供了全新的体验，把家居真正“装进”了智能手机之中。智能手机通过操作智能家居软件来实现对智能家居的控制，存在哪些风险？试

22、分析其利弊，并分小组进行交流讨论。这是一套居室的房间剖面效果图，请在每个房间标注出你想实现的智能家居功能。图1-10 房间剖面效果图1.家庭中配备了一定数量的智能家电，是否就可以被称为智能家居了？2.智能家居是否只是城市化发展的产物？在乡村是否可以发展智能家居？智能家居在城市和乡村会有哪些不同？第一章 智能家居功能与架构009任何事物的发展都要经历从小到大、从简单到复杂的过程，智能家居的发展同样如此。从产品形态来看，智能家居的发展可以分为智能单品、不同产品联动和智能系统集成三个阶段。任务一 探究智能家居的发展历程学习目标1.通过案例分析，阐述智能家居发展历程。2.通过体验活动，初步探究智能家居

23、的智能控制，阐述智能家居的系统特性。任务一探究智能家居的发展历程 任务二初探智能家居的架构二、智能家居的发展 与架构二、智能家居的发展二、智能家居的发展二、智能家居的发展二、智能家居的发展 与架构 与架构智能家居产品形态的发展智能家居中的智能单品一般指智能冰箱、智能空调等单独的智能家电。不同产品之间的信息能够互联互通，能在产品平台上查看另一产品的数据，这就构成了产品联动。智能家居发展的第三阶段是不同产品之间的融合和交互，产品与产品之间的互通互融不再需要人为干涉，而是能够自主地进行各种行为。例如，吸油烟机监测到油烟量太大，不能全部清除，就立即通知空气净化器，空气净化器便做好准备开始排除油烟并消除

24、异味。思考：不同厂家的智能产品在融合和交互中存在哪些技术问题？如何解决这些问题？从智能家居的控制方式来看，其发展可分为手机控制、感应控制、系统自主控制几个阶段。随着对智能家居相关功能的深入了解，孙宇和同学们对如何利用手机对智能家电、灯光窗帘、安防监控等进行集中统一控制，实现相互连接、信息互通产生了浓厚兴趣。于是他们又开始了对智能家居系统的探索通用技术智能家居应用设计选择性必修6010使用智能手机，借助无线技术，将各个智能单品精心组合，就可以远程操控家里的电视、空调、热水器、电饭煲等智能家电。孙宇发现晚上在卧室看书、使用电脑及起夜时对光线有不同的要求，如何便捷地切换灯光以满足不同使用场合的需求呢

25、？孙宇准备采用技术手段解决这个问题，为此他打算先体验灯光控制的不同操作方式。材料与设备：按压开关台灯、用手机App控制可调光台灯、多场景智能控制系列台灯。过程步骤：1.打开、关闭按压开关台灯。2.使用手机App打开台灯，尝试调节台灯的亮度和颜色。3.使用控制软件体验灯具的全开、全关、场景控制功能和效果。思考：1.不同的灯光控制方式有什么优缺点？2.哪种灯光控制方式能够满足孙宇的需求？图1-11 控制软件中的场景控制孙宇的爷爷有时会忘记关掉电视就出门了，为了解决这个问题，孙宇尝试在手机上安装App进行远程控制。材料与设备：智能手机、智能主机、电视机、无线路由器、无线网络环境。步骤：1.安装智能主

26、机设备，在手机上下载安装智能主机App软件。2.将手机连接至Wi-Fi，在智能主机处于配置状态时（一般为指示灯快速闪烁），打开智能主机App，添加设备。3.在智能主机App上选择“添加遥控”选项，在“添加遥控”界面选择“电视机”模块。4.在主界面点击“电视机”按钮进入电视机遥控界面，设置手机按键的相关功能。思考：1.整个控制系统中，智能主机的功能是什么？2.画出用手机控制电视机的信号流程图。图1-12 手机App控制智能电视第一章 智能家居功能与架构011感应控制是指不需要人为手动控制，能够自动感应用户或周围环境的状态，然后对设备和系统进行调整。智能家居的自主控制是指系统的自我学习、自我控制能

27、力，通过各种传感器，搜集分析人们日常生活行为，并学习使用者的习惯和需求。手机控制的利与弊自从在一个展会上看过智能家居产品后，张先生对智能家居产品的方便快捷产生了很大兴趣，于是在新房装修时网购了一批智能家居产品。用过一段时间之后，他觉得利用设备远程开关机是挺方便的，一键就能搞定。但在日常家中操作时，由于手机操作界面没有质感，无法实现盲操作，必须盯着手机屏幕进行操作，而且还要在各个App之间来回切换，操作的体验并不是太好。张先生的妻子开玩笑地说这些东西“傻呼呼的”。张先生一怒之下又买了一个学习型万能遥控板，由于省去了找手机、解锁、开App、按按钮的步骤，控制效率提高了。思考：手机在控制智能家居产品

28、方面有哪些优点和不足？哪些情况适合使用手机控制方式？图1-13 学习型万能遥控板有Wi-Fi模块的智能设备还不是我们追求的智能家居有Wi-Fi模块的智能家电等设备确实具备联网功能，而且可以通过手机App实现远程控制，但这并不是真正意义上的物联网智能家居。首先，智能家居不等同于通过手机App进行远程控制。用户可以通过智能家电的App取得一定程度的智能体验，但是，手机App只是智能家居漫漫发展道路上的一个临时性替代工具，未来智能家居将会实现去手机化，一切的智能化场景都可实现自动执行，是“无感”的。其次，智能家居不等同于让设备联网。智能家居是一整套完整的系统，让其他智能设备协同工作，实现智能化，以适

29、应居家生活的需求。而且，在设备互联互通系统工作的基础上，智能家居设备内还搭载多种传感器，能够实现人机交互，具备自我学习的能力。同时，除了硬件传感器之外，它还需要大数据和云平台的支持，才可以最终分析出使用场景或使用条件的变化，进而“学习到”使用者的习惯和需求。思考：1.为什么说智能家居不等同于通过手机App进行远程控制？2.通过手机App进行远程控制和智能家居的本质区别是什么？通用技术智能家居应用设计选择性必修6012按智能家居应用功能来分，智能家居系统主要可分为安防控制、家电控制、环境监测、绿色节能、健康监控、学习娱乐、自动管家七个子系统。安防控制系统是智能家居系统的重要组成部分，可靠而智能的

30、安防控制系统能够确保用户的生命财产安全，及时发现安全隐患并能够立即发出警报或进行处理。家电控制系统主要实现智能家居系统中各类家电的使用与监控。使用者可以通过操作远程客户端、使用语音识别等控制智能家电的开启、运行与停止。此外，家电控制系统还可以根据预先设定，通过智能插座、环境监测传感器等实现对环境的自适应，对家电自身正常运行提供监测与保护，并进行自动控制。任务二 初探智能家居的架构分析家居生活中主要有哪些安全隐患，思考可以通过哪些传感设备进行侦测，填写下表。序号日常家居的安全隐患可以进行侦测的传感设备1火灾隐患烟感探测器2345“伪智能”家电满天飞在强烈的市场预期引导下，一批顶着“智能家电”名头

31、的产品飞进了寻常百姓家。可随之而来的却是用户对“伪智能”家电的大量吐槽：“我家的智能扫地机器人频频卡位，其实是不智能机器人。”“说是智能语音电视，却只能识别标准普通话的标准指令，带点方言俗语就听不懂了。”思考：1.生活中你曾使用过或了解过哪些“伪智能”家电？2.智能家电应该具有哪些特征？第一章 智能家居功能与架构013环境监测系统为居住者提供一个安全、健康、舒适的生活环境，主要对家居中的环境情况，如室内温度、空气湿度、有害气体含量（二氧化碳、甲醛、烟雾、PM2.5、粉尘颗粒等）等情况进行实时监测，并能针对实时监测的情况进行调整，通过相应的家电设备（换气扇、空气净化器等）的开启与关闭，自动适应居

32、住者的需求。绿色节能系统旨在实现智能家居低碳节能、绿色环保运行。它涉及自动照明、室温控制、淋浴系统、智能冰箱、自动窗帘、房屋再生能源系统、自动灌溉系统等。健康监控系统主要通过智能家居中的智能穿戴设备（智能手表、智能手环等）、智能马桶、智能呼吸检测仪、体重计、智能健身器材、智能电冰箱、油烟机等对人的睡眠、饮食、活动、生活习惯和身体特征等进行实时记录、统计和分析，对不健康的生活提出预警，对健康生活进行指导。简述智能家居环境监测系统的主要工作过程，画出其控制系统的方框图。绿色节能是建设智能家居的目的之一，但是智能家居的各种控制设备、终端设备也需要耗费资源、能源和资金，你是如何理解和看待这个问题的？当

33、前，许多大城市存在医院挂号难、排长队的问题，如何借助智能健康监控系统解决或缓解这个问题？智能医疗智能医疗包括家居医疗和远程医疗。家居医疗主要通过一系列感知传输设备实现，远程医疗则主要包括远程诊断、远程监护和远程手术等。可穿戴智能设备正越来越多地为人们所接受。这些可穿戴智能设备可以嵌入手表、眼镜、鞋子、服装中。可植入的无线可辨识设备可用来保存健康记录，有助于在紧急情况下挽救病患生命，尤其是冠心病、中风、糖尿病、癌症、慢性阻塞性肺疾病患者等。家人可以将远程医疗服务系统和智能手环、生理信号和无线通信技术结合，使患者在任何时间、任何地点都能与医院保持有效沟通，提高紧急医疗服务效率，为患者争取黄金救援时

34、间。通用技术智能家居应用设计选择性必修6014学习娱乐系统能够实现整个家庭对于家庭影音系统（电视机、投影仪、音乐播放器等）、智能手机、计算机（平板计算机、笔记本计算机等）等的智能使用与管理，满足对于娱乐、信息以及生活学习的需要。自动管家系统利用人工智能技术、互联网技术以及各类智能硬件（如智能机器人、智能家电等），协助主人管理整个家庭，如自动清理卫生、自动灌溉草坪、协助安排提醒工作生活计划、自动叫醒等。随着人工智能的发展，自动管家系统将使智能家居更加智慧化。智能家居融合了物联网、大数据、人工智能、自动控制等先进技术，在个人隐私、电磁辐射、黑客攻击等方面是否安全？1.观察家里还有哪些遥控家电和遥控

35、器，查阅资料，结合本节学习的知识，尝试把各种遥控器“装进”手机里。2.家政服务机器人指的是能够代替人完成家政服务工作的机器人。有专家认为，家政机器人将完全颠覆智能家居系统结构，展现一个现代家居的新生活。请搜集家政机器人的相关资料信息，描述家政机器人可以提供的家居服务功能，将其与智能家居的相关功能进行比较，判断哪个将更有发展前景。第一章 智能家居功能与架构0151.各种不同智能家居结构对应着不同的智能家居产品，适应不同家庭人群的不同需求。调查了解我国城市和乡村智能家居的现状及其对应的发展阶段，并对智能家居的发展做出预测，写一篇调查分析报告并与同学们分享。2.互联互通、开放统一是智能家居的重要特点

36、。目前智能家居行业缺乏统一标准，阻碍了行业的发展。请查阅资料，汇总目前智能家居相关国家标准及其主要内容，梳理分析还有哪些标准亟待制定。智能家居的含义与功能智能家居的发展与架构智能环境控制智能安全与防范初探智能家居架构智能家电发展历程多场景智能控制智能家居功能与架构智能单品不同产品联动智能系统集成安防控制家电控制环境监测健康监控绿色节能学习娱乐自动管家通用技术智能家居应用设计选择性必修6评价内容达成情况优良合格不合格理解智能家居的含义，阐述智能科技应用对家庭生活方式的影响（TA、ET）阐述新技术应用对家庭生活方式的影响，形成亲近和运用智能科技的积极情感（TA、ET）阐述智能家居发展历程（TA）初

37、步探究智能家居的智能控制，阐述智能家居的系统特性（TA、ET、ID）说明TA技术意识，ET工程思维，ID创新设计，TD图样表达，CM物化能力在平台中完成自我测试测试成绩存在的主要问题第一章门锁规范着社会行为，捍卫着人们的生命财产安全，维护着社会的稳定。经考古挖掘，人们发现在公元前3000年的中国仰韶文化中，就已存在装在木结构框架建筑上的木锁。东汉时，中国铁制三簧锁的技术已具有相当高的水平。曾经，人们必须借助钥匙才能打开门锁，而如今借助智能家居中的物联网相关技术，人们可以轻松实现远程开锁、刷卡开锁、指纹开锁、二维码识别开锁等多种智能开锁方式。物联网技术正悄然开启人类全新生活的智能时代。第二章智能

38、家居与物联通信一 走进奇妙的物联世界二 探秘基于物联网的智能家居三 创建简易的智能家居照明系统智能家居应用设计018通用技术选择性必修6传感器能感知外界信息并能按一定规律将这些信息转换成可用电信号，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器由敏感元器件（感知元件）和转换器件两部分组成，有的半导体敏感元器件可以直接输出电信号，本身就构成传感器。敏感元器件品种繁多，通常根据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等。学习目标1.通过技术体验活动，能对传感器技术形成初步的感性认识。2.通过技术体验、

39、案例分析等活动，形成对物联网多种关键技术的感性认识。3.通过案例分析与技术体验活动，能阐述物联网技术构成、结构特征及其技术标准，能体会物联网在社会各领域的应用。任务一 认识传感器及其应用 任务一认识传感器及其应用 任务二探索实现万物互联的关键技术 任务三探析物联网的架构与功能孙宇在参观智能家居样板房时发现工作人员能通过指纹识别设备打开大门，人一进房间，客厅灯就亮了，而且灯光的强弱能随着房间窗帘开合的状态自动调整；卫生间水龙头前，只要人一伸手，水就从水龙头里自动流出，马桶盖在人靠近时就自动打开。他对这些现象背后的技术秘密充满了好奇。光敏电阻感知光强变化体验目的：通过制作光控发光二极管电路，了解光

40、敏电阻的特性。情境展示：光控窗帘可以随着环境光的明暗变化实现自动控制。孙宇通过查阅资料得知是光敏电阻起到了感知光强的作用。光敏电阻是怎样感知光强的？问题分析：光敏电阻是一种感光元件，其阻值随光线强弱变化而变化，可以利用三极管偏置电路验证光敏电阻的特性。活动准备：BB-8068型号面包板1块，暗电阻1.5 M光敏电阻元件1个，1 k、100 k电阻各1个，S8050型三极管1个，红图2-1 光敏电阻一、走进奇妙的物联 世界一、走进奇妙的物联一、走进奇妙的物联 世界第二章 智能家居与物联通信019传感器模块化是指将不同传感元件经过设计使其具有统一的性能特征、统一的几何尺寸和连接口、统一的输入输出功

41、能接口的过程。传感器模块化的主要目的是方便生产厂家批量化生产，从而降低生产成本，同时也方便用户采购、重复使用和替换。你在生活中见过哪些经过包装、设计的传感器模块？它们分别用在哪里？有什么作用？图2-3 提供标准接口的传感器模块 图2-4 经过设计的传感器模块产品色LED灯1个，3 V电池盒1个，1.5 V五号干电池2节，多用电表，杜邦线若干。主要过程：1.如图2-2所示，根据电路图，在面包板上用光敏电阻等材料制作一个光控发光二极管电路。2.在自然光环境下观察LED灯的亮灭，用多用电表测量此时光敏电阻的阻值。3.用黑色不透明笔套盖住光敏电阻，借此模拟光线暗的环境，用多用电表测量此时光敏电阻的阻值

42、。思考：1.光线变暗时，光敏电阻阻值变大还是变小？2.光线变暗时，LED灯的状态是什么？结合三极管开关特性说说什么电信号的变化使得三极管得以控制LED灯。3.除了窗帘，生活中还有哪些自动控制是靠光敏电阻感知外部环境变化的？+3 V100 k1 kRGS8050 Vcc图2-2 三极管偏置电路智能家居应用设计020通用技术选择性必修6对传感器输出的电信号的相关信息进行传输、处理、存储、显示、记录和控制，让人与物、物与物之间的交流成为可能。便捷的传感器模块控制体验目的：体验利用提供标准接口的传感器模块控制电磁继电器模块输出高、低电平，实现RGB彩色灯、激光模块等设备的控制。情境展示：孙宇了解到利用

43、提供标准接口的传感器模块可以快捷地实现用电设备的自动控制，于是从购物网站上购买了一些传感器模块来尝试。问题分析：提供标准接口的传感器模块可以输出高、低电平，可以控制电磁继电器的通断，以此来控制设备。活动准备：学生电源（5 V直流输出），光电传感器模块1个，雨水传感器模块1个，红外避障传感器模块1个，电磁继电器模块1个，RGB灯模块、激光模块、杜邦线若干，十字起1把。主要过程：1.分别在自然光环境下和模拟光线暗的环境下，体验光电传感器模块控制电磁继电器模块，实现RGB灯或激光模块的亮灭。2.选择另外一种传感器模块控制电磁继电器。讨论：1.在实践过程中，使用传感器模块比使用传感元件电路实现设备控制

44、更便捷，这种便捷体现在什么地方？2.选择一种传感器模块，说说它在日常生活中有哪些实际运用。图2-5 RGB彩灯模块、激光模块、电磁继电器模块图2-6 配电位器的雨水传感器模块、红外避障传感器模块第二章 智能家居与物联通信021纳米传感器任何传感器只要具备下列属性之一都可以称为纳米传感器：（1）传感器的大小是纳米级的；（2）传感器的灵敏度是纳米级的；（3）传感器和待测物之间的相互作用距离是纳米级的。我国科学家利用纳米敏感材料研制的柔性电子仿生皮肤是一种实现仿人类皮肤触觉的人造柔性传感器件。它结合了具有微纳米结构的柔性基底和高灵敏度的导电纳米材料，利用导电材料受微小压力引起的电信号变化来检测力学信

45、号。这种纳米传感器在电子消费市场和医疗健康等领域有极大的应用潜力。图2-8 柔性电子仿生皮肤智能空气净化器说了啥？孙宇家有一款智能空气净化器，他可以通过手机App来远程控制空气净化器。某一天，空气净化器手机App控制端的当前状态屏幕截图如图2-7所示。思考：1.该手机App屏幕截图说明了哪些信息？2.这些信息是通过什么传感器获得的？3.你家中有哪些能显示传感器信息的设备？它们是怎样使用这些信息的？图2-7 智能空气净化器手机App控制端屏幕截图智能家居应用设计022通用技术选择性必修6任务二 探索实现万物互联的关键技术物联网是通过传感器网络、射频识别装置、二维码识读设备、红外感应器、全球定位系

46、统和激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将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。感知是物联网的先行技术，而在物联网的感知技术中，传感器网络技术最为关键，它是构建“物联”概念的硬件“细胞”。传感器网络是由大量部署在作用区域内的、具有无线通信与计算能力的微小传感器节点，通过自组织方式构成的能根据环境自主完成指定任务的分布式智能化网络系统。传感器网络节点的组成和功能包括以下四个基本单元：传感单元（由传感器和模数转换功能模块组成）、处理单元（由嵌入式系统组成，包括CPU、存储器、嵌入式操作系统等）、手机通信单元（由无线通信模块组成）以及电源部分

47、。此外，还可以选择其他功能单元，如定位系统、运动系统以及发电装置等。?图2-9 无线传感网络结构示意图射频识别技术射频识别（RFID），又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，而无须在识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。世界上的各种物品，小到开关、手表、钥匙，大到汽车、楼房，只要嵌入一个微型感应芯片电子标签，通过感应线圈通电发射承载物品信息的高频电磁波给接收端，就可以提取其中的信息。射 频频率范围在300 kHz300 GHz的高频电流会在导体周围空间产生高频电磁波，这种具有远距离无线传播能力、承载物品信息的高频电磁波被称为射频。人们利用射频信号自动

48、识别物第二章 智能家居与物联通信023射频识别系统至少包含电子标签（物品上承载感应线圈的标识物）和读写器两个部分，才能通过射频信号识别物品并读写相关信息。该系统也可以结合一些组件，如天线、计算机、网络和其他软件等。图2-11 不同形状和材质的电子标签图2-13 桌面式射频识别读写器图2-12 手持式射频识别读写器图2-14为应用射频识别技术的一些场所，请你帮孙宇想一想，它们是怎么工作的？家居生活中还有哪些事物可能也使用了该技术？远距离读卡器地感线圈地感线圈远距离有源卡摄像机高速道闸品并读写相关数据。射频识别技术是一种非接触式的自动识别技术，识别工作不用人工干预，可工作于各种恶劣的环境。射频识别

49、距离在几厘米到几米之间。天线电子标签数据时序能量读写器计算机控制端图2-10 射频识别技术原理图2-14 生活中的射频技术智能家居应用设计024通用技术选择性必修6二维码，又称二维条码，是在一维条码的基础上扩展出的一种具有可读性的条码。用设备扫描二维码，通过识别条码的长度和宽度中所记载的二进制数据，可获取其中所包含的信息。定位技术在物联网各个领域有着广泛的应用，随着物联网行业的发展，人们对定位服务有着越来越高的需求。目前常见的物联网定位技术有全球卫星定位技术GPS、Wi-Fi定位技术、射频识别定位技术、ZigBee定位技术等。虽然现在已经有多种定位技术，但是每种定位技术，无论是传统的GPS定位

50、技术，还是借助于无线网络的定位技术和短距离无线定位技术，都有自身的局限性，将这些定位技术有机结合起来形成混合定位技术，将是定位技术未来的发展趋势。定位技术服务的区域定位精度定位时间应用场景GPS室外开阔地小于10 m约2 min室外车辆、飞机、船舶定位导航，资产、人员管理Wi-FiWi-Fi覆盖范围，可室内定位315 m（AP密度越大、越密集，定位精度越高）小于3 s 有Wi-Fi或AP部署较密集的医疗保健、生产制造等场景RFID基本限定于某个或某种特定场景，可室内定位310 m（低频有源），1030 m（高频无源）小于1 s需要对人员、物品进行定位的医疗、校园、商品物流、食品、工业生产、交通