《智能家居系统集成与应用（双色）》（郭海礁） 教案 第4课 智能家居案例体验

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课题第4课智能家居案例体验课时2课时（90min）教学目标知识目标：（1）了解智能家居的发展历程（2）了解智能家居的主要功能技能目标：（1）具备对智能家居行业历史、背景、发展现状、前景的认知能力（2）具备对智能家居主要功能的认识能力态度目标：在学习上学习知识细节的同时，要学会把握行业知识前沿教学重难点教学重点：智能家居的主要功能教学难点：智能家居的主要功能教学方法问答法、讨论法、讲授法、练习法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学设计第1节课：传授新知（25min）课堂讨论（15min）第2节课：问题导入（5min）

传授新知（20min）

课堂实训（15min）

课堂小结（3min）

作业布置（2min）教学过程主要教学内容及步骤设计意图第一节课课前任务【教师】让学生从网上查找一些智能家居的资料，了解这些智能家居的主要功能，它们是如何体现智能的【学生】按照要求完成课前任务通过课前任务，让学生对智能家居有一个大致地认识考勤（2min）【教师】使用文旌课堂APP进行签到【学生】班干部报请假人员及原因培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况问题导入（3min）【教师】我们有中华五千年的历史，学史明志，让学生思考并回答以下问题：智能家居是什么时候开始出现的？有着怎样的发展历程？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答，导入本节课内容：智能家居发展历程通过对智能家居发展历史的探究，增加学生的学习兴趣传授新知（25min）【教师】讲解新知，介绍智能家居的发展历程、行业概况和主要功能一、智能家居的前世今生智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术、人工智能技术等将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，营造个性化的智慧健康场景，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。……（详见教材）自1984年世界第一个智能家居系统问世，智能家居就在我们的生活中一直更新，进入21世纪以来，智能家居在系统和功能上有了质的飞跃。智能家居的发展经历了以下三个阶段。第一阶段：不温不火（1990—2010年）在1990年前后，美国的智能家居产品开始进入中国市场。直到2010年前后，20年的时间，智能家居一直没有取得很好的发展。究其原因主要是以下两点。一是美国的居住环境、家庭构成和生活习惯等各方面和国内存在较大差异，照搬美国产品的架构和功能在中国出现了水土不服。二是价格原因，90年代中美之间存在较大收入差距，而智能家居产品当时在美国也只是中产阶级的标配，产品进口到中国后，加上关税等，最终售价对中国百姓来说较贵。比尔·盖茨耗费了7年，花费总计6300万美元在西雅图的华盛顿湖畔建造了一座智能豪宅。房间各处遍布声音、光线、温度、湿度传感器，所有家电、门窗、灯具均由电脑控制。可以说这一阶段智能家居产品在国内市场的总量很小，大家都在喊智能家居是趋势是未来，但实际上使用智能家居的用户却非常少，用户的体验相对也较差。第二阶段：短暂爆发后陷入沉寂（2010—2016年）2010年开始，随着3G、4G网络的商用及智能手机的普及，中国智能家居迎来了第二阶段的发展。众多厂家开始以可以用手机控制家庭设备为卖点推广智能家居。很多消费者被这种全新的交互方式吸引，开始了解和选购智能家居产品。但随着Wi-Fi插座、智能灯泡等单品被越来越多人使用，大家对智能家居的吐槽也多了起来。经过一段时间的使用之后，大家普遍认为用手机控制灯光和插座通断电实在是太鸡肋了。在经历了最初的新鲜后，这一阶段用户开始对智能家居存在的必要性提出了很大的质疑。智能家居行业经过短暂的爆发后，再次陷入沉寂，而且还出现了很多负面评论。第三阶段：语音控制来袭，智能家居大火（2017年至今）随着2017年双十一，阿里巴巴发布了天猫精灵X1，语音交互成了众多智能家居厂商追捧的最佳交互方式。有能力的厂商推出自己的语音交互产品，其他厂商也纷纷站队，选择接入各种品牌的智能音箱作为自己系统的交互入口。用户体验过语音控制后，纷纷表示这才是智能家居应该有的样子，智能家居行业也顺势进入新一轮的爆发。华为、阿里、小米等超级厂商也纷纷下场布局，甚至移动、电信等运营商也开始在智能家居行业发力。【课堂问答】【教师】随机邀请学生回答以下问题你体验、见过或者听过的语音交互产品有哪些？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答百度系列的小度智能音箱、小米系列的小爱音箱、华为系列的AI智能音箱等。二、智能家居行业概况与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，提供舒适、安全、高品位且宜人的家庭生活空间；还由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，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，优化人们的生活方式，帮助人们有效地安排时间，增强家居生活的安全性，甚至节约各种能源费用。……（详见教材）智能家居作为一个新兴产业，处于一个导入期与成长期的临界点，市场消费观念还未形成，但随着智能家居市场推广普及的进一步落实，培育起消费者的使用习惯，智能家居市场的消费潜力必然是巨大的，产业前景光明。接下来的五到十年，将是智能家居行业发展极为快速，但也是最不可琢磨的时期，由于住宅家庭成为各行业争夺的焦点市场，智能家居作为一个承接平台成为各方力量首先争夺的目标。未来，我国智能家居行业市场发展前景好，市场空间广阔。【课堂问答】【教师】随机邀请学生回答以下问题谈一下对智能家居行业未来的设想？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答全屋智能结合场景式交互，打造亲切自然的居家体验。丰富的智能家居设备和传感器，将收集到的数据传递到家庭智慧大脑。其中的AI引擎，将结合场景模型，对全屋环境、用户行为及系统设备实时地分布式处理和计算，以形成智能决策。然后，通过调节各类家居设备的运行和协同状态，以匹配用户的实时体验需求，最终给用户带来沉浸式、个性化、可成长的全场景智慧体验。而且，用户可以通过不同模式的交互，与智能家居系统进行互动：从传统的面板、APP交互到更智能的语音、手势交互，甚至无感交互。三、智能家居的主要功能智能家居的主要功能有智能照明、智能门锁、智能门窗、环境监测、安全警报、影音娱乐等。智能照明：灯光照明控制是一个家庭最重要的功能，通过智能家居系统可以做到灯光自动打开或关闭，还可以通过调节亮度和颜色来烘托家庭氛围。主要包括：一键情景控制、RGB颜色调整、远程控制、定时照明、自动开/关灯等功能。智能门锁：家庭安全管理是用户最在意的家居智能化功能，如突遇家中老人小孩有紧急事故，可远程报警提醒。通过手机App或遥控操作，可授权其他用户开门，且在规定时间内设置有效的一次性密码，过时作废，既方便又安全。智能门窗：智能门窗可通过传感器、智能网关、窗帘电机、推窗器等智能设备，根据当天紫外线强弱、空气质量，实现智能遮阳，开窗通风等。环境监测：通过各类传感器智能监测家庭中出现的漏水、燃气泄漏、烟雾感应等隐患，并及时反映到业主手机上。安全警报：屋内设有门磁、玻璃破碎报警器、声光警笛、红外幕帘、报警主机等，一旦智能门锁被非法打开或屋内出现异常情况时，系统会自动向用户手机发送警报，提醒用户可能存在安全隐患，可及时告知物业或报警。影音娱乐：通过智能遥控器、红外线发射器、背景音乐播放等设备连接控制家庭影音设备，同时联动调节灯光、关闭窗帘，实现舒适便捷的影音娱乐环境。【学生】聆听、思考、理解、记录通过教师讲解、课堂问答等方式，让学生了解智能家居的发展历程、行业现状，使学生感受到智能家居行业充满发展潜能，激发学生行业自豪感；让学生掌握智能家居的主要功能，从宏观上对智能家居功能有个总体认识，明确未来发展方向课堂讨论（15min）【教师】对学生进行分组，4～6人一组，每组选出一名组长，然后组织学生以小组为单位自行讨论，完成以下任务：对智能家居未来的功能进行设想，每个小组最少讨论出一个设想，并展开论述该功能具体的实现。【学生】聆听、思考、发散思维、小组讨论、派小组代表发表讨论结果【教师】总结学生的发言，评价各组的表现通过课堂小组讨论，激发学生对智能家居未来功能进行美好设想，培养学生的创造性第二节课问题导入（5min）【教师】结合上节课讲述的智能家居的主要功能，让学生思考以下问题：如何设计一个智能家居的体验方案，将科技的魅力展现得淋漓尽致？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答，导入本节课内容：智能家居初体验在回顾上节课内容的同时，发挥学生的想象力、创新力传授新知（20min）【教师】引入任务实施内容，讲解智能家居初体验智能家居将之前的不可能变成了可能，也将科技的魅力展现得淋漓尽致。只需一个按键，轻松生活从此开启。智能家居的使用在传统家居的基础上有了一个升华，它改变了传统家居死板的生活方式，为人们的生活带来了更加生动的变化与期待。【多媒体】演示智能家居初体验步骤1入户智能门锁体验。入户智能门锁专为家庭安防，拥有指纹、密码、刷卡、机械和远程五合一开门方式，配合“智能家居”App管理系统可接收异常情况报警推送，也可查看开门记录，如图2-28所示（详见教材）。【课堂问答】【教师】随机邀请学生回答以下问题智能门锁远程开锁的原理是什么？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答远程开锁就是通过手机“智能家居”App管理系统直接远程打开门锁的功能，它的原理是智能锁通过无线模块连接到网关，实现物联，用户可以通过联网手机等形式操控智能锁开锁。步骤2通过超级面板更方便的对智能家居进行控制。入门玄关右手边智能情景面板和灯控面板触手可及，用户可自定义多种情景模式，一键轻点实现回家/离家模式，如图2-29所示（详见教材）。步骤3语音交互体验。“打开电视机”——利用语音命令可控制电视、机顶盒、窗帘、投影仪等设备，如图2-30所示（详见教材）。步骤4环境监测体验。烟雾、燃气、水浸报警器是厨房里的安全卫士，其能够第一时间监测到安全危机，并通过App推送通知和现场蜂鸣警告，提示用户尽快处理，如图2-31所示（详见教材）。【课堂问答】【教师】随机邀请学生回答以下问题除了上述环境监测，在智能家居领域还有那些环境监测？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答还包括室内温度、湿度、空气质量、室内外噪声、室外气候探测等。步骤5安全警报体验。安装门磁、窗磁，防止非法入侵，智能家居安防系统可通过安装在住户室内的报警控制器得到信号，从而快速接警处理。报警联动控制可在室内发生报警时，系统向外发出报警信息的同时，自动打开室内的照明灯光、启动警号等，如图2-32所示（详见教材）。【学生】聆听、观看、思考、理解、记录通过教师讲解、课堂问答和多媒体演示等方式，让学生切身体会智能家居是如何使用的，以及给日常生活带来的便利，感受科技改变生活的魅力，增加学生的学习动力课堂实训（15min）【教师】对学生进行分组，4～6人一组，每组选出一名组长，然后组织学生以小组为单位完成以下任务小组组长分配任务，由组员从网上自主查找安全警报中门磁、窗磁、报警控制器工作原理，以及是如何实现的联动。组长汇总组员信息，讲述如何实现防止非法入侵。【学生】聆听、思考、检索资料、完成任务【教师】评价各组的表现通过课堂实训，让学生以小组学习的形式掌握安全警报的实现原理课堂小结（3min）【教师】简要总结本节课的要点本节课让学生了解了智能家居的发展历程，行业发展概况，明确了智能家居的主要功能。通过了解智能门锁、超级面板、语音交互、环境监测、安全警报各自的功能，以及使用的场景，使