Giáo án điện tử chuyên đề Thiết kế và Công nghệ 10 kết nối Bài 4: Hệ thống điều khiển trong ngôi nhà thông minh

CHÀO MỪNG CÁC EM ĐẾN VỚI BÀI HỌC NGÀY HÔM NAY!

KHỞI ĐỘNG

Quan sát Hình và cho biết: Có những thiết bị nào trong ngôi nhà? Có những chức năng nào được điều khiển trong ngôi nhà thông minh?

Lớp chia thành các nhóm (4 – 6 HS) và thực hiện nhiệm vụ sau:

• Hệ thống điều khiển cho ngôi nhà thông minh có những thành phần nào và hoạt động như thế nào?
• Mô tả cấu tạo và nguyên lí làm việc của một số loại cảm biến thường gặp.
• Giới thiệu các công nghệ phổ biến được ứng dụng trong ngôi nhà thông minh.
• Lập sơ đồ tư duy thể hiện các đặc trưng của ngôi nhà thông minh.

BÀI 4: HỆ THỐNG

ĐIỀU KHIỂN TRONG

NGÔI NHÀ THÔNG MINH

NỘI DUNG BÀI HỌC

Hoạt động tự học của học sinh

Tìm hiểu khái quát về ngôi nhà thông minh

Thảo luận hệ thống điều khiển cho ngôi nhà thông minh

HOẠT ĐỘNG TỰ HỌC CỦA HỌC SINH

• Các nhóm tự tìm hiểu bài 4 SGK trong giờ tự học hoặc ngoài giờ lên lớp.
• Trình bày: GoogleDoc, Excel,

TÌM HIỂU KHÁI QUÁT VỀ NGÔI NHÀ THÔNG MINH

Đọc thông tin SGK mục I SGK tr.28 và trả lời câu hỏi: Theo em, thế nào là ngôi nhà thông minh? Các tiện ích mà ngôi nhà thông minh mang lại?

Một ngôi nhà thông minh là ngôi nhà được thiết kế kết hợp các công nghệ khác nhau nhằm đáp ứng các nhu cầu của người sử dụng, nhờ đó giúp cuộc sống trở nên tiện nghi hơn, đảm bảo an ninh, an toàn, tiế kiệm năng lượng.

Ngoài ra các dịch vụ giám sát chăm sóc sức khỏe cho người già, người khuyết tất, những người cần chăm sóc đặc biệt cũng được nghiên cứu phát triển trong ngôi nhà thông minh.

Một ngôi nhà thông minh có thể được thiết kế với hệ thông điều khiển cục bộ (hệ thông được đặt ngay tại ngôi nhà) hoặc dựa trên công nghệ Internet vạn vật với hệ thống điều khiển được triển khai trê nền tảng điện toán đám mây.

THẢO LUẬN HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO NGÔI NHÀ THÔNG MINH

Đọc thông tin mục II.1, quan sát Hình 4.2 SGK tr.29 và trả lời câu hỏi:

• Cảm biến môi trường có thể bao gồm những cảm biến nào?
• Các cảm biến đó tác động tới bộ điều khiển trung tâm để điều khiển các thiết bị tương ứng nào?
• Nguyên tác hoạt động của hệ thống điều khiển cục bộ như thế nào?
• Hệ thống dữ liệu được trải khai trên các nền tảng nào?

Sơ đồ khối

Bộ điều khiển được thiết kế tự động hóa theo nhu cầu của người sử dụng.

Bộ điều khiển được thiết kế tự động hóa theo nhu cầu của người sử dụng.

Một hệ thống điều khiển đơn giản cho ngôi nhà thông minh gồm:

Hệ thống cảm biến

Camera

Bộ điều khiển trung tâm

Màn hình điều khiển

Nguyên tắc hoạt động

Thu thập thông tin về điều kiện môi trường của ngôi nhà

Các cảm biến, camera

Điều khiển mọi hoạt động của ngôi nhà theo một thuật toán được người sử dụng thiết lập trước.

Bộ điều khiển trung tâm

Cho phép người sử dụng tương tác với hệ thống.

Màn hình điều khiển

Đọc thông tin mục II.2, quan sát Hình 4.3, 4.4 và thực hiện nhiệm vụ:

• Nêu khái niệm công nghệ Internet vạn vật?
• Mô tả thành phần chính của mô hình IoT.
• Lập sơ đồ khối hệ thống điều khiển cho ngôi nhà thông minh dựa trên công nghệ IoT.
• Nêu nguyên tắc hoạt động của hệ thống điều khiển dựa trên công nghệ IoT.
• Tìm hiểu về Wifi và Bluetooh, ứng dụng thực tiễn của thiết bị.

Khái niệm

• Thiết kế các hệ thống thông minh hiện nay.
• Trao đổi thông tin với hệ thống điều khiển trung tâm qua mạng Internet.
• Người sử dụng ở mọi nơi có thể kết nối với hệ thống trung tâm thông qua mạng Internet.

Thành phần

Thiết bị tích hợp cảm biến và cơ cấu chấp hành; thu nhận thông tin và tác động lên đối tượng cần điều khiển, xử lí và truyền thông tin.

Thành phần

Thiết bị trung gian giữa các thiết bị và nền tảng đám mây; chuyển đổi các giao thức truyền thông không dây.

Thành phần

Triển khai các phần mềm trên nền điện toán đám mây; lưu trữ, quản lí, xử lí các thông tin của hệ thống.

Thành phần

Thiết bị người dùng cuối như máy tính, điện thoại di động,… kết nối với các dịch vụ đám mây; giám sát, điều khiển các thiết bị.

Hệ thống điều khiển

Tất cả các thiết bị trong ngôi nhà (máy điều hòa nhiệt độ, tủ lạnh,…) có khả năng kết nối mạng sử dụng như Wifi, Bluetooth,…

Hệ thống điều khiển

Trung chuyển thông tin giữa các thiết bị và hệ thống điều khiển trung tâm.

Hệ thống điều khiển

Hệ thống điều khiển trung tâm: lưu trữ thông tin về các thiết bị; quản lí tài khoản người dùng, đăng kí thiết bị; phân tích dữ liệu.

Hệ thống điều khiển

Các cảm biến trong ngôi nhà: thu nhận thông tin qua thiết bị cổng nối

Công nghệ mạng không dây, sử dụng sóng vô tuyến để truyền nhận dự liệu tốc độ cao, khoảng cách ngắn; sử dụng để thay thể các loại dây cáp trong mạng cục bộ.

WIFI

Công nghệ truyền thông không dây, sử dụng sóng vô tuyến; truyền thông tin trong khoảng cách ngắn giữa các thiết bị điện tử.

BLUETOOTH

VẬN DỤNG

--------------- Còn tiếp ---------------