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《智慧之家——智能家居》劳动课程教案(90分钟)

来源:【原创】 查看: 时间:10-18 16:05

指导单位:珠三角研学产业发展研究所

编辑单位:衢州莲合研学文化发展有限公司

年龄段:79年级

负责老师:X老师

一、课前准备:(3分钟)

同学们好!我是衢州莲合研学的X老师,今天将由我和大家一起体验智能家居,很高兴能和大家度过愉快的下午。上课之前老师先宣布课堂纪律:

1. 课堂上不允许打闹、交头接耳、吃东西、喝饮料。

2. 课堂上认真听讲、积极回答老师问题,当有同学回答问题的时候要认真倾听,有不同意见或看法要先举手。

3.有任何需要,及时报告,由老师来安排处理。

接下来老师点名,点到名的小朋友要举手答“到”!

点名完毕,我们开始上课。

 

了解智能家居的意义及发展12分钟)

活动目标:

了解智能家居的意义及发展

活动准备:

PPT、投影仪

同学们我们先观看一段智能家居体验视频

智能家居的概念诞生很早,但直到1984年,美国联合科技公司将建筑设备信息化、整合化概念应用于美国康乃狄克州的一栋建筑上市,才出现了首个智能家居概念的智能型建筑,以此也揭开了全球智能家居发展的序幕。

最早闻名全球的全屋智能,应该要算在1997年建设完毕的前世界首富比尔·盖茨的豪宅,该豪宅完全按照智能住宅概念建造,所有的门窗、灯具、电器都能够通过计算机控制,并且还拥有强大性能的服务器作为管理整个系统的后台。

智能家居是什么呢?按照通常的解释是,以住宅为平台,通过物联网技术连接的家居设备,为家居生活提供家电控制、照明控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。这让智能家居不仅有传统的居住功能,同时还兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化,提供全方位的信息交互功能,甚至为各种能源费用节约资金。

但什么才算是真正的智能家居呢?我们可以通过几个智能家居产品的发展来判断。

第一个是智能音箱,自2014年亚马逊推出市场上第一台Alexa IVA智能音箱Echo之后,市场中便掀起了智能音箱的浪潮。尤其是在当时语音助手的快速发展下,让许多厂商相信智能音箱能够成为全屋智能的入口,甚至进一步推动其他广告业务的增长。在最初几年经历了高速的增长。

但到了2021年,据公开数据显示,京东平台的音箱累计销量达到1300万件,同比增长约37%;累计销售额超37亿元,同比增长约54%。其中,智能音箱的销售额是占比达到35%左右。

不过早在2020年,智能音箱的整体市场增长便已经开始放缓。不管是产品创新、场景落地等方面对消费者的吸引力都在减弱。主要有几个原因,一个是智能音箱的价格很难提升,提升后对销量的减幅太大;第二个在于智能音箱在技术突破与产品创新上迭代缓慢,尤其与智能手机相比,智能音箱的优势又在哪里呢,并且AI语音的发展也低于人们的预期,体验并没有提升至想象中的水平。

最后一点在于智能音箱给用户带来了一定的学习成本以及额外的操作,比如可以直接按下遥控器换台,还需要唤醒智能音箱用语音操作,在这种障碍下,使用频次会越来越低,如何解决这个问题成为智能音箱重新腾飞的关键。

智能扫地机器人则是被动式智能家居的代表,从市场来看,据奥维云网数据显示,扫地机器人国内销售额从2017年的52亿增长到2021年的120亿,CAGR(年复合增长率)高达23%,零售量从422万台增长至834万台,CAGR为19%。

同时在疫情催化下,2021年扫地机器人在中国爆发式增长,让中国成为全球最大的扫地机器人市场。

扫地机器人之所以得到消费者的青睐,与其被动式智能与技术的快速迭代有极大的关系,扫地机器人只需要设定一次程序,便可以长时间实现清扫的功能,并且全程不用人的参与。而技术的迭代也让智能家居的实用性越来越高,最初只能扫地,而后加入了拖地功能,再然后又加入了自动清洁功能,未来甚至可能会有自动倒垃圾的功能。

智能扫地机器人的发展,是尽可能地将所有工作都交给机器,将人从其中解放出来,并且越来越习以为常,在生活中不显得那么突兀。

不仅是智能扫地机器人,智能门锁同样如此,从过去的机械锁,到如今的智能门锁,不论是指纹锁、面部识别锁或是虹膜识别锁,都让用户更加方便,并且使用自然。

什么才算是真正的智能家居呢,有人认为全屋家电随手可控是真正的智能家居,也有人认为不用人操心便可以把家庭琐事解决的设备便是智能家居。但智能家居的本质在于智能,而智能的含义在于理解用户,明白用户的真实需求,并满足他们的需求。

而真正智能在于无感,想象一下,当忙碌一天回到家时,家中已经打扫整整齐齐,桌上已经摆好了热气腾腾的饭菜,并且是用户在回家路上已经选好的菜品,坐在沙发上,电视自动打开了喜爱的节目,灯光会随着用户的行走而给予最佳的光照。好的科技,让人感受不到科技的存在,相信智能家居也是如此。

那么智能家居的发展现在是什么样的呢?

1932年,芝加哥世界博览会出现了一个新奇的展品,即Alpha机器人,一个不具备行动能力,但是可以回答问题的机器,这算是历史上第一款具有智能家居概念的产品,意味着机器人助手的概念是可行的。而这台机器人的出现,意味着智能家居的萌芽。

上世纪90年代中期,智能家居的概念进入到了中国,不过在这段时间中,市场大多处于认知阶段,暂未出现较为专业的智能家居生产厂商。2000年以后,国内智能家居厂商开始喷涌而出,但当时的智能家居厂商由于当时的技术限制,无法达到其宣传的功能,同时市场培养缓慢,产品不稳定等,导致市场有了较大的起伏。
一个例子是,在1999年,微软发布了一条关于智能家庭的宣传短片,其中成功预测了目前物联网智能家居的各种形态,但与现在智能家居不同的是,受制于当年的想象力与技术局限性,当时短片的主角为PC,而现在智能家居的中心则是智能手机。
2010年之前,在微软智能家居的推动下,或是受到了比尔·盖茨智能家居豪宅的刺激,海内外开始有大批企业开始以服务大型别墅或者高端住宅为目标,用PLC作为主要技术,通过系统集成的方式让产品落地。但受到技术的限制,产品普遍存在稳定性较差、成本偏高、体验差的情况,并没有实现普及。
到了2015年后,随着人工智能、5G、大数据、云计算等新兴技术的发展,带动了智能家居走上了快车道。IDC数据显示,2019年中国智能家居设备出货量已经达到了2.04亿台,同比增长35.9%;2020年,面对新冠疫情和上游供应紧缺带来的压力,全年中国智能家居设备市场出货量为2亿台,同比下降1.9%。不过到了2021年,中国智能家居设备市场出货量重新达到了2.2亿台,同比增长9.2%。
发展到如今,智能家居已经分出许多门类,据2018年数据统计,智能安防、智能照明、智能家电、智能影音这四类已经占中国智能家居产品市场份额的76%,此外,还有如智能中控、智能楼宇、智能门禁、智能感知等。中国已经成为全球最大的智能家居消费市场

三、智能家居的体现(10分钟)

活动目标:

智能家居的体现方面

活动准备:

PPT

可以从功能方面体现

 

也可以从家居场景方面体现:

玄关场景。在家门处设有一个智能家居中控端,为我们回家和离家时,提供相应的配套智能控制。比如在回家模式下,我们开门就会自动让暖色灯光缓缓开启,并根据家中的光线传感器数据来调节明亮度,然后播报当天的关键信息,最后关闭室内摄像监控模式,进入私隐模式下。另外,也能通过中控屏自由调整各种家中设置。

而离家模式则是相反的操作,在室内传感器检测到家庭成员都外出后,会自动把家中的照明、温控、电视等等电器关闭,然后开启摄像头监控模式,并可以记录下相关的重要信息,保护家居安全。

 

再到客厅,通过华为智慧屏,我们除了可以体验到智慧屏带来的各种观影、K歌等等模式外。还能联动智能家居中控,例如在智慧屏上打开了电影播放后,智能家居就会自动关闭窗帘、自动调节室内灯光,让家居观影环境更加舒适。

在餐厨场景,我们可验到就餐、茶叙、烛光、生日等餐食场景,和在烹饪时会遇到的水浸/烟雾/燃气报警等模式。比如烛光模式下,餐厅关闭布帘与基础照明,空间内整体亮度降低,主灯调节至10%的亮度,模拟真实烛光的效果,为用户营造浪漫有仪式感的就餐氛围。

此外,目前已经有很多厨电产品接入了鸿蒙系统,例如冰箱、抽烟机、洗碗机等等厨房电器都可以通过鸿蒙系统进行管理和操作,例如,冰箱库存、抽烟机自动调整、洗碗机存放情况等等,可以说是妥妥的厨房管家了。

在卧室场景。可体验阅读、助眠+睡眠、起夜、起床等模式。比如夜晚当检测到有人下床,便会触发便捷起夜模式。床边夜灯灯带调至10%的暖黄色,照亮空间保障夜间行动安全,同时柔和的灯光也不会影响二次睡眠和伴侣睡眠。而当睡下时,智能中控会控制室内电器开启低分贝的静音模式,让睡眠不受打扰。

至于洗漱间场景,则可以体验到化妆模式、泡澡等模式。比如泡澡模式下,整体空间亮度变低,灯光聚焦在泡澡区域,暖色调光营造舒适放松泡澡氛围,帮助用户舒缓情绪。而化妆模式则是让洗漱间的灯光变得明亮,有助于化妆时能更清晰地打理妆容。

而书房场景提供了专注、高效创作、便捷会议等模式的体验。例如专注模式下,射灯、灯带依次缓缓开启,特意设计的高色温冷光帮助用户集中注意力,提高工作效率。

四、智能家居的未来场景10分钟)

活动目标:

了解智能家居的未来场景

活动准备:

PPT

一、未来场景: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,需要稳定可靠、高联接、高速全覆盖的网络,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。

多种多样的智能家居设备,通过不同的组合,形成多样化的智能场景。比如智能床、智能枕、卧室的照明、音效等系统的协同,为人体打造一个睡眠辅助系统,根据个体的生理健康特征和睡眠习惯,自动匹配床垫和枕头的软硬度;营造助眠的光环境,刺激褪黑素分泌;播放助眠音乐,舒缓心情;根据家庭环境中湿度、温度、氧气的浓度等指标,提供恒温、恒湿、恒净、恒氧的睡眠环境。在这个系统下,你睡觉的鼾声都是一种交互指令,被系统迅速识别,用于调节床垫和枕头来缓解打鼾症状;甚至你睡觉时翻滚的动作,也能用于调节温湿度

二、未来场景:零碳建筑

零碳建筑的运营模式,将是一种基于无人化、感知型的新交互模式。通过传感器实时监控并获取整个建筑的运营环境和条件数据;物联网将照明、电表、水表、水泵、供暖、火灾报警器和冷水机组等核心系统与传感器和基于云的控制系统联系起来;通过云端智能的复杂算法,实时数据,自动做出节能的运营决策,并下达指令。除了环境效益之外,零碳建筑还能够提高舒适度,比如自动化系统将内部温度保持在宜人的水平,而出色的绝缘性能减少外部噪音污染;带来健康益处,比如保证充足的自然光,帮助人体增加维生素D的摄入、更好的睡眠和减少季节性抑郁。

三、未来场景:打造数字化的物品目录,通过自动配送,实现储住分离

如果在某个周末,你需要为即将参加的派对挑选一套晚礼服的时候,可以通过全息投影的方式,虚拟选择一套合适的搭配。只需轻轻一个点击,小区自动配送系统,就会通过机器人或者楼宇输送系统快速地将你所选择的衣物送上门。这套系统甚至可以用来打造小区的共用物品“图书馆”,当你临时需要一个低频率使用工具,比如电钻时,你可以通过这个虚拟图书馆,利用自动配送系统,远程借取和归还。通过数字化物品目录,可以解决储物与居住之间的矛盾,带给人们更清爽的居家体验。

五、休息:(10分钟)

六、智能家居体验馆(35分钟)

活动目标:

体验智能家居体验馆

活动准备:

笔、纸

同学们,我们现在在华为智能家居体验馆,同学们可以进去自行体验,要求:认真体验每个区域的场景模式,做好每个智能场景体感受到哪些智能体验的记录,分析可能运用到哪些技术。分小组一起进行。30分钟后在教室里集合。

 

收获分享,课程小结(10分钟

同学们现在整理一下记录,小组派代表上台讲述一个场景的智能体验,可能会运用哪些现代技术。(老师在错误的地方需要提出并给出答案)

同学们讲的都很棒,今天的家庭任务是设计一个属于自己的智慧之家,里面需要哪些智能场景或者有哪些智能服务,也可以设计自己想象的智能服务哦!

、结束语

今天的课程到处就结束啦!非常感谢同学们和老师一起度过的愉快时光,期待我们下次再见!

、课程反思

 

 



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