HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu các nhóm HS tự tìm hiểu bài 4 SGK trong giờ tự học hoặc ngoài giờ lên lớp.

- GV hướng dẫn các nhóm trình bày thông tin tìm hiểu được trên GoogleDoc, Excel, PowerPoint để GV có thể theo dõi tiến độ của các nhóm, các thành viên trong quá trình tự học.

Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS chia thành các nhóm, tự tìm hiểu bài 4 SGK trong giờ tự học hoặc ngoài giờ lên lớp.

- GV định hướng, góp ý, khuyến khích các nhóm thông qua các kênh quản lí.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- GV yêu cầu HS có báo cáo định kì (lớp tự quy ước trong kế hoạch học tập).

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

GV nhận xét, đánh giá tinh thần, thái độ chuẩn bị bài của HS.

1. Hoạt động tự học của học sinh

HS chuẩn bị bài trong giờ tự học hoặc ngoài giờ lên lớp.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV dẫn dắt: Trong chương trình lớp 6, các em đã được làm quen với ngôi nhà thông minh. Trong chuyên đề cả Công nghệ lớp 10, các em sẽ được tìm hiểu kĩ hơn về các công nghệ điều khiển phổ biến hiện nay đang được áp dụng cho việc phát triển ngôi nhà thông minh.

- GV yêu cầu HS làm việc cá nhân, 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?

- GV giới thiệu một số công nghệ phổ biến được ứng dụng trong ngôi nhà thông minh.

Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS làm việc cá nhân, đọc thông tin SGK mục I SGK tr.28 để tìm hiểu về ngôi nhà thông minh.

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- GV mời đại diện HS trình bày khái quát về ngôi nhà thông minh và tiện ích của thiết bị thông minh.

- GV yêu cầu các HS khác lắng nghe, nhận xét, nêu ý kiến bổ sung (nếu có).

- HS lắng nghe GV phổ biến một số công nghệ thông minh được sử dụng trong ngôi nhà.

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xét, đánh giá và kết luận khái quát về ngôi nhà thông minh, nêu các tiện ích đem lại.

- GV chuyển sang nội dung mới.

2. Tìm hiểu khái quát về ngôi nhà thông minh

- 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.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS làm việc cá nhân, đọc thông tin mục II.1 kết hợp 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?

- GV tổ chức cho HS hoạt động nhóm, đọc mục II.2, kết hợp quan sát Hình 4.3, 4,4 SGK tr.30, 31 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.

- GV yêu cầu HS thuyết trình các phương tiện công nghệ thông tin dã dùng trong quá trình tự học hoặc kết hợp tranh ảnh, vật thật mà các nhóm chuẩn bị.

Bước 2 : HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS làm việc cá nhân, đọc thông tin mục II.1 SGK tr.29 để tìm hiểu về:

+  Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển cục bộ cho ngôi nhà thông minh.

+ Nguyên tắc hoạt động của hệ thống điều khiển cục bộ.

- HS thảo luận theo nhóm, đọc thông tin mục II.2 SGK tr.30, 31, 32 để tìm hiểu về:

+ Khái niệm về công nghệ Internet vạn vật

+ Thành phần chính của mô hình IoT.

+ Sơ đồ khối hệ thống điều khiển cho ngôi nhà thông minh dựa trên công nghệ IoT.

+ Nguyên tắc hoạt động của hệ thống điều khiển dựa trên công nghệ IoT.

+ Wifi và Bluetooh, ứng dụng thực tiễn của thiết bị.

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- GV mời các nhóm trình bày nhiệm vụ học tập theo thứ tự bốc thăm (mỗi nhóm trả lời 1 câu hỏi):

+  Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển cục bộ cho ngôi nhà thông minh.

+ Nguyên tắc hoạt động của hệ thống điều khiển cục bộ.

+ Khái niệm về công nghệ Internet vạn vật

+ Thành phần chính của mô hình IoT.

+ Sơ đồ khối hệ thống điều khiển cho ngôi nhà thông minh dựa trên công nghệ IoT.

+ Nguyên tắc hoạt động của hệ thống điều khiển dựa trên công nghệ IoT.

+ Wifi và Bluetooh, ứng dụng thực tiễn của thiết bị.

- GV yêu cầu các HS khác lắng nghe, nhận xét, nêu ý kiến bổ sung (nếu có).

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xét, đánh giá và kết luận về các hệ thống điều khiển cho ngôi nhà thông minh.

3. Hệ thống điều khiển cho ngôi nhà thông minh

a) Ngôi nhà thông minh với hệ thống điều khiển

- Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển

+ 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

+ Các cảm biến, camera: Thu thập thông tin về điều kiện môi trường của ngôi nhà.

+ Bộ điều khiển trung tâm: điều khiển mọi hoạt động của ngôi nhà theo một thuật toán được người sử dụng thiết lập trước.

+ Màn hình điều khiển: cho phép người sử dụng tương tác với hệ thống.

→ Hệ thống điều khiển này có thể cho phép người sử dụng truy cập vào bộ điều khiển trung tâm từ bên ngoài ngôi nhà để giám sát và điều khiển các thiết bị trong nhà.

b) Ngôi nhà thông minh dựa trên công nghệ Internet vạn vật

- Công nghệ Internet vạn vật (IoT)

+ 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.

- Các thành phần chính của IoT

+ Các vật (Things): 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.

+ Cổng nối (Gateway): thiết bị trung gian giữa các thiết bị và nền tảng đám mây; chuyển đổi các giao thức truyền thông không dây.

+ Nền tảng đám mây: triển khai các phần mềm trên nền điện toán đám mây; lưu trữ, quản lí, xử lí các thông tin của hệ thống.

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

→ Các hệ thống dữ liệu doanh nghiệp thường được triển khai trên các nền tảng điện toán đám mây như nền tảng đám mây của Amazon, Google, Microsoft, hoặc nền tảng đám mây của riêng các doanh nghiệp.

- Hệ thống điều khiển  cho ngôi nhà thông minh dựa trên công nghệ IoT

+ 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,…

+ Thiết bị cổng nối: trung chuyển thông tin giữa các thiết bị và hệ thống điều khiển trung tâm.

+ 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.

+ Người dùng có thể giám sát, nhận thông tin cảnh báo, điều khiển ngôi nhà của mình.

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

→ Wifi là 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.

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