《人工智能基础与应用》-《人工智能基础与应用》-模块5了解人工智能的行业应用

模块五任务一揭秘智慧城市任务二揭秘智慧农业任务三揭秘智慧教育任务拓展体验腾讯云小微开放平台任务四揭秘智能家居任务一揭秘智慧城市

任务一学习目标认识智慧城市理解典型智慧城市的建设架构熟悉智慧城市中所应用的人工智能技术了解智慧城市的应用场景任务一任务导入2020年11月，全球智慧城市大会（SmartCityExpoWorldCongress）上，西班牙巴塞罗那市议员拉娅·博尼特宣布上海获得2020年世界智慧城市大奖时，浦江之畔的上海会场爆发出一阵热烈欢呼。上海通过其独特的人民城市建设理念、基础和格局，创造了一个智慧且温暖的城市，这个中国城市首次获得世界智慧城市大奖。近年来，上海深化政务服务“一网通办”、推进城市运行“一网统管”，紧抓“两张网”的“牛鼻子”，提升上海城市治理能力，努力打造成为我国城市的治理样板，向世界展现“中国之治”新境界。1.什么是智慧城市，你所生活的城市是智慧城市吗？2.你心目中的未来智慧城市是什么样的？3.如何将人工智能技术应用于智慧城市中？任务一活动一认识智慧城市

让城市可以深刻的理解城市中的人、事、物、社会、现状、过去、将来，拥有更强的思考、分析、解决问题、满足需求、谋求更好发展的能力。

智慧城市是软件与硬件相互结合的命运共同体，作为经济转型、产业升级、城市发展的新引擎，促进着城市生产、生活方式的变革、提升和完善，为公众提供舒适便捷的服务，提升民众幸福感；为企业提供创新发展驱动力，提升企业竞争力，同时支持高效安全的城市管理，打造美好的城市生活。1.智慧城市任务一活动一认识智慧城市智慧城市的建设充分利用物联网、云计算、大数据等智能科学新兴技术手段，对城市生产生活中产生的相关活动需求，进行智慧感知、互联、处理和协调，为市民提供美好的生活和工作环境，为企业创造可持续发展的商业环境，为政府构建高效的城市运营管理环境，使城市成为一个和谐运行的新智慧生态系统。智慧城市生态系统任务一活动一认识智慧城市全面感知资源整合创新改革协同运作智慧城市发展特点任务一活动一认识智慧城市“智慧城市”的概念最早由西方国家提出，近年来我国也在不断加快智慧城市建设。我国的智慧城市发展是一个动态递进的过程，并不是一蹴而就的。总体来看，中国的智慧城市建设经历了三个阶段。2.智慧城市发展历程第一阶段是2010年以前，是智慧城市的萌芽期。第二阶段是2010-2015年，是国内智慧城市建设的探索发展期。第三阶段为2016年至今，是新型智慧城市建设阶段。任务一活动一认识智慧城市

智慧城市正加速驶入“城市3.0时代”。技术的每一次变革，都会给国民经济和社会形态带来持续性的积极推动作用，城市也不例外。随着政策的不断推动、城市领导者、居民意识的不断提高，智慧城市正加速进入下一个爆发点——智能城市时代。

新型智慧城市不仅是城市建设的升级，也是居民的精神家园。“城市3.0智能城市时代”将构建以人为中心、以多元技术融合为依托的一体化智能建设，重构人、政府、企业、社会之间的互动关系，真正让居民能够切身感受到这个城市中无所不在的基础网络的骨骼和脉络，提高城市生活的智能性和舒适度。3.新型企业共筑智能城市任务一活动一认识智慧城市

智能城市3.0和传统智慧城市的优势如图所示。3.新型企业共筑智能城市任务一活动一认识智慧城市智慧城市的建设离不开大批的信息技术产业的提高，盘点目前业内主流的智慧城市建设厂商，并按照厂商切入市场方式的不同将其划分为四类：3.新型企业共筑智能城市任务一活动二了解智慧城市的建设架构

智慧城市的建设架构主要包括基础设施层、数据层、平台层和应用层。智慧城市架构如图所示：任务一活动三探索智慧城市中的人工智能

智慧城市的生长、发展是需要依靠数据河流的灌溉的。智慧城市的感知化、物联化和智能化，正是数据收集、传输、挖掘分析和利用的过程，可以说，智慧城市是从数据河流中孕育出来的城市运行新模式。全面感知互联互通智能化分析信息安全标准化任务一活动四了解智慧城市案例

随着全球范围内城市化进程不断推进，在云平台、大数据和物联网等技术的支持下，“智慧城市”称为世界各国城市建设的发展趋势和选择。智慧城市-山东济南智慧城市-深圳福田智慧城市-佛山南海区智慧城市-贵阳智慧城市-新加坡任务一知识运用使用腾讯云人工智能实训平台体验人脸识别

打开浏览器，输入/product/facerecognition地址进入人脸识别模块，上传人脸图片，进行人脸识别，通过人脸比对核实身份，快速确定身份。使用腾讯云的人工智能实训平台完成，步骤如下：

第一步：打开浏览器，输入/product/facerecognition地址进入人脸识别模块，并找到功能演示区域。任务一知识运用使用腾讯云人工智能实训平台体验人脸识别

第二步：点击人脸搜索，并上传图片至人脸库后，上传本地照片或输入在线图片地址进行人脸检索实现身份确认。任务二揭秘智慧农业

任务二学习目标了解智慧农业的发展历程熟悉智慧农业中所采用的人工智能技术了解智慧农业的应用案例任务二任务导入近年来，人工智能在工业领域发挥了巨大的作用，这给农业改革带来了很大的希望。前瞻产业研究院给出的数据中指出，我国在2025年的农业规模将占据全球比重的1/5以上，采用AI赋能农业的模式，加快推进农业信息化进行，促进信息化和现代化的融合已成必然趋势。科技巨头纷纷依靠科技改变传统农业，京东宣布建立智慧农业共同体；阿里云正式发布了阿里云ET农业大脑；百度还发布了AI遥感智能监测病虫害的成果。你认为的智慧农业是怎样的呢？任务二活动一认识智慧农业

智慧农业将促进农业绿色可持续发展。智慧农业就是将物联网技术运用到传统农业中去，运用传感器和软件通过移动平台或者电脑平台研制农业智能传感与控制系统、智能化农业装备、农机田间作业自主系统等，依托部署在农业生产现场的各种传感节点（环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等）和无线通信网络对农业生产进行控制，使传统农业更具有“智慧”，最终能够根据农业生产环境，为农业生产提供种植、管理决策。1.智慧农业任务二活动一认识智慧农业1.智慧农业任务二活动一认识智慧农业2.

人工智能在农业生产中的应用

在智慧农业中，人工智能伴随整个农业的生产，包括农业生产的产前、产中以及产后三个阶段，实现农业节水、节药、节肥，提升农业竞争力，保障农产品符合消费者需求，提高农业生产效率。任务二活动二了解智慧种植1.土壤、病虫害探测（1）土壤探测领域（2）产量预测领域

使用人工智能和深度学习技术，通过分析生长环境、健康状况等与农作物生长之间的关系，从而对农作物的产量做出精准预测。任务二活动二了解智慧种植2.智能耕作

将人工智能识别技术与智能机器人技术相结合，可广泛应用于农业中的播种、除草、采摘等场景，极大提升农业生产效率，同时降低农药和化肥消耗。任务二活动二了解智慧种植3.病虫草害管理

智能植物识别App，不仅能识别农作物种类，还能够帮农户智能识别农作物的各种病虫害，充当植物医生角色。任务二知识运用使用腾讯云的人工智能实训平台体验智慧农场

使用腾讯云的人工智能实训平台，模拟体验在智慧农场中，利用很少的人力对大量的农作物进行管理。智能摄像头实时监控牧农中的场景，运用强大的平台智能程序，识别出每一株作物，从而快速进行分类。使用腾讯云的人工智能实训平台完成，步骤如下：

第一步：打开浏览器，输入/product/tiia地址进入图像分析模块，效果如图所示。任务二知识运用

第二步：点击“Demo体验”按钮进入功能体验界面，效果如图所示。任务二知识运用

第三步：点击图像理解并选择图像标签后，上传本地照片或输入在线图片地址进行图像分析，效果如图所示。任务三揭秘智慧教育任务三学习目标了解什么是智慧教育熟悉智慧教育中所采用的人工智能技术了解智慧教育的应用案例任务三任务导入随着人工智能、物联网等新兴技术的不断发展，与此同时，网络用户终端日益走向多样化、移动化、人性化、智能化、低成本化，教育在信息化、智能化方面的发展已从单纯技术设施的集成化，提升为整合了技术、人才、服务等各类资源的巨型知识网格平台和公共知识服务体系，教育信息化已步入智慧教育建设与发展的新阶段。特别是新冠疫情期间，线下补习班纷纷关闭，学校暂停教学，在防疫不停学的号召下，在线教育担任了学生教育的重要作用。1.如何借助先进的现代信息技术实现因材施教？2.如何打破时间地域壁垒，共享教育资源，实现教育公平化？任务三活动一认识智慧教育1.

智慧教育人工智能进入教育领域，推动了智能学习系统、虚实融合学习环境、智能教育助理等智能系统和工具的开发与生产，智能教育环境建设已现端倪。简单来说，智慧教育=智能教育+人类教育。智慧教育结构如图所示。任务三活动一认识智慧教育2.

智慧教育意义

目前，人工智能对教育的作用体现在多个方面，包括学习方式、教学构成、教学组织、综合素质评价等。

（1）学习方式任务三活动一认识智慧教育2.

智慧教育意义

（2）教学构成任务三活动一认识智慧教育2.

智慧教育意义

（3）教学组织

通过人工智能，学校可以创建全球化的教室，学生所处的位置将不再重要，可以随时在世界任何地方学习，并根据自己的需要安排学习时间。另外，人工智能还可以将全世界的学习者联系在一起，超越教室的壁垒，与其他学生、教师、著名作家、科学家等互动，以加强他们的学习效果。

（4）综合素质评价

借助互联网、大数据、云计算、5G等技术可以实现多元化全过程的综合素质评价，而不仅仅是结果性评价，从而可以更加全面科学地对教育实施过程和实施效果进行综合评价，更好地反馈教学成效，有助于教学质量的提升。任务三活动一认识智慧教育3.

智能教育发展趋势

未来人工智能在教育领域的应用趋势主要包括三个方面，包括：

（1）教育信息化（2）教学模式变革（3）教育服务供给优化任务三活动二探究智慧教育应用场景

人工智能技术可以应用于智能学伴、自动化评测系统、自适应学习系统、智慧教室、教育机器人等方面。利用传感器、摄像头等设备采集学生的学习状态、学习内容、学习表情等环境参数，为每个学习建立档案，并对学生的生活、学习、个人习惯等进行综合全面的分析，为学生的智能管理提供依据。AI技术在教育领域的不断应用，势必将促进教育公平化发展，助推我国实现教育强国。（1）智能学伴（2）自动化评测系统（3）自适应学习系统

（4）智慧教室

（5）教育机器人任务三活动二探究智慧教育应用场景

在教育机器人领域做的比较好的公司有很多，其中就有科大讯飞公司的产品。科大讯飞拥有多项自主知识产权，拥有世界领先的智能语音技术，中文语音合成、语音识别、口语评测等多项技术在国际上处于领先地位，科大讯飞也因此被誉为“中文语音产业国家队”。作为国内语音识别领域的绝对霸主，科大讯飞发挥自身较强的语音识别技术，将人工智能与儿童教育结合，推出了科大讯飞智能学习机，能够提供A.I.同步精准教、个性化学习功能。科大讯飞智能学习机基于人工智能的学习系统，采取知识图谱、大数据分析、模式识别等技术整合，实现学生学习过程中的个性化推送，并通过人工智能系统可以更精准地把握学生不同学科的知识水平、不同知识点的熟练程度，以及运用知识的迁移应用能力，进而实现大规模的“因材施教”。任务三知识运用使用腾讯云的人工智能实训平台体验图像化编程

使用腾讯云的人工智能实训平台，进行图像化编程运行实训，识别照片中的学生穿着，判断该学生是否穿着得体。步骤如下：

第一步：打开浏览器，输入/product/bda地址进入人体分析模块，效果如图所示。任务三知识运用

第二步：点击“免费体验”按钮进入功能体验界面，效果如图所示。任务三知识运用

第三步：点击“人体检测与属性分析”，上传本地照片或输入在线图片地址进行人体分析，效果如图所示。任务四揭秘智能家居任务四学习目标认识智能家居产品和智能家居系统熟悉智能家居产品和智能家居系统的主要技术了解智能家居的发展现状和前景能够设计一款概念型的智能家居产品任务四任务导入20世纪80年代初，随着大量采用电子技术的家用电器面市，住宅电子化（HE,HomenElectronics）出现。80年代中期，将家用电器、通信设备与安保防灾设备各自独立的功能综合为一体后，形成了住宅自动化概念（HA,HomeAutomation）。80年代末，由于通信与信息技术的发展，出现了对住宅中各种通信、家电、安保设备通过总线技术进行监视、控制与管理的商用系统，这在美国称为SmartHome，也就是现在智能家居的原型。如果让你来设计一套自己居住的智慧房屋，你打算提供哪些智慧功能呢？任务四活动一认识智能家居

真正的智能家居，是满足人们需求的一种生活方式，提升生活品质，而不是单一或者拥有几个智能产品就能称之为智能家居的。如果说网购改变了人们的购物方式，二维码改变了人们的支付方式，那么智能家居将改变人们的家庭生活方式。任务四活动二了解智能家居发展历程

智能家居的概念起源很早，但一直未有具体的建筑案例出现，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涅狄格州哈特佛市时，才出现了首栋的“智能型建筑”，从此揭开了全世界争相建造智能家居派的序幕。

2000年，我国正式出台《智能建筑设计标准》，在网络化热潮和国家示范项目的推动下，我国掀起了一阵智能小区热潮，这一时期的智能小区主要集中于可视对讲、电梯、安防以及停车场管理系统等。由于早期产品不成熟，操作较为复杂,且缺乏维护,并没有让消费者获得较好的体验。我国智能家居的发展可以总结为以下四个阶段。第一阶段：出现（1994年-1999年）第二阶段：创业期（2000年-2005年）第三阶段：徘徊期（2006年-2010年）第四阶段：整合与演化期（2011年-2020年）任务四活动三探究智能家居应用场景智能家居系统是人们的一种居住环境，与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，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，让生活变得更智能、更便捷、更享受。智能家居有用场景分别为智能门锁、智能照明、智能安防、智能电器、智能监控和语音控制。智能门锁智能照明任务四活动三探究智能家居应用场景智能安防智能家电语言控制任务四活动四了解智能家居发展现状与前景

智能化、节能化、网络化发展趋势带动家电更新迭代速度加快。全球家电行业规模整体呈扩大趋势，据中国家用电器协会公布的数据显示，2019年，家电全行业累计主营业务收入达到1.6万亿元，累计利润总额达1339亿元。根据Statista数据测算，2020年智能家居市场规模约为4345亿元，2025年预计突破8000亿元，符合增速15.8%。从中国个细分市场规模看，智能家电原始市场规模大，智能化发展早，其渗透率高，智能家电占比最大，收入为2822亿元；其次是智能连接控制和智能家庭安防，规模分别为364亿元和186亿元，智能家庭娱乐和智能光感市场规模分别为180亿元和99亿元，智能家庭能源管理市场规模最小，为78亿元。任务四活动四了解智能家居发展现状与前景

（1）现在的智能家居是高度依赖互联网，随时都会面临严重的网络安全威胁。一旦智能家居网络系统受到攻击或控制，带来的危害将是无限的，严重的风险可能危及生命和财产安全。

（2）虽然智能家居是高度智能的，但是经常使用的个性化要求是不同的，在使用智能实现特定项目参数时需要人为设置，实际上为用户设置了一个门槛，就像我们使用智能手机一样，许多功能需要学习掌握使用。

（3）目前，智能家居的成本很高。整套智能家居的价格从数万元到数百万元不等，属于“奢侈品”的行列，而在普通百姓生活中则逐渐缩水。

（4）目前，智能家居厂商走自己的路，缺乏统一的标准，缺乏市场管理的基础，各种产品混杂，消费者难以区分好坏，有的是劣质产品影响用户体验。1.智能家居发展现状任务四活动四了解智能家居发展现状与前景

智能家居行业这些年发展迅速，但是整个行业仍处于初级阶段，处于百家争鸣阶段，那么智能家居的未来发展方向到底在哪里呢？主要会在两个方面：智能化、边缘计算化。

（1）智能家居的智能化

目前阶段，大部分的智能家居还是停留在自动化控制阶段，智能化只是初级阶段，比如简单的语音控制。智能化的核心是理解人类的行为以及需求，并且满足人类的需求，成为家中的智能管家。比如今天主人心情不是很好，AI从表情、语气、行为判断出结论之后，主动的讲一些笑话，让主人调整心情，这些不是通过自动化控制实现的，而是由人工智能分析出来的。此外，还比如行为识别，看到老人摔倒了，就给主人报警，小孩爬高有危险，就给出提示，如果有人在外围鬼鬼祟祟，就报警提醒。2.智能家居发展前景任务四活动四了解智能家居发展现状与前景

（2）边缘计算将更好地保护个人隐私

现在有很多方案是云计算方案，云计算方案的好处是成本低，但是劣势也很明显，对网络的依赖很强，没有网络的时候，无法正常使用。另外更重要的是信息安全，因为家是一个很私密的空间，所有人都不想别人能看到自己时时在干什么。有些智能音箱在实时监听用户的说话，以便及时做出响应，这样做可能会侵犯到个人隐私，很多人现在还不知道智能音箱在不断收集用户说话信息。所以智能音箱放在客厅勉强可以，放在卧室就很奇怪了。有了边缘计算，所有这些都可以解决，用户的所有使用