【核心素养目标】第2单元 第1课《物联网的互联通信》教案-【清华大学版2024】《信息科技》八上

中小学教育资源及组卷应用平台 第2.1课《物联网系统和反馈控制—物联网的互联通信》教学设计 课题 物联网系统和反馈控制—物联网的互联通信 单元 第二单元 学科 信息科技 年级 八年级 核心素养目标 信息意识：能够认识到物联网互联通信在日常生活、工业生产、社会服务等多个领域的广泛应用。计算思维：能够将复杂的物联网互联通信系统抽象为信息发送端、传输通道、接收端等基本组成部分。数字化学习与创新：能够熟练运用互联网资源，搜索、收集有关物联网互联通信的相关知识、案例、技术文档等资料，用于自主学习和深入探究。信息社会责任：遵守物联网设备使用和互联通信的相关道德规范，如在设置智能摄像头等设备时确保其拍摄范围不涉及他人隐私区域。 教学重点 物联网的互联通信方式。 教学难点 理解反馈控制的原理和作用。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 物联网的控制技术可以操作哪些模块 如何用开源硬件、物联网平台实现一个物联网项目 2.物联网技术作为当今社会信息化发展的重要组成部分，已经深入我们生活的方方面面：手机扫码打开共享单车的车锁，远程遥控实现对家居灯光的控制，实时查看家居植物的生长状况....而物联网系统和反馈控制是这些物联网应用场景得以实现的关键，通过实时监测、数据传输和反馈控制，实现了物品之间的互联互通和远程控制。 通过连接家中的 Wi-Fi 网络实现与手机 APP 或其他设备的交互通信。 蓝牙耳机与手机的连接，方便用户接听电话、听音乐等。 部分手机支持 NFC 功能，可用于乘坐公交地铁时与公交卡读卡器进行近距离通信完成支付。 智能车载终端通过 4G/5G 网络与云端服务器连接，实现实时导航、车辆远程监控。 你知道吗？HTTP 协议是互联网上使用最广泛的网络通信协议，但在物联网方面，更多的人选择了MQTT协议。MQTT协议的设计非常简单，使物与物的连接变得十分灵活和便捷。因为不同的客户端之间并没有建立直接的网络连接，而是通过服务器进行中转沟通。只要它们发送和订阅的是同一个主题（TopicID），即可相互沟通。不仅如此，MQTT 协议的传输速度也更快。根据 3G 网络的测试结果，MQTT 协议的吞吐量比 HTTP 协议大93倍。3.本课中你将学习：开源硬件如何进行串口通信测试如何设置 MOTT服务器开源硬件怎样联网如何使用 HTTP 协议和开源硬件通信如何使用 MQTT 协议和开源硬件通信4.物联网开启了万物互联的时代，但要真正实现万物互联，首先要解决的就是万物之间的通信问题。虽然说物联网是互联网的延伸，但物联网的设备往往是泛在的（指无所不在）、移动的，比如成千上万的共享单车。针对这些散落在世界各个角落的物联网设备连接网络的需求，计算机科学家们又做了怎样的设计？发明了怎样的技术呢？3.播放视频 本单元新知识导入。学习新知引入观看教学视频。 初步明确本课所有知识点。初步明确本课所有知识点。将学生的注意吸引到课堂。 因技术的制约，早期的物联网往往采用有线方式，而后期则更多地使用无线方式。虽然说物联网通信是在计算机网络的基础上发展起来的，但是物联网的终端类型实在太多了。由于功耗和成本等因素的限制，有些设备还不能直接联网，需要借助物联网网关设备或者手机之类的终端进行“中转”。可见，相对于互联网来说，物联网的通信技术会更加复杂。 物联网的目标是实现万物互联，但是一些设备因为技术限制或者其他原因，不能直接连接互联网。那么，物联网网关就成为连接这些设备的重要纽带。 如图2.1.1 所示，物联网终端先通过蓝牙技术连接到网关，再经过网关的协议转换与云服务器通信。 串口是串行接口的简称，也称串行通信接口，是采用串行通信方式的扩展接口，如图2.1.2所示即为计算机串口。其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双 ... ...