第4单元第13课第一节《基于物联网平台的LED灯控制系统方案设计与实施》课件＋素材【河北大学版】《信息科技》八年级

(课件网) 第四单元 第13课 第一节 基于物联网平台的LED灯控制系统方案设计与实施 （河北大学版）八年级 1 核心素养目标 3 新知讲解 5 拓展延伸 7 板书设计 2 新知导入 4 课堂练习 6 课堂总结 课后作业 8 01 核心素养目标 信息意识 计算思维 数字化学习与创新 信息社会责任 关注物联网设备通信过程中的数据安全，如避免控制指令被劫持，不随意泄露设备接入云平台的密钥，树立技术应用的安全意识。 学会选择适配的物联网云平台与开发板，能动手搭建简单的远程 LED 灯控制系统，提升数字工具应用与系统设计创新能力。 分析物联网 LED 灯控制系统的流程，拆解云平台接入、数据交互等关键环节，培养用技术解决远程控制问题的思路。 主动了解物联网云平台控制 LED 灯的技术原理，明确远程控制与局域网控制的差异，提升对物联网系统优化需求的敏感度。 02 新知导入 02 新知导入 我们之前设计组建的联网LED灯控制系统只能在局域网内实现控制。也就是说，一旦脱离局域网环境就无法使用这个控制系统。现在，我们准备设计、组建一个更强大的基于物联网平台的系统，优化对灯具的控制方式。 问题情境 03 新知讲解 一、需求分析 物联网LED灯控制系统可以实现远程开关灯控制、灯的开关状态显示、开关灯次数及时间记录等诸多功能，具体功能需依据实际需求来确定。 实践与探究 03 新知讲解 我们要设计的物联网LED灯控制系统需要实现哪些功能呢？进行分析并完成表4-6。 试一试 03 新知讲解 表4-6物联网LED灯控制系统的功能需求 试一试 功能 具体说明 显示灯的开关状态 实时显示灯的开关状态 数据记录与处理 记录每次开灯、关灯的时间 远程控制功能 通过手机 APP等终端远程控制 LED 灯的开关 亮度调节功能 支持远程或本地调节 LED 灯的亮度 物联网系统的核心在于 “联网交互” 与 “智能联动”，上述功能既满足基础控制需求，又通过数据记录、远程操作、自动化联动提升了系统的智能化和实用性，符合简易物联网系统的设计目标。 小知识 03 新知讲解 03 新知讲解 想一想 二、系统设计 与之前设计的LED灯局域网控制方案相比，采用物联网云平台的方案需要对物联网的感知层、网络层、应用层中的哪个部分进行再设计？ 主要对网络层和应用层进行再设计。 网络层新增云平台作为数据中转节点，改变原有的 “终端 - 开发板” 直接通信模式。 应用层新增云平台的数据存储、处理功能，替代原局域网方案中简单的本地数据交互。 小知识 03 新知讲解 云平台在物联网系统中扮演 “数据中枢” 角色，除了实现设备间的通信中转，还能提供数据存储（如长期保存 LED 灯开关记录）、数据分析（如统计某时段开灯时长）、设备管理（如添加 / 删除受控 LED 灯）等增值功能，大幅提升系统的扩展性。 03 新知讲解 在图4-19所示的方案中，控制终端通过无线局域网与系统开发板直接进行信息交互，一旦脱离局域网，通信立即中断。 控制终端 系统开发板 灯具 Wi-Fi 电路连接 图4-19局域网方案 03 新知讲解 在图4-20所示的方案中，控制终端和系统开发板之间增加了一个云平台，二者都连接到云平台上，通过云平台进行信息交互。云平台还可以存储数据，方便系统进行数据处理和分析。 控制终端 控制终端 控制终端 云平台 Wi-Fi Wi-Fi 电路连接 图4-20物联网云平台方案 03 新知讲解 物联网云平台是如何与系统开发板进行通信的 我们要设计的系统需要选择哪种类型的云平台呢？ 想一想 通信方式：开发板通过 WiFi/4G 模块连入互联网，用 MQTT（或 HTTP 等协议，和云平台双向通信：上传 LED 灯状态，接收开关、亮度调节等指令。 云平台类型：选阿里云 IoT、华为云 IoT 等公共物联网云平台，它们有成熟的设备管理、协议解析能力和开 ... ...