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课件网) 第二单元 第9节 物联网协议 （浙教版）七年级 下 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 能够认识物联网协议中的数据安全与隐私保护责任，理解协议对物联网稳定运行与个人信息安全的长远价值。 能够探索用 MQTT 协议实现数据发布与订阅，结合 “智能光照” 系统实践，创新物联网数据通信的呈现与分享形式。 能够学会通过分析 MQTT 与 HTTP 的协议特点，理解发布 / 订阅模型的通信规律，提升协议选型与适配的效率。 能够了解物联网协议的多种类型与演变，涵盖 HTTP、MQTT、CoAP 等协议，感知其在智能农业、智能家居等场景的应用价值。 03 新知讲解 第九节：物联网协议 学习目标 通过互联网和物联网协议的学习，了解物联网协议;通过MQTT协议消息发布/订阅模型的学习，了解应用MQTT协议实现物联网通信的基本过程。 03 新知讲解 第九节：物联网协议 03 新知讲解 不同类型的设备是如何在网络上实现信息共享和传递的 一你知道物联网是如何实现通信的吗 03 新知讲解 物联网的通信架构建立在互联网之上，需遵循众多互联网中的通信协议，如HTTP、TCP/IP等，为更好地优化通信协议，出现了适用于物联网的CoAP(Constrained Application Protocol,受限应用协议)、 MQTT(MessageQueuing TelemetryTransport,消息队列通测传输)等物联网专用通信协议。 03 新知讲解 一、认识MQTT协议 物联网协议分为两大类，一类是传输协议，一般负责于网内设备间的组网及通信;另一类是通信协议，负责设备通过互联网进行数据交换及通信，通信环境不同，相应支持的议也不同。 03 新知讲解 HTTP是互联网中使用最广泛的网络通信协议。物联网作为互联网的延伸，早期的物联网通信采用的议便是HTTP，随着物联网技术的不断发展，更节约网络带宽和系统资源的MQTT协议被设计并得以广泛应用。 03 新知讲解 MQTT协议基于TCP/IT协议，是一种支持在各方之间异步通信的消息协议，其最初的用途是将石油管道上的传感器与卫星相连接。MQTT协议可以在严重受限的设备硬件和高延迟，带宽有的网络上实现通信，为物联网的多样化应用场景的设计提供了可能。 03 新知讲解 日积月累 HTTP是基于TCP/IP通信协议来传输数据的，它通过一个靠的链接来交换信息，需耗费较大)系统资源。MQTT协议则是为数据传输而设计的，可以在低功耗、低速网络和低理能力的情境下通信。 03 新知讲解 温馨提示 网络中的数据需通过协议才能进行传递和交换。 03 新知讲解 二、MQTT订阅模型 MQTT是一种能实现一对多通信的协议，也称发布或订阅型协议。它由3种功能构成:中介、发布者和订阅者。发布者要分发数据时，它会将包含数据的信息发送给中介，中介将信息分发给已订阅该主题的任何订阅者，如图9-1所示。 03 新知讲解 MQTT订阅模型中，发布者和订阅者起着客户端的作用，中介则承担着转发MOTT通信的服务器的作用，它不存储任何消息。订阅者客户端可以订阅任何消息"主题"，订阅后便与中介建立连接;发布者客户端把相应的数据以特定的方式加在主题上进行发送，它只需在消息发布时与中介建立连接，发布"主题"消息，如图9-2所示。 图9-2 MQTT发布/订阅模型 03 新知讲解 开动脑筋 在MOTT订阅模型中，"订阅者"订阅后为什么需要始终保持连接 在 MQTT 订阅模型中，通信基于TCP 长连接，服务端采用推送机制传递主题消息。订阅者只有保持持续连接，才能实时接收服务端下发的数据，断开连接会无法获取消息，重连后通常需重新订阅，破坏数据接收的实时性与连续性。 03 新知讲解 例如:某农场的"智能光照"物联系统每隔2秒钟采集一次 ... ...
