班级智能养花服务平台 课件　2022-2023学年电子工业出版社（2022）初中信息技术第四册

1.2班级智能养花服务平台电子工业版八年级下册教学目标1、了解MQTT的概念2、了解MQTT的三种角色3、了解MQTT的特性4、了解消息的订阅与发送5、掌握向服务平台发送预警信号程序1.2.1搭建MQTT服务器新知讲解MQTT是一种发布/订阅模式的消息传输协议。MQTT的三种角色：（1）发布者（2）订阅者（3）代理新知讲解（1）发布者可以发布不同类型的消息，消息的类型叫作主题。（2）订阅者只有订阅了某个主题的订阅者才能收到关于该主题的消息。（3）代理它是云端的应用程序或一台设备，让发布者和订阅者不需要知道对方IP地址和端口，就可以发布或接收消息。新知讲解MQTT的特性：（1）使用发布/订阅消息模式，提供一对多的消息发布；（2）对负载内容屏蔽的消息传输；（3）使用TCP/IP提供网络连接；（4）有三种消息发布服务质量：（5）小型传输，开销很小，协议交换最小化，以降低网络流量；（6）通知有关各方客户端异常中断的机制。新知讲解MQTT传输协议示意新知讲解MQTT通信模型发布订阅订阅订阅新知讲解MQTT搭建过程：（1）设定主题并启动；新知讲解MQTT搭建过程：（2）Python模式下；点击“扩展”——“添加”按钮，加载“物联网服务器”中的“MQTT服务器端”模块。新知讲解MQTT搭建过程：（3）一键启动物联网服务器。单击“MQTT服务器端”模块，单击指令上方的“启动物联网服务器”按钮，选择“启动”即可打开物联网平台。新知讲解班级浇花系统中MQTT服务器温湿度控制器1.2.2消息的订阅与发送新知讲解以1号盆栽土壤湿度传感器为例，搭建MQTT服务器。设定1号盆栽发送消息的主题新知讲解发送盆栽土壤湿度数据程序。设定1号盆栽发送消息的主题连接班级无线WiFi填入MQTT服务器IP地址和端口号每间隔1秒将土壤湿度数据发送至“flower1”主题新知讲解选择数量与数据范围，点“提交”按钮，就可以看到1号盆栽土壤湿度数据曲线图。新知讲解查看MQTT服务器连接的设备。添加主题。查看主题添加练一练查看班级所有盆栽的土壤湿度数据曲线图。flower2flower31.2.3向服务平台发送预警信号新知讲解智能养花服务平台工作过程（1）实时显示盆栽的环境数据曲线图（2）在线监测感测系统中设备的运转情况（3）消息交换的中心（4）感测系统检测到盆栽缺水时发送预警信号（5）推送到服务平台对应的主题中新知讲解缺水时向MQTT服务器发送预警信号的程序连接班级无线WiFi填入MQTT服务器IP地址和端口号当土壤湿度小于30%时，发送预警信号，“water”信息到主题“control”中新知讲解缺水时向MQTT服务器发送预警信号的程序的不足：当盆栽的土壤湿度小于30%RH时，会不断地向MQTT服务器发送数据，这样会一直占用资源，其他的盆栽无法与MQTT服务器正常通信新知讲解解决方法：增加全局变量flag通过变量flag的真假值切换，保证预警信号只发送一次，不会一直占用资源新知讲解班级智能养花系统之服务平台班级智能养花服务平台平台具体功能描述新知讲解班级智能养花系统之服务平台班级智能养花服务平台平台具体功能描述土壤干燥缺水预警阳光光照不足预警温度过高过低预警发现病虫害预警土壤酸碱度预警新知讲解在服务平台显示多台设备数据曲线图（1）单击按钮，建立多个主题。新知讲解（2）单击“查看设备”按钮，添加发送数据时所用的所有主题。设备列表课堂练习1、什么是MQTT中的主题？2、简述MQTT的特性。3、简述智能养花服务平台工作过程。4、简述缺水时向MQTT服务器发送预警信号的程序的不足和解决方案。课堂练习1、什么是MQTT中的主题？答：可以发布不同类型的消息，消息的类型叫作主题。2、简述MQTT的特性。答：（1）使用发布/订阅消息模式，提供一对多的消息发布；（2）对负载内容屏蔽的消息传输；（3）使用TCP/IP提供网络连接；（4）有三种消息发布服务质量：（5）小型传输，开销很小，协议交换最小化，以降低网络流量；（6）通知有关各方客户端异常中断的机制。课堂练习3、简述智能养花服务平台工作过程。答：（1）实时显示盆栽的环境数据曲线图（2）在线监测感测系统中设备的运转情况（3）消息交换的中心（4）感测系统检测到盆栽缺水时发送预警信号（5）推送到服务平台对应的主题中课堂练习4、简述缺水时向MQTT服务器发送预警信号的程序的不足和解决方案。答：不足：当盆栽的土壤湿度小于30%RH时，会不断地向MQTT服务器发送数据，这样会一直占用资源，其他的盆栽无法与MQTT服务器正常通信。解决方案：增加全局变量flag，通过变量flag的真假值切换，保证预警信号只发送一次，不会一直占用资源。课堂总结本次课首先介绍了MQTT的概念，MQTT的三种角色，MQTT的特性，然后讲解消息的订阅与发送，最后探讨了向服务平台发送预警信号程序的编写和优化。板书设计班级智能养花服务平台一、搭建MQTT服务器1、MQTT的概念2、MQTT的三种角色3、MQTT的特性4、搭建MQTT服务器二、消息的订阅与发送1、盆栽土壤湿度传感器为例，搭建MQTT服务器2、发送盆栽土壤湿度数据程序3、盆栽土壤湿度数据曲线图三、向服务平台发送预警信号1、智能养花服务平台工作过程2、缺水时向MQTT服务器发送预警信号的程序与优化3、项目实施——班级智能养花系统之服务系统课后作业：1、将家中的电脑设置成智能养花系统的服务平台，实现智能养花系统的远程监测。2、在服务平台上观察到其中有一台传感设备掉线，请同学们排查可能出现什么问题；若在MQTT平台上观察到所有设备全部掉线，可能出现的问题又是什么呢？课堂练习1、MQTT传输协议有三种角色（）、（）和（）构成的。在智能养花系统中，分别由（）、（）和（）充当这三个角色。2、MQTT服务器中主题的作用是（）。3、将家中的电脑设置成智能养花系统的服务平台，实现智能养花系统的远程监测。4、在服务平台上观察到其中有一台传感设备掉线，排查可能出现什么问题；若在MQTT平台上观察到所有设备全部掉线，可能出现的问题又是什么呢？课堂练习1、MQTT传输协议有三种角色

发布者、订阅者和代理构成的。在智能养花系统中，分别由感测系统、控制系统和服务器充当这三个角色。2、MQTT服务器中主题的作用根据主题接收订阅该主题的消息。课堂练习3、将家中的电脑设置成智能养花系统的服务平台，实现智能养花系统的远程监测。答：可以采用OneNet远程物联网平台，将盆栽环境数据上传到OneNet平