人教版（2024）八年级全一册信息科技第2单元 万物互联有协议（6-10课）教案

第1页共75页人教版(2024)八年级全一册信息科技第2单元万物互联有协议(6-10课)教案第5课《物联功能趣体验》课程名称：第5课物联功能趣体验年级：八年级课时：45分钟一、教学目标分析知识与技能1.能够说出物联网的核心要素(物品、传感器、网络、数据处理)。3.能够列举至少3类生活中的物联产品及其功能(如智能插座、环境监测设备)。过程与方法2.通过模拟远程控制物联插座，分析“指令发送-状态反馈”流程。3.通过设计花卉监测系统，培养跨学科问题解决能力(融合生物、信息技术知识)。二、教学内容及重点教学重点第2页共75页教学难点1.网关在物联系统中的协议转换作用(抽象概念)。2.从需求分析到物联功能设计的逻辑推导。三、教学过程设计来越多。当你结束了一天的学习，疲惫地回到家。刚走到门具有物联功能的产品。就像摄像头、插座、传感器等很多设“物联功能趣体验”之旅。问题导向学习第3页共75页网后带来了哪些便利?物联系统如何实现反馈与控制?师：本节课的学习内容包括：远程查看物联数据，远程控制物联插座和远程监测物联花卉。学习内容数据插座知识点师：我们先来学习的第一个学习内容：远程查看物联数据。物联网通过传感器感知环境数据，这些传感器或许就在你的身据监测网站可以查看传感器采集的数据。例第4页共75页分钟)测总站的网站上，可以查看全国各地的空气质量分钟)师：现在我们也来上网查找公开的物联数据。思考可以获得哪些数据?采集这些数据需要用到哪些传感器?AQI、PM2.5、SO2、CO等，采集空气质量数据需要使气象传感器；获取全国的各河流水域的水质情况，包括水温、PH值、溶解氧等，采集这些数据需要使用各类水质传感器；获取北京市各个区的交通情况，如交通指数、拥堵等级、平均速度，采集这些数据需要使用摄像头、GPS实践操作法第5页共75页Mta//m.en.anal气童作世全国地表**质全面的店河流水域的水情况，世活n://nr.omn水质内感(H.扬数，*碳，甲均速发W2国域空气医金图的登气固草，蜘质ai.2.网关或网络传输至云平台处理，最终在网站或APP现。师：物联插座是一种能联网的智能插座，大家知道物联插座为知识点师：物联插座在联网的状态下，可以通过智能终端对物联插座上连接的电器实现远程控制功能，并反馈插座第6页共75页分钟)n师：物联插座本质是将插座接入物联网，通过控制插座开关来师：物联插座的感知方式有：内置电流或电压传感器实时监测电器工作状态，这种物联插座联网方式一般为Wi-Fi,其应用第7页共75页联网方式一般为ZigBee,其应用场景为电器安全预警(如短路、过载)、故障诊断。此外，部分高端插座集成温湿度、空般为PLC-IoT(电力线载波),其应用场景为智能家居联动(如自动开启空气净化器)、节能调节。的感知、联网以及应电速.助率数卡化、电西协场瞳计。电地物缝开税电9(质、B),故蜂油：RE-Ia(吨力地批遍)第四城燕施疗制开美，网被,让朝师：接下来让我们一起将物联插座应用起来，去控制电器吧!第8页共75页来，去控制电器吧!机)上远程发送控制指令，台灯根据接收指令执行开灯或关灯的动作；此外，还可以通过按键手动控制台灯的开关。实践操作法师：完成本活动任务，我们需要用到一块主控板，一个继电器，一个USB灯还有一根4pin连接线以及物联网服务平台。师：我们把USB灯插入继电器，继电器通过4pin连接线和主控板相连，同时继电器要连接电源。用数据第9页共75页接起来。师：参考上节课内容在微信小程序中添加项目、主题和设备。师：现在开始编写程序，首先配置Wi-Fi连接参数包括名称和密码，再设置设备连接MQTT服务器参数包括物联网地址：“”、端口1883、及设三个参数。下面初始化按键A状态及、P0引脚上的继电器状态。当接收到对应主题的消息时，判断若消息为“true”则state设为1,为“false”则设为0。主循环中持续检测btn_a状态，若按下且state为0则设为1,否则设为0,最后根据state值控制引脚p0输出电平，实现对灯的智能控制。单击mPython的刷入，将程序下载到主控板中。师：下面进行功能测试。在掌控IOT微信小程序中，打开开关，观察台灯是否打开，关闭开关，观察台灯是否关闭；我们还可以通过按下按键A,开灯，再次按下按键A,关灯。第10页共75页师：通过物联插座控制台灯的开关，我们能感受到物联网给人们生活带来的便利。师：物联网的远程控制在生活中的应用越来越广泛。养花成了许多人的兴趣爱好，为了给花卉提供最适宜的生长环境，需要关注花卉生长环境的温度、湿度、等情况，远程监测花卉就可以随时关注花卉的生长环境了。物联网的远程控制在生活中的应用越来越广宜的生长环境，需要关注花卉生长环境的温度、知识点师：智能养花系统通过传感器实时监测温度、湿度、光照等环第11页共75页分钟)发送警报提醒用户及时处理，帮助花卉保持最佳生长利用他感时潮环境中的温度、建度等曲5、扑原话制席户网，另一种是通过网关设备连接到互联网。作感西互联网第12页共75页Zigbee等短距离协议延长续航；第二成本控制短距离通信模块更昂贵(差价可达5-10倍);第三协议差入互联网。师：正是因为上述原因，所以才需要网关，它就像一个翻译“理解”对方的意思。师：同学们，了解了以上原理，接下来让我们一起做一个简易的花卉环境监测系统吧!第13页共75页了解了以上原理，接下来让我们一起做一个简易的花卉环境监测系统吧!分钟)师：在制作花卉环境监测系统过程中，我们思考下面几个问器?这些产品是如何与网络连接的?又是如何向用户呈现数据的?实践操作法师：制作花卉环境监测系统需要用到的物联实验设备有一块主控板，一个DHT11温湿度传感器，一根4p网服务平台。师：我们将DHT11传感器通过4pin连接线和主控板相连，注第14页共75页意连接方式和接口位置。用数据线将主控与电备及主题。完成后在mPython软件打开本课学习程序打开后同样重新配置Wi-Fi及MQTT中，持续读取DHT11传感器检测到的温度、湿度数据及板载光高”提醒；若湿度<65%,发送“湿度过低”;若光线值<1000,发送“光线过弱”。同时，将温湿度、光线值以字典形式打包发布到对应主题“5b47fXjgT7”。每次循环间隔1秒，确保数据采集与传输的稳定性。单击mPython的刷入，将程序下载到主控板师：最后进行功能测试，传感器实时监测环境中的温度、湿度等数据，观察这些数据以及提示信息是否反馈到第15页共75页功能演示：在远程监测物联花卉项目中，传感器实时监测数据，并反馈到用户手机上。实验报告第16页共75页座、环境监测仪等),列举1-2个例子，并简单描述它们如何集环境数据的方法，还认识到了网关在物联系统中的重要作1.反思点：网关的“协议转换”功能对八年级学生较难理解，仅系统中的关键作用。“反馈与控制”的逻辑链条讲解不够具象，学生对“阈值设定-指令发送-执行反馈”的动态流程理解停留在文字层面。若缺乏真实物联插座或花卉监测设备，仅通过知。小组讨论中，部分学生因对物联产品接触较少，在分析“家庭物联设备”时思路受限，依赖教师引导，自主探究深度不第17页共75页足。在“远程监测物联花卉”环节，未充分结合生物学科知识，设计的监测方案缺乏科学性，仅停留在“功能堆砌”层2.改进措施：用“不同语言文件传输”。播放简化版动画，标注“协议转换”的关键步骤，配套图示板书强化记忆。用流程图+实物连线演示，让学生亲手操作“设定温度阈值→触发风扇启室”在线平台，让学生注册账号后：读取虚拟传感器数据→编写简单规则→观察“虚拟设备”响应。针对物联产品认知较少的学生，提供“家庭物联设备功能卡”,通过“功能配对”降低要素”,再展示不同花卉的温湿度阈值表，要求学生根据数据设计个性化监测方案。引入“疫情期间物联数据追踪密接”“智能农业数据指导灌溉”等实例，组织学生讨论“物联数据如何改变生活”,强化“技术服务于需求”的意识。课程名称：第6课数据传输方式多年级：八年级课时：45分钟一、教学目标分析二、教学内容及重点教学重点第19页共75页1.数据传输方式的分类(有线/无线、近距离/远距离)。教学难点三、教学过程设计问题导向学习第20页共75页探析物联系统中的探析物联系统中的师：本节课的内容我们将围绕以下三个问题展开：物联系统中的数据是如何传输的?物联网中的设备是如何连接网络的?物联网中常用的通信协议有哪些?它们都有什么特点?师：带着上面的问题，我们来看一个物联网技术应用的典型范例：共享单车。从其诞生起，不断的技术革新使其在便捷性与智能性上持续提升。这里我们将以共享单车为切入点，深入探析物联系统中的数据流转，进而为分析多样的数据传输方式奠定基础。共享里车是一种基于格驶闻模术的交通工具。从服生望今，它格历7一得越床院便捷和智能。共事单库第21页共75页师：数据是共享单车实现诸多变化的关键要素。那么数据是怎知识点师：为了弄清楚数据在共享单车物联系统中的流转过程，我们单车旁边，用应用软件或小程序扫描单车上的二维码打开车实践学习务器再将数据处理后反馈到软件地图上。第22页共75页师：具体分析该过程就是：共享单车数据传输过程中，车辆借据发送至服务器。MQ发送里服务题。师：第二步：手机需借助移动通信网络接入互联网，随后运用手机通过移动通信网培连胰互联网，通过HTT传用车人的位置数据。辆数据反馈给手机上的共享单车应用软件。如此一来，我们在第23页共75页软件上就能看到附近单车的分布情况。服务器通过HTT将指定位重附近的车辆数据反馈师：同学们，有时我们会看到手机共享单车应用软件提示正在置数据。手机和单车都会按照一定时间间隔22平机应用软件有时播示正在加数材近车辆，这师：接下来是任务二。大家需要走到共享单车旁，用应用软件任务二：走到共享单车旁边，用应用软件成小程序扫描单车上的二维码师：当我们用手机应用软件扫描共享单车的二维码后，软件会第24页共75页锁请求数据。师：服务器在接收到手机发送的开锁请求数据后，会采用不同协议来传递开锁数据。一方面，利用MQTT协议向共享单车发送开锁数据，让单车执行开锁动作；另一方面，通过HTTP协议向手机发送开锁数据，告知手机操作结果。牙连接，辑助开躺。牙连接，辑助开躺。师：物联网中数据传输的方式按介质分可以分为：有线、无线两类。无线传输无需物理介质，靠设备收发装置，有Wi-Fi、蓝牙等方式，移动灵活；有线传输需电缆、网线等介质连网络设备，像以太网、USB,特点是稳定、可靠、不易受干扰。第25页共75页物联网中的数据传输方式：按传输介质：有域传置便4i,监牙、Zigu(蜡舞诊读》,Li(元菱高无填电)师：按传输距离划分数据传输方式可分为近距离通信和远距离通信。物联网对数据传输距离的要求比互联网更丰富。传输距离近的协议是近距离通信协议，远的则是远距离通信协议。像RFID、NFC、蓝牙、ZigBee属于近距离通信协议；3G/4G/5G、NB-IoT是远距离8义选距真造儒治欲作管据鸡赖滤的通儒协国3G4G5知识点分钟)合作学习第26页共75页师：在智能家居场景里，要把智能灯泡、温度传感器、智能门锁、摄像头等各种设备连接起来，达成设备间互联互通和远程控制。就像之前我们学的共享单车开锁数据传输，这里也涉及不同通信协议的运用。智能门锁师：物联网里，有这些可选通信协议用于数据传输：Wi-Fi基于IEEE802.11标准，是无线局域网线通信；Zigbee低功耗、低成本；Z-Wave专为智能家居设计，它们让设备间能无线传数据，适配不同物联网场景需师：我们来看这张关于几种通信协议特性的表格。它从距离范围、最高速率、安全性、功耗这几个方面，对比了Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、Z-Wave。比如，W米，适用于家庭，速率几十Mbps到几百Mbps,借助WPA2、WPA3等加密，安全有保障，但功耗较高。蓝牙离约10米，速率几Mbps以下，靠配对认证保障安全，功耗低，适合近距设备连接。Zigbee传输在1第27页共75页250Kbps左右，用AES-128加密，安全性强且功耗极低，靠多节点路由扩展。Z-Wave传输距离率几十Kbps到几百Kbps,采用多种加密技术，功耗也低，在家庭多节点组网中表现良好。了解这些，是是Khe之了多的家技末Khe之了多的家技末化，回归钟)师：同学们，这里有两个问题值得大家思考。第一个问题，随信，为什么还要发展低功耗远程数据传输技术呢?第二个问题，为了规范共享单车停放，有些地区设置了固定的还车区同低功耗设计考量：共享单车数量大、分布广，通过低功耗设机数据传输速率高、本身功耗高，但因有较大电池容量，在低功耗设计上依托大容量电池来平衡能耗，二者从自身特点出发，以不同方式助力节能减碳。问题导向学习实践操作第28页共75页鼻有验高的数据轴滤率，功邦候真车位置；二是RFID技术，借助RFID读卡器和车载电子标签共享单车的电子围栏的实理方式师：本节课的课后作业为请同学们列举出除了PPT中提到的智能家居场景外，还有哪些生活场景会用到物联网数据传输技择这些协议的原因，以500字左右的短文形式完成。第29页共75页式多样，不同传输方式各有特点和适用场景。素合理选择通信协议。1.反思点：教学中发现学生对抽象协议概念理解存在困难，类比“设备间的语言”虽有帮助，但部分学生仍缺乏直观感受；小组讨论时，部分学生参与度不足，对复杂场景(如电子围栏)的技术逻辑理解不够深入。用场景，强化记忆；针对复杂场景，拆解为“定位-通信-判断”三步骤，结合动画分步讲解，降低理解难度；设置小组任务分工表，确保每位学生承担具体角色(如记录员、发言人),提升参与度。第30页共75页第7课《电子标签我揭秘》课程名称：第7课电子标签我揭秘课时：45分钟知识与技能1.能够描述RFID和NFC技术的基本原理。2.能够解释RFID系统的工作流程。3.能区分RFID、NFC两种近距离通信协议及其不同之处。4.能够理解读取电子标签的编号的程序。过程与方法1.通过实践操作，掌握电子标签的读取过程。2.通过小组讨论，提高分析和解决问题的能力。情感态度价值观1.认识到电子标签在信息获取和传递中的重要性，培养对物联网技术的敏感度。第31页共75页2.探索电子标签的创新应用，培养创新意识和实践能力。教学重点RFID系统的工作流程和基本原理。教学难点理解RFID系统中电子标签与读卡器的通信过程，编程实现电子标签编号的读取。三、教学过程设计问题导向学习第32页共75页揭秘射频识别技术知识点品标识和自动识别技术，本质上是一种无线通信技术，无须与被识别物品直接接触。RFID系统由电子标签和读卡器组成。一、揭秘射频识别技术一、揭秘射频识别技术了解什么是解障识期按术电子标签们如何利用RFID实现物物通信?通过今天的学习，我们将找1.RFID系统的工作流程是怎样的?1.RFID系统的工作流程是怎样的?2.如何利用RFID实现物与物之间的通信?RFID的工作过程：首先给物品打上电子标签数据。读卡器发送一定频率的射频信号，当物品进入读卡器的工作区时，即电子标签进入读卡器的识别范围后，接收读卡器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量，物品上的电子第33页共75页据，并把这些数据传送到计算机中的管理系理系统作出相应处理。身份证放在指定位置才能成功进站吗?生：回答。师(RFID的优势):作为一种近距离通信方式，RFID有很多优势，每秒可进行上千次的读取，高效准确据可反复修改；电子标签无须瞄准读取，只成的电磁场内就可以被准确读取，适合与各种自动化处理设备尘污染、野外等恶劣环境下使用。①电子标签上的密可反复修改；师：根据RFID的工作过程和优势，同学们，你认为RFID技术能够应用到哪些场景中?第34页共75页你认为RFID你认为RFID技术能够应用到哪些场景中?师：RFID应用领域非常广泛。在物流领域，电子标签被用于跟踪货物和货柜的位置，有助于自动化库存管理，优化货物的流通和分配；在医疗领域，RFID可以用于追踪患者、医疗设备和药品，如患者的手环中嵌入的RFID芯片可以存储其身份数据，医护人员可以通过读卡器快速了解患者信息；在农业领域，电子标签可以附着在动物身上，用于存储动物疫苗等数RFiD的应用领域物流领域医疗领域农业领域师：RFID在生活中还有哪些应用?(小组讨论)RFID在生活中还有哪些应用?高速公路的ETCFID门禁识别系统例如高速公路的ETC,ETC系统主要包括电子标签(安装在车辆上)、读写器(安装在收费站旁边)、应用系统三个主要部分。车辆进入ETC收费车道时，环路感应器感知车辆，读写器发出询问信号。RFID电子标签接收到信号后，激活并响应，进行双向通信和数据交换。中心管理系统获取车辆识别信息后进行比较判断，并根据不同情况控制管理系统产生不同的操作。如果车辆信息合法，系统自动从预先绑定的IC卡或银第35页共75页行账户扣除相应资金，并开启道闸放行。RFID门禁识别系统器会读取此人身上携带的电子标签，并将标签信息与系统中存储的预设批准名单进行比对。如果比对成功，则控制器会解锁安全门，让此人通过；否则，安全门将保持关闭状态，拒绝此分钟)签都有唯一编号，通过RFID读卡器模块可以读取电子标签的编号，下面我们一起动手操作，通过小组合作，完成学习活动1读取电子标签，并在主控板的显示屏显示，体验电子标签的学习活动1:读取电子标签块、电子标签、4pin连接线等。(建议学生2-4人为一组，共用一套设备)合作学习实践操作(1)第一步：将RFID读卡器用4PIN连接线连接在主控板的P第36页共75页(2)第二步：打开mPython软件，在人教版扩展库(educore)中拖出代码务教育指南八年级代码→图形化程序→第二单元→第7课电子标签我揭秘→第二单元→学习活动1.mxml,直接打开本活动卡器一直重复识别电子标签，读取电子标签编号(阻塞模式即等待读取卡片信息完成),屏幕显示读取到的RFID卡编号。第二步：编写程序(3)第三步：单击mPython的刷入，将程序下载到主控板第三步：主控板刷入程序(4)第4步：功能测试。把电子标签放到RFID读卡器模块上以依次把不同的电子标签放在RFID读卡器上，可第37页共75页第四步：功能测试《把电子标签放在F10读卡器模块上)第四步：功能测试《把电子标签放在F10读卡器模块上)解1D卡非近读卡器、丽幕阻示附卡编号。师：通过本实验活动，同学们能否总结出实验结论?(小组讨师：通过本实验活动，我们可以发现每个电子标签都有唯一的①我们小组的电子标签编号；实验结论：每个电子标签都有唯一的编号。知识点师：除了RFID技术，常见的近距离通信技术还有NFC,也就是近场通信技术。NFC是一种近距离的高频无二、了解近场通信的奥秘以作为读卡器，读取NFC卡片的一些信息。手机之间可以利用NFC技术进行无线互联，实现虚拟名片或数字相片等换，。常用于移动支付、数据传输、门禁控制第38页共75页NFC与RFID都是近距离通信技术。与RFID相比，除了议，NFC还规定了数据交换格式。如果说RFID是一个学生戴着胸卡方便别人了解他，老师看一眼他的胸卡就知道这个学生的姓名和班级；NFC就是学生和老师两个人都戴着胸卡，他们可以在看到对方胸卡后就知道对方是谁。此外，NFC还可以更改胸卡上的内容，改变对方接收的数据。总的来说，RFID是一种较为简单的无线识别技术，适合物品跟踪和备间直接交互的场景。二、了解近场通信的奥秘ei的区矫化，回归么样的问题呢?结合本节课学习到的知识，请同学们编写一个利用电子标签识别学生个人信息的程序。可以结合“字典”知识将电子标签编号与学生姓名一一对应。问题导向学习实践操作第39页共75页师：与学习活动1的实验设备一样，修改主控板程序。先定义电子标签编号与学生姓名的对应关系，当读取到电子标签编号时，通过字典查询对应的学生姓名并显示。(可引导学生直接在mPython中打开本活动的程序。)1.定文电平综等墙号与学生名的对的墙号，并用字西来存储子标签2.识刚收图归里，他旅主控板(学习叶，诵过字共查运对应的学生姓名井生：动手操作。(小组讨论并实践)同学们同学们，动手操作吧!修改主控板程序，当读取到电子标签编号时，通过字典查询对应课后作业第40页共75页钟)本节课，我们学习了RFID技术，了解了其工作流程及常见的场景应用；了解了NFC技术以及其与RFID的区别；通过读取RFID卡的实践活动，通过“读取电子标签编验了RFID技术的实现过程。(通过快速问答的形式检查学生对本节课内容的掌握情况。例如：“谁能说的应用场景?”对于表现优秀的同学给予表扬。)01学习了RFID技术及其工作流程及常见02学习了NFC技术以及其与RFID的区1.反思点：本次课程是否达到了预期的教学目标?学生是否能够清晰地理解RFID技术的工作过程?是的方法，小组讨论环节是否有效促进了学生之间的交流与合2.改进措施：针对上述反思点提出具体的改进建议。例如如果发现部分学生对某些知识点理解不够深入可以考虑增加更多的实例讲解或者提供更多的实践机会让他们在实践中巩固知识。课程名称：第8课巧用蓝牙做工具年级：八年级课时：45分钟一、教学目标分析2.能够列举至少3类蓝牙的常见应用场景(如音频传输、文件传输、设备控制)。第42页共75页1.通过对比传统蓝牙与低功耗蓝牙，理解技术迭代的逻辑(如功耗、传输距离的优化)。2.通过“蓝牙翻页笔”制作，体验“传感器采集数据→蓝牙传输指令→设备执行动作”3.通过小组协作排除蓝牙连接故障，提升问题解决能力二、教学内容及重点教学重点2.近距离通信“低功耗、低延时”的特点。3.蓝牙在物联设备中的双向通信应用(如翻页笔控制电脑)。教学难点1.蓝牙协议底层逻辑的抽象理解(如无线电信号配对、HID协议应用)。2.“蓝牙翻页笔”程序中加速度传感器三、教学过程设计钟)问题导向学习第43页共75页今天，我们通过学习“巧用蓝牙做工具”这一课来了解蓝牙的问题情景手机里面播放的音乐如何通过耳机传递出来的?见应用，了解近距离通信的主要特点，能够利用蓝牙开展实017解蓝牙协议的基本原理及常见应用。能够利用蓝牙开属实践。进一步理解物与物之间了解蓝牙协议了解蓝牙协议第44页共75页1.蓝牙协该的墨本过程愿怎样的?1.如何利用蓝牙实现物与物之间的通信?知识点(7分无线通信技术，广泛应用于设备间的数据传输。根据功耗的不同，主要分为传统蓝牙和低功耗蓝牙，传统蓝牙功耗高“常亮灯泡”持续传输，传输速度快，适合音频、文件传输，传离(连续作地，吴拟南灯E”)核溪0间核工作，类擦声腔灯”慎(适食音，文件传骗，下播(适弃心数指移源极短(通常米内)类如画，但通过恍业功耗可延长慢(时需能彬)性(能影级连择)师：蓝牙的工作原理是一些设备搭载蓝牙芯片，在工作范围内第45页共75页▶巧用蓝牙做工具师：常见的有蓝牙耳机，通过蓝牙与手机相连后可以让我们随时随地听歌，而不打扰别人；蓝牙音响通过蓝牙与手机相连，(8分师：了解了蓝牙协议，下面我们来尝试通过蓝牙配对连接计算机和智能终端(手机),完成照片或视频的文件传实践操作法第46页共75页第一步：准备一台具备蓝牙功能的计算机和一台具备蓝牙功能第二步：在计算机中搜索附近的蓝牙设备，并与智能济描师：然后在计算机中的蓝牙管理界面启用接收文件功能。第47页共75页▶▶巧用蓝牙做工具第三步；在计算机中的蓝牙管理界图启用按师：最后利用蓝牙功能将智能终端中的一幅照片或一段视频发送至计算机，计算机上会显示接收到的文件。巧用蓝牙效工具巧用蓝牙效工具决办法、该学习的要点和收获进行总结。蓝牙翻页师：同学们，下面我们来做一个进阶活动：设计一个蓝牙翻页笔，并能够实现通过“摇一摇”控制计算机中演示文稿翻页的功能。实践操作法第48页共75页师：本实验需要用到的硬件设备是一块自带蓝牙功能的主控板。自增蓝牙功能编写程序(图形化》;第一十空墙指◆第49页共75页i.in师：最后进行功能演示。首先确保主控板与电脑连接蓝牙功能演示：土检模与电助洋描篮牙，如原设备成励连报加速度传感西盈施到应备乐见，向计算机发送一个师：如果无法实现自动翻页功能，可以从检查程序出发，一步第50页共75页外巧用蓝牙做工具知识点二：认识信的特点师：我们今天学习的蓝牙是一种近距离通信协议，此外RFID、NFC都是常见的近距离通信协议，虽式不同，但有着许多共同点。近距离通信协议通常用于一定距离范围内物与物之间的连接，如快递扫码枪，门禁卡和蓝牙音▶巧用蓝牙做工具二、认识近距离通信的特点快进码性门卡师：近距离通信有以下几个特点：一、低功耗，受供电限制，些近距离通信的场景中尤为重要，是许多物联设备正常工作的基本保障，如蓝牙鼠标，运动手环，脉搏仪；三、数据格式简单，设备之间的近距离通信不需要经过多个节点转发数据，所以传输的数据格式更简单。第51页共75页低国时共时性是许多物留证正地工的最本保植范单设业之网的源造信不需资通过多个韦点韧发曲大数据),换取续航、实时性和成本优化，完美适配物联网小数据高频交互的需求。钟)师：学习了以上知识，下面我们来进行拓展与提升活动。我们第52页共75页师：现在的家用遥控器主要使用蓝牙实现控制。传统红外遥控蓝牙智能遥控是双向通信，数据传输量大，无方向限制、控制距离远，能记忆多台设备，有语音搜索等高级功能，抗干扰性现在的家用国控题主要使用蓝牙温控：响钟)第53页共75页钟)了低功耗蓝牙(BLE)与传统蓝牙的区别，还归纳了近距离通02理解了低功耗蓝牙(BLE)与传统蓝牙的区别。03归纳了近距离通信的三大特点(低功料/低延时/简八年级学生而言较为晦涩。在“蓝牙翻页笔”实践中，部分学生难以理解加速度传感器数据如何转化为蓝牙指令，导致程序调试时无法准确排查“摇晃无响应”的问题。硬件设备不足易引发“操作垄断”现象，小组合作中仅少数学生能接触主控板与蓝牙模块，其他成员参与度低。老旧设备的兼容性问题可能导致配对失败，课堂时间被技术故障处理占据，压缩核心知识的探究空间。教学中未充分关联物理学科知识，讲解蓝牙信号其背后的科学原理。技术对比停留在“功能差异”,缺乏“原信比作“两人隔墙传纸条”,对比红外通信的“面对面传信”,直观解释蓝牙“非方向性”优势。提前测试所有设备兼容性，准备蓝牙适配器与虚拟仿真平台，确保每位学生可通过“实物第54页共75页“近距离通信特点”环节，插入5分钟微讨论：“为什么蓝牙音箱放在书包里仍能连接手机，而红外遥控器必须对准电视?”第55页共75页第9课《互联协议仍沿用》课程名称：第9课互联协议仍沿用课时：45分钟2.通过实践操作主控板调用API,提升数字化工具应用能力和问题解决能2.培养系统思维和技术批判意识，体会协议设计需平衡功能与设备特性(如低功耗)。1.理解HTTP协议在物联系统中的应用流程(请求-响应模型)。1.从物联设备需求出发，分析HTTP协议的局限性(如高能耗、实时性不足)。2.解析JSON/XML数据格式，提取关键信息(如日期、温度)并应用于物联设备。三、教学过程设计第56页共75页(5分钟“今天天气情况如何?”物联音箱都能根据实现情况进行回问题导向问题情最今天多云，气温21度到36 度，空气质量较好从互联网中获取数据互暴协议互暴协议仍染用第57页共75页1.物联系统如何从互联网中获取数据?1.物联系统如何从互联网中获取数据?知识点互联网中备利用健康等数据辅助用户管理生活。在日常生活中，联网地人们措供7丰富的数里，这烘热温对干物联址备壮妆业数据(5分钟)案例教学第58页共75页学习活动1:物联设备获取数据学习活动1:物联设备获取数据体通知等。智能手环，可以从互联网中获取运动建议。智能汽车可以从互联网中获取交通路况数据。交递路况交递路况知识点分钟)器会通过提供API(应用程序接口),使API接口发起HTTP请求，服务器响应GTTP请求并第59页共75页通常，互联网上的服务器会通过提供P1(应用报序接口),使得够访问这些数整资源。 2:利用HTTP获取互联网师：下面我们来尝试获取互联网中的数据，包括获取应用程序接口(API)的网址、发起网络请求、解析返回结果。师：本实验活动需要用到的物联实验设备是1块主控主控板!第60页共75页获取P1的网址：httpa://quan/getSysT这足苏宁0bning)资供的系临叶横口。雨干适四服务器当的系蛛%,也楼日期和时间。师：下面开始编写调用接口的程序：连接WiFi。填写API的网API返回的数据一般为XML或JSON格式的字符串，可ujson库将其解析为字典数据类型，并从中提取日期数据。编写程序(图形化):师：程序代码如图所示。互联协该互联协该仍沿用编写程序(代码版);随施，.e第61页共75页车联协议仍沿用车联协议仍沿用师：最后进行功能演示。当主控板屏幕显示日期时间数据(2025-04-0823:11:29),这表明成功通过HTTP协议从互动能演示；知识点钟)师：刚刚体验了通过HTTP协议从互联网获数据，但是该方式也存在局限性，因为HTTP协议需要设备主动轮询服务器获取高、服务器压力大，不适合实时性要求高的磷物取网设耗高、服务压力大，不合实柔求高的物联大法*8加e得油大法*8加第62页共75页师：在物联网实际应用中，物联通信协议需要满足“低功特点。因为物联设备是电池供电，低功耗可以延长电池寿命；物联设备所使用的网络带宽可能受限，所以“低带宽”的特点能够保证设备即使是在低带宽条件下也能高效工作；“低延时”是因为很多设备如自动驾驶汽车、实时监控系统等需要有快速响应功能；“兼容性”和“可靠性”,保证物联网环境中的多种设备都能够工作，而且是安全有效地工作。证播所且的设备和城死缝南助地工作化，回归(5分钟分钟)口功能、URL等数据整理成表。另外还可以尝试通过调用主控板的urequests库发起HTTP请求来访问这些API,并将对应的自主探究法、创新应的请求方式和认证方式，大家可以尝试使第63页共75页师：请同学们完成课后作业：使用提供的天气API通过该撞口获取天气数招并显示在主控檬上。景中应用的局限性。01认识了互联网中数据的多轻性。02学习了利图APi获取互联阿中数据的方1.反思点：部分学生对JSON数据结构理解困难，需更多可视第64页共75页化示例(如将JSON转换为表格)。网络环境不稳定导致API局限性的抽象理解不足，可通过模拟实验(如高频HTTP请求导致“设备耗电过快”)强化体验。学连贯性。设计对比实验：用HTTP和MQTT协议分别实现同一功能，直观感受功耗差异。第10课《物物互通有新径》课程名称：第10课物物互通有新径课时：45分钟一、教学目标分析2.能够熟练使用物联网服务平台(如“掌控IOT中小学物联网实验平台”)完成订阅功第65页共75页二、教学内容及重点1.深入理解MQTT的发布-订阅机制，掌握发布者、服务器、订阅者的协同工作流程。三、教学过程设计(5分钟问题导向第66页共75页问题情景物联网服务平台。了解MOTT通信机制体验物联网服务平台师：我们将围绕下面两个问题展开今天的学习：MQTT的通信机制是什么?如何利用物联网服务平台实现订阅功能?1.TT的画信机制是世色?1.TT的画信机制是世色?知识点的通信机制，在这个机制中有三个角色，分别是发布者、服务器和订阅者。发布者和订阅者并不直接向彼此发布或订阅消讲授法、类比法、第67页共75页信机制订阅者1预先订阅了主题一，发布者A发布主题一后，MQTT服务器就会把消息传递给订阅者1;订阅者2阅了主题二，发布者B发布主题二后，MQTT服务器就会把消息传递给订阅者2;订阅者3也可以在发布者A发布主题一后，再订阅主题一。)E叶x叶7uu要客户每天重复订购。哪种协议更合适?为什么?第68页共75页多种数据格