3.2物联网中的近距离数据传输(教学课件)-八年级信息科技上册同步教学（苏科版2024）

物联网中的近距离数据传输 导入 上节课我们说到面对物联网复杂的应用场景，我们在选择数据传输技术时，需要考虑设备的连接数量、通信距离、传输速率、功耗情况等关键因素。 那么近距离的数据传输应用的是那些技术呢？ WIFI Wi-Fi是一种广泛应用的无线局域网技术，通过无线接人点(如路由器)与设备(包括智能手机、笔记本计算机、智能家居等)建立连接，以提供特定范围内的尤线网络覆盖。 身边的wifi应用场景 探究学习 1 实验室 体验智能开发板连接wifi 生活中，我们将智能手机、平板电脑或智能音箱等终端设备接入Wi-Fi，可以轻松便捷地获取和共享信息。 你使用过智能手机或平板电脑连接Wi-Ii吗？你能描述其连接的过程吗？智能开发板能否按照相同的方法连接Wi-li？请开展以下实验，体验智能开发板连接Wi-Fi的过程和方法。 实验过程 用数据线连接计算机和智能开发板。 在编程软件中编写相关程序，配置智能开发板Wi-Fi模块的网络参数(图3-6)。 实验过程 为了验证Wi-Fi是否连接成功，我们可以编写程序(图3-7)获取当前网络时间，并将其显示在OLED屏幕上。” 实验过程 将程序下载至智能开发板，观察OLED屏幕的显示结果（图3-8）。 实验结论 通常，Wi-Fi能支持数十台设备的同时连接，其通信距离可达数十米。随着技术的不断进步，最新的Wi-Fi7理论上能够提供高达30Gbps的速率。然而，Wi-Fi的较高功耗对移动设备的续航能力有很大影响。 那有没有什么功耗低的无线技术呢？ 蓝牙 蓝牙是一种近距离无线通信技术，被广泛应用于各类设备间的连接与数据传输，如手机、音箱、计算机和其他智能设备。 身边的蓝牙应用场景 探究学习 实验室 蓝牙设备分为从机和主机，蓝牙键盘、蓝牙鼠标器和蓝牙耳机等设备都是蓝牙从机，与之对应的计算机、手机等是蓝牙主机。主从机需要配对，建立连接才能进行数据传输。你能描述蓝牙配对的过程吗?智能开发板能否按照相同的方法，通过蓝牙传输数据呢?请体验智能开发板通过蓝牙连接传输数据的过程和方法，并与小组成员协作，测量蓝牙的有效传输距离。 实验过程 用数据线连接计算机和智能开发板，在编程软件的“扩展”模块中添加蓝牙。 编写蓝牙主机接收数据的相关程序，并将程序下载至第一块智能开发板中（图3-10）。 编写蓝牙从机发送数据的相关程序，并将程序下载至第二块智能开发板中（图3-11）。 实验过程 利用扩展板的板载电池为智能开发板供电。运行程序，查看两块智能开发板之间是否已经建立蓝牙连接。连接完成后，移动两块智能开发板的位置，观察OLED屏幕显示的信息，利用卷尺分组测量蓝牙的传输距离。 实验结论 设备开启蓝牙后，会相互搜索并配对。蓝牙配对完成后，设备之间将建立安全持久的无线连接，以进行数据传输。当设备超出有效距离或信号无法穿透障碍物时，它们之间的连接便会断开。大多数已配对的蓝牙设备会保存配对信息，因此重新连接时无需再次配对。 蓝牙设备的连接数量相对较少。蓝牙的通信距离取决于使用的版本和环境，从数十米至数百米不等，蓝牙5.4版本的传输距离理论上可达300米。尽管蓝牙的传输速率不及Wi-Fi，但足以满足日常简单数据传输的需求。蓝牙的主要优点之一是功耗低，这使其常应用于蓝牙智能手环、蓝牙耳机等使用电池供也的设备中。 ZigBee ZigBee是一种无线通信技术，主要用于距离短、功耗低、连接数量多且对传输速率要求不高的设备之间的数据传输。例如，在ZigBee智能输液系统中，无论医护人员身处何处，都能实时监测患者的输液情况，提高了医疗服务的效率（图3-12）。 物联网近距离数据传输技术的特点 传输技术 连接数量 通信距离 传输速率 功耗情况 应用场景 WIFI 蓝牙 ZigBee 请根据前述的实验探究结果，结合搜索引擎查找相关资料，分别从连接数量、通信距离、传输速率、功耗情况和应用场景5个方面总结不同传输技术的特点，并填写表3-1. 在大部分物联设备需要低功耗的情况下，我们通常会选用ZigBee、蓝牙等近距离无线通信技术。但当物联设备连接数量较多时，ZigBee则表现出明显优势；而在面对需要大量数据传输的应用场景时，传输速率更高的Wi-Fi则更加合适。当然，很多时候需要综合使用多种数据传输技术以实现最佳的效果。 谢谢 $$