第二单元 第5课 认识物联网之“网” 课件 2025-2026学年河大版初中信息科技八年级全一册
2026-01-07
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摘要:
该初中信息科技课件聚焦物联网之“网”,涵盖网络定义、核心作用、分类及服务器功能,通过智能电表远程抄表情境导入,以任务驱动引导学生探究数据传输流程、组网技术等,构建从问题到实践再到总结的学习支架。
其亮点在于融合信息意识、计算思维与信息社会责任,通过“试一试”分析智能家居组网方案等任务,引导学生识别应用场景、提炼数据流转逻辑,结合智能电表服务器交互案例强化安全意识。学生提升数字创新能力,教师获得结构化教学流程与实践活动支持。
内容正文:
第5课 认识物联网之“网”
目录
教学目标
01
教学重难点
02
教学过程
03
课堂小结
04
05
作业布置
03
教学过程
教学目标
信息意识:主动学习物联网之“网”的相关知识,了解物联网系统构成,增强对设备数据连接的感知能力,能识别生活中物联网网络的应用场景。
计算思维:分析物联网“采集-传输-处理”的完整流程,提炼网络在数据流转中的关键逻辑,培养用技术解决实际问题的思维。
数字化学习与创新:学会运用物联网相关应用,尝试借助数据分析工具处理物联网采集的数据,提升数字工具应用与创新能力。
信息社会责任:认识到物联网网络可能存在的隐私泄露风险,恪守信息伦理,不滥用技术窥探他人隐私;关注物联网网络安全,了解数据加密、设备认证等基础安全措施。
教学重难点
02
教学重难点
重点
明确物联网网络的定义;掌握物联网网络的两大核心作用:设备间通信连接、设备与远程服务器连接;了解物联网网络的分类。
难点
理解物联网网络系统的整体架构;理解 “场景需求决定组网技术” 的逻辑;理清服务器在物联网网络中的核心作用,区分边缘服务器、云端服务器、专用服务器的差异。
教学过程
03
问题情境
智能电表给我们的生活带来了便利,大家可能会好奇,智能电表是如实现远程抄表并支持用户通过手机应用软件查看用电情况的呢?物联网"网"在其中起到什么作用呢?
实践与探究
物联网系统通过网络将多个设备连接起来,使设备之间能够进行信息交流。物联网系统对信息的传输和管理,为智慧生活和智慧生产提供了创新和发展的基础。
物联网中的网络
物联网是在互联网的基础上,将连接的对象延伸到物品的互联网。网络为物联网设备提供了信息传递的渠道。如图2-19所示。
如图2-19所示
智能空气质量检测仪、智能空调和智能空气净化器之间的通信
智能空调
智能空气质量检测仪
智能空气净化器
已开启制冷模式
已开启空气净化模式
检测到室温太高
检测到空气质量不好
任务一
家中的智能电表与智能手机之间有"聊天"平台吗?智能电表是如何支持远程抄表和支持用户通过手机应用软件支付电费的呢?
无论用点身处何地,只要能够接入互联网,便可以连接到供电公司的服务器,登录阶务平台后便可查询自己家的电表数据和进行缴费。
智能电表通过局域网网关接入互联网,与供电公司抄表所用的服务器建立链接,电表数据便通过网络传输至抄表所用的服务器统一存储。
供电公司服务器
智能电表
互联网
网关
手机
在物联网系统中,网络起到什么作用?
1.将多个设备连接起来使它们之间可以相互通信。
2.将设备与部署在远方的服务器相连接,并以服务器为中转站将相应的数据发送至互联网中的其他设备,以实现远程自动控制或数据发布。
设备的互联方式
物联网设备联网的核心目的是使物理设备能实时感知环境或自身状态并通过网络传输数据,实现远程监控或智能控制,从而提升设备的自动化平与响应效率。物联网设备多采用无线通信方式互联。
任务二
无线传输技术标准是由厂商联盟或一些非营利性无线电组织针对某一应用领域制定的信息传输规范,其中规定了电功率、频段、数据编码规则、传输速率等技术参数。
无线传输技术的标准是什么?
物联网系统的组网设计需要考虑哪些因素?
1.设备应用场景
网络连接应尽可能覆盖更多的设备应用场景和活动范围,使物联网设备既能稳定地与网络连接,又能灵活地部署。
物联网系统的组网设计需要考虑哪些因素?
2.组网技术
基于物联网设备所需的网络连接方式,人们制定了不同的数据传输协议,给出了相应的软硬件连接标准,形成了多种物联网组网方案。我们需要了解常见组网技术的特点,结合需求合理选择方案。
物联网系统的组网设计需要考虑哪些因素?
3.数据安全
物联网中的数据可能会被窃取或截获,从而造成信息泄露。因此,在设计物联网系统时应重视系统的网络安全问题,可以选择安全性较高的数据传输协议读引人数据加密技术。
试一试
试着分析"智能家居"和"智能电表自动抄表"两个案例,考虑功能、应用场景等因素,结合各种组网技术的特点,给出适合这两个案例的组网方案。
智能家居组网方案:
混合组网(Wi-Fi+Zigbee+蓝牙Mesh)+智能网关
智能电表自动抄表组网方案:
分层组网(PLC + NB-IoT/LoRa)
物联网中的服务器的作用
物联网系统中常见的两种数据服务是什么?及其作用?
(1)数据传输。
通常,传感器采集到的环境感知数据、用户交互数据(控制指令)等是物联网中需要传输的数据,服务器可将这些数据向其他指定地点转发,起到类似中转站的作用。
(2)数据处理和存储。
数据处理包含数据的格式转换、数据的运算、数据的深人分析等。数据存储通常是指把数据保存到服务器的数据库中。
物联网中的服务器的作用
物联网系统所采用的组网方式不同,那么数据的传输方式、处理和保存数据的方式是否有区别呢?区别是什么?
数据的传输方式有区别:
分为同步传输和异步传输。
处理和保存数据的方式也有区别:1.是对要保存的数据定期进行采集和处理的批处理方式。
2.将接收到的数据依次进行处理的流处理方式。
1.电表,查询今天的用电情况
3.收到了,我先记下来,以便以后查阅
2.好的,今天用电17度
4.服务器,用户点击了“查询用电情况”按钮,你给查一下相关数据
5.好,我这里存着近期的数据,都给你:
1月…
2月…
3月…
据我分析,按照这个趋势,电费余额只够3天了,提醒用户交电费吧
6.数据收到了,我来呈现给用户
物联网中的服务器的作用
上图是智能电表物联网系统中服务器工作情况,在这个过程中服务器的作用是什么?
物联网中的服务器的作用
这个过程中,服务器的作用是:
1发送控制指令。
2存储用电数据。
3响应用户指令。
4查询、分析用电数据。
5发送用电数据。
想一想
(1)用户能不能通过网络直接连接智能电表获取数据?
(2)在前面提到的"智能插座""智能温湿度计"两个案例中,智能设通过网络与用户交换信息的过程中,是否有网络中的服务器参与呢?如果有,请在图2-4和图2-8中标出服务器的位置及与服务器相关的信息流动路径。
用户能不能通过网络直接连接智能电表获取数据?
用户不能直接通过公网或家庭网络连接智能电表获取数据,核心原因是智能电表的组网架构、安全设计和通信协议均不支持这种直接访问方式。
图2-4
网络
继电器
集成无线网络模块
控制芯片
图2-8
网络
传感器
集成无线网络模块
控制芯片
课堂小结
04
一、物联网中的网络
作用:1.将多个设备连接起来,使它们之间可以相互通信。
2.将设备与部署在远方的服务器相连接,并以服务器为中转站将
相应的数据发送至互联网中的其他设备,以实现远程自动控制或数据发布。
二、设备的互联方式
考虑因素:1.设备应用场景2.组网技术3.数据安全
三、物联网中服务器的作用
1.数据传输
2.数据处理和存储
课堂小结
课后作业
05
课后作业
查找资料,了解物联网系统在实际工业生产中的应用案例,以及在工生产中已成熟应用的物联网系统组网技术。
感谢观看!
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