3.1 物联网的通信技术 课件 2026-2027学年川教版初中信息科技八年级上册

义务教育信息科技课程资源 八年级 3.1　物联网的通信技术 第三单元　物联系统的构建 义务教育信息科技课程资源 1 3.1　学习目标 学 习 目 标 1 通过分析身边的物联网应用，了解物联网的通信过程。 2 通过查阅资料、对比分析，了解物联网常见通信技术及其特点。 本课为概念课，无需实验设备：活动以阅读、排序、连线、填表、讨论为主。 义务教育信息科技课程资源 3.1　课堂导入 课堂导入 · 问题情境 欢欢：在智能消防系统中，当传感器监测到了环境异常情况时，如何远程报警呢？ 博士爷爷：这就涉及物联网的通信过程，以及通信过程中采用的各种通信技术了。 静思 30 秒：火在教室里烧，手机在家里响——中间要经过哪些“站”？写下你的猜想。 同桌互说 1 分钟：每人说一条。 数据要“跑”起来，系统才“灵”起来——今天学习 3.1《物联网的通信技术》。 义务教育信息科技课程资源 3.1　学习内容 学 习 内 容 一、物联网的通信过程 上行传数据 · 下行传指令 二、近距离无线通信技术 Wi-Fi · 蓝牙 · NFC 三、远距离无线通信技术 移动通信5G · NB-IoT · 卫星通信 四、选型与应用 距离 · 速率 · 功耗 · 场景 义务教育信息科技课程资源 3.1　学习内容 一、物联网的通信过程 物联网的通信过程由两部分组成： 上行：从感知层到应用层 感知设备采集数据 → 网络层传输 → 平台层存储、处理 → 传输至应用层。 下行：从应用层到感知层 应用层发送指令或数据 → 平台层 → 网络层传输 → 控制感知层各类执行设备。 上行传“数据”，下行传“指令”——一来一回，物才“联”得起来。 义务教育信息科技课程资源 3.1　学习内容 图解：智能消防系统的一次远程报警 烟雾传感器 采集烟雾浓度 互联网 Wi-Fi 等传输 物联网云平台 存储、处理数据 手机应用端 显示报警信息 灭火装置 执行指令喷水 对照图 3-1-1：哪一段是“上行”、哪一段是“下行”？ 上行：传感器 → 云平台 → 手机端，传的是数据；下行：手机端 → 灭火装置，传的是指令。 义务教育信息科技课程资源 3.1　学习活动 探究活动一：共享单车怎么开锁？ 用手机应用扫描单车二维码后，借助 5G 技术向云端发起解锁请求（携带单车信息、用户信息）；云端审核通过后，将授权信息发送给手机端；手机端通过蓝牙通信技术将授权信息和解锁指令发送给智能锁；智能锁核验后解锁，并将成功信息发回手机端，再发给云端计时计费。 静做 2 分钟：把 ①—⑤ 排成通信链路，用箭头连成示意图。 ① 手机扫码 → ② 云端审核 → ③ 授权发回手机 → ④ 蓝牙发给智能锁 → ⑤ 解锁并回报云端。 这一趟用了两种技术：手机↔云端用 5G（远），手机↔智能锁用蓝牙（近）。 义务教育信息科技课程资源 3.1　学习内容 二、物联网常见通信技术 有线通信技术 网线、总线等直接连线 稳定可靠，适合固定场所 无线通信技术 按传输距离分为两类 物联网设备最常用 近距离无线通信技术 Wi-Fi · 蓝牙 · NFC 远距离无线通信技术 移动通信5G · NB-IoT · 卫星通信 这些通信技术适用于不同的应用场景——先看距离，再看场景。 义务教育信息科技课程资源 3.1　学习内容 近距离① Wi-Fi Wi-Fi：一种基于 IEEE 802.11 标准的无线局域网技术。 传输距离一般为 10~300 m。 常用于家庭、交通枢纽、学校、医院、酒店、景区等场所的无线网络搭建。 关键词：局域网 · 10~300 m · 给场所铺一张“网”。 想一想：我们教室、家里的网络，用的就是 Wi-Fi。 义务教育信息科技课程资源 3.1　学习内容 近距离② 蓝牙　③ NFC 先猜一猜：蓝牙和 NFC，谁传得更远？ 蓝牙 基于 IEEE 802.15 标准的短距离无线通信技术，传输距离一般为 10 m 左右。 常用于手机、电脑、汽车等设备的数据和语音传输。 NFC 近场通信 由 RFID 演变而来，传输距离一般小于 10 cm。 常用于移动支付、电子票务、门禁、移动身份识别、防伪等。 越近越“小巧”：蓝牙 10 m 内配对传输；NFC 要“贴一贴”（＜10 cm）。 义务教育信息科技课程资源 3.1　学习活动 想一想：手机到车锁，为什么用蓝牙？ 静思 1 分钟：共享单车“手机 → 智能锁”这一段，为什么不用 Wi-Fi？ Wi-Fi 10~300 m · 要先入网 蓝牙 约 10 m · 配对即用 · 功耗低 NFC ＜10 cm · 得贴上去 距离近、功耗低、配对即用——蓝牙刚好够用又省电。 选技术不是越先进越好，而是“刚好适合”。 义务教育信息科技课程资源 3.1　学习内容 远距离① 移动通信 移动通信构建于蜂窝网络，历经多代技术发展： 1G 语音 → 2G 短信 → 3G 上网 → 4G 视频 → 5G 万物互联；6G 正在探索和研发中。 5G：第五代移动通信标准。 常用于智慧城市、工业自动化、自动驾驶、远程医疗等领域。 蜂窝网络 · 一代更比一代快 · 5G 面向万物互联。 义务教育信息科技课程资源 3.1　学习内容 远距离② 窄带物联网（NB-IoT） 窄带物联网：一种专门为物联网设计的远距离无线通信技术。 低功耗 电池能用很久 广覆盖 偏远地区也有信号 大规模连接 海量设备同时入网 常用于智能家居、智慧城市、智慧农业、医疗健康——比如路边的智能路灯。 “窄带”：传得慢一点，但传得远、耗得少、连得多。 义务教育信息科技课程资源 3.1　学习内容 远距离③ 卫星通信 卫星通信：通过卫星系统进行数据传输和通信，用卫星作为中继器实现远距离通信。 常用于移动通信、航空航天通信、灾害应急通信、广播电视传输、环境监测等。 北斗卫星——我国自主可控的大国重器：再偏远的山区，也能定位与通信。 地上没有网不要紧，天上有“中继站”。 义务教育信息科技课程资源 3.1　学习活动 连一连：它们该用哪种远距离技术？ 智能路灯 遍布大街小巷，数量巨大 牛羊项圈 牧区地广，难铺网络 远洋货轮 大海深处，基站够不着 静思 1 分钟：给三种设备各连一条线。 智能路灯 → NB-IoT（广覆盖、大规模连接）； 牛羊项圈 → NB-IoT（低功耗，电池能用很久）； 远洋货轮 → 卫星通信（基站覆盖不到的地方）。 先看“在哪儿用”，答案常常就出来了。 义务教育信息科技课程资源 3.1　学习活动 探究活动三：通信技术对比表 小组任务 2 分钟：从六种技术中任选两种，按四列填表（NFC 是教材示例）。 通信技术 传输距离 传输速率 功耗 应用场景 NFC 小于10 cm 约100 Kbps 较低 移动支付等 Wi-Fi 10~300 m 较快 较高 家庭、学校等组网 蓝牙 约10 m 中等 较低 手环、车载互联 NB-IoT 远（千米级） 较慢 很低 智能路灯、智慧农业 5G 远（蜂窝覆盖） 很快 较高 智慧城市、远程医疗 四要素：传输距离 · 传输速率 · 功耗 · 应用场景——选型就按这四格来。 义务教育信息科技课程资源 3.1　项目实施 项目任务：远程报警，怎么选通信技术？ 智能消防系统要实现“远程报警”：现场传感器 → 手机应用端。 整条链路可以怎么选通信技术？写出至少两段，并说明理由。 小组讨论 3 分钟：现场一段用哪种？发给手机的一段用哪种？ 参考方案：现场设备用 Wi-Fi（有网时）或 NB-IoT（无网、低功耗）接入，把数据送到云平台； 平台再通过移动通信（5G/4G）把报警信息推送到手机应用端。 追问：报警信息为什么要先到平台、再发手机？——下节课“平台与协议”见分晓。 义务教育信息科技课程资源 3.1　课堂总结 课 堂 小 结 先自己说一说，再逐条对照 1 通信过程：上行——感知层→网络层→平台层→应用层（数据）；下行——应用层→平台层→网络层→执行设备（指令）； 2 常见技术：近——Wi-Fi（10~300 m）、蓝牙（约10 m）、NFC（＜10 cm）；远——移动通信5G、NB-IoT、卫星通信； 3 比较四要素：传输距离、传输速率、功耗、应用场景； 4 选型思路：先看远近，再看功耗与速率，对准场景——远程报警＝“现场接入＋平台推送”。 义务教育信息科技课程资源 3.1　课堂总结 随 机 抽 查 请说出： 物联网通信过程的 两条链路 请说出： 三种近距离技术 和各自的传输距离 上行：感知层→网络层→平台层→应用层；下行反着走　｜　Wi-Fi 10~300 m · 蓝牙约10 m · NFC＜10 cm 义务教育信息科技课程资源 3.1　板书设计 3.1　物联网的通信技术 过程 上行（数据）与下行（指令）两条链路 近距离 Wi-Fi 10~300 m ｜ 蓝牙约10 m ｜ NFC＜10 cm 远距离 5G（蜂窝）｜ NB-IoT（低功耗·广覆盖）｜ 卫星通信（北斗） 选型 距离 · 速率 · 功耗 · 场景 应用 远程报警＝现场接入（Wi-Fi/NB-IoT）＋平台推送（5G） 义务教育信息科技课程资源 $