资源简介

(共26张PPT)
（义务教育版）八年级
全一册
第6课
数据传输方式多
学习目标
激趣导入
学习活动
思考-讨论
知识链接
课堂小结
拓展-提升
单元主题
单元主题
单元名称 课名称 核心内容
第二单元 万物互联有协议 第6课　数据传输方式多 物联网数据传输方式，涉及多种协议
第7课　电子标签我揭秘 RFID的工作原理，读取电子标签编号实践探索
第8课　巧用蓝牙做工具 蓝牙的工作原理，近距离通信的特点，蓝牙翻页笔实践探索
第9课　互联协议仍沿用 HTTP的工作原理，互联网中天气数据实践探索
第10课　物物互通有新径 MQTT的工作原理，发布及订阅功能实践探索
学习目标
激趣导入
【情境导入】
上学赶时间、周末出门玩时，不少同学都会扫辆共享单车 —— 既不用等公交，也能灵活走小巷……
不过大家在扫码开锁时，有没有注意过一些小细节：有时候扫完码，车锁‘咔嗒’一声秒开，有时候却要盯着手机等好几秒，甚至遇到过‘手机显示在处理，车锁却没反应’的情况？比如有同学早高峰在路口扫码，眼看要迟到了，车锁却一直没动静，只能匆匆换一辆；还有同学在商场地下车库想骑车，扫码后手机一直转圈，显示‘信号弱，无法连接’，最后只能扛着东西走到地面重新试 —— 大家有没有过类似的体验？
激趣导入
【问题情境】
为什么开锁速度会有快有慢？为什么在地下车库、高楼旁扫码容易失败？
激趣导入
【建构】
这些看似平常的‘开锁快与慢’‘成功与失败’，背后其实藏着物联网的关键技术——数据传输。那么，数据是怎么在共享单车物联系统中“旅行”的呢？
今天我们就以此为线索，一步步揭开物联系统中数据传输的奥秘。
学习活动
学习活动
探析物联系统中的数据流转
一
学习活动
一、探析物联系统中的数据流转
【学习探究】
打开共享单车的应用软件或小程序，查看附近可用的单车分布情况。
学习活动
一、探析物联系统中的数据流转
【思考-讨论】
应用软件或小程序是如何知道这些单车在哪里的？
学习活动
一、探析物联系统中的数据流转
【思考-讨论】
学习活动
一、探析物联系统中的数据流转
【知识链接】
①车辆通过 NB-IoT（窄带物联网）连接互联网，利用位置传感器获取单车的位置数据，通过 MQTT 发送至服务器；
②手机通过移动通信网络连接互联网，通过 HTTP 上传用车人的位置数据；
③服务器通过 HTTP 将指定位置附近的车辆数据反馈至手机应用软件。
思考-讨论
一、探析物联系统中的数据流转
走到共享单车旁边，用应用软件或小程序扫描单车上的二维码，打开车锁。服务器是如何知道打开哪辆单车车锁的？
学习活动
分析多样的数据传输方式
二
学习活动
二、分析多样的数据传输方式
共享单车物联系统涉及不同物品之间的通信，根据物品的特性和场景，使用不同的数据传输方式。
在物联网中，数据的传输方式既有传统的互联网通信方式，也有根据物联网的大规模连接、低功耗、低成本等特点所生产的一些新的通信方式。
学习活动
二、分析多样的数据传输方式
1. 按传输介质分：有线传输和无线传输
无线传输不需要物理传输介质，具有移动性好、灵活方便等特点，但要求设备有发送和接收的装置。在物联系统中，无线传输越来越受青睐。
有线传输需要通过电缆、网线、光纤等通信介质与网络设备连接，可以提供更快、更稳定的数据传输速度和更高的带宽。
学习活动
二、分析多样的数据传输方式
2. 按传输距离分：近距离通信和远距离通信
近距离通信传输范围在几米到几十米，像家里智能家居联网、校园刷卡门禁、耳机连音箱都用它，特点是传输快、功耗低。
远距离通信能覆盖几公里到几十公里，比如共享单车定位、山区温湿度监测、快递物流跟踪都依赖它，核心优势是覆盖广，适配跨地域场景。
学习活动
物联网中常用的通信协议
三
学习活动
三、物联网中常用的通信协议
数据传输方式不同，其使用的传输协议往往也不同。数据传输方式的多样化，侧面反映了数据协议的多样性。
近距离通信协议：RFID（射频识别）、NFC（近场通信）、蓝牙、ZigBee 等。
远距离通信协议：3G/4G/5G、 NB-IoT、GPRS等。
学习活动
人们会根据不同的场景选择不同的通信协议。请举例说明，并说出选择的依据。
【合作探究】
场景 协议 依据
家庭智能空调 Wi-Fi 家庭场景距离近，Wi-Fi 传输快、能直接连互联网，方便手机远程操控，适配空调需实时接收指令的需求。
智能手环
……
……
学习活动
【示例】
场景 协议 依据
家庭智能空调 Wi-Fi 家庭场景距离近，Wi-Fi 传输快、能直接连互联网，方便手机远程操控，适配空调需实时接收指令的需求。
智能手环 蓝牙 手环与手机距离近（10 米内），蓝牙功耗低、连接稳定，不耗电，适配可穿戴设备续航需求。
小区门禁刷卡 NFC 需 “一碰即连”，NFC 传输距离极短（几厘米），安全性高、响应快，适合身份验证场景。
共享单车定位 NB-IoT 单车分布广、需远距离传数据，NB-IoT 功耗低、覆盖广，能支撑长期待机，适配海量设备联网。
课堂小结
拓展-提升
1. 随着科技的发展，人类已经建立全天候的高速率网络连接和通信，为什么还要发展低功耗远程数据传输技术呢？
2. 为了规范共享单车停放，有些地区设置了固定的还车区域。系统如何判断共享单车是否停在规定的还车区域内？
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine中小学教育资源及组卷应用平台
第6课 数据传输方式多 教学设计
课题 数据传输方式多 单元 第二单元 学科 信息科技 年级 八年级
单元主题 【学情分析】在互联网应用与创新模块中，学生已经学习了互联网的一些协议。而在物联网中，物与物之间的“交流”也需要遵循一定的通信规则，这种通信规则就是物联协议。如果说传感器是物联网的“感官”，那么物联协议就是将遍布各处的传感器连接起来的“神经系统”，为各类物联设备之间进行数据交换和资源共享提供保障。物联协议比较多，还处于规范和发展中，本单元主要介绍几种常见的物联协议。本单元围绕“万物互联有协议”主题，从探讨物联数据的传输方式开始，通过介绍物联网中的通信协议，开展 RFID、蓝牙、HTTP 和 MQTT 等实践探索，让学生真正体会物联协议的功能和特征，理解协议的重要作用。【内容结构】
学习目标 1. 信息意识：通过体验物联网的数据交互方式，了解万物互联和智能感知对信息社会发展的作用，感受物联网给人们的学习、生活和工作方式带来的改变。2. 计算思维：在实践应用中，熟悉数字平台中技术工具、软件系统的功能与应用，知道数字设备获取数据的方法，理解网络中数据编码、传输和呈现的原理。3. 数字化学习与创新：在学习过程中，了解物联网“大场景”“小应用”的特点，选择恰当的数字设备和数字平台支持学习。4. 信息社会责任：在物联网应用中，了解网络空间中物品标识和虚拟身份的意义，知道数据安全防护的常用方法和策略，保护个人隐私，尊重他人隐私。
重点 典型物联系统数据传输的基本过程，通信协议的本质及常用协议的应用场景。
难点 数据流转与传输方式、通信协议的关联逻辑。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
激趣导入 【问题情境】上学赶时间、周末出门玩时，不少同学都会扫辆共享单车 —— 既不用等公交，也能灵活走小巷……不过大家在扫码开锁时，有没有注意过一些小细节：有时候扫完码，车锁‘咔嗒’一声秒开，有时候却要盯着手机等好几秒，甚至遇到过‘手机显示在处理，车锁却没反应’的情况？比如有同学早高峰在路口扫码，眼看要迟到了，车锁却一直没动静，只能匆匆换一辆；还有同学在商场地下车库想骑车，扫码后手机一直转圈，显示‘信号弱，无法连接’，最后只能扛着东西走到地面重新试 —— 大家有没有过类似的体验？【想一想】为什么开锁速度会有快有慢？为什么在地下车库、高楼旁扫码容易失败？【引导分析+建构】这些看似平常的‘开锁快与慢’‘成功与失败’，背后其实藏着物联网的关键技术——数据传输。那么，数据是怎么在共享单车物联系统中“旅行”的呢？今天我们就以此为线索，一步步揭开物联系统中数据传输的奥秘。 注意、思考、讨论 吸引学生的注意力，启发学生思考。
学习活动 【学习活动】一、探析物联系统中的数据流转【学习探究】打开共享单车的应用软件或小程序，查看附近可用的单车分布情况。【思考-讨论】应用软件或小程序是如何知道这些单车在哪里的？【知识链接】① 车辆通过 NB-IoT（窄带物联网）连接互联网，利用位置传感器获取单车的位置数据，通过 MQTT 发送至服务器；② 手机通过移动通信网络连接互联网，通过 HTTP 上传用车人的位置数据；③ 服务器通过 HTTP 将指定位置附近的车辆数据反馈至手机应用软件。【学习探究】走到共享单车旁边，用应用软件或小程序扫描单车上的二维码，打开车锁。服务器是如何知道打开哪辆单车车锁的？① 扫码后，手机应用软件获取单车唯一标识，通过 HTTP 给服务器发送开请求锁数据；② 服务器利用 MQTT 向单车发送开锁数据，利用 HTTP 向手机发送开锁数据；③ 手机蓝牙与单车蓝牙连接， 辅助开锁。【学习活动】二、分析多样的数据传输方式【学习探究】共享单车物联系统涉及不同物品之间的通信，根据物品的特性和场景，使用不同的数据传输方式。在物联网中，数据的传输方式既有传统的互联网通信方式，也有根据物联网的大规模连接、低功耗、低成本等特点所生产的一些新的通信方式。1. 按传输介质分：有线传输和无线传输无线传输不需要物理传输介质，具有移动性好、灵活方便等特点，但要求设备有发送和接收的装置。在物联系统中，无线传输越来越受青睐。有线传输需要通过电缆、网线、光纤等通信介质与网络设备连接，可以提供更快、更稳定的数据传输速度和更高的带宽。2. 按传输距离分：近距离通信和远距离通信近距离通信传输范围在几米到几十米，像家里智能家居联网、校园刷卡门禁、耳机连音箱都用它，特点是传输快、功耗低。远距离通信能覆盖几公里到几十公里，比如共享单车定位、山区温湿度监测、快递物流跟踪都依赖它，核心优势是覆盖广，适配跨地域场景。【学习活动】三、物联网中常用的通信协议【学习探究】数据传输方式不同，其使用的传输协议往往也不同。数据传输方式的多样化，侧面反映了数据协议的多样性。近距离通信协议：RFID（射频识别）、NFC（近场通信）、蓝牙、ZigBee 等。远距离通信协议：3G/4G/5G、 NB-IoT、GPRS等。【合作探究】人们会根据不同的场景选择不同的通信协议。请举例说明，并说出选择的依据。【示例】 听讲、思考、讨论 教师通过引领学生学习课程内容，促进学生学习知识。学生通过认真听讲、合作探究等方式，积极学习基础知识和相关技能。另外，通过提问的方式引发学生思考，培养其思考和解决问题的能力。
课堂小结 知识回顾 对课堂知识进行总结和梳理，帮助学生更好地理解和掌握所学内容。
拓展-提升 【拓展-提升】1. 随着科技的发展，人类已经建立全天候的高速率网络连接和通信，为什么还要发展低功耗远程数据传输技术呢？2. 为了规范共享单车停放，有些地区设置了固定的还车区域。系统如何判断共享单车是否停在规定的还车区域内？ 自主探究 引导学生进行深层次的思考和讨论，激发对物联网底层技术的探索兴趣。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑