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(共38张PPT)
主题一 活动2
物联网的构成与安全
（湘科版）八年级
上
1
核心素养目标
3
新知讲解
5
拓展延伸
2
新知导入
4
课堂练习
板书设计
6
感知物联网四层架构的价值，能识别感知、网络、平台、应用各层在案例中的功能与作用。
理解物联网分层架构与数据流转过程，能运用架构图分析案例系统构成，归纳物联网工作机理。
能借助数字化工具分析物联网应用案例，构想简单的物联网解决方案，提升创新思维能力。
认识物联网安全风险，理解关键技术自主可控对国家战略安全的重要意义，树立保障数据安全的意识。
信息意识
计算思维
数字化学习与创新
信息社会责任
01
核心素养目标
02
新知导入
无处不在、无所不容的物联网拓展了人类认知和控制物理世界的能力，正在深刻地改变着我们的生活、学习和工作方式。机遇与风险并存，物联网大规模普及与应用的同时，各种安全隐患也随之而来。为了更好地认识物联网，我们要了解物联网的基本构成及其存在的安全风险。
一、物联网的基本构成
03
新知讲解
物联网连接了不同功能属性和不同应用领域的“物”，建立了可扩展、分层、开放的基本结构，打破了“物”与“物”、“人”与“物”之间的壁垒。
物联网的基本结构通常分为四层，即感知层、网络层、平台层和应用层。
一、物联网的基本构成
03
新知讲解
感知层
负责收集和获取数据，包括各种传感器和执行设备。
网络层
负责感知层和平台层之间的数据传送。
平台层
负责数据的存储、检索、使用和安全保护等。
应用层
提供各种行业应用和智能服务，如智能家居、智能交通、智慧医疗等。
一、物联网的基本构成
03
新知讲解
03
新知讲解
1. 阅读以下案例。
（1）科学家给大雁戴上定位器，通过网络追踪它们的迁徙线路，记录飞行时间和速度，标记栖息地。通过对这些数据的分析，科学家可以更好地了解它们的生活习性，设计有针对性的保护方案。
探
究
践
实
03
新知讲解
1. 阅读以下案例。
（2）我国的白鹤滩水电站是世界第二大水电站。水电站大坝中安装了数万个传感器。这些传感器不间断地采集温度、压力、流量和振动等多种数据，并通过网络将数据传送给远程计算机，实现了对大坝的实时监控，保障了电站的安全运行。
探
究
践
实
03
新知讲解
2. 以物联网的架构为参考，小组讨论，分析案例中物联网系统的基本构成，完成表格的填写。
探
究
践
实
架构 案例1 案例2
感知层
网络层
平台与应用层
定位器
（位置、时间、速度 ）
卫星/蜂窝网络
（实时传输位置信号）
数据分析与处理
（了解习性、设计方案）
数万个传感器
（温度、压力、流量、振动 ）
有线/无线网络
（数据传至远程计算机）
实时监控与预警
（保障大坝安全运行）
随着我国城镇化进程不断加
快，城市路面上各类地下管线的
检查井不断增多。由于人工巡检
不及时，井盖异常造成伤人、损
车的事件频发。
为了解决这个问题，人们给
井盖加装物联网智能监测仪，及
时采集井盖状态数据，对井盖倾
斜、翻转、移动等异常情况进行
自动分析与上报，实现对井盖的实时监控管理，提高了安全性。
03
新知讲解
开
拓
野
视
1. 说一说，数据在物联网四层结构中是怎样流转的
2. 参考物联网井盖的例子，小组讨论，针对生活中的问题，构想一种有助于解决问题的物联网应用。
思
考
析
分
03
新知讲解
感知层采集数据上行，平台层决策后下行控制设备，形成闭环。
针对消防通道被违规占用问题，可安装压力传感器和摄像头，通过4G/5G上传平台，自动报警并语音驱离，实现24小时智能监控。
二、物联网安全风险与防护方法
03
新知讲解
物联网面临的安全风险
物联网发展迅速，但人们对其安全风险的认识还不充分，相关安全标准和法律法规的制定相对滞后。
物联网应用中安全问题逐渐凸显，个人隐私安全、企业信息安全，甚至国家关键基础设施的安全都存在潜在风险。
二、物联网安全风险与防护方法
03
新知讲解
物联网面临的安全风险
物联网安全问题可以基本归类为自然灾害、软硬件漏洞和人为入侵破坏等。
二、物联网安全风险与防护方法
03
新知讲解
物联网面临的安全风险
数据流转的每一个环节均存在被攻击的可能。
感知层
网络层
应用层
平台层
技术风险
贯穿四层架构
二、物联网安全风险与防护方法
03
新知讲解
物联网面临的安全风险
应用危害：
场景 潜在后果
车联网被破坏 大面积交通事故
电网被非法控制 区域性能源瘫痪
传感器被入侵 海量终端沦为“间谍”，威胁国家安全
物联网安全，不仅是技术问题，更是国家安全问题。
二、物联网安全风险与防护方法
03
新知讲解
物联网面临的安全风险
物联网设备与虚拟身份紧密关联
设备标识
即：身份标识。每台物联网设备拥有唯一标识符，可对应识别用户网络虚拟身份。
设备安全
即：身份安全。设备保障用户在网络空间的唯一性与安全性。保护设备及数据，就是保护我们的数字身份。
行为数据
即：身份素材。设备持续收集行为数据与习惯偏好，经分析后可构建精准用户画像，塑造网络虚拟身份。
03
新知讲解
信
息
接
链
近年来世界范围内发生多起物联网领域安全事件。
在工业物联网领域，安全攻击事件则危害更大，2021年美国石油服务商输油管系统受到网络攻击，造成大面积断油，经济遭受重创。
在智慧城市领域，2014年西班牙三大主要供电服务商超过30%的智能电表被检测到存在严重安全漏洞，入侵者可利用该漏洞进行电费欺诈；
03
新知讲解
信
息
接
链
随着物联网的应用，涉及用户隐私的海量数据将被各类物联网设备记录，数据安全性受到挑战。
国内外发生多起利用智能
玩具、智能手表的漏洞，非法
获取通话记录和行动轨迹的事
件。
某公司制造的物联网摄像
头被曝光有多个漏洞，黑客可
使用默认账户人侵设备，非法
访问摄像头的实时画面。
二、物联网安全风险与防护方法
03
新知讲解
物联网安全防护
体系层面
方法层面
意识层面
法规层面
技术层面
建立完善的物联网安全管理体系
做好物联网设备、网络和数据的安全防护
遵循信息安全防护的基本方法
制定相关法律法规和标准
树立信息安全意识
二、物联网安全风险与防护方法
03
新知讲解
物联网安全防护
保护物联网设备和网络安全：如采用网络防火墙和入侵检测系统保护网络安全，设置对硬件设备的访问，等等。
保护物联网数据安全：如对物联网数据进行加密和备份，对用户身份进行验证，设置对数据访问的权限，等等。
二、物联网安全风险与防护方法
03
新知讲解
物联网安全防护
在技术更迭中，物联网安全将不断面临新的挑战，我们需要持续更新与完善安全防护措施，以确保物联网的安全。
03
新知讲解
信
息
接
链
为了规范数据处理行为，保障数据安全，促进数据开发利用，保护个人、组织的合法权益，维护国家主权、安全和发展利益，十三届全国人大常委会第二十九次会议审议通过了《中华人民共和国数据安全法》。该法对维护物联网数据安全起到重要作用。
当今世界，物联网的发展与安全关系到各国经济社会发展和国家战略安全，在全球范围内抢占竞争制高点的关键是实现物联网核心技术的自主可控。
三、物联网技术自主可控
03
新知讲解
自主可控的定义：依靠自身研发能力，实现物联网系统从硬件到软件的全链路自主掌控。
1
研发
2
生产
4
维护
3
升级
全流程
可控
数据
标准
安全
多领域
可控
物联网技术自主可控意义重大，主要体现在以下几个方面：
三、物联网技术自主可控
03
新知讲解
01
保障
国家安全
02
推动
经济发展
03
提升
社会福祉
物联网技术自主可控的意义：
三、物联网技术自主可控
03
新知讲解
有助于保障国家安全
物联网广泛应用下，关键基础设施安全依赖其技术可靠性；受制外部即威胁国家安全。
物联网技术自主可控的意义：
三、物联网技术自主可控
03
新知讲解
有助于推动经济发展
自主可控的物联网技术，能促进多领域创新升级和经济发展，并减少外部依赖，增强产业竞争力。
物联网技术自主可控的意义：
三、物联网技术自主可控
03
新知讲解
有助于提升社会福祉
自主可控物联网技术提升社会福祉，通过远程医疗、智能交通等智能服务，提高生活质量和幸福感。
我国在物联网技术自主可控方面取得了一系列重要成就：
三、物联网技术自主可控
03
新知讲解
维度 成就
关键技术突破 掌握传感器、云计算、大数据、操作系统等核心软硬件
标准体系建立 制定多项技术标准，推动产业规范化发展
应用赋能百业 智慧城市、智能制造、智慧农业规模化落地，安全防护同步强化
多维度协同发力，为物联网高质量发展奠定坚实基础。
03
新知讲解
探
究
践
实
中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统，是中国着眼于国家安全和社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、
高精度的定位、导航和授时服
务的国家重要空间基础设施。
03
新知讲解
探
究
践
实
上网搜集有关GPS和北斗卫星导航系统的资料，说一说我国自行研制北斗卫星导航系统的重要性。
例：自行研制北斗卫星导航系统能保障国家安全，掌握战略主动权。卫星导航系统是国家的战略基础设施。依赖他国系统，就等于将电力、通信、金融等关键领域的“命脉”交予他人之手。北斗的建成，使我国彻底摆脱了对GPS的依赖，掌握了时空信息的自主权，这是维护国家主权与尊严的“国之重器”。
03
新知讲解
开
拓
野
视
从设备安全的角度上看，物联网安全包括终端设备安全、网络设备安全和平台设备安全。
04
课堂练习
1. 以下关于物联网的四层架构，理解错误的是（ ）。
A. 物联网系统由感知层、网络层、平台层和应用层构成
B. 采集数据的传感器部署在感知层
C. 网络层负责传输数据
D. 环境监测、智慧城市等不属于物联网应用
D
04
课堂练习
2. 查阅资料，了解我国在物联网领域技术自主可控取得的成就，与同学相互交流。
天翼物联网平台（AIoT）
定位：全球首个最大规模的公共事业智能物联网平台。
规模：连接数超7亿用户。
成就：实现100%国产化替代，核心技术自主可控，达国际先进水平。
意义：标志我国在物联网核心平台摆脱对外依赖，为智慧城市、智能电网提供安全数字底座。
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拓展延伸
06
板书设计
物联网的构成与安全
二、安全风险与防护
风险：自然灾害、软硬件漏洞、人为入侵破坏
防护：设备安全 + 网络安全 + 数据安全
法律：《中华人民共和国数据安全法》
三、技术自主可控
定义：全链路自主掌控
意义：国家安全 · 经济发展 · 社会福祉
成就：北斗系统 · 天翼物联网平台（AIoT）
一、基本构成（四层架构）
感知层（采集数据）→ 网络层（传输数据）→ 平台层（处理数据）→ 应用层（提供服务）
数据流转：感知层采集上行 平台层决策下行（闭环）
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

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