【新教材核心素养】河北大学版信息技术八年级第2单元第6课《物联网系统的工作过程》教学课件+教学设计+素材

物联网系统的工作过程目录核心素养目标信息意识计算思维运用分解、建模的思维方式，理解物联网系统中信息流动的逻辑，培养对复杂系统进行抽象和逻辑分析的计算思维能力。数字化学习与创新探索物联网服务开发平台的使用，提升数字化环境下的学习能力和创新应用物联网技术的能力。信息社会责任树立保护个人信息安全的意识，理解物联网技术发展带来的社会影响，具备负责任地使用物联网技术的态度。主动关注物联网系统中信息的产生、传输、处理等环节，具备从物联网场景中发现信息、识别信息价值的意识。新知导入新知导入物联网系统千姿百态，功能不同，设备不同，组网方式也不同。那么这些物联网系统是如何工作的呢？从它们的工作过程中能找出一致的规律吗?问题情境新知讲解我们通过图2-23所示的系统结构来分析智能插座的工作过程。系统中的设备：智能插座、网关(Wi-Fi路由器)、服务器、用户终端(智能手机)。系统中信息的主要流动路径：用户终端→(互联网)→服务器→(互联网)→网关→智能插座。实践与探究图2-23 智能插座物联网系统结构新知讲解用户通过手机应用软件控制智能插座的主要过程如下:生成控制指令。传送指令至服务器。服务器处理指令。转发操作指令。智能插座执行指令。新知讲解仿照上面的方法，参考图2-21，尝试分析在“用户通过手机应用软件远程查询实时用电量”过程中，用户的指令在物联网系统中的流动路径，填入空白处。试一试服务器智能手表服务器服务器智能手表智能手表智能插座反向反馈工作过程智能插座的状态信息由智能插座内部控制器收集，通过网关、互联网传输至服务器，服务器处理后再通过互联网传输至用户终端，在手机应用软件上呈现给用户。小知识新知讲解新知讲解我们通过图2-24所示的结构来分析智能温湿度计“测量室内温湿度并将结果实时传送到用户手机终端”的工作过程。系统中的设备：智能温湿度计、网关(WiFi路由器)、服务器、用户终端(智能手机)。系统中信息的主要流动路径：智能温湿度计→网关→(互联网)→服务器→(互联网)→用户终端。图2-24 智能温湿度计物联网系统结构新知讲解系统的主要工作过程如下：智能温湿度计传感器感知并发送温湿度信息至网关。网关将数据发送至服务器。服务器处理、存储数据并发送至用户终端。用户终端接收并呈现信息。新知讲解参考图2-21，尝试分析在“智能电表将用户实时用电情况反馈到用户终端显示”过程中，实时用电信息的流动路径，填入空白处。试一试服务器用户终端网关服务器用户终端服务器服务器服务器对比智能插座和智能温湿度计的信息流动路径差异智能插座和智能温湿度计的信息流动路径方向相反，体现了物联网系统中控制指令和感知数据的双向流动。小知识新知讲解新知讲解 从上面两个例子中不难发现，在完整的物联网系统中，设备、网络和服务器是三个重要组成部分，它们涉及信息产生、传输、处理、存储和应用的整个过程。 一个完整的物联网系统结构如图所示。图2-25 物联网系统整体结构新知讲解物联网系统工作过程：设备获取输入信息。信息经网络传输。服务器接收并处理、存储信息。服务器控制指令经网络传输。设备接收指令后执行机构执行动作。尽管电子工业集成度提升使小型物联网系统中设备与服务器外观界限趋淡甚至集成，但信息流动与应用的原理不变。新知讲解尝试分析第5课实例“智能空气质量检测仪和智能空调联动”工作过程。试一试智能空调智能空调控制器课堂练习请根据教材内容，完成以下关于物联网系统工作过程的填空。在智能插座的工作过程中，用户终端生成的控制指令先传送至______ 经其处理后生成操作指令，再传输至______，最后由其转发到智能插座。智能温湿度计的信息流动路径是：智能温湿度计→______→（互联网）→ ______ →（互联网）→用户终端。服务器网关网关服务器拓展延伸 许多物联网厂商和非营利组织提供开放的物联网服务开发平台，用户无需搭建服务器硬件，通过网页等形式即可配置个性化物联网服务，连接设备后实现个性化功能，且这些平台注册后资源丰富，方便用户深入学习和体验物联网服务功能。拓展与深化新知讲解查找开放的物联网服务开发平台，了解其使用方法并尝试进行简单的开发试验。尝试将身边的物联网设备与服务开发平台进行连接，探索在两者之间进行简单的数据传输。试一试提示：在尝试过程中要注意保护个人信息安全。拓展延伸智能门锁+智能灯光用户通过手机APP发送回家指令，指令经互联网到服务器，服务器处理后通过网关向智能门锁和智能灯光发送指令，智能门锁解锁的同时智能灯光自动开启。这是教材中智能插座工作过程的多设备拓展，体现了物联网在家庭场景的丰富应用。拓展延伸物联网系统三部分的作用设备：负责获取输入信息（如智能插座接收指令、温湿度计传感器感知环境）和执行动作（如智能插座通断控制）；网络：承担信息传输的桥梁作用，让设备与服务器、用户终端之间能交互数据；服务器：进行信息的处理、存储，例如智能插座的服务器要匹配用户指令与具体设备，温湿度计的服务器要处理并存储感知数据后再推送给用户。拓展延伸物联网的安全挑战与应对安全挑战：物联网面临设备安全（如设备被恶意入侵）、数据传输安全（如数据被窃听）、服务器安全（如服务器被攻击）等挑战。应对措施：给设备设置强密码、采用加密技术（如SSL/TLS加密数据传输）、定期对服务器进行安全检测等，以此保障物联网系统的稳定运行。拓展延伸物联网在生活中的应用课堂总结物联网系统的工作过程12345板书设计何为物联网1、智能插座的工作过程2、智能温湿度计的工作过程3、物联网系统的工作过程4、完成课堂练习5、进行知识拓展课后作业。1、查找一款身边的物联网设备，分析其工作过程课后作业1、查找一款你身边的物联网设备（如智能手环、智能灯泡等），分析其工作过程，用文字或流程图的形式记录下来，并与同学交流分享。