第9課

物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議年級(jí)：七年級(jí)學(xué)科：初中信息科技（浙教版）校園農(nóng)場(chǎng)升級(jí)項(xiàng)目

如何升級(jí)校園農(nóng)場(chǎng)，使其更加智能化、便捷化？校園農(nóng)場(chǎng)實(shí)地校園農(nóng)場(chǎng)實(shí)物模型一、建構(gòu)新知什么是物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議？

網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)需通過協(xié)議才能進(jìn)行傳遞和交換，物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議是確保設(shè)備之間有效通信的關(guān)鍵。

物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議如HTTP（超文本傳輸協(xié)議）、MQTT（消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸）、CoAP（受限的應(yīng)用協(xié)議）、AMQP（高級(jí)消息隊(duì)列協(xié)議）等。一類是傳輸協(xié)議

一般負(fù)責(zé)子網(wǎng)設(shè)備間的組網(wǎng)及通信。另一類是通信協(xié)議

負(fù)責(zé)設(shè)備通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換及通信。

通信環(huán)境不同，相應(yīng)支持的協(xié)議也不同。選擇什么物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議進(jìn)行通信？設(shè)備雜數(shù)據(jù)量大帶寬受限功耗大（電能消耗大）…………早期的物聯(lián)網(wǎng)通信采用的協(xié)議便是HTTP活動(dòng)一：觀看微視頻，對(duì)比學(xué)習(xí)MQTT和HTTP協(xié)議。你認(rèn)為哪個(gè)協(xié)議更適合物聯(lián)網(wǎng)？

經(jīng)過學(xué)習(xí)討論，我們認(rèn)為

更加適合物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景，理由是它具有

的特點(diǎn)。

網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性要求高

網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性要求低

高功耗

低功耗

高傳輸特性

低傳輸特性

輕量級(jí)通信

實(shí)時(shí)可靠傳遞（本視頻來源網(wǎng)絡(luò)）

經(jīng)過學(xué)習(xí)討論，我們認(rèn)為

更加適合物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景，理由是它具有

的特點(diǎn)。

網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性要求高

網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性要求低

高功耗

低功耗

高傳輸特性

低傳輸特性

輕量級(jí)通信

實(shí)時(shí)可靠傳遞MQTT活動(dòng)一：觀看微視頻，對(duì)比學(xué)習(xí)MQTT和HTTP協(xié)議。你認(rèn)為哪個(gè)協(xié)議更適合物聯(lián)網(wǎng)？（本視頻來源網(wǎng)絡(luò)）基于TCP/IP協(xié)議簇MQTT(MessageQueuingTelemetryTransport)消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸輕量級(jí)的消息協(xié)議，屬于通信協(xié)議改善網(wǎng)絡(luò)設(shè)備硬件的性能和網(wǎng)絡(luò)的性能認(rèn)識(shí)MQTT協(xié)議本質(zhì)中文名MQTT名片協(xié)議基礎(chǔ)設(shè)計(jì)目的

應(yīng)用場(chǎng)景被廣泛用于設(shè)備和服務(wù)器之間的通信一、建構(gòu)新知活動(dòng)二：

（1）自主閱讀教材內(nèi)容，了解MQTT采用的模型是（）；在通訊過程中MQTT協(xié)議中有三種身份，分別是(

)、(

)、()。（2）分析“校園農(nóng)場(chǎng)”的智能光照功能，如何實(shí)現(xiàn)通過手機(jī)app查看光照數(shù)據(jù)，請(qǐng)嘗試將以下MQTT的模型示意圖補(bǔ)充完整。

（用箭頭數(shù)據(jù)傳輸方向和角色）。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)()()()發(fā)布/訂閱發(fā)布者

訂閱者中介二、原理探究學(xué)生作業(yè)1學(xué)生作業(yè)2學(xué)生作業(yè)1學(xué)生作業(yè)2光敏傳感器RGB燈實(shí)驗(yàn)一：將光線檢測(cè)數(shù)據(jù)上傳服務(wù)器，查看數(shù)據(jù)呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)方式：一個(gè)小組2人合作實(shí)驗(yàn)器材：

物聯(lián)數(shù)據(jù)中臺(tái)及賬號(hào)

信息科技實(shí)踐資源包

信息科技實(shí)驗(yàn)板編程工具實(shí)驗(yàn)過程：

光敏傳感器作為實(shí)驗(yàn)板的輸入設(shè)備，把采集到的數(shù)據(jù)每隔1秒發(fā)布到物聯(lián)項(xiàng)目主題“l(fā)ight”中。掃一掃下載實(shí)驗(yàn)程序及幫助文檔二、原理探究發(fā)布消息訂閱消息連接MQTT服務(wù)器

修改熱點(diǎn)二、原理探究實(shí)驗(yàn)一：將光線檢測(cè)數(shù)據(jù)上傳服務(wù)器，查看數(shù)據(jù)呈現(xiàn)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，我發(fā)現(xiàn)通過主題

（發(fā)布/訂閱)可以將數(shù)

據(jù)從

發(fā)送到

。智能光照實(shí)驗(yàn)發(fā)布設(shè)備端物聯(lián)數(shù)據(jù)中臺(tái)二、原理探究二、原理探究實(shí)驗(yàn)二：通過數(shù)據(jù)控制燈的亮滅，實(shí)現(xiàn)智能光照。實(shí)驗(yàn)過程：

RGB作為實(shí)驗(yàn)板的輸出設(shè)備，通過物聯(lián)項(xiàng)目主題“button”，通過調(diào)整button值控制RGB燈的亮滅。掃一掃下載實(shí)驗(yàn)程序及幫助文檔思考：在實(shí)驗(yàn)中，斷開網(wǎng)絡(luò)連接，數(shù)據(jù)還能正常傳輸嗎？實(shí)驗(yàn)二：通過數(shù)據(jù)控制燈的亮滅，實(shí)現(xiàn)智能光照。實(shí)驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，我發(fā)現(xiàn)通過主題

（發(fā)布/訂閱)可以將數(shù)據(jù)從

發(fā)送到

。訂閱設(shè)備端物聯(lián)數(shù)據(jù)中臺(tái)二、原理探究

實(shí)驗(yàn)結(jié)論發(fā)布者訂閱者M(jìn)QTT發(fā)布/訂閱模型二、原理探究三、拓展活動(dòng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)現(xiàn)兩塊實(shí)驗(yàn)板間的信息傳遞

利用1號(hào)實(shí)驗(yàn)板板載“A鍵”作為一個(gè)開關(guān)，去控制2號(hào)實(shí)驗(yàn)板左右兩側(cè)的“RGB”燈進(jìn)行輸出控制。實(shí)驗(yàn)方式：兩個(gè)小組合作實(shí)驗(yàn)器材：兩塊實(shí)驗(yàn)板實(shí)現(xiàn)兩塊實(shí)驗(yàn)板間的信息傳遞修改ID號(hào)，兩板一致1號(hào)實(shí)驗(yàn)板2號(hào)實(shí)驗(yàn)板新建主題名稱：switch跟程序相對(duì)應(yīng)三、拓展活動(dòng)小組合作，實(shí)現(xiàn)兩塊實(shí)驗(yàn)板間的信息傳遞。設(shè)備名稱通信內(nèi)容是否成功設(shè)備一發(fā)送1

是

否設(shè)備二接收亮

是

否

設(shè)備二發(fā)送1

是

否設(shè)備一接收亮

是

否三、拓展活動(dòng)123456

經(jīng)過學(xué)習(xí)，我們了解MQTT是一種

消息傳輸協(xié)議；（填工作原理）能夠?qū)崿F(xiàn)

的消息傳遞(選擇“一對(duì)一”或“一對(duì)多”)，支持異步通信。發(fā)布/訂閱一對(duì)多MQTT訂閱模型

立足“校園農(nóng)場(chǎng)”物聯(lián)系統(tǒng)，思考還可以發(fā)布或訂閱哪些數(shù)據(jù)?小組討論分享。主題名實(shí)現(xiàn)功能light實(shí)現(xiàn)光亮數(shù)據(jù)的發(fā)布和訂閱

空氣溫濕度實(shí)現(xiàn)空氣溫濕度的發(fā)布和訂閱土壤濕度實(shí)現(xiàn)土壤濕度的發(fā)布和訂閱…………四、應(yīng)用思考新知講解

應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，物聯(lián)系統(tǒng)將各類數(shù)據(jù)不斷發(fā)送至平臺(tái)。用戶在物聯(lián)數(shù)據(jù)的管理、維護(hù)及應(yīng)用過程中需關(guān)注數(shù)據(jù)安全、保護(hù)個(gè)人隱私。關(guān)注數(shù)據(jù)安全安全隱私不容忽視的物聯(lián)網(wǎng)安全問題板書設(shè)計(jì)智慧校園農(nóng)場(chǎng)——第9課

物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議一、提出問題二、分析問題三、解決問題農(nóng)場(chǎng)中設(shè)備如何實(shí)現(xiàn)信息共享和傳遞