2.6 无线传感器的组网 课件(共21张PPT)-2025-2026学年八年级上册《信息技术》西大版（2024）
文档属性
| 名称 | 2.6 无线传感器的组网 课件(共21张PPT)-2025-2026学年八年级上册《信息技术》西大版（2024） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 3.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 信息技术（信息科技） | ||
| 更新时间 | 2025-08-27 19:39:17 | ||
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文档简介
(共21张PPT)
义务教育《信息科技》
8 年级上册
第2单元
物联保平安
第 6 课
无线传感器的组网
学习目标
情境引入
新知学习
项目探究
目录
学习目标
能够详细解释无线传感器网络的组成，区分传感器网络的不同结构分类；
能够分层说明无线烟雾传感器组网的工作原理；
能够成功搭建一个简单的无线烟雾传感器网络和烟雾监控网络。
基于物联网技术的火灾自动报警设备，通过部署多个无线传感器节点，能在第一时间将火情信息传递到消防指挥中心，帮助消防人员预判火情，及时出警。
情境引入
无线传感器不仅能够发现火情，在加装了网络模块后，还可以将火警、火情等信息及时传递出去，实现火灾的自动报警，如左图所示。
这些无线传感器可以通过网络模块组成监控网络，这个网络可以覆盖容易发生火灾的高危区域，可以代替大量的人力去监控和预警火灾。
新知学习——无线传感器网络的组成
1.网络节点
无线传感器网络一般由部署在环境中的无线传感器节点群、汇聚节点、互联网模块和管理中心组成，如左图所示。
无线传感器节点群部署在监测区域内部或者附近。汇聚节点负责汇总由传感器节点发送过来的数据，并进行简单数据处理，最终把处理好的数据通过互联网模块传递到管理中心。
新知学习——无线传感器网络的组成
1.网络节点
采集到的数据以一种“接力赛”的方式进行传递，即从一个节点传递到另一个节点，直至传递到汇聚节点为止。汇聚节点通过互联网、移动通信网、卫星网等途径将数据传递给管理中心，用户可以通过管理中心查看数据，并对传感器网络进行管理和配置。
新知学习——无线传感器网络的组成
1.网络节点
无线传感器网络常见的结构有三种：星形、网状和树状。
新知学习——无线传感器网络的组成
2.无线传感器网络的结构
新知学习——无线传感器网络的组成
星形结构
具有组网简单、成本低的特点，但网络覆盖范围小，一旦汇聚节点发生故障，所有与汇聚节点连接的传感器节点与管理中心的通信都将中断。使用星形结构组网时，电池的使用寿命较长。
2.无线传感器网络的结构
新知学习——无线传感器网络的组成
网状结构
具有组网可靠性高、覆盖范围大的优点，但电池使用寿命短、管理复杂。
树状结构
具有星形和网状结构的一些特点，既保证了网络覆盖范围大，同时电池使用寿命也不至于过短，用起来更加灵活、高效。
2.无线传感器网络的结构
新知学习——无线烟雾传感器组网
我们可以使用无线烟雾传感器进行组网，如上图所示。通过蓝牙协议，将无线烟雾传感器与网关相连，再通过 Wi-Fi协议，将网关与路由器相连，而路由器又直接与互联网相连。一旦无线烟雾传感器发出警报，则会依次通过“网关—路由器—互联网”路径，直接推送到手机等移动终端设备上，让人们第一时间了解到险情的发生。为了提高网络的可靠性、可维护性和扩展性，可以将这个网络结构按层次进行划分和管理，从下至上依次为感知层、网络层和应用层。
新知学习——无线烟雾传感器组网
感知层主要负责感知和采集环境中的各类数据，是物联网系统中最基础的一层。
网络层主要负责接收感知层的数据，并对数据进行传输。根据实际情况，网络层还需要选择数据传输的协议，如这里使用的是 Wi-Fi协议和蓝牙协议。
应用层主要负责处理网络层传输过来的数据，并根据用户需求进行分析、显示和应用，是物联网系统中最接近用户的一层。
项目探究——搭建无线烟雾传感器网络
如何搭建一个简单的无线烟雾传感器网络呢？让我们按照图6-3的基本结构，将这些节点组织连接起来，并通过路由器与互联网连接，需要完成以下三个步骤。
项目探究——搭建无线烟雾传感器网络
第一步
准备多个网关及无线烟雾传感器，将网关接入 Wi-Fi网络，实现网关和路由器的连接。
第二步
打开管理端平台，在各个无线烟雾传感器与网关之间建立联系，自由组合无线烟雾传感器和网关，实现无线烟雾传感器和网关的连接。
第三步
测试网络的连通性以及报警应用，使用烟雾源触发无线烟雾传感器报警条件后，查看管理端的报警信息。
项目探究——部署无线烟雾传感器网络
设计网关和无线烟雾传感器节点的部署位置，保证Wi-Fi网络能够覆盖所有网关，保证所有无线烟雾传感器能够与网关连通，且能够覆盖所有可能产生烟雾的关键位置
请按照项目一的设置步骤，将所有网关都接入Wi-Fi网络
请按照项目一的设置步骤，将无线烟雾传感器与网关相连接
准备一定数量的网关和无线烟雾传感器节点，让我们使用这些网关和节点搭建一个简单的烟雾监控网络，可以参照以下五个步骤。
01
02
03
项目探究——部署无线烟雾传感器网络
让测试烟雾源靠近某一个无线烟雾传感器，在管理端查看报警信息，并根据报警信息迅速找到烟雾源的位置
请在管理端平台中，修改网关和无线烟雾传感器名称，最好标清楚其部署的位置
04
准备一定数量的网关和无线烟雾传感器节点，让我们使用这些网关和节点搭建一个简单的烟雾监控网络，可以参照以下五个步骤。
05
操作练习——练一练
请将多个无线传感器连接起来，组成无线传感器网络，将其中一个无线传感器节点设置为汇聚节点，并使用不同的网络结构将这个节点连入物联网网络中，编写简单的测试程序，具体可以参考以下步骤。
第一步，根据传感器手册和网络协议说明，配置无线传感器网络，确保频段和协议等信息一致。
第二步，将其中一个无线传感器节点设置为汇聚节点，并使用Wi-Fi模块与互联网通过路由器相连。
第三步，设置并测试不同的网络结构，汇聚节点将数据通过互联网传输到管理中心。
最后，使用某一个节点测试火灾预警功能，并在管理端进行信息接收和显示。
操作练习——做一做
同学们可以将无线传感器节点部署在不同的位置，观察节点部署在不同位置对整个网络报警效果的影响，并将结果和心得体会写在下框中。
NB-IoT（Narrowband Internet of Things）是一种低功耗广域网络技术，是蜂窝式物联网连接技术的一种。NB-IoT专门为物联网应用设计，具有覆盖范围广、连接稳定、功耗低、成本低等特点，可以应用于多种行业，如远程抄表、资产跟踪、智能停车、智慧农业等。
拓展阅读——NB-IoT
义务教育《信息科技》
8 年级上册
第2单元
物联保平安
第 6 课
无线传感器的组网
学习目标
情境引入
新知学习
项目探究
目录
学习目标
能够详细解释无线传感器网络的组成，区分传感器网络的不同结构分类；
能够分层说明无线烟雾传感器组网的工作原理；
能够成功搭建一个简单的无线烟雾传感器网络和烟雾监控网络。
基于物联网技术的火灾自动报警设备，通过部署多个无线传感器节点，能在第一时间将火情信息传递到消防指挥中心，帮助消防人员预判火情，及时出警。
情境引入
无线传感器不仅能够发现火情，在加装了网络模块后，还可以将火警、火情等信息及时传递出去，实现火灾的自动报警，如左图所示。
这些无线传感器可以通过网络模块组成监控网络，这个网络可以覆盖容易发生火灾的高危区域，可以代替大量的人力去监控和预警火灾。
新知学习——无线传感器网络的组成
1.网络节点
无线传感器网络一般由部署在环境中的无线传感器节点群、汇聚节点、互联网模块和管理中心组成，如左图所示。
无线传感器节点群部署在监测区域内部或者附近。汇聚节点负责汇总由传感器节点发送过来的数据，并进行简单数据处理，最终把处理好的数据通过互联网模块传递到管理中心。
新知学习——无线传感器网络的组成
1.网络节点
采集到的数据以一种“接力赛”的方式进行传递，即从一个节点传递到另一个节点，直至传递到汇聚节点为止。汇聚节点通过互联网、移动通信网、卫星网等途径将数据传递给管理中心，用户可以通过管理中心查看数据，并对传感器网络进行管理和配置。
新知学习——无线传感器网络的组成
1.网络节点
无线传感器网络常见的结构有三种：星形、网状和树状。
新知学习——无线传感器网络的组成
2.无线传感器网络的结构
新知学习——无线传感器网络的组成
星形结构
具有组网简单、成本低的特点，但网络覆盖范围小，一旦汇聚节点发生故障，所有与汇聚节点连接的传感器节点与管理中心的通信都将中断。使用星形结构组网时，电池的使用寿命较长。
2.无线传感器网络的结构
新知学习——无线传感器网络的组成
网状结构
具有组网可靠性高、覆盖范围大的优点，但电池使用寿命短、管理复杂。
树状结构
具有星形和网状结构的一些特点，既保证了网络覆盖范围大，同时电池使用寿命也不至于过短，用起来更加灵活、高效。
2.无线传感器网络的结构
新知学习——无线烟雾传感器组网
我们可以使用无线烟雾传感器进行组网，如上图所示。通过蓝牙协议，将无线烟雾传感器与网关相连，再通过 Wi-Fi协议，将网关与路由器相连，而路由器又直接与互联网相连。一旦无线烟雾传感器发出警报，则会依次通过“网关—路由器—互联网”路径，直接推送到手机等移动终端设备上，让人们第一时间了解到险情的发生。为了提高网络的可靠性、可维护性和扩展性，可以将这个网络结构按层次进行划分和管理，从下至上依次为感知层、网络层和应用层。
新知学习——无线烟雾传感器组网
感知层主要负责感知和采集环境中的各类数据，是物联网系统中最基础的一层。
网络层主要负责接收感知层的数据，并对数据进行传输。根据实际情况，网络层还需要选择数据传输的协议，如这里使用的是 Wi-Fi协议和蓝牙协议。
应用层主要负责处理网络层传输过来的数据，并根据用户需求进行分析、显示和应用，是物联网系统中最接近用户的一层。
项目探究——搭建无线烟雾传感器网络
如何搭建一个简单的无线烟雾传感器网络呢？让我们按照图6-3的基本结构，将这些节点组织连接起来，并通过路由器与互联网连接，需要完成以下三个步骤。
项目探究——搭建无线烟雾传感器网络
第一步
准备多个网关及无线烟雾传感器，将网关接入 Wi-Fi网络，实现网关和路由器的连接。
第二步
打开管理端平台，在各个无线烟雾传感器与网关之间建立联系，自由组合无线烟雾传感器和网关，实现无线烟雾传感器和网关的连接。
第三步
测试网络的连通性以及报警应用，使用烟雾源触发无线烟雾传感器报警条件后，查看管理端的报警信息。
项目探究——部署无线烟雾传感器网络
设计网关和无线烟雾传感器节点的部署位置，保证Wi-Fi网络能够覆盖所有网关，保证所有无线烟雾传感器能够与网关连通，且能够覆盖所有可能产生烟雾的关键位置
请按照项目一的设置步骤，将所有网关都接入Wi-Fi网络
请按照项目一的设置步骤，将无线烟雾传感器与网关相连接
准备一定数量的网关和无线烟雾传感器节点，让我们使用这些网关和节点搭建一个简单的烟雾监控网络，可以参照以下五个步骤。
01
02
03
项目探究——部署无线烟雾传感器网络
让测试烟雾源靠近某一个无线烟雾传感器，在管理端查看报警信息，并根据报警信息迅速找到烟雾源的位置
请在管理端平台中，修改网关和无线烟雾传感器名称，最好标清楚其部署的位置
04
准备一定数量的网关和无线烟雾传感器节点，让我们使用这些网关和节点搭建一个简单的烟雾监控网络，可以参照以下五个步骤。
05
操作练习——练一练
请将多个无线传感器连接起来，组成无线传感器网络，将其中一个无线传感器节点设置为汇聚节点，并使用不同的网络结构将这个节点连入物联网网络中，编写简单的测试程序，具体可以参考以下步骤。
第一步，根据传感器手册和网络协议说明，配置无线传感器网络，确保频段和协议等信息一致。
第二步，将其中一个无线传感器节点设置为汇聚节点，并使用Wi-Fi模块与互联网通过路由器相连。
第三步，设置并测试不同的网络结构，汇聚节点将数据通过互联网传输到管理中心。
最后，使用某一个节点测试火灾预警功能，并在管理端进行信息接收和显示。
操作练习——做一做
同学们可以将无线传感器节点部署在不同的位置，观察节点部署在不同位置对整个网络报警效果的影响，并将结果和心得体会写在下框中。
NB-IoT（Narrowband Internet of Things）是一种低功耗广域网络技术，是蜂窝式物联网连接技术的一种。NB-IoT专门为物联网应用设计，具有覆盖范围广、连接稳定、功耗低、成本低等特点，可以应用于多种行业，如远程抄表、资产跟踪、智能停车、智慧农业等。
拓展阅读——NB-IoT
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