第三单元第2节《物联网平台与协议》第2课时 课件 川教版2024信息技术八年级上册

(共26张PPT)
3.2物联网平台与协议
川教版2024信息科技
第2课时
上节课咱们搞定了物联网的“云端大管家”——云平台，知道了设备能在云端“报到”、数据能在云端“安家”。
有了通信技术和云平台这座‘桥梁’，物与物之间到底怎么说话呀？
思考
传感器“侦察兵”发现火情，想给手机APP“指挥官”发消息，可它们一个说“机器语”，一个说“APP语”，要是没有统一的“翻译规则”，消息发过去就是一堆乱码，指挥官根本看不懂！
这时候就需要咱们今天的主角——物联网通信协议登场！它们就像物与物之间的“通信普通话”“快递规则”，没有它们，再厉害的云平台也只能“看着设备干着急”！
通信协议就是设备之间的“约定”——比如怎么发消息、发多大的消息、消息怎么加密。
你知道哪些常见的物联网通信协议？
思考
常见的物联网通信协议有ZigBee协议、LoRaWAN协议、MQTT协议等，它们各有优点与应用场景。
物联网通信协议
ZigBee协议的传输距离不算远，只有数十到数百米，但是它特别适合“组队干活”——能组建大规模的传感器网络，而且功耗低，设备电池能用好几年！
1.ZigBee协议：“家庭小信使”
和ZigBee相反，LoRaWAN协议是“远程通信高手”——传输距离能达到数千米，理想条件下甚至能到十几公里！
2.LoRaWAN协议：“远程通信高手”
前两个协议各有专攻，而MQTT协议是“百搭款”，应用最广泛！它有三个超厉害的优点：低带宽（消息体积小，像短信一样省流量）、异步通信（不用等对方回复就能发消息）、使用简单。
3.MQTT协议：“百搭通信专家”
ZigBee协议的传输距离为数十到数百米，适用于组建大规模传感器网络和家庭自动化系统。LoRaWAN协议的传输距离可达数千米，常用于农业环境监测、智慧城市等领域。
分组查阅资料、交流分享，了解上述物联网通信协议的主要应用场景，进一步感知不同协议的特点。
探究活动
上述物联网通信协议中，MQTT协议采用了独特的订阅/发布模式，具有低带宽、异步通信、使用简单等优点，在物联网通信中被广泛使用。
在MQTT协议中有三种角色：发布方、订阅方和MQTT代理，发布方、订阅方常常是各种设备或应用，MQTT代理常常是各种物联网云平台，发布方与订阅方之间的通信以“主题”为中介。
基于MQTT协议的通信过程可分为4步：①在物联网云平台中建立若干主题；②订阅方根据需求订阅某些主题；③发布方将数据发布到某个主题中；④物联网云平台将某主题中的数据发布给该主题的所有订阅方。
以智慧农业中远程监测蔬菜大棚内环境温度、土壤湿度等数据为例，首先在物联网云平台中建立“温度”“土壤湿度”主题，假设应用1、应用2订阅了“温度”主题，当温度传感器采集的温度数据发布至物联网云平台后，物联网云平台便会将温度数据发布给应用1、应用2。
物联网云平台可以同时管理多个主题，设备或应用既可以是发布方也可以是订阅方，当设备向云平台发送数据时，即是发布方；当设备从云平台接收数据时，即是订阅方。
智能消防系统借助温度传感器、烟雾传感器、火焰传感器等监测环境数据，当发生异常情况时，就向手机端远程报警。
若借助物联网云平台、MQTT协议实现智能消防系统远程报警功能，物联网云平台中应建立哪些主题 每个主题的发布方和订阅方分别是什么 填写在下表中。
登录某个物联网云平台，尝试建立上表中你设计的主题。
探究活动
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