信息科技八年级上册第二单元
第6课数据传输方式多
教学目标
教学目标
了解典型物联系统数据传输的基本过程。
知道数据传输使用的蓝牙、NB-IoT、RFID、HTTP、MQTT等多种协议及其作用。
3．了解物联网中的有线连接与无线连接、近距离通信与远距离通信等多种通信方式。
教学重点
教学重点
1．了解典型物联系统数据传输的基本过程。
2．知道数据传输使用的蓝牙、NB-IoT、RFID、HTTP、MQTT等多种协议及其作用。
教学难点
教学难点
知道数据传输使用的蓝牙、NB-IoT、RFID、HTTP、MQTT等多种协议及其作用。
教学准备
教学准备
具备上网条件的信息科技实验室、多媒体课件等。
教学过程
教学过程
新课导入
借助生活中的实际案例导入新课。
【教师活动1】播放共享单车的图片，引导学生分享骑行共享单车的经历，谈谈共享单车给人们出行方式带来的改变。
【学生活动1】分享骑行共享单车的经历，谈谈共享单车给人们的生活带来的改变。
【设计意图】设计与学生的日常生活密切相关的场景案例，增强学习的实用性和相关性，让学生有话可说。同时，共享单车物联系统中，涉及多种通信协议，有助于学生系统地了解各种通信协议的作用。
【教师活动2】提问：共享单车物联系统中的数据是如何传输的呢？
【学生活动2】讨论并分享数据在共享单车物联系统中的传输过程。
【教师小结】展示分析图片，系统分解数据在共享单车物联系统中的传输过程。
我们可以将以上问题拆分为三个子问题：
1．如何获取共享单车定位数据？
2．共享单车是如何远程开锁的？
3．如何判断共享单车停在还车区域内？
【设计意图】从宏观视角来分析数据在共享单车物联系统中的传输过程，将问题拆解成子问题，有利于学生对问题进行深刻地理解和认识，同时培养学生分析问题的能力和计算思维。
新知探究
一、探析物联系统中数据流转
（一）获取共享单车定位数据的过程
【教师活动3】展示图片并提问：打开共享单车的手机APP或小程序，就可以查看附近可用的单车分布。手机APP或小程序是如何知道这些单车在哪里的呢？
【学生活动3】借助学习任务单，分享自己的思考，解释小程序获取共享单车定位数据的过程。
【教师小结】展示单车定位数据的过程图示，补充获取单车定位数据的过程及用到的通信协议。
1．车辆通过NB-IoT接入网络，利用位置传感器获取单车的经纬度数据，通过MQTT协议发送至服务器；
2．手机通过移动通信网络（如5G）连接网络，通过HTTP协议上传用车人的位置信息（或定位信息）；
3．服务器通过HTTP协议反馈至手机APP指定位置附近的车辆信息。
【设计意图】引导学生详细分析车辆、服务器、手机三者之间的数据流转及使用到的通信协议，进一步了解各种通信协议的作用，探究现象背后的科学原理。通过为学生提供脚手架，降低理解问题的难度，引导学生探究的方向和深度。
（二）共享单车是如何开锁的
【教师活动4】提问：用手机APP或小程序扫一扫单车上的二维码，车锁就打开了。共享单车上的二维码与开锁之间有什么关系？扫二维码后，手机APP或小程序是如何与共享单车进行通信的？
【学生活动4】借助学习任务单，讨论交流并分享。
【教师小结】展示数据传输的图示，并进行补充：
【开锁的数据传输过程】
1．扫码后，APP获取单车ID，通过HTTP协议发送开锁信息给服务器；
2．服务器向车辆（MQTT协议）和手机（HTTP协议）发送开锁信息；
3．手机和车锁建立蓝牙连接，辅助开锁。
【设计意图】引导学生详细分析二维码与车辆开锁之间的关系，进一步探究手机APP、服务器、共享单车之间的数据流转及使用到的通信协议，了解MQTT、HTTP等通信协议的作用。
（三）如何判断共享单车停在还车区域内
2022年上半年，北京市近500人被纳入“北京区域违规停放联合限制骑行名单”。2022年5月被纳入限制骑行名单的共有30人。其中，19人在环路和高速路主路违停，占比63.3%，11人在核心区域16个禁停区违停3次以上，占比36.7%。
【教师活动5】提问：为了规范共享单车停放，有些地区设置了固定的还车区域。系统如何判断共享单车停在还车区域内呢？
【学生活动5】讨论交流并分享。
【教师小结】展示电子围栏数据传输的图示，并进行补充：
电子围栏的实现方式：
1．使用卫星定位技术的电子围栏，利用单车中的位置传感器及无线通信网络NB-IoT。
2．使用蓝牙定位技术的电子围栏，通过控制单车蓝牙与围栏蓝牙的通信距离，来实现对共享单车停放位置的规范管理。
3．使用RFID定位技术的电子围栏，通过RFID读卡器与车载的电子标签的通信来实现对共享单车停放位置的规范管理，只要单车停放在RFID读卡器覆盖的范围内，RFID读卡器就将感应到的车辆信