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[M10教程] 【新课标】八年级物联网实践与探索第13课实践活动...

本帖最后由 zoey不种土豆于 2024-10-16 14:46 编辑

日前，国家中小学智慧教育平台上线了《义务教育信息科技课程教学指南》及配套资源，为帮助大家更好的开展实验活动教学，蘑菇云针对“指南”里“物联网实践与探索八年级全一册”部分制作了一个系列实操活动教程。主要选取“第三单元简单物联功能实践”，重点介绍物联网基本功能，内容贴合“指南”学习活动中的实操项目和探究内容，旨在为老师提供更加清晰的操作步骤和教学内容，帮助老师更方便的开展课堂。

第13课门铃通知即时到

本课项目主要是把日常生活中的门铃接入了物联系统，实现当门铃被按下时，不管用户在哪，只要设备连接网络，就能收到门铃通知。

13-2模拟实现远程通知功能

学习目标
了解门铃远程通知的工作过程，认识物联系统中的反馈，知道反馈的作用。
了解使用物联网服务平台存储和传输数据的方法，能够实现门铃远程通知功能。
实操目标
将MQTT（SIoT）服务器建立在计算机上，门铃端的按键被按下后将消息发送至服务器，订阅了相应主题的用户端接收到消息后把显示提示信息。

活动准备
硬件清单
实验盒x2
USB线x2

软件使用：Mind+编程软件（下载地址：https://www.mindplus.cc）
活动过程
本次活动需要计算机搭建本地MQTT（SIoT）服务器，两个实验盒分别模拟门铃和用户端，实现有人按下门铃端按钮（A键），用户端接收消息并显示提示。接下来我们就开始动手搭建系统。

1. 硬件连线
长按ON/OFF按钮启动两实验盒，并用USB线连接计算机。

2. 准备软件
按照下图步骤，设置Mind+软件编程方式为Python代码编程。

3. 网络配置
本次活动需要利用实验盒（两个）构建小型局域网，要确保使用的两个实验盒和计算机处于同一局域网中。接下来介绍两种搭建方式：无线网络和热点。使用时，可以根据当前无线网络的可用性和稳定性，选择其中一种完成搭建。在无线网络可用的情况下，建议优先使用无线网络。
方法一：无线网络配置
step1：将电脑接入无线网络（需使用 2.4G Wi-Fi）；

step2：实验盒接入无线网络。
拿出一个实验盒用USB线连接电脑，然后打开浏览器在地址栏输入“10.1.2.3”，进入网页。

注意：当实验盒通过USB线与电脑连接时，实验盒会为电脑分配一个虚拟网卡设备，实验盒的IP地址会固定为“10.1.2.3”，可以通过“10.1.2.3”访问网页菜单。
打开的网页菜单如下图。

接下来，点击“网络设置”，寻找“连接 WiFi”，点击“扫描”寻找电脑连接的无线网，点选 WiFi 名称并输入密码，点击“连接”，等待连接成功。连接成功后，网页菜单会显示实验盒的IP地址。

用同样的方式完成另一个实验盒的网络连接，记录实验盒IP地址。
提示：快速查看实验盒的IP地址，可以长按实验盒Home键进入菜单，选择查看网络信息”选项。

step3：检查设备IP地址，确定设备接入同一局域网。
电脑无线局域网IP可以通过Powershell查看。在电脑桌面上单击右键同时按下shift,在弹出的菜单中选择在此处打开Powershell窗口。

然后在powershell窗口中输入ipconfig即可查看电脑无线局域网IP。

当实验盒无线连接IP和电脑无线局域网IP地址前面的网络部分（即以点分隔的前面三个数字）相同，则表示它们已经接入同一网段。此时，实验盒、电脑和无线路由器构成一个小型无线局域网，例如下图。

方法二：热点配置
当你在没有稳定的无线网络时，利用热点配置也是一种很方便的方式。
step1：按照下图操作，打开实验盒热点。
进入实验盒菜单界面，点击“开关无线热点模式”，进入应用界面；检查无线热点开启情况，如果显示“已禁用”，点击切换状态为“已启用”。

step2：将电脑接入实验盒热点。

step3：检查设备IP地址，确定设备接入同一局域网。
当实验盒无线热点IP和电脑无线局域网IP，前面的网络部分（即以点分隔的前面三个数字）相同，则表示它们已经接入同一网段。此时，实验盒和电脑构成一个小型无线局域网。
注意：实验盒开启热点时，无线热点IP固定为“192.168.123.1”。

配置完网络后，实验盒就可以通过有线（USB线连接）或无线方式连上Mind+。

4. 编写程序
现在我们来编写程序搭建项目，实现远程通知功能。
step1：分析框架，明确设备功能。
远程通知功能的实现包含输入、计算、输出模块，输入模块为门铃端负责采集门铃状态，发布主题消息；输出为用户端负责订阅主题消息，显示通知；而计算模块则是MQTT（SIoT）服务器，服务器可以在计算机上运行也可以直接运行在实验箱上，这里我们直接选择运行在实验箱上。