《智能家居系统集成与应用（双色）》（郭海礁） 教案 第3课 智能家居系统网络搭建

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课题第3课智能家居系统网络搭建课时2课时（90min）教学目标知识目标：掌握智能家居系统网络搭建技能目标：（1）具备对新知识、新技能的学习能力和创新能力（2）具备对物联网软硬件系统进行配置的能力态度目标：在学习上要勇于、乐于学习新知识，探索新技能，勇于创新教学重难点教学重点：智能家居系统网络搭建中路由器和网关的配置教学难点：路由器设置教学方法问答法、讨论法、讲授法、练习法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学设计第1节课：传授新知（25min）课堂实训（15min）第2节课：问题导入（5min）

传授新知（20min）

课堂实训（15min）

课堂小结（3min）

作业布置（2min）教学过程主要教学内容及步骤设计意图第一节课课前任务【教师】让学生查询平时手机连接WiFi的硬件设备是什么，它是如何让手机上网的，进而使学生了解什么是路由器，思考路由器如何配置【学生】按照要求完成课前任务通过课前任务，让学生了解本节课所讲的难点，路由器的配置考勤（2min）【教师】使用文旌课堂APP进行签到【学生】班干部报请假人员及原因培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况问题导入（3min）【教师】我们笔记本或者台式机电脑上网都会用到IP地址，让学生思考并回答以下问题：如何查看和配置电脑上的IP地址？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答，导入本节课内容：智能家居系统网络搭建通过提问，引入新课，激发学生学习兴趣传授新知（25min）【教师】讲解新知，介绍智能家居系统网络搭建中路由器、网关、IP协议等相关知识一、路由器路由器（Router）是连接两个或多个网络的硬件设备，在网络间起网关的作用，是读取每一个数据包中的地址，然后决定如何传送的专用智能性的网络设备。它能够理解不同的协议，如某个局域网使用的以太网协议、Internet使用的TCP/IP协议等。这样，路由器可以分析各种不同类型网络传来的数据包的目的地址，把非TCP/IP网络的地址转换成TCP/IP地址，或者反之；再根据选定的路由算法把各数据包按最佳路线传送到指定位置。所以路由器可以把非TCP/IP网络连接到Internet上。二、物联网网关物联网网关，是连接感知网络与传统通信网络的纽带。作为网关设备，物联网网关可以实现感知网络与通信网络，以及不同类型感知网络之间的协议转换，既可以实现广域互联，也可以实现局域互联。此外，物联网网关还需要具备设备管理功能，运营商通过物联网网关设备可以管理底层的各感知节点，了解各节点的相关信息，并实现远程控制。三、IP协议IP协议是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。在Internet中，它是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则，规定了计算机在Internet上进行通信时应当遵守的规则。任何厂家生产的计算机系统，只要遵守IP协议就能与Internet互连互通。……（详见教材）【课堂问答】【教师】随机邀请学生回答以下问题为什么IP协议又称“互联网协议”？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答IP协议实际上是一套由软件程序组成的协议软件，它把各种不同数据的基本单元统一转换成“IP数据报”格式，这种转换是Internet的一个最重要的特点，使各种计算机都能在Internet上实现互通，即具有“开放性”的特点。正是因为有了IP协议，Internet才得以迅速发展成为世界上最大的、开放的计算机通信网络。因此，IP协议又称“互联网协议”。四、命令提示符命令提示符是在操作系统中，提示进行命令输入的一种工作提示符。在不同的操作系统环境下，命令提示符各不相同。在Windows环境下，命令行程序为cmd.exe，是一个32位的命令行程序，Windows系统基于Windows上的命令解释程序，类似于微软的DOS操作系统。五、ping命令ping命令用于确定本地主机是否能与另一台主机成功交换（发送与接收）数据包，再根据返回的信息，就可以推断TCP/IP参数是否设置正确，以及运行是否正常、网络是否通畅等。ping命令可以进行以下操作。（1）通过将ICMP（Internet控制消息协议）回显数据包发送到计算机并侦听回显回复数据包来验证与一台或多台远程计算机的连接。（2）每个发送的数据包最多等待一秒。（3）打印已发送和接收的数据包数。【课堂问答】【教师】随机邀请学生回答以下问题通过ping命令的作用，思考ping成功就代表TCP/IP配置正确吗？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答ping成功并不一定就代表TCP/IP配置正确，有可能还要执行大量的本地主机与远程主机的数据包交换，才能确信TCP/IP配置的正确性。如果ping成功而网络仍无法使用，那么问题很可能出在网络系统的软件配置方面，ping成功只保证当前主机与目的主机间存在一条连通的物理路径。【学生】聆听、思考、理解、记录【教师】引入任务实施内容，讲解服务器IP设置和物联网网关设置服务器IP设置以Windows7系统为例，介绍设置服务器IP的具体操作。【多媒体】演示服务器IP设置步骤步骤1在服务器中右击任务栏中的网络图标，在弹出的快捷菜单中选择“打开网络和共享中心”选项，如图2-1所示（详见教材）。步骤2打开“网络和共享中心”窗口，选择“更改适配器设置”选项，如图2-2所示（详见教材）。步骤3打开“网络连接”窗口，右击“本地连接”，在弹出的快捷菜单中选择“属性”选项，如图2-3所示。（详见教材）。步骤4打开“本地连接属性”对话框，选择“Internet协议版本4（TCP/IPv4）”选项，然后单击“属性”按钮，如图2-4所示（详见教材）。步骤5打开“Internet协议版本4（TCP/IPv4）属性”对话框，按要求设置IP地址、子网掩码、默认网关、DNS服务器地址等信息，最后单击“确定”按钮保存设置，如图2-5所示。（详见教材）。物联网网关设置【师生互动】【教师】由学生演示操作请学生按照教材上的步骤，将网关通过网线与计算机相连。【学生】实操演练【教师】在学生操作的过程中监督、指导、纠错，然后讲解具体操作步骤设置物联网网关的操作步骤如下：【多媒体】学生按照教材演示网关设置步骤步骤1（详见教材）。步骤2将网线另一端插入计算机网络接口，如图2-7所示。（详见教材）。步骤3打开IE浏览器，在地址栏中输入“192.168.1.1”，按“Enter”键，打开网关配置界面，如图2-8所示（详见教材）。步骤4在网关配置界面中单击“配置网关参数”超链接，在打开的界面中设置物联网网关相关参数。由于本实训用的是16号操作台，这里把所有地址改为16段，即192.168.16.1（网关地址，后期的路由器LAN口地址）、192.168.16.3（本机Wi-Fi地址，即后期的物联网网关Wi-Fi地址）、192.168.16.10（服务器IP地址），如图2-9所示（详见教材）。【提示】步骤5完成配置后单击“返回主页”按钮，然后单击“重启”按钮，重启物联网网关，如图2-10所示（详见教材）。重启完成后，即完成网关配置。【学生】聆听、操作、观看、思考、理解、记录通过教师讲解、课堂问答和多媒体演示等方式，让学生认识路由器、网关实物。掌握路由器、网关、IP协议相关概念及在网络连接中起到的作用；在命令提示符中通过ping命令，推断TCP/IP参数是否设置正确的；服务器IP、网关的设置，以及二者的连接方法课堂实训（15min）【教师】组织学生完成以下任务请同学们在自己的实训电脑上配置服务器IP，完成服务器与网关的物理连接，并在服务器上配置网关。【学生】聆听、思考、小组讨论，汇总最常见问题【教师】总结学生汇总的问题，并评价各组的表现通过课堂实训，深入理解理论知识，增强学生动手能力，以及设备配置和使用能力第二节课问题导入（5min）【教师】让学生思考并回答以下问题产生WiFi信号的设备是什么？它有什么作用？应如何进行配置？【学生】聆听、思考、回答通过学生身边的事物，引出问题，培养学生发现问题、探索问题的能力传授新知（20min）【教师】总结学生的回答，讲解新知，介绍智能家居系统网络搭建中路由器的配置三、路由器设置【多媒体】展示“路由器各部位功能说明”图片（详见教材），并讲解，然后演示路由器的设置步骤步骤1将网线一端插入路由器的LAN接口（见图2-12），另一端插入计算机网络接口。图2-12将网线一端插入路由器的LAN口【课堂问答】【教师】随机邀请学生回答以下问题能不能将网络插入路由器的WAN口？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答WAN接口是作为外网接入接口使用，连接的是互联网，负责和外部沟通，一般连接的是电信或移动的网络；而LAN接口是作为局域网输出接口使用，连接的是内部网，负责内部之间的联系，一般连接家里的电脑、手机、监控等设备。我们是通过路由器来连接物联网各设备，故需要的是LAN口，切记不可连接WAN口。步骤2在服务器端设置对应IP地址、子网掩码、默认网关和DNS服务器地址，如图2-13所示（详见教材）。步骤3打开IE浏览器，在地址栏中输入“192.168.1.1”（不同路由器的登录方法不同，请参照说明书完成登录），按“Enter”键，打开路由器登录界面，如图2-14所示（详见教材）。步骤4在向导中按照要求设置登录密码（此项为登录界面密码，不是Wi-Fi密码）。步骤5单击“跳过向导”按钮，如图2-15所示（详见教材）。步骤6络名称和密码），如图2-16所示。图2-16配置网络参数步骤7设置网络参数后单击“保存”按钮，在打开的对话框中单击“确定”按钮，完成网络参数设置，如图2-17所示（详见教材）。步骤8单击“路由设置”超链接，在打开的界面中选择“LAN口设置”选项，如图2-18所示（详见教材）。步骤9将LAN口设置改为手动，并填入物联网网关中对应IP地址，如图2-19和图2-20所示（详见教材）。步骤10所示（详见教材）。步骤11开始配置IP地址，等待完成即可，如图2-22所示。步骤12将服务器的IP地址改为16段地址，如图2-23所示。图2-23设置服务器的IP地址【课堂问答】【教师】随机邀请学生回答以下问题步骤2中将服务器IP地址设置成了192.168.1.3，为什么在此处又设置成了192.168.16.10？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答步骤2中服务器IP地址设置成192.168.1.3，第三段为1，是为了与路由器内部配置需要访问的192.168.1.1在同一网段。而步骤12中将服务器IP地址设置成192.168.16.10，是为了与上节课的网关地址，以及本机WIFI地址在同一网段，实现网络互联。步骤13单击“开始”按钮，在打开的“开始”菜单中展开“所有程序”/“附件”选项，右击“命令提示符”选项，在弹出的快捷菜单中选择“以管理员身份运行”选项，如图2-24所示（详见教材）。步骤14打开命令窗口，输入“ping（空格）网关IP地址”，按“Enter”键，如图2-25所示（详见教材）。步骤15ping命令的运行结果若如图2-26所示（详见教材），则表示网络搭建成功。步骤16用同样的方法，ping本机Wi-Fi地址，如果运行结果如图2-27所示（详见教材），则表示网络搭建成功。【学生】聆听、操作、观看、思考、理解、记录通过课堂问答和多媒体演示等方式，让学生掌握如何配置路由器，以及如何验证路由器是否配置正确课堂实训（15min）【教师】组织学生完成以下任务按照路由器配置的操作步骤，完成路由器的配置，并根据步骤14，步骤16来验证，确保用ping命令，能够ping通网关地址和本机WIFI地址。【学生】聆听、思考、上机操作、完成任务【教师】根据学生的课堂表现在考核评价表（详见教材）中进行评价通过课堂实训，帮助学生掌握网络搭建中服务器、网关、路由器之间的关系和具体配置课堂小结（3min）【教师】简要总结本节课的要点本节课认识了服务器、路由器、网关，学习了路由器、网关、IP协议相关原理，命令提示符中ping命令的使用，详细讲解了服务器IP地址设置、路由器的配置、路由的配置，包括路由器、服务器、路由的连接，通过服务器访问路由器和路由配置界面进行配置等，最后通过ping命令，验证网关和本机