在标准化的网络通信参考模型中，OSI模型将通信过程划分为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层七层。物联网（IoT）在实践中常对这一定义进行适当简化与重组，以适应资源受限设备的特点与工程实现的需要。典型的物联网分层模型中，“网络接口层”（或称接入层）通常整合了OSI的物理层与数据链路层功能，负责通过具体的物理媒介完成比特/帧的发送、接收与初步的链路管理（如帧封装、差错检测和链路建立/维护等）。

以Arduino等微控制器平台为例，其引脚提供了直接与外部电路交互的物理通道：数字引脚用于输出或读取高/低电平信号，模拟引脚用于采样模拟电压值或提供模拟输出（PWM），这类引脚的主要作用是实现物理层的信号收发与电平转换。然而，真正的数据链路层功能（如帧结构、链路重传、地址解析等）通常由外部模块（例如以太网或WiFi模块）、驱动程序或协议栈来承担。换言之，Arduino引脚负责把抽象的数据转换为电气信号并传输，而链路层的协议逻辑则可能分布在硬件模块与软件中。理解这一点，有助于学生在搭建与调试电路时更清晰地区分“物理信号”与“协议逻辑”的职责，从而由浅入深地掌握系统设计要点。

在教学实践中，学生常通过实际项目来巩固这些概念。例如，利用Arduino控制LED灯的实验，既能演示数字引脚输出高低电平以点亮或熄灭LED（物理层行为），又能让学生编写代码实现基于时间或外部条件的控制逻辑（更接近应用层或控制逻辑）。在更复杂的场景中，学生可能为Arduino添加无线通信模块（如ESP8266/ESP32、LoRa或Zigbee模块），理解模块之间如何通过串口、SPI或I2C进行数据交换，并观察何时需要在链路层加入校验、重发或帧边界标识等机制。

在应用层，物联网的通信协议选择往往不同于传统互联网的HTTP。MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输）是物联网中广泛采用的一种轻量级、基于发布—订阅模式的传输协议，专为带宽受限、延迟敏感或不稳定网络设计。MQTT通过将消息发布到主题并由中间的代理（Broker）负责分发，减少了设备端的复杂性与带宽占用，适用于传感器数据上报、远程控制与事件触发等场景。例如，在安防系统中，摄像头或传感器检测到入侵或异常时可以通过MQTT将警报消息发布到对应主题，监控平台或移动端订阅该主题以实时接收预警并触发后续处理逻辑（如录像、推送通知或联动报警）。

综合来看，理解物联网中“网络接口层”与“应用层”的角色与边界，有助于学生在软硬件协同设计中做出更合理的选择：在硬件层面关注电气接口、信号完整性与采样精度，在链路层关注帧结构与可靠性机制，在应用层则关注通信模型、消息格式与安全策略。教学应通过循序渐进的实验链——从单片机引脚的基本输入/输出、电平与采样概念，到外设模块的协议交互，再到基于MQTT或其他轻量协议的端到端应用——让学生既能掌握底层实现细节，又能理解上层协议如何优化物联网场景中的通信效率与可靠性。这样，学生在面对实际物联网工程问题时，既能动手搭建与调试电路，又能从系统层面设计稳健且高效的通信方案。