资源简介

2.4 基于物联网的信息系统
一、教材分析
本节内容是新教材教科版，必修2信息系统与社会的第2单元第课时的内容，
本课主要是通过例子讲解和观看视频等来理解物联网的定义、在现实生活中的应
用，实现智能化的相关技术，其中传感器技术和 RFID 标签技术是重点介绍。
二、对象分析
高一年级学生，他们思维活跃，具有一定的自主学习和归纳总结的能力，大
部分学生对编写程序，解决实际问题有非常浓厚的兴趣。他们已经学习过一个学
期的高一课程，对数据与 Python 语法已经有一定的理解，也会用 Python 编写一
些程序。也知道信息系统系统的组成与功能等，也使用过智能化设备，但对于设
备使用的技术没有归纳与分析。缺乏系统的认知，这节课是对信息系统集成的继
续学习。
三、教学目标
1、知道信息系统与外部世界连接的方式。
2、体验带有传感器的信息系统，了解常见的传感与控制机制。
3、体验有射频识别功能的设备，认识射频识别对信息系统的作用。
4、了解物联网在信息社会中的应用，知道物联网的重要作用。
四、教学重难点
重点：知道信息系统与外部世界连接的方式。
难点：常见的传感与控制机制。
五、教学过程
教学过程 教师活动 学生活动 设计意图
（一）上节课内容知识回顾
无线网络的相关概念，组建
无线局域网的硬件设备及
同 学 生 们
其功能。 复习旧知。
听，回忆
无线路由器等常见设
备的安装及设置方法。
无线网络的优缺点，合
引入 理使用无线局域网以及如
何增强信息安全意识等内
容
（二）本节课学习目标
直接展示目
1、知道信息系统与外 标，学生会更加
学生了解学
部世界连接的方式。 清楚本节课的学
习目的 学习更
2、体验带有传感器的 习任务。
有方向
信息系统，了解常见的传感
与控制机制。
3、体验有射频识别功
能的设备，认识射频识别对
信息系统的作用。
4、了解物联网在信息
社会中的应用，知道物联网
的重要作用。
（一）案例导入
物联网时代的一些场 通过介绍物
景： 联网时代的一些
场景，让学生对
当司机出现操作失误
物联网有初步的
时，汽车会自动报警。
认识。并进一步
公文包会提醒主人
认真听讲， 对定义的容易理
忘带了什么东西。
做笔记 解
讲授新知 衣服会“告诉”洗衣
（一 ） 机对颜色和水温的要求。
当货车装载超重时，
物联网相关 货车会自动提醒：超载了。
定义 、体系 并且超载多少。如果空
结构模型、相 间还有剩余，货车会告诉你
关技术 轻重货物该如何搭配。
（二）物联网定义
通过二维码识读设备、
射频识别装置、红外线感应
器、全球定位系统和激光扫
描器等信息传感设备，按约 通过讲解学
定的协议，将任何物品与互 生进一步认识了
联网相连接，进行信息交换 物联网体系结构
和通信，以实现智能化识 构成
别、定位、跟踪、监控和管
理的一种网络。
（三）物联网体系结构模
型：
物联网体系结构模型
包括：感知层、网络层、应
用层、支持物联网的共性技
术。
其中感知层是物联网
的基础，是物理世界与虚拟
信息世界的联系纽带。利用
信息传感装置自动采集到
与物品相关的信息，并传送
到上位端，完成传输，到互
联网前的准备工作。 学生认真听
讲，记笔记，掌
在这里，各种传感器，
握物联网体系结
RFID 标签与读写设备、智能
构四个模型及理
手机、家电、GPS、测控设
解不同层次的功
备和各类智能机器人等都
能
发挥了重要作用。
中间是网络层。也称为
是传输层，通过各种电信网
络与互联网的融合，将物体
的信息实时准确地传递出
去。
再上层是应用层。它包
含行业应用层和管理服务
层。把感知层得到的信息进
行处理，实现智能化识别、
学生认真听讲
定位、跟踪、监控和管理等
实际应用。这也是物联网价
值最终体现。 理解 让学生知道
实现物联网的智
最后是支持物联网的 知道
能化，需要一些
共性技术。包括：信息安全、
关键性技术。
网络管理、对象名称解析服
务和服务质量。 相关技术涉
及的比较多，学
（四）物联网应用的相关技
生需要进一步加
术
深理解。
（1）传感器技术
（2）RFID 标签技术
（3）嵌入式系统技术
（4）移动通信技术
（5）计算机网络技术
（6）智能数据处理技术
（7）智能控制技术
（8）位置服务技术
（9）云计算技术
（10）信息安全技术
（一） 什么是传感器技术
呢？
讲授新知
通过进出自动开关门例子
（二 ）
现实生活中的自动门，是有
好几种情况的。
比如：有些自动门，无论什
么东西靠近时，门都会自动
打开。 认真
而有些自动门则只能感应到 听讲 通过学生生
人时，它才会自动打开。而 活例子，学生体
如果它感应到是其他物品的 验过，也容易理
话，则门是一直是不开的。 解和区分，再学
生自主学习和分
还有，有些自动门当人靠近
析后，通过教师
而没有走过去时，门是一直
再进行讲解和总
开着的，而有些自动门，不
结，学生对传感
管人有没有走进去，等一会
器将更好的理解
它都会自动关上。
为什么会有这些差异呢？
这是由于自动门安装了不同
传感器定义、 的传感器，感受的物理量不
同，就会起不一样的效果。
功能、种类和
应用 比如：有些自动门安装的是
雷达传感器，它会发出微波
信号，如果物体反射了微波
信号，就能够被雷达感知，
从而控制电路打开门，这样
的自动门通常是无法区分反
射电磁波的物体，所以不管
是什么东西靠近，门都会自
动打开。
而有些自动门安装的是红外
线感应器，它可以感受物体
发生的红外线，从而打开门。
而低温物体，如柜子，发生
的红外线很弱，所以门就不
会开，如果人一直站在那，
认真听课，
门一直可以探测到红外线，
做笔记，分析、
于是门就一直不关闭。
思考、理解和记
把传感器的功能
那究竟什么是传感器呢？ 忆。
跟人的感觉器官
传感器是一种检测装置，能 对应起来，容易
感受到被测量的信息，并能 理解和掌握
将感受到的信息按一定规律
转换为电信号或其他所需形
式，以满足信息的传输、处
理、存储、显示、记录和控
制等要求。
学生知道有
（二）传感器的功能 哪些种类即可
传感器的功能与人类五大感
觉器官的功能大致对应如
下：
（1）光敏传感器——视觉；
（2）声敏传感器——听觉；
（3）气敏传感器——嗅觉；
（4）化学传感器——味觉；
（5）压敏传感器、热敏传感
器——触觉。
（三）传感器的种类 通过生活例
常见的传感器有湿度传感 子，对传感器类型
器、温度传感器、声音传感 和功能有了更好
器、红外线传感器、光敏传 的理解
感器、位移传感器、形变传
感器、重力、压力传感器、
加速度传感器、电阻型传感
器、电容式传感器、屏幕传
感器、超声波测距传感器
等。
任务一：探讨包含传感器的
信息系统
活动一：生活中使用的传感
器
（1）电饭锅、测温仪中用
到了什么传感器？
温度传感器
（2）光电鼠标中用到了什
么传感器？
是光敏传感器。
（3）火灾报警器中用到了
什么传感器？
烟感传感器 温度传感
器和光敏传感器
（四）智能传感器智能传感
器
听讲 理解即可
可以模拟人的感官和大脑的
理解
协调动作，它是一类具有信
息处理功能的传感器。智能
传感器带有微处理机，具有
采集、处理、交换信息的能
探究生活中常用
力，是传感器集成化与微处
的 传 感 器 有 哪
理机相结合的产物。
些，分组调查并
（五）现代信息系统离 探讨以下传感器
不开传感器 的功能。
传感器的存在让人们能
涉足到许多未知领域
听取，思考。
如：深海领域 、太空领 让学生懂
域 、冶炼领域等 得：就是因为有
在基础研究中，传感 了这些先进高科
器具有更为突出的地位。对 技产品和技术，
如超高温、超低温、超高压、 观看视频 从为判断赛事是
超高真空、超强磁场、超弱 否能够顺利进
磁场等各种极端技术的研 理解 行，和确保竞赛
究，没有相适应的传感器是 的公平性，从而
思考
不可能的。 提供有力的保
障。
传感器早已渗透到诸
如工业生产、宇宙开发、海
洋探测、环境保护、资源调
查、医学诊断、生物工程、
文物保护等极其广泛的领
域。可以说，从茫茫太空到
浩瀚海洋，几乎每一个现代
化的项目都离不开传感器。
（六）欣赏一段视频
2022 年北京冬奥会，先进设
备的使用，哪些传感器发挥
了重大作用，从而为赛事提
供有力的保障
“秒级”风监测：超声风传
感器。
雪温雪状观测仪：红外
测温，激光测距、智能图像
等多种先进高精度的传感
器。
思考一个问题：
听讲
在图书馆出口处，是如何感
做笔记
应到你所持图书是否已经借
理解
阅呢？ 出于成本原因，我们
讲授新知 又不可能在每本书上放置一
（三） 个传感器。
是在每本书上贴 RFID 电子
标签，可以通过 RFID 阅读器 通过现实例子，
读取标签信息，在数据库中 让学生对RFID技
RFID 标签
可以查看借阅情况以及位 术的理解
技术、价格 置，如未借阅，通过门禁时
则发出警报。
应用
（一）RFID 标签技术的定义
RFID（射频识别）又称无线
射频识别，是一种通信技术，
可通过无线电信号识别特定
目标并读写相关数据，而识
别系统与特定目标之间无须
建立机械或光学接触。
一套完整的 RFID 系统，是由
阅读器、电子标签及应用软
件系统三部分组成的。
（二）RFID 标签的价格
理解
根据不同功能和材质价格相
差甚大从几角到十几元均
有。
（三）图书馆使用 RFID 技
术，为提供强大的功能：
如：有自主借还书系统、查
询系统、分捡系统、手持盘
点系统、安全门禁系统和监
控系统等
（三）RFID 标签的应用
目前 RFID 技术应用很广，如
图书馆、仓储管理、门禁系
统、食品安全溯源，病患监
测、居民小区安防系统、近
距离通信与工业控制领域，
物流领域、铁路运输识别与
管理，以及高速公路的不停
车电子收费（ETC）系统等。
无人驾驶汽车是物联网的产
物。无人驾驶汽车通过激光
讲授新知 测距仪、摄像头、资料库、
（四） 雷达、车载传感器等设备来
感知车辆周围环境，获得各 知道无人驾
认真听讲
种信息后，控制车辆的转向 驶汽车的工作原
物联网离不 理解
和速度，从而使车辆能够安 理
开控制技术
全、可靠地在道路上行驶。
无人驾驶汽车能够较好地减
少因人为失误而导致的事
故。
讲授新知 物联网推动大数据的
（五） 发展
知道大数据
（1）物联网产生大数据，大 理解
与物联网的关系
大数据与物 数据助力物联网
联网的关系 （2）物联网技术推进了大数
据相关技术的发展
知道物联网
智能家居、智能交通、智能 在现实社会的一
医疗、智能电网、智能物流、 些应用
农业物联网、智能电力、智 知道
讲授新知 能安防、智能汽车、智能建
（六） 筑、智能水务、智能商业、
智能工业……
物联网 让学生感受
到，随着信息技
应用领域
术的不断发展，
通过一段视频（智能沙井盖）
物联网的应用已
来感受下物联网在我们现实 观看
经渗入到我们生
生活中的应用
活的方方面面，
在未来，人们的
衣食住行等将会
变的更加智能。
（选择题）下列关于物联
网的说法正确的是( )
A.物联网就是物品与
计算机相连的网络
B.物联网是在互联网
基础上延伸和扩展的网络
C.物联网只能收集信
（七）知识巩 思考 对知识的回
息,不具有智能处理和控制
固 做题 顾 和应用
的功能
练一练
D.物联网是完全独立
于互联网的全新网络
（选择题）国际电信联盟
(ITU)提出了物联网的三层
架构模型，下列不属于物联
网体系结构模型的是( )
A.应用层 B.网络层
C.感知层 D.物理层
（选择题）城市道路的十字
路口采用电子警察摄像的方
式监管车辆闯红灯的现象，
首先要进行的是（ ）
A.信息处理 B.信
息采集
C.信息加工 D.信
息储存
（判断题）智慧城市中某个
下水井盖松了，在城市系统
端会立即发出维修提示和报
警，这里主要运用了通信技
术。（ ）
1.信息系统与外部世界连接
方式。
2.物联网在信息社会中的应
用以及重要作用。 对本节课知
（八）
识和概念的梳
3.传感器的信息系统，常见 认 真 听 课
课堂 理，实现知识系
的传感与控制机制。 做笔记
统化；并加深记
小结
4.射频识别功能的设备，以
忆
及对信息系统的作用。
六、教学反思
整节课的设计还是比较合理的，通过联系生活的一些例子讲解和播放相关视
频，学生感兴趣也容易理解。

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