资源简介

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《3.2标识与定位技术》教学设计
教学内容分析
本节课是2022年电子工业出版社出版的八年级上册第三单元第2课。本节课分为三个活动：“体验条形码识别技术”“认识 RFID 标识技术”“认识定位技术”三部分内容组成。学生通过小组合作探究学习逐步掌握本节课的知识点，具备一定的小组合作能力、探究能力、创新能力等，提升信息社会责任，综合提升信息素养。
教学目标及核心素养指向
1、认识并体验条形码识别技术（信息意识、计算思维） 2、认识 RFID 标识技术（信息意识、计算思维、数字化学习与创新） 3、对智能手环的标识与定位技术进行分析，描述它实现的功能与应用场景（信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任）
教学重难点
教学重点： 1、认识并体验条形码识别技术 2、认识 RFID 标识技术 3、认识定位技术 设计原因：了解生活中的标识与定位技术是本节课的主要内容，知识点的渗透需要作为重点内容。 教学难点： 对智能手环的标识与定位技术进行分析，描述它实现的功能与应用场景 设计原因：能实现对智能手环的标识与定位技术进行分析在操作上对学生来说比较困难，所以此部分对学生来说难度较高，应作为难点内容。
教学过程
1、情境导入（3分钟）
教师活动 学生活动
情境引入：马宁发现爸爸的智能手环功能很强大。在超市付款时，爸爸用智能手环显示支付二维码，售货员只要用扫码枪轻轻一扫，就完成了交易。 爸爸在单位还可以用智能手环开门，只要将智能手环靠近门禁刷卡的感应区，“滴”的一声，门就会打开。有一次，爸爸的智能手环找不到了。他用与智能手环绑定的App 查找到手环的位置，顺利地把它找了回来。 对于这些，马宁感觉很好奇，智能手环的这些功能是如何实现的呢 随着物联网技术在商品流通、物流管理、智能控制、实时监测和控制等领域的广泛应用，标识与定位技术的使用也越来越广泛。常见的标识与定位技术有条形码标识、RFID射频标识、GPS定位等。 学生听教师引导生活中的案例,学生讨论，回答提问
设计意图： 激发学生对传感器与定位技术的学习兴趣并快速进入学习状态。
2、新知讲授（35分钟）
教师活动 学生活动
活动1：体验条形码识别技术 知识讲解 条形码识别技术是为解决数据录入问题而产生的，它是比较“古老”的自动识别技术。条形码是由一组规则排列的条、空，以及对应的字符组成的标记。 当使用专门的条形码识别设备(如条形码扫描器,也称为扫码枪)扫描这些条形码时，条形码中包含的信息就转化为计算机可识别的数据。 如图3.2.1所示的一维条形码，能承载信息量约几十位二进制的数据;二维码更复杂，可以承载更大的信息量。 1.一维条形码 人们通常将“一维条形码”简称为“条码”。将条码转化为相应的信息，需要经过扫描和译码两个步骤。当条形码扫描器发出的光经过条码反射后白色条纹反射可见光，黑色条纹则不反射可见光，由此识别出信号“0”和“1”，然后根据对应的编码规则即可将条码翻译(转化)为相应的数字与字符信息。 条码可以用来标识物品的生产国、制造厂家、名称、生产日期和类别等多种信息，因而在产品制造、商品流通、邮政管理、图书管理等许多领域都得到了广泛的应用。如图 3.2.2 所示的条码包含了前缀码、厂商识别代码、产品项目代码与校验码等信息。 2.二维条形码 二维条形码又简称为“二维码”。随着条形码技术应用领域的扩大，对条形码技术的需求层次也在不断提高，人们希望条形码能够在较小的面积上承载更多的信息，于是二维码就应运而生了。由于二维码在一个正方形的横向和纵向上都能表示信息，所以与条码比较，二维码所承载的信息量和信息密度都提高了许多倍，二维码可用来表示图像、文字、甚至声音。二维码的出现，使条形码技术从简单地标识物品转化为描述物品，它的功能发生了质的变化，条形码技术的应用领域也随之大大扩展。 活动2：认识 RFID 标识技术 知识讲解 RFID也称为射频识别，它通过阅读器与标签之间的数据通信，达到识别目标的目的。RFID的应用非常广泛，典型应用有门禁管制、停车场管制、物流过程中的货物追踪，以及我国的第二代身份证、学生证等其他各种电子证件的识别等。 一些智能手环中也使用了RFID标识技术。门禁卡、公交卡、门票及校园餐卡等的功能，都可以使用内嵌RFID的智能手环来实现，如图3.2.3所示。 我们可以用智能开发板结合RFID传感器、RGB灯来模拟智能手环刷卡开门的功能(用灯的颜色变化来模拟门的开关)。 1.连接智能开发板与 RFID 阅读器 将RFID阅读器(简称为阅读器)连接到智能开发板的拓展板接口上，如图3.2.4所示。当阅读器读取到RFID射频卡的信息时,就会通过连接线把信息传送至智能开发板，智能开发板内置了CPU芯片，会对数据进行计算与处理。 2.扫描 RFID 射频卡，获取卡号信息 打开编程软件，在“扩展-添加”项中选择“传感器”子项，在界面右侧找到“RFID”模块并加载。编写扫描RFID射频卡的程序，如图3.2.5所示。最后将程序刷入智能开发板中，将RFID射频卡靠近RFID感应区，观察控制台是否显示卡号信息，如图3.2.6所示。 3.设计“模拟用 RFID 射频卡开门”的程序 编写循环结构的程序，实现以下功能:亮起红灯，表示门处于关闭状态，让智能开发板的阅读器进行扫描，如果扫描到RFID射频卡，就判断RFID 射频卡上的序列号与规定的号码是否相符。如果相符，就亮起绿灯，表示门处于开启状态，程序如图3.2.7所示 使用 RFID 技术的电子标签 采用 RFID 技术的标签，被称为电子标签。电子标签附着在被识别物体上，用存储器存储与物体相关的信息。运用射频识别技术可以在非接触状态下读写存储器上的信息。在物联网中，电子标签如同物体的“身份证”。生活中很多门禁系统都用到了 RFID技术，如图 3.2.8所示为 RFID 门禁系统的工作原理示意图。 活动3：认识定位技术 知识讲解 在物联网应用中实现定位的方式有两种:标识定位与GPS定位。 标识定位通过感应不同位置的标识来实现位置追踪。例如，在游乐场:游客带上如图3.2.9所示的RFID手环,就可让检票设备获取游客的购票信息。在游客刷手环的过程中，管理员通过后台系统即可获得游客的位置信息，以便关注游客的安全。 条形码的标识与定位技术也广泛应用于商品信息的录入与商品的搜寻、物流的追踪等， 全球定位系统(Global Positioning System,GPS)即卫星导航定位系统。该系统常用于物体的实时追踪，用户可以在全球范围内实现全天候、连续、实时的三维导航定位。例如，将智能手环与智能终端连接后，可以在智能终端通过GPS定位来确定智能手环的具体位置。 在物联网应用中实现定位的方式有两种:标识定位与GPS定位。 标识定位通过感应不同位置的标识来实现位置追踪。例如，在游乐场:游客带上如图3.2.9所示的RFID手环,就可让检票设备获取游客的购票信息。在游客刷手环的过程中，管理员通过后台系统即可获得游客的位置信息，以便关注游客的安全。 以射频识别技术为代表的多种物联网技术不断进入智能城市管理系统，市街道井盖的数字化管理就是一个例子。井盖装备射频识别模块变身为智能井盖(见图3.2.11)后，可以用来实时监控井盖状态、井盖所有权单位、井盖位置等信息 射频识别电子车牌克服了现有交通信息收集技术的瓶颈，可以用来对车辆交通信息进行分类和准确收集，从而实现对车辆的精准管理。电子车牌可用于交通管理、环境限制、道路规划、汽车ETC支付等(见图3.2.12)，极大地解决了城市交通管理的困境。 标识与定位技术在医疗中也被广泛应用。例如，可以通过条形码手环识别患者身份信息(见图3.2.13);通过条形码进行医疗废物追踪管理，防止病毒感染扩散;对药品进行追踪管理，阻止假药流通与泛滥。 学生通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务 活动1：体验条形码识别技术 实践探究 请同学们使用条形码识别设备,扫描身边物品的一维条形码或二维码。说一说，扫描后分别获得了哪些信息。 活动2：认识 RFID 标识技术 将“模拟用 RFID 射频卡开门”的程序刷入智能开发板，并用RFID射频卡进行测试。说一说什么样的RFID射频卡能够开门。 活动3：认识定位技术 项目活动 现实生活中还有许多地方应用了定位技术，请同学们根据自己的生活经验，结合信息查询技术，探寻定位技术的应用。 活动内容 RFID 智能手环的定位 各小组根据本节课所学的内容，查询RFID智能手环的相关资料，对智能手环的标识与定位技术进行分析，描述它实现的功能与应用场景。 2.修改“模拟用RFID射频卡开门”的程序设计，使用包含“或”的逻辑指令，实现用两张RFID射频卡都能开门的功能。
设计意图: 培养学生独立思考的能力，提高核心素养。
3、课堂小结（7分钟）
教师活动 学生活动
总结本课内容： 活动1：体验条形码识别技术 活动2：认识 RFID 标识技术 活动3：认识定位技术 学生一同回答并梳理知识
设计意图： 帮助学生梳理本节课知识，加深学生对知识的理解。
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21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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情境导入：
本单元项目式 主题：分析智能手环的关键技术
马宁发现爸爸的智能手环功能很强大。在超市付款时，爸爸用智能手环显示支付二维码，售货员只要用扫码枪轻轻一扫，就完成了交易。
爸爸在单位还可以用智能手环开门，只要将智能手环靠近门禁刷卡的感应区，“滴”的一声，门就会打开。有一次，爸爸的智能手环找不到了。他用与智能手环绑定的App 查找到手环的位置，顺利地把它找了回来。
对于这些，马宁感觉很好奇，智能手环的这些功能是如何实现的呢
情境导入：
本单元项目式 主题：分析智能手环的关键技术
随着物联网技术在商品流通、物流管理、智能控制、实时监测和控制等领域的广泛应用，标识与定位技术的使用也越来越广泛。常见的标识与定位技术有条形码标识、RFID射频标识、GPS定位等
《3.2标识与定位技术》
2023年电子工业出版社 八年级上册
-第3单元 物联网的关键技术 -
珠珠老师
信息科技 课件
2022新版课标内容
1
活动1：体验条形码识别技术
2
活动2：认识 RFID 标识技术
3
活动3：认识定位技术
《目录》
信息科技
01
体验条形码识别技术
活动1
01.知识点讲解
条形码识别技术是为解决数据录入问题而产生的，它是比较“古老”的自动识别技术。条形码是由一组规则排列的条、空，以及对应的字符组成的标记。
当使用专门的条形码识别设备(如条形码扫描器,也称为扫码枪)扫描这些条形码时，条形码中包含的信息就转化为计算机可识别的数据。
如图3.2.1所示的一维条形码，能承载信息量约几十位二进制的数据;二维码更复杂，可以承载更大的信息量。
活动1：体验条形码识别技术
01
01.知识点讲解
活动1：体验条形码识别技术
01
请同学们使用条形码识别设备,扫描身边物品的一维条形码或二维码。
说一说，扫描后分别获得了哪些信息。
实践探究
01.知识点讲解
活动1：体验条形码识别技术
01
知识点
1.一维条形码
人们通常将“一维条形码”简称为“条码”。将条码转化为相应的信息，需要经过扫描和译码两个步骤。当条形码扫描器发出的光经过条码反射后白色条纹反射可见光，黑色条纹则不反射可见光，由此识别出信号“0”和“1”，然后根据对应的编码规则即可将条码翻译(转化)为相应的数字与字符信息。
01.知识点讲解
活动1：体验条形码识别技术
01
知识点
条码可以用来标识物品的生产国、制造厂家、名称、生产日期和类别等多种信息，因而在产品制造、商品流通、邮政管理、图书管理等许多领域都得到了广泛的应用。如图 3.2.2 所示的条码包含了前缀码、厂商识别代码、产品项目代码与校验码等信息。
01.知识点讲解
活动1：体验条形码识别技术
01
知识点
2.二维条形码
二维条形码又简称为“二维码”。随着条形码技术应用领域的扩大，对条形码技术的需求层次也在不断提高，人们希望条形码能够在较小的面积上承载更多的信息，于是二维码就应运而生了。由于二维码在一个正方形的横向和纵向上都能表示信息，所以与条码比较，二维码所承载的信息量和信息密度都提高了许多倍，二维码可用来表示图像、文字、甚至声音。二维码的出现，使条形码技术从简单地标识物品转化为描述物品，它的功能发生了质的变化，条形码技术的应用领域也随之大大扩展。
02
认识 RFID 标识技术
活动2
01.知识点讲解
RFID也称为射频识别，它通过阅读器与标签之间的数据通信，达到识别目标的目的。RFID的应用非常广泛，典型应用有门禁管制、停车场管制、物流过程中的货物追踪，以及我国的第二代身份证、学生证等其他各种电子证件的识别等。
活动2：认识 RFID 标识技术
02
01.知识点讲解
一些智能手环中也使用了RFID标识技术。门禁卡、公交卡、门票及校园餐卡等的功能，都可以使用内嵌RFID的智能手环来实现，如图3.2.3所示。
活动2：认识 RFID 标识技术
02
我们可以用智能开发板结合RFID传感器、RGB灯来模拟智能手环刷卡开门的功能(用灯的颜色变化来模拟门的开关)。
01.知识点讲解
1.连接智能开发板与 RFID 阅读器
将RFID阅读器(简称为阅读器)连接到智能开发板的拓展板接口上，如图3.2.4所示。当阅读器读取到RFID射频卡的信息时,就会通过连接线把信息传送至智能开发板，智能开发板内置了CPU芯片，会对数据进行计算与处理。
活动2：认识 RFID 标识技术
02
01.知识点讲解
2.扫描 RFID 射频卡，获取卡号信息
打开编程软件，在“扩展-添加”项中选择“传感器”子项，在界面右侧找到“RFID”模块并加载。编写扫描RFID射频卡的程序，如图3.2.5所示。最后将程序刷入智能开发板中，将RFID射频卡靠近RFID感应区，观察控制台是否显示卡号信息，如图3.2.6所示。
活动2：认识 RFID 标识技术
02
01.知识点讲解
活动2：认识 RFID 标识技术
02
3.设计“模拟用 RFID 射频卡开门”的程序
编写循环结构的程序，实现以下功能:亮起红灯，表示门处于关闭状态，让智能开发板的阅读器进行扫描，如果扫描到RFID射频卡，就判断RFID 射频卡上的序列号与规定的号码是否相符。如果相符，就亮起绿灯，表示门处于开启状态，程序如图3.2.7所示
01.知识点讲解
活动2：认识 RFID 标识技术
01
将“模拟用 RFID 射频卡开门”的程序刷入智能开发板，并用RFID射频卡进行测试。说一说什么样的RFID射频卡能够开门。
实践探究
传感器名称 功能 应用场景
01.知识点讲解
活动2：认识 RFID 标识技术
02
使用 RFID 技术的电子标签
采用 RFID 技术的标签，被称为电子标签。电子标签附着在被识别物体上，用存储器存储与物体相关的信息。运用射频识别技术可以在非接触状态下读写存储器上的信息。在物联网中，电子标签如同物体的“身份证”。生活中很多门禁系统都用到了 RFID技术，如图 3.2.8所示为 RFID 门禁系统的工作原理示意图。
03
认识定位技术
活动3
01.知识点讲解
活动3：认识定位技术
03
在物联网应用中实现定位的方式有两种:标识定位与GPS定位。
标识定位通过感应不同位置的标识来实现位置追踪。例如，在游乐场:游客带上如图3.2.9所示的RFID手环,就可让检票设备获取游客的购票信息。在游客刷手环的过程中，管理员通过后台系统即可获得游客的位置信息，以便关注游客的安全。
01.知识点讲解
活动3：认识定位技术
03
条形码的标识与定位技术也广泛应用于商品信息的录入与商品的搜寻、物流的追踪等，
全球定位系统(Global Positioning System,GPS)即卫星导航定位系统。该系统常用于物体的实时追踪，用户可以在全球范围内实现全天候、连续、实时的三维导航定位。例如，将智能手环与智能终端连接后，可以在智能终端通过GPS定位来确定智能手环的具体位置。
01.知识点讲解
活动3：认识定位技术
03
在物联网应用中实现定位的方式有两种:标识定位与GPS定位。
标识定位通过感应不同位置的标识来实现位置追踪。例如，在游乐场:游客带上如图3.2.9所示的RFID手环,就可让检票设备获取游客的购票信息。在游客刷手环的过程中，管理员通过后台系统即可获得游客的位置信息，以便关注游客的安全。
01.知识点讲解
活动3：认识定位技术
03
以射频识别技术为代表的多种物联网技术不断进入智能城市管理系统，市街道井盖的数字化管理就是一个例子。井盖装备射频识别模块变身为智能井盖(见图3.2.11)后，可以用来实时监控井盖状态、井盖所有权单位、井盖位置等信息
知识点
01.知识点讲解
活动3：认识定位技术
03
射频识别电子车牌克服了现有交通信息收集技术的瓶颈，可以用来对车辆交通信息进行分类和准确收集，从而实现对车辆的精准管理。电子车牌可用于交通管理、环境限制、道路规划、汽车ETC支付等(见图3.2.12)，极大地解决了城市交通管理的困境。
知识点
01.知识点讲解
活动3：认识定位技术
03
标识与定位技术在医疗中也被广泛应用。例如，可以通过条形码手环识别患者身份信息(见图3.2.13);通过条形码进行医疗废物追踪管理，防止病毒感染扩散;对药品进行追踪管理，阻止假药流通与泛滥。
知识点
01.知识点讲解
活动3：认识定位技术
01
现实生活中还有许多地方应用了定位技术，请同学们根据自己的生活经验，结合信息查询技术，探寻定位技术的应用。
实践探究
01.知识点讲解
项目实施
本单元项目式 主题：分析智能手环的定位技术
RFID 智能手环的定位
1.各小组根据本节课所学的内容，查询RFID智能手环的相关资料，对智能手环的标识与定位技术进行分析，描述它实现的功能与应用场景，
活动内容
RFID智能手环实现的功能 应用场景
01.知识点讲解
项目实施
本单元项目式 主题：分析智能手环的定位技术
2.修改“模拟用RFID射频卡开门”的程序设计，使用包含“或”的逻辑指令，实现用两张RFID射频卡都能开门的功能。
活动内容
《总结》
信息科技
1
活动1：体验条形码识别技术
2
活动2：认识 RFID 标识技术
3
活动3：认识定位技术
《感谢观看》
- Thank for Viewing -
珠珠老师
2023年电子工业出版社 八年级上册(共1张PPT)
学习单
1
活动1：体验条形码识别技术
班级：8年__班
组别：______
2
活动2：认识 RFID 标识技术
3
活动3：认识定位技术
实践探究
思考与讨论
思考与讨论
请同学们使用条形码识别设备,扫描身边物品的一维条形码或二维码。说一说，扫描后分别获得了哪些信息。
将“模拟用 RFID 射频卡开门”的程序刷入智能开发板，并用RFID射频卡进行测试。说一说什么样的RFID射频卡能够开门。
1.各小组根据本节课所学的内容，查询RFID智能手环的相关资料，对智能手环的标识与定位技术进行分析，描述它实现的功能与应用场景，中小学教育资源及组卷应用平台
《3.2标识与定位技术》作业设计
作业分析
作业类型 R基础型作业 R探究型作业 实践型作业 跨学科综合作业
作业类别 R课时作业 单元作业 学期作业
应用场景 课前预习 R课中练习 课后作业
作业对象 R全体学生作业 学生根据情况可选作业
设计思路 通过比较、综合、拓展，巩固本节课知识点，举一反三，让学生自主探究，掌握新知，沟通交流，提升协作能力。
作业内容
【难度等级：★★】 1.物联网应用中常见的定位技术有___________________________________ 【难度等级：★★】 标识定位与GPS定位的区别是什么？ 【难度等级：★★★★★】 3.RFID 技术在生活中的应用场景非常广泛，如无人超市、智慧图书馆等。调查身边有哪些RFID 技术的应用并完成表3.2.2。 RFID技术实现的功能应用描述
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21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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