资源简介

《物联网实践与探索》
第一单元至第三单元复习提纲
教材版本：义务教育信息科技课程 八年级 物联网实践与探索
适用：八年级上册
复习建议：
1. 理解概念：重点掌握物联网定义、三层结构、协议特点等核心概念。
2. 联系实际：结合生活中的物联网应用（如共享单车、智能家居）理解原理。
3. 动手实践：通过实验掌握传感器使用、数据采集、协议通信等技能。
4. 安全与伦理：树立数据安全、隐私保护与自主可控意识。
第一单元：从感知到物联
单元总览
本单元作为物联网课程的入门单元，围绕“从感知到物联”主题展开，通过引入物联网的基本概念、传感器的工作原理与应用、物联网的价值等内容，帮助学生初步理解物联网的体系结构和工作原理。单元强调实践与体验，引导学生从生活中寻找物联网应用案例，理解物联网对社会发展的影响。
第1课：开启物联网之门
- 物联网的基本定义
物联网（Internet of Things, IoT）是“万物互联”的简称，指通过各种信息传感设备（如传感器、射频识别等），将物品与互联网连接起来，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
- 物联网中的“物”
“物”泛指各种能够接入互联网的物品，需满足以下条件：
1. 有名字：具有可被识别的唯一编码。
2. 可感知：能够提供自身状态或环境数据。
3. 能传输：可与其他物品或系统交换数据。
现阶段，“物”主要指装有传感器并能联网的智能设备。
- 物联网与互联网的关系
物联网是互联网的延伸与发展：
- 互联网：最初连接计算机，后扩展至人与人互联。
- 物联网：在互联网基础上，实现人与物、物与物的互联。
物联网的核心基础仍是互联网，传感器是二者最大的区别。
- 我国物联网的发展历程
1. 起步阶段：1999年，中国科学院开始传感网研究。
2. 快速发展阶段：2009年“感知中国”提出，物联网上升为国家战略。
3. 规模化应用阶段：2023年，蜂窝物联网终端用户达23.32亿户，形成NB-IoT、4G、5G多网协同格局。
- 物联网的应用案例
智能家居、物联班牌、智能停车、远程监控等。
经典习题
【选择题】
1. 以下哪项不是物联网中“物”必须满足的条件？
A. 有可识别的唯一编码
B. 能够感知并提供数据
C. 必须由人类直接操作
D. 可与其他设备交换数据
答案：C 解析：物联网中的“物”不必须由人类直接操作，可以自主感知和传输数据。
2. 物联网与互联网的主要区别在于：
A. 传输速度不同
B. 是否使用传感器采集数据
C. 是否使用TCP/IP协议
D. 是否有图形界面
答案：B 解析：物联网的核心特点是通过传感器自动采集数据，而互联网主要依赖人工输入数据。
3. 2023年我国蜂窝物联网终端用户规模约为：
A. 5亿户 B. 12亿户 C. 23亿户 D. 35亿户
答案：C 解析：根据教材数据，2023年我国三家基础电信企业发展蜂窝物联网终端用户23.32亿户。
【判断题】
1. 物联网就是互联网的升级版，二者没有本质区别。
答案：错误 解析：物联网是互联网的延伸，但加入了传感器自动采集数据的能力，实现了物与物、人与物的互联。
2. 所有能联网的设备都可以称为物联网设备。
答案：错误 解析：只有那些装有传感器并能自动采集、传输数据的联网设备才能称为物联网设备。
3. 我国物联网发展经历了从传感网到“感知中国”再到规模化应用的过程。
答案：正确 解析：符合我国物联网发展历程的描述。
第2课：传感之古今未来
- 传感器的定义与作用
传感器是一种能感知被测量信息，并按一定规律转换为可用信号的装置。它是物联网的“感觉器官”，类似于人的眼、耳、鼻等，用于采集环境数据。
- 传感器的历史发展
- 古代传感器：指南针、日晷、沙漏等，基于物理原理与经验设计。
- 现代传感器：电子化、集成化、智能化，扩展人类感知能力。
- 传感器的基本结构
一般包括敏感元件（感知环境）、转换元件（信号转换）和输出部分。
- 常见传感器类型
- 温度传感器：监测环境温度。
- 光敏传感器：检测光照强度。
- 声音传感器：采集声音信号。
- 湿度传感器：测量空气或土壤湿度。
- 加速度传感器：检测物体运动状态。
- 传感器的发展趋势
1. 集成化：多种功能集成于单一芯片。
2. 智能化：具备数据处理与通信能力。
3. 低功耗：适用于电池供电场景。
4. 国产化：提升自主可控能力。
经典习题
【选择题】
1. 以下哪种古代装置可以看作是传感器的雏形？
A. 算盘 B. 指南针 C. 竹简 D. 灯笼
答案：B 解析：指南针通过感知地球磁场来指示方向，具有感知功能。
2. 传感器在物联网中的作用类似于人体的：
A. 大脑 B. 感觉器官 C. 神经系统 D. 四肢
答案：B 解析：传感器负责采集环境数据，类似于人体的眼睛、耳朵等感觉器官。
3. 以下哪项不是现代传感器的发展趋势？
A. 体积越来越大 B. 功耗越来越低 C. 功能越来越智能 D. 集成度越来越高
答案：A 解析：现代传感器向着小型化、集成化方向发展，体积越来越小。
【判断题】
1. 传感器只能感知人类自身拥有的感知能力，如视觉、听觉等。
答案：错误 解析：传感器还能扩展人类不具备的感知能力，如红外线、超声波等。
2. 温度传感器既可用于工业监控，也可用于医疗监测。
答案：正确 解析：同一种传感器可以应用在不同领域。
3. 传感器国产化对促进我国科技自主可控没有意义。
答案：错误 解析：传感器国产化对减少对外依赖、保障国家安全具有重要意义。
第3课：环境数据要感知
- 传感器的实践方式
1. 使用智能终端：通过手机APP调用内置传感器（如麦克风、光感器）。
2. 使用现成传感器产品：如噪声测试仪、气体检测仪等。
3. 使用物联实验设备：主控板连接传感器模块，通过编程采集数据。
- 实践案例：检测环境噪声
1. 使用手机分贝检测APP。
2. 使用噪声测试仪。
3. 使用主控板+声音传感器，编写数据采集程序。
- 核心技能
- 掌握传感器数据采集方法。
- 理解传感器数据与实际物理量的对应关系。
经典习题
【选择题】
1. 以下哪种方式不是使用传感器采集数据的正确方法？
A. 使用手机APP调用内置传感器 B. 使用专门的传感器测试仪器
C. 用眼睛直接观察环境变化 D. 使用主控板连接传感器模块
答案：C 解析：用眼睛直接观察不属于使用传感器采集数据的方法。
2. 在使用物联实验设备采集声音数据时，以下哪项操作是正确的？
A. 将声音传感器连接到主控板的电源接口 B. 用手完全遮住声音传感器时，数据应该不变
C. 拍手时声音传感器的数值应该增大 D. 声音传感器不需要编程就能直接读取数据
答案：C 解析：拍手会产生声音，声音传感器的数值应该增大。
3. 声音的强弱通常用什么单位表示？
A. 赫兹(Hz) B. 分贝(dB) C. 摄氏度(℃) D. 勒克斯(lx)
答案：B 解析：声音的强弱通常用分贝(dB)表示。
【判断题】
1. 智能终端内置的传感器可以直接使用，不需要额外安装软件。
答案：错误 解析：需要安装相应的APP或软件才能调用智能终端内置的传感器。
2. 使用物联实验设备采集数据时，传感器必须通过引线连接到主控板。
答案：错误 解析：有些主控板板载了传感器，不需要额外连接。
3. 噪声测试仪的核心部件就是声音传感器。
答案：正确 解析：噪声测试仪的核心是利用声音传感器将声音转换为数据。
第4课：物物相连有价值
- 物联网的数据价值
传感器持续采集海量数据，通过分析处理可支持决策、优化服务。
- 物联网的三大价值体现
1. 丰富实时数据：如气象数据、交通数据，支持可视化与决策。
2. 远程控制：通过网络发送指令，实现远程操作（如关窗、开关灯）。
3. 传感器协同：多传感器数据融合，实现智能化控制（如智能灯光系统）。
- 传感器协同的类型
- 本地协同：同一设备内多传感器协作。
- 网络协同：多个传感器数据汇聚至云端分析。
- 安全注意事项
物联网带来便利的同时，也需关注数据安全、设备安全与隐私保护。
经典习题
【选择题】
1. 中央气象台的实时气温图是基于什么数据生成的？
A. 卫星云图 B. 全国各地的温度传感器数据 C. 气象专家的预测 D. 历史气象数据
答案：B 解析：实时气温图需要基于分布在全国各地的温度传感器采集的数据。
2. 以下哪个场景体现了传感器的协同作用？
A. 单一温度传感器监测室温 B. 光敏传感器和红外传感器结合控制灯光
C. 单独使用声音传感器检测噪声 D. 一个摄像头单独进行人脸识别
答案：B 解析：光敏传感器和红外传感器结合属于传感器协同工作。
3. 物联网远程控制带来的主要风险是：
A. 设备价格昂贵 B. 网络安全问题 C. 耗电量增加 D. 操作复杂
答案：B 解析：远程控制可能带来网络安全风险，如数据泄露、设备被非法控制等。
【判断题】
1. 物联网只能提供实时数据，不能进行远程控制。
答案：错误 解析：物联网既能提供实时数据，也能实现远程控制。
2. 单一传感器采集的数据有限，很多应用场景需要使用多种传感器。
答案：正确 解析：多种传感器融合可以获取更全面的环境信息。
3. 部署的气象监测点越多，天气预报就越准确。
答案：正确 解析：更多的监测点可以提供更全面、更准确的气象数据。
第5课：物联功能趣味验
- 物联网功能体验内容
1. 远程查看物联数据：访问公共数据监测平台（如空气质量监测网站）。
2. 远程控制物联插座：通过手机APP控制插座开关。
3. 远程监测物联花卉：使用传感器监测植物生长环境，通过网关上传数据。
- 物联网系统的基本组成
物品 → 传感器 → 网络 → 数据处理 → 用户界面
- 反馈与控制机制
- 反馈：系统向用户返回状态信息（如通知、显示数据）。
- 控制：用户或系统根据反馈执行操作（如开关设备）。
经典习题
【选择题】
1. 在中国环境监测总站网站上可以查看哪些数据？
A. 股票行情 B. 空气质量和水质数据 C. 体育比赛结果 D. 电影排片
答案：B 解析：中国环境监测总站网站提供空气质量和水质等环境监测数据。
2. 物联插座通过什么方式实现对电器的远程控制？
A. 通过控制插座开关来控制电器 B. 直接改造电器内部电路
C. 通过声音控制电器 D. 通过手势控制电器
答案：A 解析：物联插座本质是将插座接入物联网，通过控制插座开关来控制连接的电器。
3. 花卉环境监测产品一般通过什么方式连接到互联网？
A. 所有传感器都直接连接互联网 B. 传感器通过网关连接互联网
C. 只能通过有线连接互联网 D. 不需要连接互联网
答案：B 解析：多个环境监测传感器通常通过网关设备连接到互联网。
【判断题】
1. 远程查看物联数据时，用户只能查看自己设备的数据。
答案：错误 解析：用户可以查看公开的物联数据，如气象数据、环境监测数据等。
2. 物联插座可以让传统的热水器、电暖气等普通电器变智能。
答案：正确 解析：通过连接物联插座，传统电器可以实现远程控制。
3. 传感器只能直接连接到互联网，不能通过网关连接。
答案：错误 解析：传感器可以通过网关设备连接到互联网。
表1：各种传感器应用场景
传感器类型 工作原理 主要应用场景 典型设备
温度传感器 感知环境温度变化，转换为电信号 气象监测、室内温控、工业监控、医疗设备 温湿度计、空调温控器、体温计
湿度传感器 检测空气或土壤中的水分含量 农业灌溉、气象监测、仓储管理、家居环境 土壤湿度计、气象站、除湿器
光敏传感器 感知光照强度变化 智能照明、太阳能追踪、摄像头曝光控制 自动路灯、手机屏幕亮度调节
声音传感器 将声波转换为电信号 噪声监测、语音识别、安防报警 噪声测试仪、智能音箱、婴儿监护器
红外传感器 检测红外辐射变化 人体感应、体温检测、夜视设备 自动门、额温枪、红外摄像头
加速度传感器 检测物体加速度变化 运动监测、姿态识别、车辆安全 计步器、手机横竖屏切换、汽车安全气囊
超声波传感器 发射并接收超声波，计算距离 测距、液位检测、障碍物避让 倒车雷达、水位监测、扫地机器人
RFID读卡器 通过射频信号识别标签 门禁系统、物流追踪、电子支付 门禁刷卡器、快递物流扫描、ETC
气压传感器 检测大气压力变化 天气预报、海拔测量、无人机定高 智能手机、无人机、户外手表
气体传感器 检测特定气体浓度 空气质量监测、燃气泄漏报警、工业安全 甲醛检测仪、烟雾报警器、酒精测试仪
第二单元：万物互联有协议
单元总览
本单元聚焦物联网中的通信协议，从数据传输方式入手，介绍RFID、蓝牙、HTTP、MQTT等常见协议的工作原理与应用场景。通过实践探索，学生将理解协议在物联网通信中的重要性，并掌握使用这些协议实现设备间数据交换的基本方法。
第6课：数据传输方式多
- 物联网数据传输方式分类
1. 按传输介质：
- 有线传输：网线、光纤，稳定高速。
- 无线传输：Wi-Fi、蓝牙、NB-IoT，灵活便捷。
2. 按传输距离：
- 近距离通信：RFID、NFC、蓝牙（通常10米内）。
- 远距离通信：4G、5G、NB-IoT（覆盖范围广）。
- 物联网协议的作用
定义设备间通信的规则与标准，确保数据准确、高效传输。
- 案例分析：共享单车系统
- 车辆通过NB-IoT上报位置。
- 用户通过手机APP查询车辆、扫码开锁。
- 涉及协议：MQTT（车辆-服务器）、HTTP（手机-服务器）。
经典习题
【选择题】
1. 以下哪种属于无线传输方式？
A. 光纤通信 B. 网线连接 C. 蓝牙传输 D. 串口通信
答案：C 解析：蓝牙属于无线传输方式，其他选项都是有线传输。
2. NB-IoT属于哪种类型的通信？
A. 有线通信 B. 近距离无线通信 C. 远距离无线通信 D. 卫星通信
答案：C 解析：NB-IoT（窄带物联网）是一种远距离无线通信技术。
3. 共享单车系统中，车辆位置数据通过什么协议上传到服务器？
A. HTTP B. MQTT C. RFID D. NFC
答案：B 解析：共享单车通常使用MQTT协议上报位置数据到服务器。
【判断题】
1. 有线传输比无线传输更灵活方便。
答案：错误 解析：无线传输具有移动性好、灵活方便的特点。
2. RFID、NFC、蓝牙都属于近距离通信协议。
答案：正确 解析：这三种协议的传输距离都比较近，属于近距离通信。
3. 物联网中只需要一种通信协议就能满足所有需求。
答案：错误 解析：物联网场景多样，需要多种协议满足不同需求。
第7课：电子标签我揭秘
- RFID系统组成
- 电子标签：存储物品信息。
- 读卡器：发送射频信号，接收标签数据。
- 管理系统：处理识别结果。
- RFID工作原理
读卡器发射射频信号 → 标签进入磁场后响应 → 发送存储数据 → 读卡器接收并解码 → 上传至管理系统。
- RFID与NFC的区别
- RFID：单向识别，主要用于身份标识。
- NFC：双向通信，支持数据交换与读写。
- 实践应用
门禁系统、物流跟踪、ETC收费等。
经典习题
【选择题】
1. RFID系统中，电子标签进入读卡器的什么区域后会被识别？
A. 光学识别区 B. 声音识别区 C. 电磁场工作区 D. 温度感应区
答案：C 解析：电子标签进入读卡器形成的电磁场工作区后会被识别。
2. 以下哪个应用场景最适合使用RFID技术？
A. 远距离视频监控 B. 高速不停车收费 C. 大文件传输 D. 实时视频通话
答案：B 解析：ETC（电子不停车收费系统）是RFID的典型应用。
3. 与RFID相比，NFC的主要优势是：
A. 传输距离更远 B. 数据传输速度更快 C. 支持双向数据交换 D. 功耗更低
答案：C 解析：NFC支持双向数据交换，而RFID主要是单向识别。
【判断题】
1. RFID技术需要与被识别物品直接接触才能工作。
答案：错误 解析：RFID是一种非接触式识别技术，不需要直接接触。
2. 每个电子标签都有唯一的编号。
答案：正确 解析：电子标签的编号具有唯一性，用于标识不同物品。
3. NFC是由RFID演变而来的。
答案：正确 解析：NFC是在RFID基础上发展起来的近距离通信技术。
第8课：巧用蓝牙做工具
- 蓝牙协议特点
低功耗、近距离、支持点对点通信。
- 蓝牙发展历程
传统蓝牙 → 低功耗蓝牙（BLE） → 蓝牙5.0（传输距离达300米）。
- 实践任务
1. 蓝牙文件传输。
2. 制作蓝牙翻页笔：通过加速度传感器检测摇晃，发送翻页指令。
- 近距离通信的共同特点
低功耗、低延时、数据格式简单。
经典习题
【选择题】
1. 蓝牙5.0在低功耗模式下的理论传输距离可达：
A. 10米 B. 50米 C. 100米 D. 300米
答案：D 解析：蓝牙5.0的理论传输距离可达300米。
2. 制作蓝牙翻页笔时，使用哪种传感器检测设备摇晃？
A. 温度传感器 B. 加速度传感器 C. 光敏传感器 D. 声音传感器
答案：B 解析：加速度传感器可以检测设备的运动状态，包括摇晃。
3. 以下哪项不是近距离通信的共同特点？
A. 低功耗 B. 低延时 C. 数据格式简单 D. 传输距离远
答案：D 解析：近距离通信的特点是传输距离近，不是远。
【判断题】
1. 蓝牙设备之间必须先配对才能通信。
答案：正确 解析：蓝牙设备需要先配对建立连接，然后才能通信。
2. 低功耗蓝牙的出现大大提升了物联设备的续航能力。
答案：正确 解析：低功耗蓝牙设计用于降低功耗，延长电池寿命。
3. 蓝牙只能用于音频传输，不能传输控制指令。
答案：错误 解析：蓝牙既可以传输音频、文件，也可以传输控制指令。
第9课：互联协议仍沿用
- HTTP协议简介
超文本传输协议，基于客户端/服务器模式，适用于网页浏览与数据请求。
- API与数据获取
- API：应用程序接口，提供数据访问入口。
- 数据获取步骤：请求API地址 → 解析返回数据（JSON/XML格式）。
- HTTP在物联网中的局限性
1. 需要设备主动轮询，耗电高。
2. 不适合实时、低功耗物联网场景。
经典习题
【选择题】
1. 物联网设备通过什么方式从互联网获取天气预报数据？
A. 直接读取传感器数据 B. 调用API接口 C. 人工输入数据 D. 从存储器读取历史数据
答案：B 解析：物联网设备通常通过调用API接口获取互联网数据。
2. API返回的数据通常是什么格式？
A. TXT或DOC B. JSON或XML C. EXE或BAT D. JPG或PNG
答案：B 解析：API通常返回JSON或XML格式的数据。
3. HTTP协议在物联网场景中的主要缺点是：
A. 数据传输速度慢 B. 需要设备主动轮询，功耗高 C. 不支持加密 D. 只能传输文本数据
答案：B 解析：HTTP需要设备主动请求数据，不适合低功耗物联网设备。
【判断题】
1. HTTP协议采用发布/订阅模式进行通信。
答案：错误 解析：HTTP采用请求/响应模式，不是发布/订阅模式。
2. 物联网设备只能获取传感器数据，不能获取互联网数据。
答案：错误 解析：物联网设备可以通过API获取互联网数据。
3. JSON格式比XML格式的数据量更小。
答案：正确 解析：JSON通常比XML更简洁，数据量更小。
第10课：物物互通有新径
- MQTT协议特点
轻量级、发布/订阅模式、适合设备资源受限场景。
- MQTT通信机制
1. 发布者：向主题发送消息。
2. 服务器（Broker）：管理主题，转发消息。
3. 订阅者：订阅主题，接收消息。
- 实践任务
使用在线MQTT服务器（如EMQX、HiveMQ）实现消息订阅功能。
- MQTT与HTTP对比
- MQTT：适用于设备间实时通信、低带宽环境。
- HTTP：适用于请求/响应模式、数据量较大的场景。
经典习题
【选择题】
1. MQTT协议采用什么通信模式？
A. 请求/响应模式 B. 发布/订阅模式 C. 点对点模式 D. 广播模式
答案：B 解析：MQTT采用发布/订阅模式。
2. 在MQTT系统中，负责转发消息的是：
A. 发布者 B. 订阅者 C. 服务器（Broker） D. 路由器
答案：C 解析：MQTT服务器（Broker）负责管理主题和转发消息。
3. 与HTTP相比，MQTT更适合物联网场景的主要原因是：
A. 支持更复杂的数据格式 B. 采用发布/订阅模式，适合实时通信
C. 传输速度更快 D. 安全性更高
答案：B 解析：MQTT的发布/订阅模式更适合物联网设备的实时通信需求。
【判断题】
1. MQTT协议中，发布者和订阅者直接通信，不需要服务器中转。
答案：错误 解析：MQTT中发布者和订阅者通过服务器（Broker）中转消息。
2. MQTT协议具有开放、轻量、可靠的特点。
答案：正确 解析：这是MQTT协议的主要特点。
3. 使用在线MQTT服务器需要注册账号，而本地服务器不需要。
答案：正确 解析：在线MQTT服务器通常需要注册，本地服务器可以直接使用。
表2：各种通信协议使用机制及对比
协议名称 通信模式 主要特点 适用场景 缺点
RFID 读卡器→标签（单向） 非接触式识别、快速读取、可同时处理多个标签 门禁系统、物流追踪、ETC收费 传输距离短、单向通信
NFC 设备 设备（双向） 短距离、双向通信、支持数据交换 移动支付、智能门锁、设备配对 传输距离极短（10cm内）
蓝牙 点对点 低功耗、低延时、数据格式简单 音频传输、智能家居、健康监测 传输距离有限、配对过程复杂
HTTP 请求/响应 成熟稳定、支持复杂数据、广泛兼容 网页浏览、API调用、文件下载 功耗高、实时性差、不适合低带宽
MQTT 发布/订阅 轻量级、低功耗、实时性强、支持大量设备 物联网设备通信、远程监控、智能家居 需要中间服务器、配置较复杂
Wi-Fi 基础设施/点对点 高速传输、覆盖范围较广、普及度高 家庭网络、公共场所上网、视频传输 功耗较高、连接稳定性依赖环境
NB-IoT 蜂窝网络 覆盖广、功耗低、连接数量大、穿透性强 智能表计、环境监测、农业物联网 数据传输速率低、依赖基站
ZigBee 网状网络 低功耗、自组网、支持大量节点 智能家居、工业控制、传感器网络 传输速率低、传输距离短
第三单元：简单物联功能实践
单元总览
本单元以物联网门锁系统为案例，引导学生从系统分析、功能分解到实践实现，完整经历一个物联网应用的开发过程。学生将理解物联网系统的三层结构，掌握数据采集、传输、处理与控制的基本方法，并初步体验人脸识别等人工智能技术在物联网中的应用。
第11课：物联功能细分解
- 物联网系统的三层结构
1. 感知层：采集数据（传感器、终端设备）。
2. 网络层：传输数据（有线/无线网络）。
3. 应用层：处理数据、实现功能（软件平台、用户界面）。
- 案例分析：物联网门锁系统
功能包括：刷卡开锁、门铃通知、远程控制、刷脸开锁。
- 功能分解方法
以数据流为核心，分析每个功能的输入、处理、输出环节。
经典习题
【选择题】
1. 物联网系统的三层结构中，负责采集数据的是：
A. 感知层 B. 网络层 C. 应用层 D. 物理层
答案：A 解析：感知层负责从物理环境中采集数据。
2. 物联公交站牌系统中，公交车位置数据的采集属于哪个层次的功能？
A. 感知层 B. 网络层 C. 应用层 D. 传输层
答案：A 解析：数据采集属于感知层的功能。
3. 以下哪项不是物联网门锁系统的典型功能？
A. 刷卡开锁 B. 门铃通知 C. 远程控制 D. 视频编辑
答案：D 解析：视频编辑不是物联网门锁系统的功能。
【判断题】
1. 物联网系统的三层结构包括感知层、网络层和物理层。
答案：错误 解析：三层结构是感知层、网络层、应用层。
2. 感知层在物联网系统中起着决定性的作用。
答案：正确 解析：感知层是物联网的基础，负责数据采集。
3. 一个完整的物联网系统必须包含所有三层结构。
答案：正确 解析：完整的物联网系统通常包含感知层、网络层和应用层。
第12课：刷卡开锁易实现
- RFID门锁系统组成
门禁卡（电子标签）、读卡器、控制模块、锁体（舵机模拟）。
- 工作流程
刷卡 → 读卡器识别 → 验证身份 → 控制开锁。
- 实践实现
1. 读取电子标签编号。
2. 验证编号是否在授权列表中。
3. 控制舵机转动模拟开锁。
经典习题
【选择题】
1. RFID门锁系统中，验证门禁卡是否合法的模块是：
A. 读卡器 B. 控制模块 C. 锁体 D. 电子标签
答案：B 解析：控制模块负责验证门禁卡的合法性。
2. 舵机在刷卡开锁系统中模拟的是：
A. 门禁卡 B. 读卡器 C. 门锁的开关动作 D. 控制模块
答案：C 解析：舵机通过转动模拟门锁的开关动作。
3. 在实现刷卡开锁功能时，使用什么数据结构存储授权卡号？
A. 变量 B. 列表 C. 函数 D. 类
答案：B 解析：通常使用列表存储多个授权卡号。
【判断题】
1. 传统的机械锁比RFID门锁更安全，因为不会被复制。
答案：错误 解析：机械锁的钥匙容易被复制，RFID门锁可以进行权限管理。
2. 每个门禁卡内部的电子标签编号都是唯一的。
答案：正确 解析：电子标签编号具有唯一性。
3. 舵机只能转动到0°和180°两个位置。
答案：错误 解析：舵机可以在0°到180°范围内任意角度停留。
第13课：门铃通知即时到
- 反馈机制
反馈是系统对环境变化的响应，通知是常见反馈形式。
- 远程通知实现
使用MQTT协议：
1. 门铃端：检测按键按下，发布消息。
2. 用户端：订阅消息，接收并显示通知。
- 实践步骤
搭建本地MQTT服务器 → 编写发布/订阅程序 → 测试消息收发。
经典习题
【选择题】
1. 在物联网系统中，反馈的主要作用是：
A. 采集环境数据 B. 传输数据到服务器
C. 让用户了解系统状态 D. 存储历史数据
答案：C 解析：反馈让用户了解系统状态和数据利用情况。
2. 门铃远程通知系统中，MQTT服务器的作用是：
A. 采集门铃状态 B. 控制门铃响铃
C. 中转消息 D. 存储历史通知
答案：C 解析：MQTT服务器负责中转门铃端和用户端之间的消息。
3. 以下哪种不是常见的反馈方式？
A. 可视化显示 B. 声音提醒 C. 数据采集 D. 消息推送
答案：C 解析：数据采集是输入过程，不是反馈方式。
【判断题】
1. 反馈与控制是物联网系统中两个完全独立的功能。
答案：错误 解析：反馈与控制密不可分，控制基于反馈的数据进行调整。
2. MQTT的发布/订阅模式非常适合实现远程通知功能。
答案：正确 解析：发布/订阅模式适合一对多的消息通知场景。
3. 门铃远程通知只能通过声音提醒用户。
答案：错误 解析：可以通过声音、文字信息、屏幕显示等多种方式提醒。
第14课：远程控制更便捷
- 控制类型
- 人工控制：用户主动发送指令。
- 自动控制：系统根据预设规则自动执行。
- 远程控制实现
1. 用户端发送控制指令（如“open”）。
2. 门锁端订阅指令，执行开锁动作。
- 安全考虑
需添加身份验证，防止非法控制。
经典习题
【选择题】
1. 火车站人脸识别闸机系统中，打开闸机的决策是基于：
A. 传感器采集的数据 B. 服务器的分析结果 C. 用户的语音指令 D. 随机算法
答案：B 解析：服务器分析乘客身份数据后作出是否打开闸机的决策。
2. 扫地机器人根据传感器数据自主规划扫地路径属于：
A. 人工控制 B. 自动控制 C. 远程控制 D. 手动控制
答案：B 解析：系统根据预设规则自动执行，属于自动控制。
3. 远程控制开锁功能中，用户端和门锁端通过什么通信？
A. 直接蓝牙连接 B. MQTT服务器中转 C. HTTP直接请求 D. RFID识别
答案：B 解析：通过MQTT服务器中转控制指令。
【判断题】
1. 人工控制需要人的全程参与，而自动控制不需要。
答案：正确 解析：自动控制由系统根据预设程序自动执行。
2. 远程控制开锁功能中，任何人都可以向门锁发送控制指令。
答案：错误 解析：应该设置身份验证，防止未授权控制。
3. MQTT的发布/订阅模式非常适合实现远程控制功能。
答案：正确 解析：发布/订阅模式适合控制指令的发送和接收。
第15课：面容钥匙显智能
- 人脸识别基本流程
图像采集 → 人脸检测 → 特征提取 → 匹配识别。
- 刷脸开锁系统组成
摄像头、人脸识别平台、MQTT服务器、控制模块。
- 实践实现
1. 摄像头采集人脸图像。
2. 人脸识别平台返回识别结果。
3. 通过MQTT发送控制指令，控制舵机开锁。
- 安全与隐私
人脸数据属于生物特征信息，需严格保护，防止泄露与冒用。
经典习题
【选择题】
1. 人脸识别过程中，提取人脸图像中的特征点属于哪个步骤？
A. 图像采集 B. 人脸检测 C. 特征提取 D. 匹配识别
答案：C 解析：特征提取是从人脸图像中提取关键特征点。
2. 刷脸开锁系统中，摄像头属于：
A. 感知层设备 B. 网络层设备 C. 应用层设备 D. 控制层设备
答案：A 解析：摄像头用于采集人脸图像，属于感知层。
3. 以下哪项是对人脸识别技术安全风险的正确描述？
A. 人脸识别绝对安全，无法被欺骗 B. 可能被照片或视频欺骗
C. 人脸数据不会泄露 D. 人脸识别没有隐私风险
答案：B 解析：人脸识别可能被高质量照片或视频欺骗。
【判断题】
1. 人脸识别技术只能识别人的身份，不能识别表情和年龄。
答案：错误 解析：人脸识别技术也能识别表情、年龄等信息。
2. 刷脸开锁系统中，人脸识别成功后直接控制舵机开锁。
答案：错误 解析：识别成功后需要通过MQTT发送控制指令。
3. 人脸数据属于生物特征信息，一旦泄露后果严重。
答案：正确 解析：生物特征信息具有唯一性和不可更改性，泄露后果严重。

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