资源简介

(共33张PPT)
教科版（2019版）信息技术
（高中
必修2
信息系统化与社会）
第2单元
信息系统的集成
2.4
基于物联网的信息系统
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。
重点：知道信息系统与外部世界连接的方式。
难点：了解常见的传感与控制机制。
重点难点：
你知道传感器吗？
活动1
生活中使用的传感器
任务一
探讨包含传感器的信息系统
（1）电饭锅、测温仪中用到了什么传感器？
温度传感器
活动1
生活中使用的传感器
任务一
探讨包含传感器的信息系统
（2）光电鼠标中用到了什么传感器？
光敏传感器
活动1
生活中使用的传感器
任务一
探讨包含传感器的信息系统
（3）火灾报警器中用到了什么传感器？
烟感传感器
光敏传感器
温度传感器
活动1
生活中使用的传感器
任务一
探讨包含传感器的信息系统
（4）自动门用到了什么传感器？
活动1
生活中使用的传感器
任务一
探讨包含传感器的信息系统
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能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。
传感器：
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。
传感器功能：
常见传感器：
常见的传感器有位移传感器、形变传感器、重力传感器、加
速度传感器、湿度传感器、温度传感器、超声波测距传感器等。
智能传感器：
智能传感器可以模拟人的感官和大脑的协调动作，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、交换信息的能力，是传感器集成化与微处理机相结合的产物。
智能
传感器
传感器集成化
微处理机
采集
处理
交换信息
运算
控制
终端
现代信息系统离不开传感器
传感器的存在加快了人们的工作效率。
现代信息系统离不开传感器
传感器的存在让人们能涉足到许多未知领域。
深海领域
太空领域
冶炼领域
现代信息系统离不开传感器
在基础研究中，传感器具有更为突出的地位。对如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁场等各种极端技术的研究，没有相适应的传感器是不可能的。
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。
任务二：探索基于物联网的信息系统
活动1
通过网络查找RFID的功能及应用
图书馆出口处是如何感应到你所持图书是否已借阅？
出口RFID高频通道
出于成本原因，我们又不可能在每本书上放置一个传感器。
任务二：探索基于物联网的信息系统
活动1
通过网络查找RFID的功能及应用
在书本上贴RFID电子标签，通过网络查找对于的RFID电子标识（无线射频识别）。在数据库中核实借阅情况，如未借阅则发出警报。
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。
什么是RFID技术：
任务二：探索基于物联网的信息系统
RFID系统
应用
软件
电子
标签
阅读器
RFID标签的应用：
目前RFID技术应用很广，如仓储管理、图书馆、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。
任务二：探索基于物联网的信息系统
活动2
探索智能图书馆
自主阅读P51的相关内容：
通过对智能图书馆的讨论，你认为智能图书馆应具有哪些功能？
使用哪些技术才能完成智能图书馆具有的功能？
任务二：探索基于物联网的信息系统
物联网：
物联网的定义最早于1999年由麻省理工学院提出，以后不断扩充、延伸、完善。
国际电信联盟将物联网定义为：
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，按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
物联网：
2009年9月欧盟RFID和物联网研究项目组认为：
物联网是未来互联网的一个组成部分，可以被定义为基于标准的和互操作的通信协议，且具有自配置能力的、动态的全球网络基础架构。物联网中的“物”都具有标识、物理属性和实质上的个性，使用智能接口实现与信息网络的无缝整合。
物联网
体系结构模型：
1.感知层
是物联网的基础，是联系现实物理世界与虚拟信息世界的纽带。
2.网络层
也称为“传输层”，相当于人多神经系统。
3.应用层
管理服务层与行业应用层
（1）传感器技术
（2）RFID标签
（3）嵌入式系统技术
（4）移动通信技术
（5）计算机网络技术
物联网应用的相关技术：
（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
两化融合
距离短
有线通信
（现场总线）
传感网
距离短
无线通信
（ZigBee/WiFi）
RFID
距离短
无线通信
（NFC/RF
IC等）
M2M
长离短
无线与有线通信
（4G/5G网融合）
物联网
4大技术
练习：
下列不属于物联网关键技术的是（
）
A．传感网技术
B．虚拟现实技术
C．RFID技术
D．M2M技术
B
物联网的相关关键技术，主要包括无线传感器网络，ZigBee，M2M技术，RFID技术，NFC技术，低能耗蓝牙技术。
物联网离不开控制技术
物联网推动大数据的发展
（1）物联网产生大数据，大数据助力物联网
（2）物联网技术推进了大数据相关技术的发展
大数据与物联网的关系：
智能家居、智能交通、智能医疗、智能电网、智能物流、农业物联网、智能电力、智能安防、智能汽车、智能建筑、智能水务、智能商业、智能工业……
物联网应用领域：
阅读P55-P56，农业物联网精准操控
拓展知识
（1）传感器
（2）物联网
（3）RFID
小结
感谢您的观看
THANK
YOU
FOR
YOUR
WATCHING第2单元
信息系统的集成
2.4
基于物联网的信息系统
一、教材分析
本节我们将围绕“探究基于物联网技术的图书馆”项目展开学习。了解物联网的基本原理，理解传感器在物联网系统中的作用。本项目主要包含“探讨包含传感器的信息系统”和“探索基于物联网的信息系统”两个任务。
任务一“探讨包含传感器的信息系统”，通过三个活动帮助学生了解传感器在生活中的应用以及在现代化图书馆中的应用。这一任务的目的是让学生知道信息系统与外部世界的连接方式，了解常见的传感机制。因此，这一部分的重点是从体验到感知，从观察到分析，逐步对物联网进行认知。
任务二“探索基于物联网的信息系统”，通过互联网检索任务了解RFID.这一任务的目的是通过对射频识别设备的了解，进一步体会物联网在信息社会的重要作用。这一部分由于硬件条件的限制，可以通过网络检索、视频观察等方式展开。
二、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。
三、教学重点和难点
重点：知道信息系统与外部世界连接的方式。
难点：了解常见的传感与控制机制。
四、教学过程
（一）新课引入导入
你知道传感器吗？观看“什么是传感器”视频。
视频的内容生动，符合学生心理，便于更快的把学生的注意力带入课堂。
（二）任务一
探讨包含传感器的信息系统
1.
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？
（2）光电鼠标中用到了什么传感器？
（3）火灾报警器中用到了什么传感器？
（4）自动门用到了什么传感器？
生活中有各种各样的传感器，通过大量图片，让学生了解这鲜活的世界。
2.传感器的概念
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能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。
3.传感器功能
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。
4.常见传感器
常见的传感器有位移传感器、形变传感器、重力传感器、加
速度传感器、湿度传感器、温度传感器、超声波测距传感器等。
5.智能传感器
智能传感器可以模拟人的感官和大脑的协调动作，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、交换信息的能力，是传感器集成化与微处理机相结合的产物。
6.现代信息系统离不开传感器
在基础研究中，传感器具有更为突出的地位。对如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁场等各种极端技术的研究，没有相适应的传感器是不可能的。
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。
（1）传感器的存在加快了人们的工作效率。
（2）传感器的存在让人们能涉足到许多未知领域。
（三）任务二：探索基于物联网的信息系统
教师提问：图书馆出口处是如何感应到你所持图书是否已借阅？出于成本原因，我们又不可能在每本书上放置一个传感器。
1.活动1
通过网络查找RFID的功能及应用
在书本上贴RFID电子标签，通过网络查找对于的RFID电子标识（无线射频识别）。在数据库中核实借阅情况，如未借阅则发出警报。
（1）什么是RFID技术
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。
（2）RFID标签的应用
目前RFID技术应用很广，如仓储管理、图书馆、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。
（四）物联网
观看“物联网是什么”视频，进一步了解物理网的概念
物联网的定义最早于1999年由麻省理工学院提出，以后不断扩充、延伸、完善。
国际电信联盟将物联网定义为：
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，按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
2009年9月欧盟RFID和物联网研究项目组认为：
物联网是未来互联网的一个组成部分，可以被定义为基于标准的和互操作的通信协议，且具有自配置能力的、动态的全球网络基础架构。物联网中的“物”都具有标识、物理属性和实质上的个性，使用智能接口实现与信息网络的无缝整合。
（五）物联网体系结构模型
1.感知层
是物联网的基础，是联系现实物理世界与虚拟信息世界的纽带。
2.网络层
也称为“传输层”，相当于人多神经系统。
3.应用层
管理服务层与行业应用层
（六）物联网应用的相关技术：
物理网关键技术主要包括无线传感器网络，ZigBee，M2M技术，RFID技术，NFC技术，低能耗蓝牙技术。在设及的领域上多种多样，不同领域有不同的技术，如下所示：
（1）传感器技术
（2）RFID标签
（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
（七）物联网离不开控制技术
（八）大数据与物联网的关系
物联网推动大数据的发展
（1）物联网产生大数据，大数据助力物联网
（2）物联网技术推进了大数据相关技术的发展
（九）小结
（1）传感器
（2）物联网
（3）RFID一、选择题
1．物联网是将多种信息传感设备等装置与互联网结合起来而形成的一个网络。物联网中的RFID主要用于(
)
A．感知识别
B．信息传输
C．智能计算
D．数据存储
2．以下关于物联网描述不恰当的是（
）
A．物联网即“万物相连的互联网”，物联网是在互联网基础上延伸和扩展的网络
B．物联网推广使用的主要目的是让人们的生活更加轻松更加健康
C．智能家居就是物联网在家庭中的基础应用
D．物联网需要采集大量的数据，我们应积极在物联网上提交自己的全部个人数据
3．下列不属于物联网关键技术的是（
）
A．传感网技术
B．虚拟现实技术
C．RFID技术
D．M2M技术
4．为了提高食品安全，使用物联网技术可以及时了解农产品生产、运输、存储、销售等各个环节，这其中没有使用的信息技术是（
）
A．纳米技术
B．定位技术
C．网络技术
D．遥感技术
5．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
6．下列选项中，属于信息的是（
）。
A．校刊
B．海报
C．DVD光盘
D．CCTV播出的天气预报
7．物联网连接的是信息世界和（
）
A．现实世界
B．虚拟世界
C．物理世界
D．人类世界
8．物联网是指通过某种感知设备，把物体与互联网连接起来，进行信息交换和处理，以实现智能识别、定位、跟踪、监控和管理的网络。以下不属于物联网应用的是（
）
A．手机远程操控家用电器
B．ETC车辆自动收费系统
C．无线鼠标控制电脑
D．扫描共享单车二维码，向云端服务器发送解请求，单车解锁成功
9．下列关于物联网的说法错误的是（
）
A．物联网就是物物相连的互联网
B．物联网是在互联网基础上延伸和扩展的网络
C．物联网的英文名称是“World
Wide
Web”
D．物联网是继计算机、互联网之后，世界信息产业发展的第三次信息化浪潮
10．安装ETC苏通卡的车辆，在通过高速收费站时无需停车即可自动扣费。该服务需要一个电子标签作为车辆的身份标识。这里采用的典型技术是（
）
A．物联网
B．蓝牙
C．虚拟现实
D．因特网
二、判断题
11．智慧域市中某个下水井盖了，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。（_____）
12．物联网的核心和基础是互联网，简单的说物联网就是物物相连的互联网。（________）
参考答案
1．A
物联网是将多种信息传感设备等装置与互联网结合起来而形成的一个网络。物联网中的RFID一般指射频识别技术，主要用于感知识别，其原理为阅读器与标签之间进行非接触式的数据通信，达到感知识别目标的目的。RFID
的应用非常广泛，典型应用有动物晶片、汽车晶片防盗器、门禁管制、停车场管制、生产线自动化、物料管理。
2．D
物联网即“万物相连的互联网”，物联网是在互联网基础上延伸和扩展的网络；物联网推广使用的主要目的是让人们的生活更加轻松更加健康；智能家居就是物联网在家庭中的基础应用；物联网需要采集大量的数据，但在物联网上提交自己的全部个人数据是不恰当的行为，可能会造成信息泄露。
3．B
物联网的相关关键技术，主要包括无线传感器网络，ZigBee，M2M技术，RFID技术，NFC技术，低能耗蓝牙技术。选项B虚拟现实技术是一种让人身临其境对感官刺激的技术。
4．A
物联网（loT,
Internet
of
things)
即“万物相连的互联网”，
是互联网基础上的延伸和扩展的网络，将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，实现在任何时间、任何地点，人、机、物的互联互通。由定义可知主要用的技术有：微电子技术、计算机技术、通信技术、传感技术、定位技术、遥感技术等，因此A选项符合题意。
5．B
信息加工是信息加工的一种表现形式，是一种认知心理学术语。对信息的接收、存储、操作运算和传送，或对存贮在信息加工系统中的各种符号结构的操作和处理。按信息加工过程中各个阶段或每个阶段上进行的多个处理间的时序关系，可分串行加工和并行加工两种基本方式。信息采集是指未出版的生产在信息资源方面做准备的工作，包括对信息的收集和处理。它是选题策划的直接基础和重要依据。信息采集工作最后一个步骤的延伸，成选题策划的开端。城市道路的十字路口采用电子警察摄像的方式监管，首先要进行的是信息采集。故本题选B。
6．D
信息，指音讯、消息、通讯系统传输和处理的对象，泛指人类社会传播的一切内容。校刊，海报，DVD光盘都是信息的载体，CCTV播出的天气预报是信息。故本题选D。
7．C
物联网即“万物相连的互联网”，是互联网基础上的延伸和扩展的网络，将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，实现在任何时间，任何地点，人，机，物的互联互通。物联网连接的是信息世界和物理世界，故本题选C。
8．C
无线鼠标控制电脑是通过蓝牙等技术工作的，没有与互联网相连，不属于物联网应用，故本题选C选项。
9．C
物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是:“Internet
of
things(IoT)”。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络。物联网是继计算机、互联网之后，世界信息产业发展的第三次信息化浪潮，故选项C错误。
10．A
物联网是指通过信息传感设备，按约定的协议，将任何物体与网络相连接，物体通过信息传播媒介进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监管等功能；虚拟现实技术囊括计算机、电子信息、仿真技术于一体，其基本实现方式是计算机模拟虚拟环境从而给人以环境沉浸感。在通过高速收费站时无需停车即可自动扣费，这里采用的典型技术是物联网，故本题选A选项。
11．错误
智慧域市中某个下水井盖了，在城市系统端会立即发出维修提示和报警，这里主要运用了物联网技术，故表述错误。
12．√
物联网的核心和基础是互联网，简单的说物联网就是物物相连的互联网，题干说法正确。

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