2.4.2基于物联网的信息系统课件2021-2022学年教科版（2019）高中信息技术必修二（26张PPT）

(共26张PPT)
2.4 基于物联网的信息系统
第2单元
信息系统的集成
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：
射频识别
射频识别，又称无线射频识别（简称RFID），属于无线通信的范畴，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无须在特定目标与识别系统之间建立机械或光学接触。
从信息采集的角度，射频识别技术属于传感技术，是一种自动识别技术，它利用无线射频信号实现无接触信息传递，达到自动识别目标对象的目的。
射频识别
射频识别的过程，实际上是一种无线传输，发射端发送特定的射频信号，接收端接收到射频信号后，并从中提取出有用信息。
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。
至少需要两大元素：发射端——RFID标签，接收端——RFID读写器
通过ETC（不停车收费）体验RFID
射频识别技术的应用
应用领域 应用实例
物流领域
交通运输领域
农林牧渔
医疗领域
工业制造领域
高速公路不停车收费ETC
停车场收费
出租车管理
自动化生产
质量追踪
仓库管理
货物追踪
仓储管理
病人看护
药品生产
病人看护
牛羊、鱼类、水果管理
宠物、野生动物追踪
电子标签与条形码区别
1.与条形码相比，无须直线对准扫描
2.其采用无线电射频，可以透过外部材料读取数据
3.可以同时对多个物体进行识读，而条形码只能一个一个地读
NFC由RFID演变来，是一种短距高频的无线电技术
NFC芯片的集成度更高，包括了读卡器与标签于一体。NFC的双向通信能力得到了加强。不仅可以当做标签来做识别，还可以作为一种双向通信方式用于数据交换。
补充
NFC
在人流密集的地方会不会导致银行卡偷偷被刷？
在擦肩而过的瞬间，银行卡里的个人信息会不会被人用手机NFC功能恶意读走？
①读取的内容
手机开启NFC后，可以读取银行卡信息，但主要是卡号、余额和最近交易记录，此时可以用手机开通“快捷支付”，但需要银行卡实名认证，还是不能转账。如果是pos机凑上去，没关闭小额免密会被盗刷。
②读取的距离
NFC对距离极其敏感，超过5cm读出的概率就大大降低，即使在人挤人的地铁上，陌生手机要读取银行卡，需要变换各种位置和角度，难度很大。
有了RFID，信息系统就变得聪明了。
2008年，国务院提出“感知中国”概念，全国部分城市开始试点智慧城市建设，中小学也在建设智慧校园，RFID技术应用越来越广泛。
从互联网到物联网，能识别万物的RFID技术是关键技术之一
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
感知层设备：自动感知设备（RFID、传感器、GPS、智能家电设备、智能检测设备等）与人工生成信息设备（智能手机、PDA、计算机等）
（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/RFID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）RFID
（3）物联网
小结
1.物联网是通过某种信息传感设备，把物体与互联网连接起来,进行信息交换和处理，以实现智能化识别定位、跟踪、监控和管理的网络。下列选项中不宜用来标识物联网的物体是( )
A. RFID标签 B.手写标签 C.条形码 D.二维码
2. ZigBee是无线通信技术的一种，下列说法正确的是( )。
A. ZigBee 主要用于在距离短、功耗低且传输速率不高的电子设备之间进行数据传输
B. ZigBee主要用于在距离远、功耗低且传输速率不高的电子设备之间进行数据传输
C. ZigBee主要用于在距离短、功耗高且传输速率不高的电子设备之间进行数据传输
D. ZigBee主要用于在距离短、功耗低且传输速率比较高的电子设备之间进行数据传输
3.在手机上通过APP可以实时获取公交车的到站信息，这是因为公交车上安装了( )。
A. RFID标签 B. GPS定位系统 C. 智能跟踪系统 D.微型电脑系统
4.物联网的关键技术有( )
A.传感器技术、虚拟现实技术、人工智能技术 B.传感器技术、RFID技术、M2M技术
C. NFC技术、RFID技术、人工智能技术 D.传感器技术、RFID技术、虚拟现实技术
B
A
B
B
巩固练习——单选
5.下列选项中，属于近距离、、低功耗无线通信技术的是( )。
A.4G B. Wi-Fi C. ZigBee D.微波
6.在智能手机中设定自动调整屏幕亮度后，，当环境光线产生变化时,手机屏幕也会随之自动变亮或变暗。这里采用的技术是( )
A.纳米技术 B.微电子技术 C.传感技术 D.通信技术
C
C
课堂练习：《实践指导》P38-39
物联网已经走进我们的生活，李明也想感受新科技的神奇，于是决定在家安装一套“智能家居”系统，他希望能实现以下功能：
（1）每天早上随着闹钟响起，窗帘也会自动打开，让窗外的阳光透进房间，帮助人尽快清醒；
（2）晚上回家晚了，如果家里没人，也没开灯，在开门的瞬间，客厅的灯会自动点亮，让人没有摸黑找开关的焦虑；
（3）家里有一个智能的小音箱，就像是个贴心的“小管家”，有什么需求告诉它就行了，例如：想看电视了，对小音箱说：“打开电视机并调到新闻频道”；上班出门时，对它说：“我去上班了”，家里所有的灯、空调就会关闭，扫地机则自己开始工作；晚上睡前，跟小音箱说一声“晚安”，家里的灯就会关掉，空调自动设置成睡眠模式。
工程师根据李明的需求，替他设计了一套智能家居系统，拓扑结构如下：
巩固练习——分析
1.阅读以上资料，你认为李明家在安装智能家居系统之前，首先必须安装好（ ）； A. 固定电话+有线局域网 B. 宽带网络+有线局域网 C. 宽带网络+无线局域网2.根据组网原理，李明家接入智能家居系统的灯、空调、电视机、音箱和窗帘等设备都具有唯一的（ ），这是由图中（ ）自动分配管理的； A. IP地址 无线路由器 B. IP地址 智能控制主机 C. 域名 无线路由器3.根据材料的描述，充当小管家功能、能听懂李明指令的智能小音箱，采用了（ ）技术； A. 人脸识别 B. 语音识别 C. 指纹识别4.家里装好物联网系统之后，李明经常下班时用手机APP打开家里空调，等他到家时，家里的温度正适宜，这一操作使用了物联网的（ ）功能；要实现题中晚上回家开门自动亮灯，可以在平台上设置一个联动场景：如果满足条件一（ ），同时满足条件二（ ），则执行“开灯”指令，这使用了物联网系统的（ ）技术。 A．智能处理 B．远程控制 C．有人经过 D．门锁被打开 E．灯处于关闭状态 F．光线低于指定值5.李明希望半夜起床时，经过的地方都会自动亮起小灯，如果一段时间没有人经过，这些灯又会自动关闭。拓扑图中（ ）传感器可以感知到是否有人经过。6.设计师告诉李明，有一款设备可以把他家里普通的台灯、电扇、水族箱等电器都方便地连入智能家居系统，实现智能控制，这款神奇的设备是：（ ）。 A. 智能开关 B. 智能插座 C. 智能路由器
C
A
B
B
D
F
人体红外
B