3.1 信息系统与外部世界的连接方式 课件 高中信息技术 粤教版 必修2

(共36张PPT)
粤教版普通高中教科书
信息技术 必修2
3.1 信息系统与外部世界的连接方式
信息技术 王凤龙
单元学习重点分析
物联网技术
计算机网络的功能
无线网络的设备与组建
会考必考
会出应用大题
信息系统与外部世界连接方式的演变
单机的数据处理、自动控制、影音娱乐
让人与计算机对话
让计算机与计算机对话
让人与物体对话
数据传输、资源处理、分布式处理
网络
人
计算机
智能家居、 智能农业、智能交通
第一阶段
第二阶段
第三阶段
互联网
物联网技术
物体
拓展
信息系统与外部世界连接方式的演变
单机的数据处理、自动控制、影音娱乐
人
计算机
第一阶段
数据传输、资源处理、分布式处理
第二阶段
网络
智能家居、 智能农业、智能交通
第三阶段
物体
人
人
计
计
人与计算机对话
人
计
物
物联网
物联网在生活中应用广泛
物联网 - 概念
物联网（Internet of Things，IoT）是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸，它利用感知技术与智能装备对物理世界进行感知识别，通过网络传输互联，进行计算、处理和知识挖掘，实现人与物、物与物的信息交互和无缝链接，达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策的目的。
互联网与物联网的关系
Internet of Things
万物互联
互联网
物联网
拓展和延伸
核心和基础
物联网就是“物物相连的互联网”
我国物联网的发展
义务教育信息科技新课程标准
我国政府高度重视物联网的研究和发展
2009年8月，国务院提出“感知中国”的战略构想，表示中国要抓住机遇，大力发展物联网技术。
2012年，我国工业和信息化部、科学技术部、住房和城乡建设部再次加大了支持物联网和智慧城市方面发展的力度。
2021年9月，工信部等八部门印发《物联网新型基础设施建设三年行动计划（2021-2023年）》，明确到2023年底，在国内主要城市初步建成物联网新型基础设施。
2022年10月，习近平总书记在二十大报告中提到，加快发展物联网，建设高效顺畅的流通体系，降低物流成本……
大力发展物联网产业将成为我国今后一项具有国家战略意义的重要决策
物联网利用感知技术与智能装备对物理世界进行感知识别，通过网络传输互联，进行计算、处理和知识挖掘，实现人与物、物与物的信息交互和无缝链接，达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策的目的。
物联网 - 三个方面的技术特征
全面感知
智能处理
可靠传递
智能花卉养殖系统
全面感知是指利用无线射频识别、传感器、定位器和二维码等手段，随时随地对物体进行信息采集和获取。它解决了人和物理世界的数据获取问题，用传感技术延展了人的感知能力。
一、全面感知
无线射频识别
传感器
定位
二维码
可靠传递是指通过各种网络（无线网络、有线网络），对接收到的物体信息进行实时且准确的远程传送，实现信息的交互和共享，并进行各种有效的处理。
二、可靠传递
移动通信
Wi-Fi热点
光纤
双绞线
无线网络
有线网络
智能农田灌溉系统
智能处理是指利用数据管理、数据计算、云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对接收到的海量数据和信息进行分析处理，提升对外部世界各种活动和变化的洞察力，实现智能化的控制和决策。
三、智能处理 - 例1
智能交通——智慧停车场
功能
实时显示车位空余信息
停车位导航和反向寻车
进出口自动识别
手机自动结算费用等
智能处理是指利用数据管理、数据计算、云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对接收到的海量数据和信息进行分析处理，提升对外部世界各种活动和变化的洞察力，实现智能化的控制和决策。
三、智能处理 - 例2
智能农业——智慧大棚
功能
实时显示生长环境信息
自动灌溉和湿度调节
自动温度调节
补光系统和遮光系统等
智能处理是指利用数据管理、数据计算、云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对接收到的海量数据和信息进行分析处理，提升对外部世界各种活动和变化的洞察力，实现智能化的控制和决策。
三、智能处理 - 例3
智能家居
功能
手机、语音控制
智能家电
智能灯光
智能安防等
物联网的形式复杂多样，涉及的硬件种类繁多。根据信息生成、传输、处理和应用的原则，可以把物联网从低到高分为三层：感知层、网络层和应用层
物联网 - 三层架构
应用层包括应用基础设施/中间件和各种物联网应用。包括各类云平台、软件、服务和具体的物联网应用。
网络层提供各种基于网络的服务和功能，包括数据传输、远程控制、数据存储、分析处理等。
感知层实现对物理世界的智能感知识别、信息采集处理和自动控制，并通过通信模块将物理实体连接到网络层和应用层。
物联网 - 三层架构练习1
根据下图的“智能花卉养殖系统”填写表格：
层次 对应表现
感知层 利用各种传感器获取花卉的
光照、湿度等种植环境数据
网络层 利用互联网将感知数据
传输至云端和手机APP
应用层 云端数据分析服务、APP应用
智能花卉养殖系统
物联网 - 三层架构练习2
根据下图的“共享单车体验过程示意图”填写表格：
层次 对应表现
感知层 扫码解锁获取用户信息
利用定位器获取车辆位置信息
网络层 上报状态定位信息，下发解锁指令
上报用户信息和解锁请求，下发骑行提示
应用层 共享自行车、云平台、手机APP
共享单车体验过程示意图
物联网涉及感知、控制、网络通信、微电子、计算机、软件、嵌入式系统、微机电等多个技术领域，其按照技术特征可划分为感知关键技术、网络通信关键技术、应用关键技术、共性技术和支撑技术。
物联网 - 技术
射频识别技术
传感器技术
二维码识别技术
移动通信技术
蓝牙通信技术
Wi-Fi通信技术
嵌入式系统技术
人工智能技术
云计算技术
感知关键技术
网络通信关键技术
应用关键技术
已学习
P75 3.3.1 学习
全面感知
可靠传递
智能处理
传感器技术 - 应用
传感器在物联网的应用非常广泛，是连接物理世界与电子世界的重要媒介。它能够感知诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量（物理量），并把它们按照一定的规律转化成电压、电流等电学量，或转化为电路的通断，从而方便实现测量、传输、处理和控制。
智能农业
智能家居
智能医疗
传感器技术 - 概念
传感器在物联网的应用非常广泛，是连接物理世界与电子世界的重要媒介。它能够感知诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量（物理量），并把它们按照一定的规律转化成电压、电流等电学量，或转化为电路的通断，从而方便实现测量、传输、处理和控制。
传感器的作用
温湿度传感器
传感器技术 - 原理
传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成，有时还加上辅助电源。传感器的工作原理可以简述为：检测、转换和输出。
检测
转换
放大
→
→
→
光电传感器检测元件 - 光敏电阻
传感器技术 - 分类
传感器类型 对应感觉器官
光敏传感器 视觉
声敏传感器 听觉
气敏传感器 嗅觉
化学传感器 味觉
压敏、温敏、湿敏等传感器 触觉
传感器有许多种类，按其用途可以分为光敏传感器、声敏传感器、气敏传感器、化学传感器、压敏、温敏、湿敏等传感器等。
传感器与人类的五大感觉器官的对应
各种类型的传感器
传感器技术 - 练习
现在的汽车越来越智能，这离不开传感器技术的支持，据统计，一辆汽车上的传感器大约有100种。根据下图说明写出对应的传感器：
自动大灯
车内温度显示
未系安全带报警
智能语音识别
汽车尾气中的氧含量检测
温敏传感器
光敏传感器
声敏传感器
压敏传感器
气体传感器
二维码识别技术 - 概念
二维码是指用特定的几何图形按一定规律在平面二维方向上分布的黑白相间的矩形方阵记录数据符号信息的新一代条码技术。
在线支付
平台社交
物联网应用
信息采集
应用推广
活动分享
二维码识别技术 - 特点
二维码识别技术属于自动识别技术中的条码识别技术，具有信息量大、输入速度快、准确度高、成本低等优点，因此被广泛应用于各个领域。
输入速度快
准确度高
可靠性强
成本低
信息量有限
信息量大
容错能力强
识读方式灵活
保密性好
应用场景广泛
二维码识别技术 - 原理
计算机内部只能识别和存储二进制数据（ "0" 和 "1" ），如何将二维码转换为二进制数据呢？
二维码的生成原理（编码）
二维码的识别原理（解码）
二维码识别技术 - 生成
通过特定网址生成单个二维码
通过代码批量生成多个二维码
射频识别技术（RFID）
射频识别技术（RFID）是一种非接触式的自动识别技术。可以通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，识别工作无需人工干预。与其他识别技术相比，它以特有的非接触识别、抗干扰能力强、可同时识别多个物品等优点，逐渐成为自动识别中最优秀的和应用的领域最广泛的技术之一。
物流
医疗
交通
消费/门禁
射频识别技术（RFID）- 工作原理
③
① 阅读器会通过天线发送一定频率的射频信号；
② 当电子标签进入射频信号区域后会产生感应电流，电子标签获得能量并被激活，然后通过天线将芯片存储的自身编码（唯一）等信息发送出去；
③ 阅读器通过天线读取电子标签发送的信息，然后将信息送至食堂后台主机系统进行身份验证、扣费等处理。
RFID系统由阅读器（传送器、接收器和微处理器）、天线和电子标签三大组件构成
刷卡机
校园卡
①
②
阅读器
电子标签
食堂后台主机系统
校园卡食堂刷卡流程
天线
拓展-NFC技术
NFC近场通信技术是基于RFID射频识别技术发展起来的一种近距离无线通信技术。NFC的传输距离要比RFID小的多（<10cm)，但NFC将阅读器、天线和标签三个组件集成进一颗芯片，实现既可以读取也可以写入。因此，在门禁、公交、手机支付等短距离识别领域应用广泛。
交通卡
门卡
车钥匙
支付
NFC写入
NFC读取
嵌入式系统技术
嵌入式系统是指以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统具有专用性强、系统精简、可靠性高、灵活方便等优点，因此被广泛应用于各个领域。
运动手环、电话手表系统
小度全屋智能控制系统
汽车中央控制系统
共享单车控制系统
1、以下的选项中没有体现物联网应用场景的是 （ ）？
真题练习
D
A. 高速公路上的ETC不停车收费系统
B. 手机查看农作物生产情况，远程控制施肥浇水
D. 教师通过微信班级群分享学习资料
C. 用手机打开家中的空调、窗帘和电视机
2、生活中我们刷公交卡乘坐公交车，在学校我们刷校园一卡通就餐、借阅图书等，我们使用了物联网技术中的 （ ）？
A. 蓝牙技术
B. Wi-Fi技术
C. 射频识别技术
D. 传感技术
C
3、下列场景中没有使用传感器技术的是 （ ）？
真题练习
A. 农业大棚环境监测
B. 手机扫码点餐
C. 火灾报警器
D. 智能路灯的自动开关功能
4、智能手环是常见的智能穿戴设备，高老师通过配戴的智能手环来了解自己的步数、心率以及睡眼和呼吸信息。那么智能手环是通过（ ）获得高老师个人身体信息的 ？
A. 蓝牙技术
B. Wi-Fi技术
C. 传感技术
D. 射频识别技术
B
C
真题练习
5、智能手表是现在常用的智能可穿戴设备，可以用于网络通讯、计步、睡眠监测、心率监测等诸多应用。下列技术没有用在智能手表上的是 （ ）？
A. 分布式处理技术
B. 无线通信技术
C. 嵌入式技术
D. 传感技术
D
6、利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息，这指的是物联网的 （ ）？
A. 可靠传递
B. 全面感知
C. 智能处理
B
7、射频识别系统中真正的数据载体是 （ ）？
A. 阅读器
B. 天线
C. 电子标签
C
真题练习 - 安徽2024
1、右图中，手机屏幕上实时准确地显示各种数据，体现了信息系统的 （ ）功能？
A. 输入
B. 处理
C. 输出
2、右图中，手机屏幕上显示的空气湿度、温度、光照度等这些数据的采集使用的是（ ）技术？
A. 云计算
B. 传感器
C. 视频识别
3、温度传感器在物联网的三层结构中属于 （ ），手机APP在物联网的三层结构中属于（ ）？
A. 感知层
B. 网络层
C. 应用层
4、当空气温度发生变化时，该系统会自动调控温室内环境，这属于物联网 （ ）方面的技术特征？
A. 全面感知
B. 可靠传递
C. 智能处理
C
B
A
C
C
总结
作业
利用思维导图软件整理本节课知识
第一章 走进信息社会