第二章 信息系统的支撑技术（2）知识点梳理-高中信息技术必修2 信息系统与社会 浙教版（2019）

浙教版信息技术必修二《信息系统与社会》 第二章 信息系统的支撑技术 【知识结构体系】 【知识梳理】 四、传感与控制 （一）信息系统与外部世界的联系 1.联系： 2.应用：天网监控系统中摄像头作为采集图像信息的图像传感器；火车站的闸机识别身份证信息完成检票进站上车工作；微信智能锁通过微信远程控制门锁的开与关；QQ物联将硬件设备变成用户的QQ好友进行互联互通。 （二）常见的传感器技术 1.定义：传感器属于信息输人设备，能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件、转换元件、其他辅助元件组成。 2.结构原理： 3.功能：传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，如位移速度、力、温度、等非电学量，并可以将检测感受到的信息按一定规律变换成电信号或其他所需形式的信息输出。 4.传感器种类： 根据基本感知功能的不同，通常把传感器分为热敏、光敏、气敏、力敏、磁敏、湿敏、声敏、色敏和味敏等传感器。为了便于理解，往往将部分传感器的功能与人类的五大感觉器官相类比。 5.智能手机中的传感器 名称 作用 光线传感器 光线传感器可以让手机感洲环境光线的强度，用来调节手机屏幕的亮度，由于屏幕通常是手机最耗电的部分，进步延长电池的寿命，也可搭配其他传感器以防止误触 距离传感器 距离传感器可感知手机是否贴在耳朵上进行通话，若是则会关闭屏幕来省电:柜离传感器也可以运用在部分手机支持的手套模式中用来解锁或锁定手机 重力传感器 可以用来切换横屏与直屏方向，运用在赛车游戏中时，则可透过水平方向的感应，运用在游戏里 加速度传感器 可以用来计步 、判断手机的朝向 磁(场)传感器 通过测量电阻变化来确定磁场强度，使用时需摇晃手机才能准确判断，运用在指南针、地图导航 陀螺仪 结合加速度和陀螺仪这两种传感器，系统设计人员可以跟踪并捕捉3D空间的完整工作，为终端用户提供更真实的用户体验，例如手机中的“摇一掘”功能例如摇动手机就能抽签.....、体感技术。 GPS 运用在定位测速测量距离与导航等应用 指纹传感器 运用在解锁 加密、支付等应用 霍尔传感器 运用在翻盖解锁 、合盖锁定屏幕等应用 气压传感器(气压计) GPS用来量测海拔高度会有10米左右的误差，若搭载气压传感器，则可以将误差校正到1米左右 心率（血氧）传感器 可用于运动或健康领域 紫外线传感器 主要用在运动与健康领域 （三）传感器信息的获取 1.获取方式：无线网络、蓝牙、串口(COM接口)等。 2.micro:bit micro:bit是一款入门级开发板。开发板集成了5X5 LED阵列，有两个可编程按键，内置配有加速度计、温度计、蓝牙等模块。其I0扩展口可通过鳄鱼夹引出，支持读取传感器数据，控制舵机与RGB灯带等。 3.利用micro:bit通过Python编程，获取温度传感器的信息 · 通过USB连接线将micro:bit 接到计算机，并安装串口驱动。 · 编写程序，获取环境数据。 · 通过串口调试工具，查看串口数据。 · 编写Python代码，读取串口数据并显示 （四）射频识别技术 1.射频识别 又称无线射频识别( RFID）,属于通信技术的范畴，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按触。 2.射频(简称RF) 是指具有远距离传播能力的高频电碰波。高频交变电流会在导体周围的空间产生高频电磁波,并向外远距离传播出去，这些高频电磁波，就是射频。 3.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。 4.射频识别的组成元素 （1）发射端——RFID标签（电子标签） （2）接收端——RFID读写器。 5.RFID标签——发射端 电子标签由芯片与天线(线圈)组成，每个标签具有唯一的电子编码,标签附着在物体上以标识目标对象。 分类 定义 优劣 无源电子标签 也称为被动式标签，是最为常见的电子标签，其本身没有电源，依靠从读写器的电磁波中获得能量，激活标签中的芯片，芯片产生电磁波发送给读写器 价格便宜的优势，但其工作距离、存储容量等受到能量来源的限制。 有源电子标签 也称为主动式标签,其工作的能量由电池提供，能够主动向读写器发送射频信号。 具有更远的通信距离，但体积较大，价格也相对较高，主要应用于贵重物品远距离检测等领域 6.RFID读写器——接收端 （1）功能：控制射频模块向标签发射读取信号,并接收标签的应答,对标签的对象标识信息进行解码，然后将对象标识信息和标签上其他相关信息传输到信息系统以供处理。 （2）最初的读写器大多只能在单一频率点工作 ，现在的读写器一般都支持多个频率点，能自动识别不同频率的标签信息。 （3）射频识别技术的应用 公交卡，门禁卡、银行卡、酒店门禁卡、第二代身身份证、ETC、NFC技术等。 （五）信息系统中的控制 1.执行器 在控制系统中接受控制信息并对受控对象施加控制作用的装置。 2.控制与反馈 信息反馈是指系统输出信息后,其返回的结果将对信息的再次输出产生影响，从而起到制约的作用，以达到预定的目的。 3.开环控制与闭环控制 按原理的不同，信息系统中的控制分为开环控制和闭环控制两种。开环控制指控制的结果不会影响当前的控制输出，而闭环控制将控制的结果反馈回来与系统设定的希望值比较，并根据它们的误差调整控制作用。 【典型例题】 1．使用智能手环进出校园时， 用到了 RFID 技术， 下列说法正确的是（　　） A．使用 RFID 技术读取智能手环数据， 体现了信息系统的数据收集和输入功能 B．智能手环属于无源电子标签 C．RFID 技术属于通信技术，但不属于传感器技术 D．进出校门时才会识别信息，说明 RFID 技术只适用于短距离传输信号 2．关于射频识别技术，以下说法不正确的是（ ） A．射频识别的过程，实际上是既线传输的过程 B．NFC技术是一种远距离、高频的无线电技术 C．高速公路的ETC通道借助射频识别技术实现了不停车自动收费 D．我国的二代身份证使用了射频识别技术 3．某智慧电梯系统，智能摄像头可以实时监控电梯内部情况，检测到电动车进入电梯时，电梯停止并启动报警器，电动车退出电梯后，电梯方能正常启动；一旦发现电动车进入电梯或出现困人情况时，系统会自主发现并推送警报信息到相关人员。若系统发生误判，系统管理员可以通过浏览器远程恢复电梯正常运行，保障乘客和电动车驾驶员的安全。系统将电梯内检测到的各项数据上传到web服务器，以便后期查询、分析、处理。下列关于该系统功能与应用的说法不正确的是（ ） A．可以通过手机浏览器处理信息系统中的数据 B．通过智能摄像头获取的信息属于数据输入功能 C．管理员能搜索电瓶车报警信息说明该系统具有查询功能 D．智能摄像头采集到的数据只能存储在摄像头上 4．智能手机中用于监测手机发热情况的传感器是（ ） A．湿度传感器 B．红外传感器 C．光线传感器 D．温度传感器 5．南水北调工程的监测数据越来越多地来自位移传感器、水质监测设备等传感器设备。( ) 【参考答案】 题号 1 2 3 4 5 答案 A B D D 对 信息系统的支撑技术 传感与控制 传感器结构 传感器信息的获取：COM接口 射频识别技术 由敏感元件、转换元件、其他辅助元件组成 分类 热敏、光敏、气敏、磁敏、湿敏、声敏、色敏和味敏 无线射频识别，RFID 发射端（RFID标签） 接收端（RFID读写器） 控制 执行器 控制与反馈 开环控制 闭环控制 网络系统 功能 数据通信、资源共享、分布处理 分类 计算机网络：局域网、城域网、广域网 移动通信网络：1G、2G、3G、4G、5G 广播电视网络 组成 计算机系统 数据通信系统 网络软件和网络协议 构建 网络应用软件开发 实现架构 客户端/服务器架构 浏览器/服务器架构 规划设计 编写网络应用程序 调试发布 学科网（北京）股份有限公司 $$