第二单元《物联网的数据采集》探索2 物联网的识别技术——射频识别技术 课件 2025-2026学年苏科版初中信息科技八年级上册

该初中信息科技课件聚焦射频识别（RFID）技术，从“快递为何认得路”情境导入，结合智慧物流动画速览引发思考，通过对比图形识别与RFID差异，逐步拆解定义、电子标签（芯片/天线）、读写器及工作原理，最后以ETC系统为实例，构建从情境到原理再到应用的学习支架。 其亮点在于融合信息意识、计算思维与数字化学习，通过模拟ETC实验（智能开发板操作）培养动手能力，用动态示意和流程图解析工作原理，结合“碰撞仲裁”机制渗透算法思想，价值升华环节强调诚信使用技术，强化信息社会责任。学生在实践中深化理解，教师可提升教学互动性与实效性。

射频识别技术的工作原理。在图书馆我们可以使用借阅证借阅或归还书籍。图书借阅管理系统依托于无线射频识别技术，简称RFID。借阅者通过借阅证与借阅机的交互，能识别、读取、写入读者和借阅信息。RFID是一种无线通讯技术，通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据。RFID可工作于各种恶劣环境，是物联网的关键技术之一。一套完整的RFID系统由电子标签、阅读器和应用软件系统三部分组成。借阅证就是电子标签的一种，主要由芯片、天线、线圈和外部封装材料等组成。物联网中，电子标签如同物体的身份证，标识着物体的相关信息，且具有多种多样的外形。RFID阅读器是与电子标签进行交互，实现读取与写入数据的设备。借书过程中，读者将借阅证置于RFID阅读器可识别区域，通过无线电信号借阅证把自身携带的数据传给RFID阅读器，实现读者身份的识别。使用RFID技术采集数据与人工采集数据相比，更快捷、准确、高效，且设备寿命长、成本低。因此在图书馆里，产品溯源、仓储物流、票证管理、公路收费、防伪安全等领域得到了广泛应用。同学们，你们在生活中还见过哪些RFID的应用？请一起分享交流。 null电子不停车收费系统及ETC能够在车辆通过收费设施时，不停车就自动完成费用的缴纳。车主向提供ETC的单位或机构申请相关设备，再将电子账户与汽车的相关信息进行绑定，正确安装后就可以开始使用。以车辆使用ETC通过收费站为例，当汽车驶入收费站时，读写器会读取车辆上电子标签中的数据，将车辆信息上报给管理中心，管理中心根据车牌号、车型等信息与库中注册的车辆信息进行比对，完成车辆的识别。若识别通过栏杆抬起，允许车辆通行。当汽车驶出收费站时，读写器与电子标签继续进行识别与读写操作，记录出站信息，并将信息上报给管理中心。管理中心根据车辆行驶情况，计算出汽车在两座收费站之间所需支付的费用，并进行自动扣费。当车主的ETC储值卡内余额成功支付费用后，收费站将进行抬杆处理，汽车驶出高速公路。最后计费系统的数据库会及时更新与同步数据，方便车主再次使用ETC。ETC提高了收费站的通过效率，减轻道口排队缴费的压力，减少车辆拥堵，实现节能减排，促进交通运行的流畅和高效。 课题：射频识别技术 1 01 情境导入：快递为何认得路 2 智慧物流动画速览 观看动画，思考商品是如何在 无人扫码 的情况下被精准识别并送达的？ 无人结账 无需扫码，自动识别商品及价格 远距离读取 无需对准标签，远距离快速读取 高速分拣 物流枢纽自动高速分拣包裹 实时追踪 运输途中位置信息实时更新 3 这种识别方式与图形识别有何不同？ 图形识别 (扫码) 必须对准二维码或条形码 依赖光线条件，昏暗环境无法识别 需要接触或近距离操作 射频识别 (RFID) 无需对准，可远距离读取 无需光线，可穿透非金属遮挡 非接触，自动识别 结论：RFID是一种 非接触、自动、远距离 的识别技术。 4 02 概念与原理拆解 5 RFID 定义与优势 射频识别 (RFID) 技术，是通过射频信号识别目标并获取信息的非接触式自动识别技术。它相当于物品的“身份证”。 速度快：无需人工干预，瞬间完成识别。 成本低：标签可重复使用，长期经济效益高。 准确性高：误读率极低，抗干扰能力强。 可重复使用：数据可擦写，环保经济。 6 电子标签：物品的“身份证” 观察其内部结构，理解其工作原理。 外形可弯曲、薄型化，适应不同场景。 芯片 (Chip) 存储全球唯一的电子编码和可变数据，是标签的“大脑”。 天线 (Antenna) 负责接收和发射射频信号，进行无线通信和能量获取。 7 读写器：标签的“搭档” 读写器是RFID系统中不可或缺的一部分，它负责与电子标签进行“对话”。 发射能量：通过天线发射射频信号，为无源的电子标签提供工作能量。 双向通信：与电子标签进行双向数据传输，读取或写入信息。 批量读取：可同时读取多个标签，极大提高数据采集效率。 8 RFID 工作原理动态示意 读写器发射 电磁波 标签天线 感应生电 芯片 回送编码 读写器解码 上传后台 为防止多标签同时应答造成的混乱，系统采用“碰撞仲裁”机制，确保数据有序传输。 9 03 ETC系统深度透视 10 ETC 场景与系统架构 RFID技术在生活中的典型应用—— 电子不停车收费系统 (ETC) 。 车辆以80km/h以下的速度通过收费站，无需停车即可完成扣费。 车载单元 (OBU): 安装在车上的电子标签。 路侧单元 (RSU): 安装在收费站的读写器。 后台系统: 结算中心与银行扣款接口。 11 ETC 工作流程逐步解析 1 车辆进入通信区域 2 读写器唤醒OBU并认证 3 写入入口信息 4 出口计算费额并扣款 5 后台确认，抬杆放行 关键环节：“双向认证”确保交易安全，防止伪造标签，是信息安全的重要保障。 12 04 模拟实验：动手让ETC跑起来 13 模拟ETC实验：任务与器材 利用实验器材，模拟ETC的充值和扣费过程，感受RFID的数据读写。 实验任务： 识别射频卡号码 按键A触发充值任务 按键B触发扣费任务 OLED显示屏显示余额 器材清单： 智能开发板、射频识别模块、射频卡、数据线、计算机 14 添加指令： RFID传感器属于传感器，在“扩展”-“传感器”里找到“RFID”模块，点击加载。 1 2 3 软件添加 将程序刷入主控板中，将射频卡贴近读卡区，查看屏幕显示结果，换一个卡试一试，并把卡号记录下来。 标签中包含唯一的卡号信息，将卡号读取出来即可对其进行判断 读取标签 卡号 滴 587922548 读取射频卡号： 模拟ETC充值 ： 模拟ETC扣费 ： 射频卡可用于：_______________ 射频卡在什么情况下才会被充值和扣费？ 学习单记录： 05 拓展与价值升华 21 拓展：NFC 与 RFID NFC (近场通信) 是RFID技术的一个子集与延伸，已广泛应用于智能手机。 工作距离：NFC < 10cm (更近)。 通信模式：NFC支持双向读写。 应用场景：NFC主要用于手机支付、设备互联。 通过对比，我们填补了“手机一碰支付”的认知空白。 22 价值升华：诚信与安全 技术便利 ETC让出行更高效，是科技改变生活的典型例证。 道德风险 恶意蹭ETC等逃费行为，造成经济损失，需承担法律责任。 技术应用需坚守诚信底线。树立“技术向善”的价值观，做负责任的数字公民。 23 06 总结与作业 24 作业设计 生活观察任务 记录生活中RFID场景（如智能门锁、超市防盗），用文字或图画描述其工作方式。 要求：标注读写器与标签位置。 拓展体验任务 尝试使用手机NFC功能（如刷门禁、支付），并简单记录过程和感受。 要求：注意使用安全与隐私保护。 25 $