2.4传感与控制课件-2025-2026学年浙教版高中信息技术必修二

该高中信息技术课件聚焦信息系统的传感与控制技术，涵盖传感器分类、RFID技术及控制机制等核心内容。通过“智能设备如何运作”的问题导入，结合天网监控、火车站闸机等生活实例，衔接计算机硬件软件复习内容，构建从基础到应用的学习支架。 其亮点在于以生活实例（如智能手机传感器功能）培养信息意识，通过传感器与人类器官类比表格及micro:bit开发板实践，发展计算思维与数字化学习能力。丰富案例助学生理解技术应用，教师可借此提升教学直观性与学生参与度。

第二章 信息系统的支撑技术 复习回顾 1.计算机硬件主要由运算器、控制器、 、 和 五大部件组成 2. 是计算机的核心部件，由运算器和 组成 3.存储器（可存放程序和数据）：按用途分为 、__________________和高速缓冲存储器。 ①内存又分为 和 （暂时存放即将处理或正在处理的数据），两者最大的区别是断电后 中的信息会丢失，而 中的信息会保留；②外存包含 （如计算机中的C盘、D盘）和 （U盘）。 4.输入设备：如 。 输出设备：如 。 5.处理信息的一般步骤为输入、 (运算与控制)、 和输出四个步骤。 存储器 输入设备 输出设备 中央处理器（CPU） 控制器 主存储器（内存） 辅助存储器（外存） 只读存储器（ROM） 随机存取存储器（RAM） RAM ROM 硬盘 闪存盘 键盘和鼠标 显示器和打印机 处理 存储 2 复习回顾 6.软件包括 和 。 7.操作系统是最重要的系统软件。计算机操作系统有 、 、Linux、Unix 等。 8.移动终端的操作系统有Windows、 、 。 9.移动终端工作原理与计算机基本 ，包括输入、处理（运算与控制）、存储和输出四个部分。 10.移动终端具备“移动性”和“智能性”，其智能性主要基于 的植入。 11.影响智能手机的主要指标有 、 和屏幕分辨率等。 12.移动终端的　　　 　是整个设备的控制中枢系统和逻辑控制中心 系统软件 应用软件 Windows Mac OS 安卓（Android）系统 苹果 iOS 系统 相同 传感器 CPU 存储 中央处理器 3 2.4 传感与控制 4 信息系统与外部世界的联系 是什么让这些设备变得如此智能？ 5 信息系统与外部世界的联系 信息系统要发挥作用，必须与外部世界进行联系 在由传感与控制技术支持的信息系统中， 传感技术负责将采集到的外部世界的各种信息输入到信息系统 控制技术则实现信息系统对外部世界的直接控制 信息 系统 外部 世界 控制技术 传感技术 生活中常见的传感与控制技术有哪些？ 6 信息系统与外部世界的联系 天网监控系统 各大城市设置的“天网监控系统”利用安装在大街小巷的大量摄像头组成了监控网络，公安机关通过监控平台，可以对城市各街道辖区的主要道路、重点单位、热点区域进行24小时监控。 该系统正在逐步增加人脸识别功能，公安部门将犯罪嫌疑人的面貌录入库中进行检索，与即时采集到的“人脸”进行对比计算，找到与之匹配的人脸，从而找出犯罪嫌疑人。在此系统中， 摄像头作为采集图像信息的图像传感器起到了关键的作用，提高了警察发现、抓捕犯罪嫌疑人的能力。 摄像头/图像传感器采集图像信息—— 传感技术 7 信息系统与外部世界的联系 火车站的闸机 以往坐火车，火车票是检票、坐车、出站的唯一凭证。12306火车售票系统启用以后，在越来越多的高铁站，人们直接刷二代身份证就可完成检票、通过闸机。这样不仅方便，也避免了车票打印造成的浪费。而要实现这一功能，信息系统首先要识别身份证，采集相关信息，并在信息系统中验证该身份证的购票、取票、重复过关等情况，以判断是否允许该身份证持有者过闸机。根据判断结果，信息系统会发出相应的控制信号，打开闸机或者给出错误提示 识别身份证、采集信息—— 打开闸机或给出错误提示—— 传感技术 控制技术 8 信息系统与外部世界的联系 微信智能锁和QQ物联功能 微信智能锁可以通过微信远程智能控制门锁的开与关。 QQ物联将QQ账号体系提供给可穿设备，智能家居，智能车载等设备，实现用户与设备之间的互联互通互动，每一个硬件设备都可以变成用户的QQ好友，为信息系统与外部世界的联系提供了更广泛的可能 微信远程智能控制门锁—— 用户与设备之间的互联互通互动—— 控制技术 控制技术 9 常见的传感技术 传感器属于 ，一般由 、 、其他辅助元件组成。 输入设备 敏感元件 转换元件 输出电信号 敏感元件 转换元件 辅助电源 信号调节与转换电路 被测量 弱 信 号 传感器的结构示意图 敏感元件感受（或响应）和检出被测对象的待测信息; 转换元件将敏感元件所感受（或响应）的信息直接转换成有用信号（一般为电信号）； 辅助元件包括信号调节与转换电路及其所需的电源。 10 常见的传感技术 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 传感器名称 人类感觉 人类器官 光敏传感器 视觉 眼睛 声敏传感器 听觉 耳朵 气敏传感器 嗅觉 鼻子 味敏传感器 味觉 舌头 压敏传感器 触觉 皮肤 热敏传感器 触觉 皮肤 传感器与人类感觉器官的类比 话筒 录音机 声控灯 空调 冰箱 微波炉 体温计 声光控灯 自动调节亮度 酒精测试仪 烟雾报警器 智能手机中的传感器 11 常见的传感技术 检测手机是否贴在耳朵上 横竖屏智能切换 自动调节屏幕背光亮度 计步功能、检测用户睡眠情况 加密解锁、电子支付 自动解锁，盒盖锁屏 监测用户运动状态 检测用户心率 电子指南针、 电子金属探测器 霍尔传感器 功能 传感器 距离传感器 重力传感器 光线传感器 加速度传感器 指纹传感器 光学心率传感器 皮电传感器 磁场传感器 12 传感器信息的获取 从传感器获取信息的通信方式： 、 、串口（COM接口）等。 传统的计算机一般没有传感器的接口，需要借助其他具备传感器接口的智能终端 来实现信息的获取。 计算机和智能终端的通信一般采用 或通过USB接口模拟COM接口来实现 选择micro:bit开发板作为采集传感器数据的智能终端，通过编程获取micro:bit内置传感器的信息，并向串口输出 无线网络 COM接口 蓝牙 COM接口 USB接口 micro:bit开发板 13 射频识别技术 射频识别，又称无线射频识别（简称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接触。 从信息采集的角度，射频识别技术属于传感技术。 射频（简称RF），是指具有远距离传播能力的高频电磁波。 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。 14 射频识别技术 射频识别系统包括两大基本元素：发射端—— 和接收端—— 。 RFID 标签（电子标签） RFID读写器 ①读写器通过天线向电子标签发送一定频率的射频信号 ②电子标签从读写器获得能量，向读写器发送信息 ③读写器采集电子标签的信息并解码 ④读写器处理解码信息后，将结果发送至信息系统 15 射频识别技术 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 RFID读写器的主要任务是控制射频模块向标签发射读取信号，并接收标签的应答，将信息解码传输到信息系统。 能量供给 特点：有电池、通信距离远、体积大、价格高。 用途：汽车遥控钥匙、ECT等。 特点：没有电源、通信距离短、价格低廉。 用途：商品、公交卡、食堂餐卡、银行卡、宾馆门禁卡、身份证。 有源 （主动式） 无源 （被动式） 工作频率 低频（LF） 高频（HF） 超高频（UHF） 微波频段（MW） 16 射频识别技术 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 停车场收费 出租车管理 仓库管理 货物追踪 药品生产 病人看护 牛羊、鱼类、水果管理 宠物、野生动物追踪 自动化生产 质量追踪 17 射频识别技术 NFC技术由RFID技术演变而来，是一种短距高频无线电技术 内置NFC功能的设备主要以手机为主，也有不少平板电脑和蓝牙音频设备等 18 信息系统中的控制 传感器和其他技术结合获得信息，通过什么技术开启或关闭闸门? 控制技术实现信息系统对外部世界的控制 信息系统通过执行器作用于外部世界 执行器是指在控制系统中接收控制信息并对受控对象施加控制作用的装置 19 信息系统中的控制 信息系统中的控制机制包含控制器、执行器、受控对象、传感器。 根据控制论，控制的基础是信息，一切信息传递都是为了控制，任何控制又以信息反馈来实现。信息反馈就是由控制系统将信息输送出去，又把作用结果返回来，并影响下次信息输出，起到控制的作用，以达到预期目的 20 信息系统中的控制 开环控制：控制结果不会影响当前的控制输出 闭环控制：将控制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 空调/冰箱 热水器水温调节 智能农场浇水装置 打开灯的开关 投篮 21 Lavf58.46.101 $