2.4 基于物联网的信息系统课件-2025～2026学年教科版高中信息技术必修二

授课人：孙铉 2.4 基于物联网的信息系统 教科版（2019）信息技术必修二：信息系统与社会 背景了解：截至目前人类历史上的四次工业与信息科技革命 18c60s~19c初期 Industry 1.0 蒸汽与水利的机械化使用 19c末~20c初 Industry 2.0 电力与内燃机的大规模使用 20c末~21c初 Industry 3.0 计算机技术、半导体、互联网 21c至今 Industry 4.0 新能源、物联网、AI、生物科技 TIME LINE 新课导入：了解日常生活中的智能手机 为什么你可以拍照？ 为什么你可以指纹解锁？ 为什么你可以语音识别？ 因为我也有眼睛 因为我也有触觉 因为我也有耳朵哦 光敏传感器 热敏传感器 声敏传感器 一.传感器（P48概念） 概念：传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息按一定规律转换为电信号或其他所需形式，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。 非电学量：力、温度、光、压力...... 电学量：电压、电流 测温仪：温度传感器 鼠标：光敏传感器 火灾报警装置：烟感传感器 思考：我们在日常生活与学习中会经常使用到尺类工具（米尺/直尺/三角尺...），他们也可以测量，那么它们是传感器吗？ 一.传感器（类型） 常见的传感器其实不止有上述三种，其家族系统是非常庞大的。 温湿度计：温湿度传感器 体重秤/电子秤：重力传感器 深海探测：超声波测距传感器 自我探究查找(2min) 课本第49页第一段话：“常见的传感器有位移传感器、形变传感器、...、加速度传感器...等。”请同学们自主查找资料，了解一下除了我们刚才讲过的传感器类型外，还有哪些传感器呢？它们的实例与应用又有哪些呢？ 牛刀小试——传感器 2.传感器在日常生活中应用十分广泛。某些汽车进入隧道时会自动开启车灯，这是因为其使用的是（ ）。 A.光线传感器 B.距离传感器 C.压力传感器 D.位移传感器 1.语音识别技术主要依赖于哪种类型的传感器（ ）。 A.光学传感器 B.声学传感器 C.温度传感器 D.压力传感器 一.传感器（功能对应） 传感器的功能与人类五大感觉器官的功能大致对应为： 眼睛——视觉——光敏传感器 鼻子——嗅觉——气敏传感器 嘴巴——味觉——化学传感器 耳朵——听觉——声敏传感器 手——触觉——压敏/热敏传感器 被测量 感官 大脑 人体做出反应 传 感 器 原 理 类 似 一.传感器（作用） （1）在信息系统中，获取准确可靠的信息尤为重要，而传感器是信息系统获取自然和生产领域信息的主要途径和手段。 自然生活中：监测气象变化、地质活动、生态环境等信息 生产领域中：监控生产设备的运行状态、生产流程中的各种参数等 一.传感器（作用） （2）传感器的存在让人们能涉足到许多未知领域，包括但不限于基础研究和高科技研究等。可以说几乎每一个现代化项目都离不开传感器 深海领域 太空领域 冶炼领域 一.传感器（作用） （3）传感器已成为信息系统与外部世界连接的重要方式，极大地便捷了人们的日常生产与生活，加快了工作效率。 传感器在高科技技术中的最新应用：天工Ultra机器人 2025年4月19日，在由中央广播电视总台北京总站参与联合主办的全球首个人形机器人半程马拉松比赛中，天工Ultra机器人夺得冠军，成为人们关注的焦点。 传感器在现代的新发展：智能传感器（P49） 智能传感器可以模拟人的感官和大脑的协调动作，它是一类具有信息处理功能的传感器。智能传感器带有微处理机，具有采集、处理、交换信息的能力，是传感器集成化与微处理机相结合的产物。 二.物联网（P49活动探究） 活动1 通过网络查找RFID的功能及应用 图书馆出口处是如何感应到你所持图书是否已借阅？ 传感器？ 其他...？ 成本与 实际操作 二.物联网（P49活动探究） 活动1 通过网络查找RFID的功能及应用 在书本上贴RFID电子标签，通过网络查找对于的RFID电子标识（无线射频识别）。在数据库中核实借阅情况，如未借阅则发出警报。 拓展：什么是RFID技术？ RFID（射频识别）又称无线射频识别，是一种通信技术。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。它可通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，而识别系统与特定目标之间无须建立机械或光学接触。 RFID系统 应用 软件 电子 标签 阅读器 拓展：RFID技术的应用 应用领域 应用实例 物流领域 仓库管理 货物追踪 交通运输领域 高速公路不停车收费ETC 停车场收费系统 出租车管理 农林牧渔产业领域 牛羊、鱼类、水果管理 宠物与野生动物追踪 医疗领域 药品生产 病人看护 工业生产制造领域 自动化生产 质量追踪 传感器与RFID技术比较 传感器与RFID有着相似的功能，他们有何联系与区别呢？ 1.二者都是常用的数据采集手段 2.在一些综合应用中，RFID用于标识货物，传感器用于检测，以实现高效的控制与管理 联系 区别 2.传感器基于物理、化学、生物等原理，感知环境中的信息并进行信号转换；RFID则是利用无线电射频信号实现的 1.传感器主要应用于环境监测、工业化自动控制领域；RFID多用在物流、零售、交通领域 互联网 物联网 二.物联网（初识） 二.物联网（概念） 物联网到底是什么？ 书包书包告诉我，我女朋友的口红去哪里了？ ........ 事实上，物联网的兴起真的源自于一个口红...... 凯文·阿士顿，被称为“物联网之父” ① ② ③ ④ OUT OF STOCK 二.物联网（概念） 物联网的定义最早于1999年由麻省理工学院提出。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。 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。 扩充、延 伸、完善 物联网是未来互联网的一个组成部分①，可以被定义为基于标准的和互操作的通信协议②，且具有自配置能力的③、动态的全球网络基础架构④。物联网中的“物”都具有标识⑤、物理属性和实质上的个性⑥，使用智能接口实现与信息网络的无缝整合⑦。 ①：它通过连接到互联网，能够实现远程控制。 ②：需要遵循一定的通信协议，才能与其他设备和网络进行交互。常见的通信协议如 Wi-Fi、蓝牙等。以 Wi-Fi 为例，智能扫地机器人通过 Wi-Fi 连接到家庭的无线路由器，进而接入互联网。 ③：初次使用时，通常只需要简单地按照说明书进行操作，如连接家中的 Wi-Fi 网络等。机器人能够自动识别并配置自身的网络连接参数，适应家庭网络环境。在清扫过程中，如果遇到一些变化（如网络信号变弱），它还可能自动尝试重新连接网络或调整工作模式，以保证正常运行。 ④：扫地机器人在清扫过程中收集到的房间布局信息、清洁习惯数据等，会上传到云端服务器。制造商可以通过分析这些数据不断优化产品的算法和功能。同时，用户无论身处世界任何地方，只要有网络连接，都可以通过 APP 控制家中的扫地机器人。 ⑤：每一台智能扫地机器人都有唯一的标识，可能是设备的序列号、MAC 地址等。当用户通过手机 APP 连接扫地机器人时，系统会根据这些标识来确定连接的是哪一台特定的设备。 ⑥：物理属性包括其外观、尺寸、重量、清扫能力（如吸力大小）等。实质上的个性则体现在它的功能特点上，不同品牌和型号的扫地机器人可能具有不同的清洁模式。 ⑦：用户可以在 APP 上查看扫地机器人的工作状态（如电量、清扫进度、已清扫面积等），设置清扫任务（如定时清扫、指定区域清扫），接收机器人的故障提示等信息。 二.物联网（实际应用） 校园一卡通 高速收费系统ETC 传统家居的智能化（如：扫地机器人） 二.物联网（结构） 物联网体系结构模型： 1.感知层：是物联网的“眼睛”和“耳朵”，负责收集环境信息和监测参数，是系统与外部世界直接接触的部分。 2.网络层：也称为“传输层”，起中介作用，确保可靠的数据传输。 3.应用层：是物联网的“大脑”，处理数据并提供智能化的服务。 二.物联网（技术） （1）传感器技术 （2）RFID标签 （3）移动通信技术 （4）计算机网络技术 （5）智能数据处理技术 （6）智能控制技术 ............ 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/RF IC等） M2M 长离短 无线与有线通信 （4G/5G网融合） 物联网 4大技术 二.物联网离不开控制技术 二.大数据与物联网的关系 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 牛刀小试：物联网 1.你的手里现在有一台智能手机，如果将其并入物联网中，那么它应该属于物联网体系结构中的（ ）。 A.感知层 B.网络层 C.应用层 D.共性技术 2.以下不属于物联网应用的是（ ）。 A.高速公路不停车收费系统ETC B.楼道声控灯 C.智能家居 D.共享单车 3.小明在公交站台等车回家，看到智能公交系统显示公车还有10分钟到达，于是他利用手机打开了家里的空调，后来打开QQ边聊天边等车。这个过程中涉及了几次与物联网有关的活动？ A.0次 B.1次 C.2次 D.3次 THANKS 30 Lavf58.20.100 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) $