資源簡介

(共25張PPT)
第2單元　信息系統的集成
2.4基于物聯網的信息系統
必修2　信息系統與社會
目
錄
1
知識梳理
2
鞏固練習
1.傳感器
傳感器是一種檢測裝置,能感受到被測量的信息,并能將感受到的信息按一定規律轉換為電信號或其他所需形式,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。
（1）傳感器的功能
傳感器的功能與人類五大感覺器官的功能大致對應如下：
光敏傳感器—視覺；聲敏傳感器—聽覺；
氣敏傳感器—嗅覺；化學傳感器—味覺；
壓敏傳感器、熱敏傳感器—觸覺。
（2）常見的傳感器
常見的傳感器有位移傳感器、形變傳感器、重力傳感器、加速度傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器、超聲波測距傳感器等。
（3）智能傳感器
智能傳感器可以模擬人的感官和大腦的協調動作,它是一類具有信息處理功能的傳感器。智能傳感器帶有微處理機,具有采集、處理、交換信息的能力,是傳感器集成化與微處理機相結合的產物。
2.現代信息系統離不開傳感器
在信息系統中,傳感器是信息系統獲取自然和生產領域信息的主要途徑與手段。
在基礎研究中,傳感器具有更為突出的地位。對如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強磁場、超弱磁場等各種極端技術的研究,沒有相適應的傳感器是不可能的。
傳感器早已滲透到諸如工業生產、宇宙開發、海洋探測、環境保護、資源調查、醫學診斷、生物工程、文物保護等極其廣泛的領域。
相比鍵盤、鼠標等傳統的信息輸入設備,傳感器具有獲得信息的速度快、精度高、靈敏度高、自動化等優勢。
3.物聯網
物聯網的定義最早于1999年由麻省理工學院提出,國際電信聯盟將物聯網定義為通過二維碼識讀設備、射頻識別裝置、紅外線感應器、全球定位系統和激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,將任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。
物聯網中的“物”都具有標識、物理屬性和實質上的個性,使用智能接口實現與信息網絡的無縫整合。
物聯網的體系結構分為感知層、網絡層與應用層。
（1）感知層
感知層是物聯網的基礎,是聯系現實物理世界與虛擬信息世界的紐帶。
感知層設備主要分為自動感知設備（RFID、傳感器、GPS、智能家電設備、智能檢測設備等）與人工生成信息設備（智能手機、PDA、計算機等）。
（2）網絡層
網絡層也稱“傳輸層”,將來自感知層的各類信息通過基礎承載網絡傳輸到應用層,相當于人的神經系統。物聯網的網絡層都是基于現有的通信網和互聯網建立的。
（3）應用層
應用層可分為管理服務層與行業應用層。
支持物聯網且涉及感知層、網絡層與應用層的共性技術是信息安全、網絡管理、對象名稱解析服務、服務質量。
4.物聯網應用的相關技術
（1）傳感器技術：與信息采集相關的重要技術。
（2）RFID標簽：RFID技術是融合了無線射頻技術和嵌入式技術的綜合技術,RFID在自動識別物品、物流管理等方面有著廣闊的應用前景。
（3）嵌入式系統技術：集計算機軟硬件、傳感器技術、集成電路技術、電子應用技術于一體的復雜技術。
（4）移動通信技術：覆蓋范圍較廣,為物聯網提供可靠、低成本且不受接入設備位置限制的互聯手段。
（5）計算機網絡技術：能提供異構網絡互聯、異構網絡管理。
（6）智能數據處理技術：包括信息融合、中間件與應用軟件、海量數據存儲與搜索、數據挖掘與知識發現。
（7）智能控制技術：包括環境感知技術、規劃與決策、智能控制方法。
（8）位置服務技術：包括位置信息的獲取、定位技術、位置服務方法。
（9）云計算技術：云計算將所有的計算資源集中起來,并由軟件實現自動管理,無需人為參與。
（10）信息安全技術：包括感知層安全、網絡層安全、應用層安全、隱私保護技術。
5.物聯網離不開控制技術
無人駕駛汽車是在物聯網的世界中產生的。無人駕駛汽車根據已有的交通和地圖等信息,自動規劃行車路線并控制車輛到達預定目標,不需要司機作出駕駛決定,能夠較好地減少因人為失誤而導致的事故。
6.大數據與物聯網的關系
物聯網數據本身就是一種大數據,是通過大量傳感器收集的。物聯網產生大數據,推動了大數據的發展,大數據助力物聯網。
7.物聯網的應用領域
物聯網的應用領域有智能家居、智能交通、智能醫療、智能電網、智能物流、農業物聯網、智能電力、智能安防、智能汽車、智能建筑、智能水務、智能商業和智能工業等。
1.物聯網的英文名稱是（　B　）。
A.Internet of Matters B.Internet of Things
C. Internet of Theorys D.Internet of Clouds
2.物聯網是物物相連的互聯網,這里的“物”必須（　D　）。
A.連接電源
B.連接網線
C.可以移動
D.在網絡世界中有可被識別的唯一編號
B
D
3.物聯網的形式復雜多樣,根據信息生成、傳輸、處理和應用的原則,可以把物聯網分為（　B　）。
A.物理層、網絡層、應用層 B.感知層、網絡層、應用層
C.網絡層、會話層、應用層 D.感知層、控制層、執行層
4.人們常將傳感器的功能與人類五大感覺器官相比擬,（　B　）相當于人的視覺。
A.溫濕度傳感器 B.光敏傳感器
C.煙霧傳感器 D.聲音傳感器
B
B
5.物聯網的核心技術是（　A　）。
A.射頻識別 B.集成電路
C.無線電 D.操作系統
6.RFID電子標簽、傳感器、定位器等設備屬于物聯網的（　B　）。
A.網絡傳輸層 B.感知控制層
C.應用服務層 D.不受分層限制
7.以下哪一項用于存儲被識別物體的標識信息（　B　）。
A.天線 B.電子標簽 C.讀寫器 D.計算機
A
B
B
8.傳感技術可以感知周圍環境或者特殊物質,主要技術不包括（　D　）。
A.信息識別 B.信息獲取
C.信息檢測 D.信息通訊
9.智能手環是常見的智能穿戴設備,張老師通過配戴的智能手環來了解自己的步數、心率、以及睡眠和呼吸信息。智能手環是靠（　B　）獲得張老師個人身體信息的。
A.識別技術 B.傳感技術
C.計算技術 D.存儲技術
D
B
10.隨著物聯網技術的普及與發展,越來越多的智能設備正走進千家萬戶,智能花盆就是其中之一,它使用傳感器對土壤的溫度、濕度進行監測,這種傳感器相當于人類的（　B　）。
A.視覺 B.觸覺 C.嗅覺 D.味覺
11.為了節能環保,學校利用物聯網技術建設了智能照明系統,能夠實現“人來燈亮、人走燈滅”的智能控制。請問該系統主要使用了以下哪種傳感器？（　B　）
A.光線傳感器 B.人體紅外傳感器
C.溫濕度傳感器 D.加速度傳感器
B
B
12.傳感器在我們的生活中應用廣泛,電飯鍋和測溫儀中都用到了（　A　）。
A.溫度傳感器 B.光敏傳感器
C.濕度傳感器 D.壓力傳感器
13.物聯網應用中的兩項關鍵技術是（　C　）。
A.傳感技術與遙感技術
B.虛擬現實技術與增強現實技術
C.傳感技術與嵌入式系統技術
D.虛擬現實技術與嵌入式系統技術
A
C
14.下列選項中,不是物聯網應用場景的是（　D　）。
A.高速公路上的ETC不停車收費系統
B.網購訂單中的商品物流查詢和跟蹤
C.用手機打開家中的空調、窗簾和電視機
D.公共場所的無線網絡
15.二維碼目前應用廣泛,從物聯網的結構來看,二維碼工作在（　A　）。
A.感知層 B.網絡層 C.數據層 D.應用層
D
A
16.在物聯網技術中（　B　）是物聯網感知物理世界獲取信息和實現物體控制的首要環節。
A.嵌入式系統技術 B.傳感和識別技術
C.射頻識別技術 D.自動識別技術
17.掃地機器人作為一款智能設備正走進千家萬戶,它上面安裝了多種傳感器。下列傳感器中,掃地機器人一般不需要安裝的是（　D　）。
A.防碰撞傳感器、激光雷達
B.超聲波傳感器、紅外測距傳感器
C.防跌落傳感器、壓力傳感器
D.氣敏傳感器、化學傳感器
B
D
18.下列選項中不宜用來標識物聯網中物體的是（　B　）。
A.RFID標簽 B.手寫標簽
C.條形碼 D.二維碼
19.為了增加農植物的產量,我們借助傳感器獲取一些土壤含水量的數據,從而實施精確灌溉,下列說法中正確的是（　D　）。
A.傳感器獲得的數據是固定不變的
B.傳感器上獲得的數據是間接數據
C.進行灌溉時我們只需要考慮數據,不需要考慮植物的特性
D.傳感器上獲得的數據是一手數據
B
D
20.當前社會中,最為突出的大數據環境是（　B　）。
A.互聯網 B.物聯網
C.綜合國力 D.自然資源
B2.4基于物聯網的信息系統
知識梳理
1.傳感器
傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息按一定規律轉換為電信號或其他所需形式，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。
（1）傳感器的功能
傳感器的功能與人類五大感覺器官的功能大致對應如下：
光敏傳感器—視覺；聲敏傳感器—聽覺；
氣敏傳感器—嗅覺；化學傳感器—味覺；
壓敏傳感器、熱敏傳感器—觸覺。
（2）常見的傳感器
常見的傳感器有位移傳感器、形變傳感器、重力傳感器、加速度傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器、超聲波測距傳感器等。
（3）智能傳感器
智能傳感器可以模擬人的感官和大腦的協調動作，它是一類具有信息處理功能的傳感器。智能傳感器帶有微處理機，具有采集、處理、交換信息的能力，是傳感器集成化與微處理機相結合的產物。
2.現代信息系統離不開傳感器
在信息系統中，傳感器是信息系統獲取自然和生產領域信息的主要途徑與手段。
在基礎研究中，傳感器具有更為突出的地位。對如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強磁場、超弱磁場等各種極端技術的研究，沒有相適應的傳感器是不可能的。
傳感器早已滲透到諸如工業生產、宇宙開發、海洋探測、環境保護、資源調查、醫學診斷、生物工程、文物保護等極其廣泛的領域。
相比鍵盤、鼠標等傳統的信息輸入設備，傳感器具有獲得信息的速度快、精度高、靈敏度高、自動化等優勢。
3.物聯網
物聯網的定義最早于1999年由麻省理工學院提出，國際電信聯盟將物聯網定義為通過二維碼識讀設備、射頻識別裝置、紅外線感應器、全球定位系統和激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，將任何物品與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。
物聯網中的“物”都具有標識、物理屬性和實質上的個性，使用智能接口實現與信息網絡的無縫整合。
物聯網的體系結構分為感知層、網絡層與應用層。
（1）感知層
感知層是物聯網的基礎，是聯系現實物理世界與虛擬信息世界的紐帶。
感知層設備主要分為自動感知設備（RFID、傳感器、GPS、智能家電設備、智能檢測設備等）與人工生成信息設備（智能手機、PDA、計算機等）。
（2）網絡層
網絡層也稱“傳輸層”，將來自感知層的各類信息通過基礎承載網絡傳輸到應用層，相當于人的神經系統。物聯網的網絡層都是基于現有的通信網和互聯網建立的。
（3）應用層
應用層可分為管理服務層與行業應用層。
支持物聯網且涉及感知層、網絡層與應用層的共性技術是信息安全、網絡管理、對象名稱解析服務、服務質量。
4.物聯網應用的相關技術
（1）傳感器技術：與信息采集相關的重要技術。
（2）RFID標簽：RFID技術是融合了無線射頻技術和嵌入式技術的綜合技術，RFID在自動識別物品、物流管理等方面有著廣闊的應用前景。
（3）嵌入式系統技術：集計算機軟硬件、傳感器技術、集成電路技術、電子應用技術于一體的復雜技術。
（4）移動通信技術：覆蓋范圍較廣，為物聯網提供可靠、低成本且不受接入設備位置限制的互聯手段。
（5）計算機網絡技術：能提供異構網絡互聯、異構網絡管理。
（6）智能數據處理技術：包括信息融合、中間件與應用軟件、海量數據存儲與搜索、數據挖掘與知識發現。
（7）智能控制技術：包括環境感知技術、規劃與決策、智能控制方法。
（8）位置服務技術：包括位置信息的獲取、定位技術、位置服務方法。
（9）云計算技術：云計算將所有的計算資源集中起來，并由軟件實現自動管理，無需人為參與。
（10）信息安全技術：包括感知層安全、網絡層安全、應用層安全、隱私保護技術。
5.物聯網離不開控制技術
無人駕駛汽車是在物聯網的世界中產生的。無人駕駛汽車根據已有的交通和地圖等信息，自動規劃行車路線并控制車輛到達預定目標，不需要司機作出駕駛決定，能夠較好地減少因人為失誤而導致的事故。
6.大數據與物聯網的關系
物聯網數據本身就是一種大數據，是通過大量傳感器收集的。物聯網產生大數據，推動了大數據的發展，大數據助力物聯網。
7.物聯網的應用領域
物聯網的應用領域有智能家居、智能交通、智能醫療、智能電網、智能物流、農業物聯網、智能電力、智能安防、智能汽車、智能建筑、智能水務、智能商業和智能工業等。
@鞏固練習
1.物聯網的英文名稱是（　　）。
A.Internet of Matters　　B.Internet of Things
C. Internet of Theorys　　D.Internet of Clouds
2.物聯網是物物相連的互聯網，這里的“物”必須（　　）。
A.連接電源
B.連接網線
C.可以移動
D.在網絡世界中有可被識別的唯一編號
3.物聯網的形式復雜多樣，根據信息生成、傳輸、處理和應用的原則，可以把物聯網分為（　　）。
A.物理層、網絡層、應用層　　B.感知層、網絡層、應用層
C.網絡層、會話層、應用層　　D.感知層、控制層、執行層
4.人們常將傳感器的功能與人類五大感覺器官相比擬，（　　）相當于人的視覺。
A.溫濕度傳感器　　B.光敏傳感器
C.煙霧傳感器　　D.聲音傳感器
5.物聯網的核心技術是（　　）。
A.射頻識別　　B.集成電路　　C.無線電　　D.操作系統
6.RFID電子標簽、傳感器、定位器等設備屬于物聯網的（　　）。
A.網絡傳輸層　　B.感知控制層
C.應用服務層　　D.不受分層限制
7.以下哪一項用于存儲被識別物體的標識信息（　　）。
A.天線　　B.電子標簽　　C.讀寫器　　D.計算機
8.傳感技術可以感知周圍環境或者特殊物質，主要技術不包括（　　）。
A.信息識別　　B.信息獲取　　C.信息檢測　　D.信息通訊
9.智能手環是常見的智能穿戴設備，張老師通過配戴的智能手環來了解自己的步數、心率、以及睡眠和呼吸信息。智能手環是靠（　　）獲得張老師個人身體信息的。
A.識別技術　　B.傳感技術
C.計算技術　　D.存儲技術
10.隨著物聯網技術的普及與發展，越來越多的智能設備正走進千家萬戶，智能花盆就是其中之一，它使用傳感器對土壤的溫度、濕度進行監測，這種傳感器相當于人類的（　　）。
A.視覺　　B.觸覺　　C.嗅覺　　D.味覺
11.為了節能環保，學校利用物聯網技術建設了智能照明系統，能夠實現“人來燈亮、人走燈滅”的智能控制。請問該系統主要使用了以下哪種傳感器？（　　）
A.光線傳感器　　B.人體紅外傳感器
C.溫濕度傳感器　　D.加速度傳感器
12.傳感器在我們的生活中應用廣泛，電飯鍋和測溫儀中都用到了（　　）。
A.溫度傳感器　　B.光敏傳感器　　C.濕度傳感器 D.壓力傳感器
13.物聯網應用中的兩項關鍵技術是（　　）。
A.傳感技術與遙感技術　　B.虛擬現實技術與增強現實技術
C.傳感技術與嵌入式系統技術　　D.虛擬現實技術與嵌入式系統技術
14.下列選項中，不是物聯網應用場景的是（　　）。
A.高速公路上的ETC不停車收費系統　　B.網購訂單中的商品物流查詢和跟蹤
C.用手機打開家中的空調、窗簾和電視機　　D.公共場所的無線網絡
15.二維碼目前應用廣泛，從物聯網的結構來看，二維碼工作在（　　）。
A.感知層　　B.網絡層　　C.數據層　　D.應用層
16.在物聯網技術中（　　）是物聯網感知物理世界獲取信息和實現物體控制的首要環節。
A.嵌入式系統技術　　B.傳感和識別技術
C.射頻識別技術　　D.自動識別技術
17.掃地機器人作為一款智能設備正走進千家萬戶，它上面安裝了多種傳感器。下列傳感器中，掃地機器人一般不需要安裝的是（　　）。
A.防碰撞傳感器、激光雷達　　B.超聲波傳感器、紅外測距傳感器
C.防跌落傳感器、壓力傳感器　　D.氣敏傳感器、化學傳感器
18.下列選項中不宜用來標識物聯網中物體的是（　　）。
A.RFID標簽　　B.手寫標簽　　C.條形碼　　D.二維碼
19.為了增加農植物的產量，我們借助傳感器獲取一些土壤含水量的數據，從而實施精確灌溉，下列說法中正確的是（　　）。
A.傳感器獲得的數據是固定不變的
B.傳感器上獲得的數據是間接數據
C.進行灌溉時我們只需要考慮數據，不需要考慮植物的特性
D.傳感器上獲得的數據是一手數據
20.當前社會中，最為突出的大數據環境是（　　）。
A.互聯網　　B.物聯網　　C.綜合國力　　D.自然資源

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