義務教育《信息科技》

8年級上冊

物聯(lián)通場館

第1單元

博物館是保護和傳承人類文明的重要殿堂，是連接過去、現(xiàn)在、未來的橋梁。參觀博物館也是同學們長知識、增見識的重要途徑。今天的博物館已經悄然發(fā)生了一些變化，當你走到一處展品前，耳機里會自動響起該展品的介紹信息；當你正在為迷路、繞路而發(fā)愁時，系統(tǒng)已為你規(guī)劃好合適的路線；當你疑惑為何珍貴展品旁沒人守護時，其實所有的展品都在嚴密的監(jiān)控和保護中……那這一切都是怎么實現(xiàn)的呢？就讓我們帶著疑問，走進物聯(lián)網(wǎng)的世界，了解這一新技術給我們帶來的諸多驚喜。第1課萬物皆可聯(lián)學習目標情境引入新知學習項目探究目錄學習目標能夠描述萬物互聯(lián)時代的特征，說出當前所使用的網(wǎng)絡協(xié)議，解釋物聯(lián)網(wǎng)的定義；能夠說明RFID系統(tǒng)構成并列舉其中重要組件，復述RFID技術在博物館中的應用場景；能夠分辨智能門禁RFID系統(tǒng)中的芯片和天線，獨立完成RFID標簽數(shù)據(jù)的讀寫；能夠使用智能手表的電話、定位、Wi-Fi、健康等功能。隨著科技的發(fā)展，智能展廳逐漸走進我們的生活。無論是博物館還是展覽館，講解員都在逐步減少，更智能、更高效的智能導覽機器人有能力代替人力完成講解。這些機器人能夠很好地滿足一般游客的需求，它們不僅能夠提供指引路線的服務，還能準確識別游客正在關注的展品，并實時提供更加豐富的信息推送服務，如文字、語音和視頻等資源。神泉谷景區(qū)室外導覽AI交互機器人——“文淵”生活中我們已經接觸過很多物聯(lián)網(wǎng)的應用了，只是可能沉浸其中而不自知，現(xiàn)在就讓我們深入探索物聯(lián)網(wǎng)的秘密，去了解它的運行原理吧！情境引入

“萬物互聯(lián)”是一個美好的時代，因為所有物品都連接入網(wǎng)，你再也不會因為丟失一件物品而煩惱，因為它自己會告訴你它躲在了哪里？你再也不會因為擔心買到假貨而沮喪，因為貨品自己會告訴你，它的生產、運輸和銷售過程。

1.萬物互聯(lián)時代新知學習——初識互聯(lián)網(wǎng)天津港全物聯(lián)網(wǎng)集裝箱碼頭你再也不會擔心在從來沒有去過的城市迷路或者錯過美麗的風景，因為智能導航系統(tǒng)會為你推薦最佳路徑，也會根據(jù)你的偏好主動為你推薦景點，或者當你經過某一個不起眼的角落時，會自動為你介紹容易被忽視的、風景背后的故事。

1.萬物互聯(lián)時代新知學習——初識互聯(lián)網(wǎng)北航團隊自主研發(fā)的系列仿生智能導航系統(tǒng)

1.萬物互聯(lián)時代新知學習——初識互聯(lián)網(wǎng)當你身處萬物互聯(lián)的情境中，你周邊數(shù)萬個“物”會與你自動連接，它們會根據(jù)你的實際情況與偏好為你提供個性化的定制式服務。是不是很期待這樣的時代快點到來呢？你想盡快參與到這個時代中來嗎？圖1-1萬物互聯(lián)傳統(tǒng)的IPv4網(wǎng)絡協(xié)議的地址數(shù)量只有232個，已經不能滿足萬物互聯(lián)的需求了?，F(xiàn)在我們使用IPv6網(wǎng)絡協(xié)議，它的地址數(shù)量有2128個，這足以讓地球上的每一粒沙子都能分到一個地址。新知學習——初識互聯(lián)網(wǎng)

2.地址分配要想連入網(wǎng)絡，每一個連接對象都需要有一個地址，要實現(xiàn)萬物互聯(lián)，得需要多少個地址呢？物聯(lián)網(wǎng)是指把所有的物品通過射頻識別（RadioFrequencyIdentification，簡稱：RFID）等傳感器設備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實現(xiàn)所有物品的智能化識別和管理，如圖所示。圖1-2手機與物聯(lián)網(wǎng)設備相連萬物互聯(lián)在現(xiàn)實中使用物聯(lián)網(wǎng)設備來實現(xiàn)。

3.物聯(lián)網(wǎng)新知學習——初識互聯(lián)網(wǎng)

RFID系統(tǒng)一般由信號發(fā)射機、信號接收器、發(fā)射及接收天線等部件組成，如右圖所示。

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RFID原理新知學習——物聯(lián)網(wǎng)原理初探圖1-3

RFID系統(tǒng)

信號發(fā)射機大多數(shù)時候會以電子標簽（TAG）的形式出現(xiàn)，標簽由耦合元件和芯片組成，每個標簽都有自己的識別碼，如同條碼符號，用來標識需要識別傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>

1.

RFID原理新知學習——物聯(lián)網(wǎng)原理初探圖1-3

RFID系統(tǒng)

信號接收器一般叫作讀寫器，它的基本功能是與標簽進行數(shù)據(jù)交換。

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RFID原理新知學習——物聯(lián)網(wǎng)原理初探圖1-3

RFID系統(tǒng)博物館是征集、典藏、陳列和研究代表自然和人類文化遺產事物的場所，博物館的館藏物品一般都有很高的價值，需要精細保護與妥善管理。傳統(tǒng)人工管理方式效率低、容易出錯、費時費力，過段時間就要清點一次庫存，對工作人員來說負擔極大。

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RFID應用新知學習——物聯(lián)網(wǎng)原理初探河南省三門峽市仰韶文化博物館

RFID技術能幫助博物館實現(xiàn)藏品的智能化管理，通俗地講，RFID技術實際上就是無線射頻識別設備，同時也可以為設備短暫充能或者交換數(shù)據(jù)。設備可以是飯卡、門卡等類似的硬質卡片，也可以是一張紙，如門票等，它的出現(xiàn)使識別、充能或者數(shù)據(jù)交換等操作不受時間、空間的限制。博物館工作人員使用RFID技術能實現(xiàn)藏品的智能化管理。由于博物館的藏品數(shù)量龐大，文物、史料與檔案等管理、利用極為復雜，在館藏的入庫、存放、利用、搬運、出庫、歸還等環(huán)節(jié)中使用RFID技術，進行數(shù)據(jù)的自動采集，會極大提升博物館工作人員的工作效率，實現(xiàn)現(xiàn)代化的科學管理。

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RFID應用新知學習——物聯(lián)網(wǎng)原理初探除了藏品的管理之外，還可以使用RFID和無線網(wǎng)絡等技術，實現(xiàn)博物館參觀路線規(guī)劃以及實時展品講解等智慧導覽功能，國家博物館就有完善的智慧管理系統(tǒng)，如右圖所示。

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RFID應用新知學習——物聯(lián)網(wǎng)原理初探圖1-4配有智慧管理系統(tǒng)的國家博物館智能門禁RFID系統(tǒng)通過RFID讀寫器讀取RFID標簽中存儲的信息來確認訪問者的身份，讓我們走進生活中的智能門禁RFID系統(tǒng)，觀察系統(tǒng)的工作流程，分析RFID的工作原理，并完成下表。事件心得1.認識RFID芯片2.認識RFID天線3.嘗試讀出RFID標簽數(shù)據(jù)4.嘗試將數(shù)據(jù)寫入RFID標簽中5.其他事件項目探究——認識RFID系統(tǒng)

如右圖所示，智能手表除了通信功能外，還配備GPS、北斗、加速度、陀螺儀等傳感器模塊，能夠實現(xiàn)室內外的精準定位，能讓監(jiān)護人迅速找到走失的老人和孩子，而這些傳感器和通信網(wǎng)絡協(xié)作是物聯(lián)網(wǎng)的應用基礎。圖1-5智能手表項目探究——認識以智能手表為代表的物聯(lián)網(wǎng)設備請同學們探究、使用智能手表的功能，并填寫下表?；竟δ苁褂眯牡?.電話功能2.定位功能3.Wi-Fi功能4.健康功能5.其他功能項目探究——認識以智能手表為代表的物聯(lián)網(wǎng)設備讓我們嘗試使用RFID標簽和讀寫器制作自己專屬的圖書RFID標簽，制作過程通常包括以下三個步驟。最后，保存寫入的信息，并使用讀寫器再次讀取RFID標簽的數(shù)據(jù)，查看是否寫入成功。然后，將該書的信息寫入RFID標簽，包含書名、ISBN等。首先，將RFID標簽粘貼到書脊位置，用讀寫器讀取RFID標簽的數(shù)據(jù)。操作練習——練一練利用讀寫器讀取其他同學書上的RFID標簽，檢查標簽的內容與圖書內容是否一致，并嘗試搭建一個簡單的圖書館場景，利用RFID標簽實現(xiàn)圖書的借閱和歸還。操作練習——做一做

近場通信（NearFieldCommunication，簡稱：NFC），是一種新興無線通信技術，在非接觸式射頻識別技術的基礎上，結合無線互聯(lián)技術整合演變而成。它的通信距離很短，