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高中信息技术浙教版 (2019)必修2 信息系统与社会第二章 信息系统的支撑技术2.4 传感与控制一等奖ppt课件
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这是一份高中信息技术浙教版 (2019)必修2 信息系统与社会第二章 信息系统的支撑技术2.4 传感与控制一等奖ppt课件，共43页。PPT课件主要包含了学习目标，新课讲授，传感技术，控制技术，敏感元件，转换元件，其他辅助元件，信号调节与转换电路，具有远距离传播能力，发射端等内容，欢迎下载使用。
通过分析物联网应用实例，了解信息系统与外部世界的连接方式。了解常见的传感与控制机制，认识常用的传感器及作用。通过分析具体信息系统实例，了解传感器获取外界信息的过程。
知识点2.4.1：信息系统与外部世界的联系
(1)联系在由传感与控制技术支持的信息系统中，__________负责将采集到的外部世界的各种信息输入到信息系统；__________则实现信息系统对外部世界的直接控制。
(2)举例说明①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，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。
例1变式训练 关于“天网监控系统”，说法错误的是 （ ）A.在此系统中，摄像头是采集图像信息的图像传感器B.此系统还具有人脸识别功能C.天网监控系统只运用了传感技术D.该系统的运行需要借助与外界的联系
解析：天网监控系统同时运用了传感与控制技术。设置监控画面显示、录像回放、监控计划等功能。
②火车站的闸机：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。
③微信智能锁和QQ物联功能：微信智能锁是微信的衍生产品，可以通过微信远程智能控制门锁的开与关；“QQ物联智能硬件开放平台”发布，将QQ账号体系、好友关系链及QQ消息通道能力等核心能力，提供给可穿戴设备、智能家居、智能车载、传统硬件等领域的合作伙伴，实现用户与设备以及设备与设备之间的互联、互通、互动。
知识点2.4.2：常见的传感器技术
(1)传感器的作用及组成：信息系统可以通过__________自动获取外部信息(例如温度、指纹、声音、人脸等)。传感器负责将采集到的外部信息输入到信息系统。传感器属于信息输入设备，一般由__________、__________、______________三部分组成。①敏感元件：感受(或响应)和检出被测对象的待测信息（物理量）。②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)。③其他辅助元件：主要包括___________________（对电信号进行放大调制）_及其所需的______（供电）。
例2 下列选项中，不属于传感器的一般组成的是 （ ）A.敏感元件 B.转换元件 C.其他辅助元件 D.控制元件
解析：传感器属于信息输入设备，一般由敏感元件、转换元件、其他辅助元件三部分组成。
(2)传感器的分类：根据基本感知功能的不同，通常把传感器分为______、______、______、______、______、______、______、______和______等传感器。传感器与人类感觉器官的类比如下：
(3)传感器的功能：①传感器在智能手机中的应用光线传感器：自动调节屏幕背光的亮度。距离传感器：检测手机是否贴在耳朵上正在打电话，以便自动调暗屏幕达到省电的目的。重力传感器：实现手机横竖屏智能切换、拍照照片朝向切换。加速度传感器：实现计步功能。指纹传感器：实现加密、解锁、电子支付等功能。霍尔传感器：实现翻盖自动解锁、合盖自动锁屏等功能。
(3)传感器的功能：②同一种传感器采用不同的算法，还可以实现不同的功能如智能手环中的加速度传感器：实现计步功能；监测用户的睡眠状况。磁场传感器：制作电子指南针；制作电子金属探测器。 ③传感器技术也在不断发展光学心率传感器：用于检测用户的心率。皮电反应传感器：可以更准确地监测用户的运动状态。
例2变式训练 电梯可以检测到门外是否有人进入，从而准确地控制电梯门是否关闭到位，是因为电梯安装了 （ ）A.红外传感器和位置传感器B.红外传感器和指纹传感器C.距离传感器和温度传感器D.压敏传感器和声音传感器
解析：检测电梯门间是否有人进出，运用了红外光电传感器，当人进出时，上方发出的红外线被遮挡，下方无法接收到红外线；控制电梯门是否关闭到位，则使用到了行程开关(位置传感器)。
知识点2.4.3：传感器信息的获取
(1)概念：传感器获得信息以后，信息系统需要获取这些信息，然后对信息进行加工处理以实现信息系统的既定功能。(2)方式：信息系统要从传感器获取信息，可以采用多种通信方式，如无线网络、蓝牙、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。而计算机和智能终端的通信一般采用COM接口或通过USB接口模拟COM接口来实现。
例3变式训练 下列关于传感器信息的获取，说法正确的是 （ ）A.传统的计算机一般通过传感器的接口来实现信息的获取B.串口的通信线路较复杂，需要传输线来实现双向通信C.信息系统要从传感器获取信息只能采用一种通信方式D.计算机和智能终端的通信可以通过COM接口来实现
解析：传统的计算机一般没有传感器的接口，需要借助于其他具备传感器接口的智能终端来实现信息的获取；串口的特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信；信息系统要从传感器获取信息，可以采用多种通信方式，如无线网络、蓝牙、串口(COM接口)等。
(1)举例：选择micr：bit设备作为采集传感器数据的智能终端，通过Pythn编程，获取温度传感器的信息。
器材清单：①micr：bit②USB连接线操作步骤：①通过USB连接线将micr：bit接到计算机，并安装串口驱动。
②编写程序，获取环境数据。打开micr：bit的离线版IDE程序BXY Pythn Editr(简称BXY)。输入代码，单击“烧录”按钮，micr：bit开发板上的LED开始闪烁。等到闪烁停止，表示程序上传成功。
③通过串口调试工具，查看串口数据。单击BXY的“串口”按钮，就能看到micr：bit发送的温度传感器数据。这些数据就是温度传感器检测到的当前芯片温度。向micr：bit呵气或者吹热风，会发现数据发生变化。
例3 打开micr：bit的离线版IDE程序BXY，输入以下代码。下列选项关于这段信息编码的说法，错误的是 （ ）A.temperature()指读取开发板上自带的温度传感器B.sleep (200)表示该程序延时200毫秒C.sleep (200)表示该程序200毫秒后停止D.micr：bit可以通过串口输出检测到的温度值
解析：sleep (200)表示延时200毫秒。这段代码的作用是让micr：bit每隔200毫秒通过串口输出检测到的温度值。
④编写Pythn代码，读取串口数据并显示。首先需要导入Pythn的serial库，将波特率设置为115200。imprt serialser＝serial.Serial()#设置通信波特率，需要与micr：bit中设定的通信速率一致ser.baudrate＝115200#设置串口号ser.prt＝'COM3'ser.pen()while True：print(ser.readline())运行这段代码，即可看到Pythn的Shell窗口中不断输出串口的数据。
适当修改代码，可以将从串口获取的数据保存到文本文件中，便于后期分析。imprt serialser＝serial.Serial()ser.baudrate＝115200ser.prt＝'COM3'ser.pen()f＝pen('micrbit.txt'，'wb')a＝20while a>0：a－＝1line＝ser.readline()f.write(line)print(line)f.clse()ser.clse()其中“f＝ pen('micrbit.txt', 'wb')”表示创建一个名为micrbit.txt的文本文件，wb表示用二进制写入。
例5 某创客小组模拟设计了货物装箱控制系统。使用智能终端连接传感器，检测装满一箱后传感器反馈值为1，否则值为0，当装完n箱时，则关闭输送带。实现上述功能的Pythn 程序代码如下： n＝100；sumn＝0 #①处 pin14.write_digital(1) #打开输送带控制开关 while True： d＝pin2.read_digital() #返回装箱状态 if d＝＝1： #②处 sumn＝sumn＋1 if sumn＝＝n： pin14.write_digital(0) #关闭输送带控制开关 break sleep(1000) #等待 1 秒 下列关于上述代码及系统功能描述不正确的是( )A.智能终端pin14引脚连接了执行器B.智能终端pin2引脚连接了传感器C.若将程序②处代码中的 d＝＝1 修改为 d！＝0，则该系统的功能发生变化D.若将程序①处代码中的 n＝100 修改为 n＝200，则输送带连续运行的时间会变长
例5变式训练 利用micr：bit和传感器等设备实现一个智能翻盖的垃圾桶，当距离传感器检测到距离小于阈值后，启动舵机进行翻转实现翻盖，为了防止舵机频繁启动，设置延迟5 s。实现的Pythn部分程序代码如下所示：frm micrbit imprt *imprt Serv #添加舵机包文件sv＝Serv(pin0)while True： dis＝rund(pin1.read_analg()/1024*330，1) if dis <20： dis＝20 elif 20<＝dis<＝30： sv.angle(90) #①控制舵机转到 90度 ____②____ else： sv.angle(0) sleep(500) 下列说法正确的是( )A.连接舵机的引脚为pin1，连接距离传感器的引脚为pin0B.当距离dis一直小于20时，会每隔一段时间执行①处语句C.程序划线②处代码应为sleep(500)D.语句sv.angle(0)控制舵机实现距离超过某个值后闭盖
知识点2.4.4：射频识别技术
1.射频识别技术概述：(1)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。同时，从信息采集的角度来看，射频识别技术也属于传感器技术。(2)射频：简称RF，是指____________________的高频电磁波。频率范围在 300 kHz～30 GHz之间的高频交变电流，会在导体周围的空间产生高频电磁波，并向外远距离传播出去，这些高频电磁波，就是射频。
(3)射频识别的过程：实际上是一种无线传输：________发送特定的射频信号，________接收到射频信号后，并从中提取出有用信息。信息系统运用射频识别技术识别外部世界的事物，需要通过___________________并______________。
(4)两大基本元素：发射端——RFID标签(也称电子标签)，接收端——RFID读写器。①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。
例4 下列关于射频识别技术的说法，正确的是 （ ）A.射频识别属于通信技术的范畴，但不属于传感器技术B.射频识别的过程，实际上是一种无线传输C.射频是指具有远距离传播能力的低频电磁波D.射频识别的两大基本元素是发射端和处理端
解析：从信息采集的角度来看，射频识别技术也属于传感器技术；射频识别又称无线射频识别(简称RFID)，实际上是一种无线传输；所谓射频(简称RF)，是指具有远距离传播能力的高频电磁波；射频识别技术的两大基本元素是发射端——RFID标签(也称电子标签)和接收端——RFID读写器。
电子标签分类：按照能量供给方式的不同，电子标签分为_________和_________。有源电子标签也称__________，其工作的能量由电池提供，能够主动向读写器发送射频信号。有源电子标签通常具有_____________，但_______，____________，主要应用于贵重物品远距离检测等领域。
无源电子标签也称为__________，是最为常见的电子标签，其本身没有电源，依靠从读写器的电磁波中获得能量，激活标签中的芯片，芯片产生电磁波发送给读写器。无源电子标签具有__________的优势，但其__________、__________等受到能量来源的限制。
按照工作频率的不同，电子标签分为__________、____________、____________和_____________四种。
②RFID读写器: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，对标签的对象标识信息进行解码，然后将对象标识信息和标签上其他相关信息传输到信息系统以供处理。最初的读写器大多只能在单一频率点工作，现在的读写器一般都支持多个频率点，能自动识别不同频率的标签信息。根据应用不同，读写器可以是手持式或固定式。
2.射频识别技术的应用：(1)无源RFID产品：如公交卡、食堂餐卡、银行卡、宾馆门禁卡、第二代居民身份证等。
(2)NFC技术：由RFID演变而来，是一种短距(运行于10厘米距离内)高频(13.56 MHz)的无线电技术。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，新的银行卡大多具有“闪付”功能，所谓“闪付”是指银行卡上集成了支持NFC功能的芯片。
例1 下列关于传感器的说法不正确的是 （ ）A.在信息系统从外部世界采集信息的过程中，传感器在各种应用中都起着极为重要的作用B.信息系统要从传感器获取信息，可以采用多种通信方式，如无线网络、蓝牙、串口等C.通过霍尔传感器可以实现加密、解密、电子支付等功能D.同一种传感器采用不同的算法，还可以实现不同的功能
解析：NFC传感器可以实现加密、解密、电子支付等功能，霍尔传感器可以检测磁场及其变化(翻盖自动解锁、合盖自动锁屏等功能)。
例4变式训练 下列有关传感与控制的说法正确的是 （ ）A.移动终端中，借助重力传感器可以实现计步功能B.校资产管理中，每台设备贴的电子标签具有唯一的电子编码，这种电子标签属于有源标签C.乘坐高铁时，刷身份证出入闸机时使用到了NFC 技术，即长距离高频的RFID技术D.同一种传感器采用不同的算法可实现不同的功能
解析：实现计步功能的是加速度传感器，重力传感器可以实现手机横竖屏智能切换、拍照照片朝向切换；设备贴属于无源电子标签；NFC技术是短距离高频的RFID技术；加速度传感器（计步、监测睡眠）、磁场传感器（电子指南针、金属探测器）
(3)应用领域日益扩大：①物流领域：仓库管理、货物追踪。②交通运输领域：高速公路不停车收费、停车场收费和出租车管理。③农林牧渔领域：牛羊、鱼类、水果等的管理和宠物、野生动物的跟踪。④医疗领域：药品生产、病人看护。⑤工业制造领域：自动化生产、质量追踪。从互联网到物联网，能够识别“万物”的RFID技术是其中关键技术之一，智慧交通、智慧旅游、智慧医疗等是智慧城市建设的方向，RFID技术应用越来越广泛。
知识点2.4.5：信息系统中的控制
信息系统通过传感器能够获取外部世界的各种信息，通过______，则可以________________。1.执行器的定义：指在控制系统中接受控制信息并对受控对象施加控制作用的装置。2.执行器的应用：(1)智能手环通过简单的震动来提醒用户。(2)火警预报系统发现火情后发出警报，提醒用户找到逃生通道。 (3)火车、地铁站的检票系统控制闸机的打开和关闭。
3.控制与反馈：在诺伯特·维纳提出的控制论中，控制的基础是信息，一切信息传递都是为了控制，任何控制又依赖信息反馈来实现。信息反馈是指系统输出信息后，其返回的结果将对信息的再次输出产生影响，从而起到制约的作用，以达到预定的目的。
控制与反馈案例：扫地机器人集成了LDS(雷达测距系统)等诸多传感器，可实现室内地图生成和路径的智能规划，使扫地路径轨迹看起来既合理又清爽。
通过分析物联网应用实例，了解信息系统与外部世界的连接方式。了解常见的传感与控制机制，认识常用的传感器及作用。通过分析具体信息系统实例，了解传感器获取外界信息的过程。
知识点2.4.1：信息系统与外部世界的联系
(1)联系在由传感与控制技术支持的信息系统中，__________负责将采集到的外部世界的各种信息输入到信息系统；__________则实现信息系统对外部世界的直接控制。
(2)举例说明①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，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。
例1变式训练 关于“天网监控系统”，说法错误的是 （ ）A.在此系统中，摄像头是采集图像信息的图像传感器B.此系统还具有人脸识别功能C.天网监控系统只运用了传感技术D.该系统的运行需要借助与外界的联系
解析：天网监控系统同时运用了传感与控制技术。设置监控画面显示、录像回放、监控计划等功能。
②火车站的闸机：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。
③微信智能锁和QQ物联功能：微信智能锁是微信的衍生产品，可以通过微信远程智能控制门锁的开与关；“QQ物联智能硬件开放平台”发布，将QQ账号体系、好友关系链及QQ消息通道能力等核心能力，提供给可穿戴设备、智能家居、智能车载、传统硬件等领域的合作伙伴，实现用户与设备以及设备与设备之间的互联、互通、互动。
知识点2.4.2：常见的传感器技术
(1)传感器的作用及组成：信息系统可以通过__________自动获取外部信息(例如温度、指纹、声音、人脸等)。传感器负责将采集到的外部信息输入到信息系统。传感器属于信息输入设备，一般由__________、__________、______________三部分组成。①敏感元件：感受(或响应)和检出被测对象的待测信息（物理量）。②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)。③其他辅助元件：主要包括___________________（对电信号进行放大调制）_及其所需的______（供电）。
例2 下列选项中，不属于传感器的一般组成的是 （ ）A.敏感元件 B.转换元件 C.其他辅助元件 D.控制元件
解析：传感器属于信息输入设备，一般由敏感元件、转换元件、其他辅助元件三部分组成。
(2)传感器的分类：根据基本感知功能的不同，通常把传感器分为______、______、______、______、______、______、______、______和______等传感器。传感器与人类感觉器官的类比如下：
(3)传感器的功能：①传感器在智能手机中的应用光线传感器：自动调节屏幕背光的亮度。距离传感器：检测手机是否贴在耳朵上正在打电话，以便自动调暗屏幕达到省电的目的。重力传感器：实现手机横竖屏智能切换、拍照照片朝向切换。加速度传感器：实现计步功能。指纹传感器：实现加密、解锁、电子支付等功能。霍尔传感器：实现翻盖自动解锁、合盖自动锁屏等功能。
(3)传感器的功能：②同一种传感器采用不同的算法，还可以实现不同的功能如智能手环中的加速度传感器：实现计步功能；监测用户的睡眠状况。磁场传感器：制作电子指南针；制作电子金属探测器。 ③传感器技术也在不断发展光学心率传感器：用于检测用户的心率。皮电反应传感器：可以更准确地监测用户的运动状态。
例2变式训练 电梯可以检测到门外是否有人进入，从而准确地控制电梯门是否关闭到位，是因为电梯安装了 （ ）A.红外传感器和位置传感器B.红外传感器和指纹传感器C.距离传感器和温度传感器D.压敏传感器和声音传感器
解析：检测电梯门间是否有人进出，运用了红外光电传感器，当人进出时，上方发出的红外线被遮挡，下方无法接收到红外线；控制电梯门是否关闭到位，则使用到了行程开关(位置传感器)。
知识点2.4.3：传感器信息的获取
(1)概念：传感器获得信息以后，信息系统需要获取这些信息，然后对信息进行加工处理以实现信息系统的既定功能。(2)方式：信息系统要从传感器获取信息，可以采用多种通信方式，如无线网络、蓝牙、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。而计算机和智能终端的通信一般采用COM接口或通过USB接口模拟COM接口来实现。
例3变式训练 下列关于传感器信息的获取，说法正确的是 （ ）A.传统的计算机一般通过传感器的接口来实现信息的获取B.串口的通信线路较复杂，需要传输线来实现双向通信C.信息系统要从传感器获取信息只能采用一种通信方式D.计算机和智能终端的通信可以通过COM接口来实现
解析：传统的计算机一般没有传感器的接口，需要借助于其他具备传感器接口的智能终端来实现信息的获取；串口的特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信；信息系统要从传感器获取信息，可以采用多种通信方式，如无线网络、蓝牙、串口(COM接口)等。
(1)举例：选择micr：bit设备作为采集传感器数据的智能终端，通过Pythn编程，获取温度传感器的信息。
器材清单：①micr：bit②USB连接线操作步骤：①通过USB连接线将micr：bit接到计算机，并安装串口驱动。
②编写程序，获取环境数据。打开micr：bit的离线版IDE程序BXY Pythn Editr(简称BXY)。输入代码，单击“烧录”按钮，micr：bit开发板上的LED开始闪烁。等到闪烁停止，表示程序上传成功。
③通过串口调试工具，查看串口数据。单击BXY的“串口”按钮，就能看到micr：bit发送的温度传感器数据。这些数据就是温度传感器检测到的当前芯片温度。向micr：bit呵气或者吹热风，会发现数据发生变化。
例3 打开micr：bit的离线版IDE程序BXY，输入以下代码。下列选项关于这段信息编码的说法，错误的是 （ ）A.temperature()指读取开发板上自带的温度传感器B.sleep (200)表示该程序延时200毫秒C.sleep (200)表示该程序200毫秒后停止D.micr：bit可以通过串口输出检测到的温度值
解析：sleep (200)表示延时200毫秒。这段代码的作用是让micr：bit每隔200毫秒通过串口输出检测到的温度值。
④编写Pythn代码，读取串口数据并显示。首先需要导入Pythn的serial库，将波特率设置为115200。imprt serialser＝serial.Serial()#设置通信波特率，需要与micr：bit中设定的通信速率一致ser.baudrate＝115200#设置串口号ser.prt＝'COM3'ser.pen()while True：print(ser.readline())运行这段代码，即可看到Pythn的Shell窗口中不断输出串口的数据。
适当修改代码，可以将从串口获取的数据保存到文本文件中，便于后期分析。imprt serialser＝serial.Serial()ser.baudrate＝115200ser.prt＝'COM3'ser.pen()f＝pen('micrbit.txt'，'wb')a＝20while a>0：a－＝1line＝ser.readline()f.write(line)print(line)f.clse()ser.clse()其中“f＝ pen('micrbit.txt', 'wb')”表示创建一个名为micrbit.txt的文本文件，wb表示用二进制写入。
例5 某创客小组模拟设计了货物装箱控制系统。使用智能终端连接传感器，检测装满一箱后传感器反馈值为1，否则值为0，当装完n箱时，则关闭输送带。实现上述功能的Pythn 程序代码如下： n＝100；sumn＝0 #①处 pin14.write_digital(1) #打开输送带控制开关 while True： d＝pin2.read_digital() #返回装箱状态 if d＝＝1： #②处 sumn＝sumn＋1 if sumn＝＝n： pin14.write_digital(0) #关闭输送带控制开关 break sleep(1000) #等待 1 秒 下列关于上述代码及系统功能描述不正确的是( )A.智能终端pin14引脚连接了执行器B.智能终端pin2引脚连接了传感器C.若将程序②处代码中的 d＝＝1 修改为 d！＝0，则该系统的功能发生变化D.若将程序①处代码中的 n＝100 修改为 n＝200，则输送带连续运行的时间会变长
例5变式训练 利用micr：bit和传感器等设备实现一个智能翻盖的垃圾桶，当距离传感器检测到距离小于阈值后，启动舵机进行翻转实现翻盖，为了防止舵机频繁启动，设置延迟5 s。实现的Pythn部分程序代码如下所示：frm micrbit imprt *imprt Serv #添加舵机包文件sv＝Serv(pin0)while True： dis＝rund(pin1.read_analg()/1024*330，1) if dis <20： dis＝20 elif 20<＝dis<＝30： sv.angle(90) #①控制舵机转到 90度 ____②____ else： sv.angle(0) sleep(500) 下列说法正确的是( )A.连接舵机的引脚为pin1，连接距离传感器的引脚为pin0B.当距离dis一直小于20时，会每隔一段时间执行①处语句C.程序划线②处代码应为sleep(500)D.语句sv.angle(0)控制舵机实现距离超过某个值后闭盖
知识点2.4.4：射频识别技术
1.射频识别技术概述：(1)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。同时，从信息采集的角度来看，射频识别技术也属于传感器技术。(2)射频：简称RF，是指____________________的高频电磁波。频率范围在 300 kHz～30 GHz之间的高频交变电流，会在导体周围的空间产生高频电磁波，并向外远距离传播出去，这些高频电磁波，就是射频。
(3)射频识别的过程：实际上是一种无线传输：________发送特定的射频信号，________接收到射频信号后，并从中提取出有用信息。信息系统运用射频识别技术识别外部世界的事物，需要通过___________________并______________。
(4)两大基本元素：发射端——RFID标签(也称电子标签)，接收端——RFID读写器。①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。
例4 下列关于射频识别技术的说法，正确的是 （ ）A.射频识别属于通信技术的范畴，但不属于传感器技术B.射频识别的过程，实际上是一种无线传输C.射频是指具有远距离传播能力的低频电磁波D.射频识别的两大基本元素是发射端和处理端
解析：从信息采集的角度来看，射频识别技术也属于传感器技术；射频识别又称无线射频识别(简称RFID)，实际上是一种无线传输；所谓射频(简称RF)，是指具有远距离传播能力的高频电磁波；射频识别技术的两大基本元素是发射端——RFID标签(也称电子标签)和接收端——RFID读写器。
电子标签分类：按照能量供给方式的不同，电子标签分为_________和_________。有源电子标签也称__________，其工作的能量由电池提供，能够主动向读写器发送射频信号。有源电子标签通常具有_____________，但_______，____________，主要应用于贵重物品远距离检测等领域。
无源电子标签也称为__________，是最为常见的电子标签，其本身没有电源，依靠从读写器的电磁波中获得能量，激活标签中的芯片，芯片产生电磁波发送给读写器。无源电子标签具有__________的优势，但其__________、__________等受到能量来源的限制。
按照工作频率的不同，电子标签分为__________、____________、____________和_____________四种。
②RFID读写器: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，对标签的对象标识信息进行解码，然后将对象标识信息和标签上其他相关信息传输到信息系统以供处理。最初的读写器大多只能在单一频率点工作，现在的读写器一般都支持多个频率点，能自动识别不同频率的标签信息。根据应用不同，读写器可以是手持式或固定式。
2.射频识别技术的应用：(1)无源RFID产品：如公交卡、食堂餐卡、银行卡、宾馆门禁卡、第二代居民身份证等。
(2)NFC技术：由RFID演变而来，是一种短距(运行于10厘米距离内)高频(13.56 MHz)的无线电技术。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，新的银行卡大多具有“闪付”功能，所谓“闪付”是指银行卡上集成了支持NFC功能的芯片。
例1 下列关于传感器的说法不正确的是 （ ）A.在信息系统从外部世界采集信息的过程中，传感器在各种应用中都起着极为重要的作用B.信息系统要从传感器获取信息，可以采用多种通信方式，如无线网络、蓝牙、串口等C.通过霍尔传感器可以实现加密、解密、电子支付等功能D.同一种传感器采用不同的算法，还可以实现不同的功能
解析：NFC传感器可以实现加密、解密、电子支付等功能，霍尔传感器可以检测磁场及其变化(翻盖自动解锁、合盖自动锁屏等功能)。
例4变式训练 下列有关传感与控制的说法正确的是 （ ）A.移动终端中，借助重力传感器可以实现计步功能B.校资产管理中，每台设备贴的电子标签具有唯一的电子编码，这种电子标签属于有源标签C.乘坐高铁时，刷身份证出入闸机时使用到了NFC 技术，即长距离高频的RFID技术D.同一种传感器采用不同的算法可实现不同的功能
解析：实现计步功能的是加速度传感器，重力传感器可以实现手机横竖屏智能切换、拍照照片朝向切换；设备贴属于无源电子标签；NFC技术是短距离高频的RFID技术；加速度传感器（计步、监测睡眠）、磁场传感器（电子指南针、金属探测器）
(3)应用领域日益扩大：①物流领域：仓库管理、货物追踪。②交通运输领域：高速公路不停车收费、停车场收费和出租车管理。③农林牧渔领域：牛羊、鱼类、水果等的管理和宠物、野生动物的跟踪。④医疗领域：药品生产、病人看护。⑤工业制造领域：自动化生产、质量追踪。从互联网到物联网，能够识别“万物”的RFID技术是其中关键技术之一，智慧交通、智慧旅游、智慧医疗等是智慧城市建设的方向，RFID技术应用越来越广泛。
知识点2.4.5：信息系统中的控制
信息系统通过传感器能够获取外部世界的各种信息，通过______，则可以________________。1.执行器的定义：指在控制系统中接受控制信息并对受控对象施加控制作用的装置。2.执行器的应用：(1)智能手环通过简单的震动来提醒用户。(2)火警预报系统发现火情后发出警报，提醒用户找到逃生通道。 (3)火车、地铁站的检票系统控制闸机的打开和关闭。
3.控制与反馈：在诺伯特·维纳提出的控制论中，控制的基础是信息，一切信息传递都是为了控制，任何控制又依赖信息反馈来实现。信息反馈是指系统输出信息后，其返回的结果将对信息的再次输出产生影响，从而起到制约的作用，以达到预定的目的。
控制与反馈案例：扫地机器人集成了LDS(雷达测距系统)等诸多传感器，可实现室内地图生成和路径的智能规划，使扫地路径轨迹看起来既合理又清爽。
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