师：同学们，在学习今天的课程——教科版高一信息技术第二单元第四课时《基于物联网的信息系统》之前，我们先来回顾一下上节课的知识。上节课，通过“如何组建小型无线局域网”的实践，我们了解了无线网络的相关概念，知道了组建无线局域网所需的硬件设备及其功能，还学习了无线路由器等常见设备的安装及设置方法，探讨了无线网络的优缺点，以及如何合理使用无线局域网并增强信息安全意识。
那这节课，我们要达成以下学习目标：了解信息系统与外部世界的连接方式，知晓物联网在信息社会中的应用及重要作用，体验带有传感器的信息系统，熟悉常见的传感与控制机制，体验带有视频识别功能的设备，认识视频识别对信息系统的作用。同学们，你们听说过物联网吗？什么是物联网呢？通俗来讲，物联网就是物物相连的互联网。国际电信联盟在2005年关于物联网的报告中描绘了一些场景，比如司机操作失误时，汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么；衣服会告知洗衣机对颜色和水温的要求；货车装载超重时，会自动提醒超载情况以及超重多少，若空间还有剩余，还会给出轻重货物搭配建议等。
这些描述都反映出一个共同特征——物体具有智能化特征。国际电信联盟对物联网的定义为：通过二维码识读设备、射频识别装置、红外感应器、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。这一定义同样突出了物联网的智能化特征。
物联网体系结构模型包括感知层、网络层、应用层，以及支持物联网的共性技术。感知层是物联网的基础，是物理世界与虚拟信息世界的联系纽带，利用信息传感装置自动采集物品相关信息，并传送到上位端，做好传输到互联网前的准备工作。这里，各种传感器、RFID标签与读写设备、智能手机、家电、GPS测控设备和各类智能机器人等都发挥着重要作用。
中间的网络层，也叫传输层，通过各种电信网络与互联网的融合，将物体信息实时准确传递出去。再往上是应用层，包含行业应用层和管理服务层，它把感知层获取的信息进行处理，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等实际应用，这也是物联网价值的最终体现。
最后是支持物联网的共性技术，包括信息安全、网络管理、对象名称解析、服务和服务质量。要实现物联网的智能化，需要一些关键技术，主要有：传感技术、RFID标签技术、嵌入式系统技术、移动通信技术、计算机网络技术、智能数据处理技术、智能控制技术、位置服务技术、云计算技术、信息安全技术。接下来，我们重点了解其中的传感器技术和RFID标签技术。
什么是传感器技术呢？我们从生活中的例子说起，大家肯定都体验过进出自动开关门。当你走到离自动门一定距离时，门自动打开，经过后又自动关上。现实中自动门有多种情况，有些无论什么东西靠近都会开门，有些只感应到人靠近才开门，还有些人靠近但没走过去门就一直开着，而有些不管人有没有走过去，过一会儿都会自动关闭。
为什么会有这些差异呢？这是因为自动门安装了不同的传感器，感受的物理量不同，效果就不一样。比如，有些自动门安装了雷达传感器，它发出微波信号，物体反射微波信号就能被雷达感知，从而控制电路开门，这种自动门通常无法区分反射电磁波的物体，所以不管什么东西靠近门都会打开；而有些安装的是红外感应器，它能感受物体发出的红外线从而开门，低温物体如柜子发出的红外线很弱，门就不会开，如果人一直站着，门能持续探测到红外线，就会一直开着。
那到底什么是传感器呢？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。传感器的功能与人类五大感觉器官功能大致相同，如光敏传感器对应视觉，声敏传感器对应听觉，气敏传感器对应嗅觉，化学传感器对应味觉，压敏传感器、热敏传感器对应触觉。常见的传感器种类繁多，有温度、湿度、声音、红外线、光敏、位移、形变、重力、压力、加速度、电阻型、电容式屏幕、超声波测距传感器等。
在生活中，一些电气设备会用到不同传感器，比如电饭锅和测温仪用到温度传感器，光电鼠标用到光敏传感器，火灾报警器用到烟感传感器、温度传感器和光敏传感器。其中，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，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。
现代信息系统离不开传感器，它让人们能够涉足许多未知领域，如深海、太空、冶炼等。在基础研究中，传感器地位更为突出，对于超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁场等各种极端技术的研究，没有相应的传感器是不行的。传感器早已渗透到工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、文物保护等广泛领域，可以说，几乎每一个现代化项目都离不开传感器。接下来，请欣赏一段视频，看看北京冬奥会上工作人员是如何做到首次秒级风监测以及测雪温、测雪状，为赛事提供有力准备的。
师：奥赛场上，风是一个重要影响因素。本届冬奥会上首次实现了秒级风监测，这是如何做到的呢？对于户外冰雪运动来说，风是影响很多项目的关键因素。在国家跳台滑雪中心场馆四周建设了多个测风自动气象站，跳台滑道上也安装了超声风传感器，对风向、风速进行精准测量。自动气象站能实现秒级实时观测，每秒采集一次数据，通过内置采集器进行数据存储，再通过4G网络传回气象保障中心，根据数据判断赛事能否顺利进行。
一秒提取一个风向风速数据，一分钟打包上传一次，最终可呈现每分钟60个风向风速记录，实现秒级风监测预报。除了自动气象站，本届冬奥会还使用了风廓线雷达，能连续实时探测距地面150米到6千米高度范围内大气的风速和风向，每6分钟为赛区提供一组实时风场数据，为气象部门计算高山滑雪场、跳台滑雪等项目雪道间的纵风、横风方向和大小提供数据服务。
除了这些，本届冬奥会上还使用了手持式雪温雪状测试仪，被称为雪上项目的“刚需品”。它有哪些本领呢？这就是手持雪温雪状观测仪，研制人员介绍，这款为冬奥会专门定制的手持式便携产品，搭载了红外测温、激光测距、智能图像等多种先进高精度传感器，能自动识别雪状并探测雪地实时温度。我们来实际测一下，开机后按下枪键，通过界面就能显示当前雪状，现在正在进行雪表面算法，两分钟内可测量出雪状和雪温，现在测出来是可撞雪，表面温度是零下0.63摄氏度。