第6课物联网中的身份证—电子标签

（3） CPU型电子标签
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
电子标签 接受认证请求 发送随机数据B
解密数据B 加密数据A
认证请求 随机数据B
加密数据B 随机数据A 加密数据A
读写器 加密数据B
发送随机数据A
解密数据A
图6.8 MIFARE公交卡认证
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
3. 密码的体制 密码学目前主要有两大体制，即公钥密码与单钥
密码。其中，单钥密码又可以分为分组密码和序列密码。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
（1）公钥密码 1976年，Whitfield Diffie和Martin Hellman发表了
论文“New directions in cryptography”，提出了公共密钥 密码体制，奠定了公钥密码系统的基础。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
（1）ALOHA算法 Aloha是1968年美国夏威夷大学一项研究计划
的名字，Aloha网络是世界上最早的无线电计算机通 信网络。ALOHA采用的是一种随机接入的信道访问方 式。ALOHA算法因具有简单易实现等优点而成为应用 最广的算法之一。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
6.1.3 RFID中数据完整性的实施策略
采用恰当的信号编码、调制与校检方法，并采 取信号防冲突控制技术，能显著提高数据传输的完整 性和可靠性。
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物联网射频识别（RFID）技术与应用
1. 信号的编码、调制与校检 RFID系统基带编码的方式有多种，编码方式与

一、RFID的定义射频识别技术，英文Radio Frequency Identification的缩写。

又称电子标签。

是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。

二、RFID的发展历程[1] [2]RFID自二战时期最早应用于作战时辅助敌我识别之后主要经历了一下的发展阶段：表1：RFID的发展历程如今RFID技术逐渐由13.56MHz以下的低频段向技术更为复杂、应用更为丰富的中高频段发展，特别是近来860—960MHz的远距离技术的发展，使RFID 的市场应用逐渐普遍。

三、RFID的组成[2] [6]RFID系统由5部分组成：1.标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象.2.阅读器(Reader)：读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式.3.天线(Antenna)：是RFID标签和读写器之间实现射频信号空间传播和建立无线通讯连接的设备。

4.中间件（middleware）是一种面向消息的、可以接受应用软件端发出的请求、对指定的一个或者多个读写器发起操作并接收、处理后向应用软件返回结果数据的特殊化软件。

5.应用软件（application software）是直接面向RFID应用最终用户的人机交互界面，协助使用者完成对读写器的指令操作以及对中间件的逻辑设置，逐级将RFID原子事件转化为使用者可以理解的业务事件，并使用可视化界面进行展示。

四、RFID技术的工作原理：RFID技术的工作原理可以用以下三步来解释：1.读取：标签进入磁场后，收到阅读器发出的射频信号，从而发出标签中存储的信息。

2.解码：读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

3.写入：中央处理器经过分析后，通过阅读器对标签发出命令或写入数据。

图1：RFID工作原理五、RFID的分类：[3]1.按工作频率分（1）低频（LF）：频率范围在100-500KHz，读取范围可达50厘米，主要应用有门禁控制、生物识别、车辆门锁等。

这 一公 用频道 上 的其 他无 线 系统 。 （） 电 子 标 签 不 停 地 向 外 发 射 信 号 还 会 增 加 电 池 的 消 ３
耗 ，降低 电池 的使 用 寿命 。
（ ） 电 子 标 签 不 停 地 向 外 发 射 信 号 时 所 消 耗 的 能 量 与 ４ 发 射 功 率 成 正 比 ， 对 于 远 距 离 识 别 ，如 船 只 等 ， 电 子 标 签 必 须 使 用 大 的 发 射 功 率 来 发 射 信 号 ，这 将 大 大 减 少 电 子 标 签 电池 的寿 命 。 （） 电子 标 签 发 射 信 号 的 间 隔 越 短 电 池 消 耗 就 越 快 ， ５ 很 多 实 际 应 用 又 要 求 对 电 子 标 签 进 行 快 速 读 取 ，例 如 ，对 快
（ 在需 要 工作 的 时候 才工 作 ， 需要 工作 的 地方 才 工作 ） 即 在 ； 其 次 ，它 们 也 不 能 根 据 实 际 需 要 对 标 签 的 工 作 参 数 和 方 式
进 行 调整 。因而 ：
将 更长 ，这 就 需要 占用系 统 更多 的 空中 时 间并 消耗 更多 的
电 池 能 量 。这 不 但 增 大 了 信 号 碰 撞 的 几 率 ，而 且 减 少 了 电 池的使 用 寿 命 。
（ ） 由 于 标 签 不 能 根 据 需 要 调 整 自 身 的 发 射 功 率 ， 因 ７
而 当 它 用 于 定 位 时 ，也 就 不 能 很 好 地 适 应 不 同 空 间 大 小 范
号 。 不 仅 如 此 ，大 量 的 标 签 发 射 的 信 号 还 会 干 扰 到 工 作 在
２ ５现有有 源 电子标 签能够实现的功能 ．
现 有 的有 源 电子 标 签 ，～般 只 能承 担 身份 识 别和 简单

相关判断 ， 并 将 之 传 递 给 中央 信 息系 统 ， 从 数 据 库 中 准确 抽 取 某 些信息数据… 。
实现对 物资详情 的实时监控 、 有效监控 ， 如此一来 ， 在物资的 整个运输及 管理环节 ，物 资遗漏 以及信息有误的 问题便得到
了 有效 规 避 。
１ ． ２ 系统 组成 构架
特 别限定 ， 但 基于市场需求考虑 ， 体 积 小 巧 化 有 利 于 为更 多产 品提供服务 ， 而 形 式 多 样 化 有 利 于 提 高产 品 辨 识 度 。 。
技术的不断提 高和深入应用 ，硬件设备 以及信息管理系统所 展现出来的功能 日益 强大 ， 不仅能够实现管理可视化 ， 而且能 够 实现物资透明化，还能实现对物 资内部温湿度的即时检测 以及 显示 ， 另外 ， 还 能实现对开关 门信息的有效存储， 使其具
可 视化 管 理 等 。 另外 ， 引 入 并 应 用 嵌 入 系 统 智 能控 制 技 术 ， 能
立即接收到 由解读器传 递过来的相关信号 ，形成感应 电流并
触发 Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ 电子 标 签 ， 如此一来 ， 事 先 存 储 在 芯 片 中 的 一 系 列
产品信息便会有效 显示 出来 ，解读器将会基于产 品信 息进行
Ｒ Ｆ Ｉ Ｄ 电子标签系统 的关键 组成部分及功能 ：（ １ ） 数 据采 集端 ， 实现对 采集前端工作一系 列数据 的有效采集， 借助 读写 器完成标签信 息的录入 ， 同时借助 天线完成感应工作 。（ ２ ） 数 据传输端 ， 实现对数据 的传送 。数据传输 端包括两大部分 ， 一 是交换机 ， 二是 网线 ， 负责标签信息 的有效传递 。（ ３ ） 数据处 理端 ， 实现对后期活动 的操作 。数据 处理端包括两大部分 ， 一

面向物联网的智能电子标签系统设计智能电子标签系统是物联网技术与电子标签技术相结合的产物，它将传统的电子标签技术与物联网技术相结合，能够帮助企业实现对物品的实时监控和管理，提高生产效率，降低成本，提升消费者体验。

在本文中，我们将针对面向物联网的智能电子标签系统进行设计，包括系统架构、关键技术和应用场景等方面进行详细介绍。

一、智能电子标签系统架构设计1.硬件部分智能电子标签系统的硬件部分包括标签、传感器、数据采集器和通信模块等。

标签是智能电子标签系统的核心部分，它可以通过RFID技术或者NFC技术实现对物品的唯一标识和识别。

传感器用于采集物品的环境信息，如温度、湿度、压力等，以便对物品进行实时监测。

数据采集器用于将传感器采集到的数据进行收集和处理，通信模块用于将数据传输到云端。

2.软件部分智能电子标签系统的软件部分包括数据处理软件、数据存储软件和数据分析软件等。

数据处理软件用于对从硬件部分采集到的数据进行预处理和清洗，以确保数据的准确性和完整性。

数据存储软件用于将处理后的数据进行存储，同时保证数据的安全性和可靠性。

数据分析软件用于对存储的数据进行分析和挖掘，以发现其中隐藏的规律和价值。

3.系统架构智能电子标签系统的系统架构包括边缘端、云端和应用端三个部分。

边缘端主要包括标签、传感器、数据采集器和通信模块等硬件部分，负责对物品进行实时监测和数据采集。

云端主要包括数据处理软件、数据存储软件和数据分析软件等软件部分，负责对采集到的数据进行处理、存储和分析。

应用端主要包括应用软件和用户界面，负责将处理后的数据进行展示和应用。

二、关键技术1. RFID/NFC技术RFID技术和NFC技术是智能电子标签系统的核心技术，它们可以实现对物品的唯一标识和识别。

RFID技术适用于需要对大量物品进行快速识别和追踪的场景，如物流仓储管理、零售管理等。

NFC技术适用于对近距离物品进行交互和识别的场景，如智能门禁、移动支付等。

机器人、物联网、人工智能单元选择题1.在机器人编程中，机器人程序主要有哪三种三种基本结构（）A.反序B.顺序(正确答案)C.选择D.循环2.（）是机器人的感觉器官。

A.控制系统B.驱动器C.机身D.传感器(正确答案)3.（）是机器人的大脑和指挥中枢。

A.控制系统(正确答案)B.驱动器C.机身D.传感器4.机器人的传动方式主要有（）.（）和（）。

A.皮带传动(正确答案)B.链传动(正确答案)C.齿轮传动(正确答案)D.轴传动5.（）是用来表示解决某一问题的步骤流程的线路。

B.规划图C.流程图(正确答案)D.设计图6.（）是机器人的感觉器官。

A.控制系统(正确答案)B.驱动器C.机身D.传感器7.在学生机器人平台中，我们在（）添加控件来编程。

A.代码区B.工具栏C.编程区(正确答案)D.菜单栏8.在机器人平台中编好程序后，我们要先保存程序，然后再（），最后才能将程序下载到机器人中执行。

A.编程B.转移C.编译(正确答案)D.加载9.必须先在()中设置好传感器，才能在平台编程区添加传感器模块。

A.工具菜单B.系统设置菜单(正确答案)D.下载菜单10.机器人直线行走和拐弯主要依靠()驱动。

A.伺服电机B.直流电机(正确答案)C.方向盘D.传感器11.我们一般通过()来设置编程区的控件模块。

A.键盘操作控件B.鼠标点击控件(正确答案)C.鼠标右击控件D.鼠标滚轮控制12.目前，用于学生机器人的传感器主要有（）.（）.（）和（）。

A.光感传感器(正确答案)B.触碰传感器C.温度传感器D.声音传感器15.单分支语句是指:在满足条件的情况下,()语句内的程序A.不断重复B.跳出C.执行一次(正确答案)16.条件循环语句是指:在满足条件的情况下,()语句内的程序A.不断重复(正确答案)B.执行C.执行一次17.学生机器人利用()传感器可以检测前方是否有障碍物和光源A.红外(正确答案)B.超声波C.光敏18.当我们要实现机器人向左转弯前进的动作时,下列对高速电机的设置正确的是（）。

八年级信息科技教学设计课题第7课电子标签我揭秘核心素养目标信息意识： 1通过实例感受万物互联的场景，知道物联网与互联网的异同，认识到物联网的普及对学习和生活的影响。

计算思维：自觉遵守物联网实验的操作规程，会使用实验设备搭建物联系统原型，并能通过实验平台读取、发送、接收、汇集和使用数据信息社会责任：了解身边的物联设备及其对塑造网络虚拟身份的作用，有意识地保护个人隐私，进行安全防护。

教学重点了解射频识别技术的基本原理及常见应用。

教学难点能够利用射频识别技术开展实践，了解物与物之间近距离通信的过程。

教学方法讲解，演示学习方法探索，讨论教学用具计算机，互联网教学过程导入新课在铁路进站检票中，人们只需拿身份证在检票机上刷一下，便能顺利通过检票闸机。

在这个过程中，正是射频识别技术在发挥作用。

教学过程RFID 是一种物品标识和自动识别技术，本质上是一种无线通信技术，无须与被识别物品直接接触。

RFID 系统由电子标签和读卡器组成RFID 系统的一般工作流程如下。

1.给物品打上电子标签，存储物品的相关数据。

2.读卡器发送一定频率的射频信号。

3. 当物品进入读卡器的工作区时，物品上的电子标签会将自身数据发送出去。

4. 读卡器接收电子标签发送的数据，并把这些数据传送到计算机中的管理系统。

5. 计算机中的管理系统作出相应处理。

RFID 有很多优势，每秒可进行上千次的读取，能同时处理多个电子标签，高效且准确度高；电子标签上的数据可反复修改；电子标签无须瞄准读取，只要被置于读卡器形成的电磁场内就可以被准确读取，适合与各种自动化处理设备配合使用；电子标签的识读不依赖于可见光，因而可以在高粉尘污染、野外等恶劣环境下使用。

学习活动1读取电子标签编号：每个电子标签都有唯一编号，通过RFID 读卡器模块可以读取电子标签的编号，并在主控板的显示屏显示。

本活动需要用到的物联实验设备有主控板、RFID 读卡器模块、电子标签等。

1. 编写实现读取电子标签编号功能的程序，主要代码如图7.2 所示。

1
11
第15课插入超链接
学习在演示文稿中插入超链接
1
12
第16课设置动画效果
学习设置动画效果和幻灯片的切换
1
13
第17课放映幻灯片
学习幻灯片的放映（导航菜单、导航按钮、荧光笔、自定义播放、打包成CD）
1
14
主题活动2创作演示文稿
在初步掌握演示文稿制作的基础上，自主选择主题，收集素材，进行演示文稿的设计及与创作
2
5
“画笔”的秘密
了解“画笔”模块的相关命令及使用该法，学习“落笔”“停笔”等命令控制角色，绘制运动轨迹
1-2
6
街舞男孩
理解按键与控制的含义，运用按键与控制创作故事或游戏
1-2
7
穿越迷宫
理解侦测与判断的含义，运用侦测与判断创作故事或游戏
2
8
小猫出题
学会建立新变量，并利用变量进行计算，掌握比较变量大小的方法·
3体验电脑绘画过程中奇妙的彩色世界；
10
第9课画线
学会打开图画文件，学习使用“直线”“曲线”工具
1
1感受电脑上画线的过程；
2学会在半成品图片的上添补信息；
11
第10课画多边形
学习使用“多边形”工具
1
围绕某一主题进行图形的组合创作
12
考核
键盘操作，画图主题作品创作
2
英文打字每分钟30个以上为合格
三年级·第二学期
2-3
着重要让学生了解、体会定义过程的作用
9
第9课保存与调用过程
学会保存过程的方法，会调用过程来绘图。通过学习保存和调用过程，体会过程的作用，并学会知识的迁移。通过随时、反复调用过程，初步理解子程序的含义。

二、
讲授新课
师：现在你在上班，害怕家里有人非法入侵，可以怎么办呢
师：这节课我们就来学习一下红外线报警器。

出示提供P23房屋结构图
提问：这是你家，为了防止非法入侵，结合生活经验，你打算在哪安装红外线报警器
小结：同学们说得都很有道理
提问：大家知道红外线报警器工作原理吗它又能分为哪两类呢自学，然后大家交流一下。

教师提问：分为哪种工作方式。

继续提问：主动式和被动式有何区别
学生回答，老师补充：被动式报警器少了一项功能，就
是发射红外线。

物理学上告诉我们，当物体的温度高于
绝对0度时，就会发出红外线，换句话说任何物体都能
发出红外线。

而其后的原理，被动式报警器和主动式是
一样的。

师提问：为什么会探测到，探测到有为什么要报警
师总结: 被动式报警器的采用一个特殊的红外线接收器件，他能接收物体发出红外线；只要有物体在所监
视区域范围活动，就能将所接收的红外线信号转换成电
压信号，带动报警器报警。

三、活动研究：
自己布置相应的红外线探测器，说一说为什么怎样布置最合理。

四、动手制作：
师出示工作示意图。

根据材料和安装说明，组建家园安全卫士的报警网。

三、
归纳总结
在家园安全中，除了外部入侵外，还有哪些潜在的危险因素应当加入到报警系统中来
师：科技在进步，社会在发展，希望你能在不远的将来设计出一套更为严密、完善的系统，来保护大家的
安全。

板书设计
红外线报警
原理应用设计。

电子标签技术在智慧城市管理中的应用方法与技巧智慧城市是指通过信息技术手段，以城市为基础，将城市的各种资源、公共服务、人员流动等方面进行综合管理和优化，实现城市的高效率、高品质、高可持续性发展的一种城市发展理念。

在智慧城市建设中，电子标签技术被广泛应用于各个领域，为城市管理带来了许多便利和效益。

本文将介绍电子标签技术在智慧城市管理中的应用方法与技巧。

首先，电子标签技术在智慧城市管理中的第一个应用方法是物联网设备的管理。

在智慧城市建设中，大量的物联网设备被应用于不同的领域，如智能交通、智能电网、智能路灯等。

这些设备使用电子标签进行管理，通过电子标签的唯一标识码，可以实时监测设备的状态、位置、使用情况等信息，帮助城市管理者更好地进行设备维护和资源分配。

此外，电子标签还可以与其他传感器技术结合，实现对设备的远程监控和远程控制，提高设备的利用率和管理效能。

其次，电子标签技术在智慧城市管理中的第二个应用方法是物资和资产管理。

智慧城市的运营离不开大量的物资和资产，如园区的办公用品、设备的维修备件等。

通过为这些物资和资产配备电子标签，可以实现对其进行精确的追踪和管理。

利用电子标签的无线感应与读写功能，可以快速记录物资和资产的出入库信息，提高物资的管理效率和透明度。

同时，电子标签还可以与数据库和管理系统进行实时连接，帮助城市管理者实现对物资和资产的全生命周期管理，减少资源浪费和损失。

第三，电子标签技术在智慧城市管理中的第三个应用方法是人员和车辆的管理。

在城市中，需要对人员和车辆进行有效的管理和控制，以提高交通运行效率、保障城市安全和服务质量。

通过为车辆和人员配备电子标签，可以实时监测其位置和行踪，便于交通管理部门进行交通调度和应急处置。

此外，电子标签也可以应用于人员进出敏感区域的权限管理，如机场、企事业单位等，通过电子标签的识别与验证，提高安全性和管理的便利度。

最后，电子标签技术在智慧城市管理中的另一个技巧是充分利用大数据分析。

商品流通、邮政管理、图书管理等许多领域都得到了广泛的应用。

厂商识别代码、
领域的扩大，对条形码技术的需求层次也在不断提高，人们希望条形码能够在较小的面积上承载更多的信息，
门禁卡、活动内容
RFID 智能手环的定位
1.各小组根据本节课所学的内容，查询RFID智能手环的相关资料，对智能手环的标识与定位技术进行分析，描述它实现的功能与应用场景。

2.修改“模拟用RFID射频卡开门”的程序设计，使用包含“或”的逻辑指令，实现用两张RFID射频卡都能开门的功能。

一、选择题1、（B）是继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮，是当今最前的技术之一。

A、RFID技术B、物联网技术C、传感器技术D、嵌入式技术2、关于物联网产业发展现状，下面选项中哪一项不正确（C）A、目前，我国物联网发展与全球同处于起步阶段，初步具备了一定的技术、产业和应用基础，呈现出良好的发展态势。

B、产业发展初具基础，技术研发和标准研制取得突破，应用推广初见成效。

C、尽管我国物联网在产业发展、技术研究、标准研制和应用拓展等领域已经取得了一些进展，我国物联网发展不存在各种瓶颈和制约因素。

D、中国物联网研究没有盲目跟从国外。

而是面向国家重大战略和应用需求，开展物联网基础标准体系、关键技术、应用开发系统集成和测试评估技术等方面的研究，形成了以应用为牵引的特色发展路线，在技术、标准、产业及应用与服务等方面，接近国际水平，使中国在该领域占领价值链高端成为可能。

3、射频识别（RFID）是物联网的关键技术之一，RFID标签又称为电子标签，关于电子标签与条型码标签的描述，（D）是正确的。

A、电子标签建置成本低，多个标签可被同时读取。

B、条型码标签容量小，但难以被复制。

C、电子标签通讯距离短，但对环境变化有较高的忍受能力。

D、电子标签容量大，可同时读取多个标签并且难以被复制。

4、根据射频标签工作方式分为，（A）、被动式、半被动式三种类型。

A、主动式B、中读式C、一次性编程只读式D、可重复编程只读式5、射频识别系统使用的电子标签，一般相隔几米的距离进行数据信息传输，可以读取电子标签内储存的信息，识别电子标签代表的物品、人和器具的身份与早期的自动识别技术相比，RFID还具有以下特点（D）1非接触式2免用电池3 成本高4体积小5标签样式多样化6安全性高7 信息存储量大8环境适用性好9 寿命长A、12345689B、12345679C、12345678D、124567896、关于RFID主要频段标准与特性描述不正确的是（D）A、低频电子标签的传输距离、传输速度慢、但穿透能力较强，能穿透大部分物体，在早RFID 早期使用较多，目前使用量相对较少。

八年级信息技术教学计划（优秀4篇）（经典版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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程图7.1 RFID 系统RFID 系统的一般工作流程如下。

1. 给物品打上电子标签，存储物品的相关数据。

2. 读卡器发送一定频率的射频信号。

3. 当物品进入读卡器的工作区时，物品上的电子标签会将自身数据发送出去。

4. 读卡器接收电子标签发送的数据，并把这些数据传送到计算机中的管理系统。

5. 计算机中的管理系统作出相应处理。

R FID有很多优势，每秒可进行上千次的读取，能同时处理多个电子标签，高效且准确度高；电子标签上的数据可反复修改；电子标签无须瞄准读取，只要被置于读卡器形成的电磁场内就可以被准确读取，适合与各种自动化处理设备配合使用；电子标签的识读不依赖于可见光，因而可以在高粉尘污染、野外等恶劣环境下使用。

教学中，只要让学生了解RFID是一种无线通信技术，掌握RFID的基本原理即可，不必详细介绍RFID的技术细节。

在RFID系统中，读卡器通常内置天线，通过天线与电子标签通信。

RFID的基本原理：电子标签进入读卡器的识别范围后，接收读卡器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量，发送出存储在芯片中的数据；或者由电子标签主动发送某一频率的信号，读卡器读取数据并解码后，送至计算机中的管理系统进行数据处理。

教学中，教师可将火车站刷身份证进站的场景与RFID系统工作的一般流程结合，展开讲解。

教师可以引导学生思考：为什么把身份证放在指定位置才能成功进站？电子标签按照发射射频信号方式的不同，可分为被动标签和主动标签。

被动标签没有内置电池，工作距离较短，一般在几厘米到几米之内；主动标签有内置电池，可以主动发射信号，工作距离较远，可以达到几十米甚至上百米。

学习活动1读取电子标签编号每个电子标签都有唯一编号，通过RFID读卡器模块可以读取电子标签的编号，并在主控板的显示屏显示。

本活动需要用到的物联实验设备有主控板、RFID读卡器模块、电子标签等。

1.编写实现读取电子标签编号功能的程序，主要代码如图7.2所示。

当把电子标签放到RFID读卡器模块上时，主控板显示屏会显示该电子标签的编号。