資源簡介

相關課程標準：
1.通過分析物聯網應用實例，知道信息系統與外部世界的連接方式，了解常見的傳感與控制機制。
2.觀察日常生活中的信息系統，理解計算機網絡在信息系統中的作用，通過組建小型無線網絡，了解常見網絡設備的功能，知道接入方式、帶寬等因素對信息系統的影響。
3.通過搭建小型信息系統的綜合活動，體驗信息系統的工作過程，認識信息系統在社會應用的優勢及局限性。
學習目標：
1.通過組建小型無線網絡，了解常見網絡設備的功能。
2.知道網絡接入方式、帶寬等因素對信息系統的影響。
3.了解物聯網。
4.知道信息系統與外部世界的連接方式，了解常見的傳感與控制機制。
知識要點：
一、信息系統的網絡：
㈠網絡概念：
利用通信設備和線路（有線的和無線的），將地理上分散分布的具有獨立功能的多臺計算機或移動終端相互連接，以功能完善的網絡軟件實現網絡中資源共享和信息傳遞的系統。
㈡網絡的分類：
1.按傳輸介質分：
⑴無線網絡：
無線設備不受網絡線纜的束縛。
信號容易受外界信號干擾，信號強度隨著網絡設備之間距離的增加而快速減弱。
⑵有線網絡：
具有高的帶寬和較好的抗干擾性。
通過有線連接入網的設備的便攜能力不佳。
2.按網絡規模和地理范圍分：
⑴個域網PAN；
⑵局域網LAN；
⑶城域網MAN；
⑷廣域網WAN。
3.按拓撲結構分：
⑴星型網絡；
⑵環型網絡；
⑶總線型網絡。
二、搭建局域網：
㈠需求分析：
根據自己的實際需求，確定所需的功能，自行搭建數字家庭系統。
㈡規劃設計：
1.接入層：
⑴互聯網接入方式：
電話線撥號接入、ISDN接入、ADSL接入、有線電視網接入、光纖接入、無線接入、電力網接入等。
較常見的是：ADSL、有線電視網、光纖接入。
⑵互聯網接入設備：
網卡、調制解調器。
2.網絡層：
路由器、交換機、無線AP、其他設備。
3.終端層：
臺式計算機、筆記本電腦、智能手機、平板電腦等。
㈢網絡設備連接：
將各個網絡設備通過線路（有線或無線）連接起來。
㈣網絡配置：
1.IP地址：
IP指的是“網絡互連協議”，是為計算機網絡相互連接進行通信而設計的協議，目前使用的有Ipv4和IPv6兩個版本。
IP地址指因特網協議地址，是用來識別網絡設備的一串數字，通俗來講就是網絡中設備的一個編號。
Ipv4中的IP地址由32位二進制數組成，分割成4段8位二進制數。IPv6中的IP地址由128位二進制數組成。
IPv4中的IP地址每段數字處于0-255之間。
2.DNS：
域名系統，用于進行域名和IP地址的自動翻譯。
域名空間采用樹狀結構，分為根域名、頂級域名、二級域名、子域名、主機名。
頂級域名分級方式如下：
⑴地理分級：
cn 中國
uk 英國
⑵組織分級：
com 商業組織
edu 教育機構
gov 政府機構
mil 軍事組織
net 網絡機構
org 非營利的組織、團體
int 國際組織
3.子網掩碼：
用來指明一個IP地址哪些位標識的是網絡地址，以及哪些位標識的是主機地址。
子網掩碼不能單獨存在，它必須結合IP地址一起使用。
子網掩碼的作用就是將某個IP地址劃分成網絡地址和主機地址兩部分。
4.網關：
網關又稱網間連接器、協議轉換器。對于小型局域網來說，通常路由器就是網關，路由器地址是網關地址。
5.無線SSID：
無線SSID就是無線網絡名稱，可以自行設置。
就作用上來講，SSID看起來就像是無線接入點（AP）的MAC地址，無線局域網上的所有無線設備必須使用相同的SSID才能進行互相溝通。在無線局域網中SSID作用非常重要，它能阻隔其他無線設備訪問您的無線局域網。要進行通信，無線設備必須使用相同的SSID名稱。
6.Wi-Fi密碼：
⑴密碼設置規則：
①密碼不能和登錄名完全一致。
②密碼不能和聯系方式中“電話”、“傳真”、“手機”、“郵編”的任何一個完全相同。
③密碼不能用連續數字（遞增或遞減）。
④密碼不能用連續且大小寫一致的英文字符（順序字符或倒序字符）。
⑤密碼不能用連續同一個字符或者數字。
⑥密碼最好由大寫、小寫字母以及規則允許的特殊字符組成。
⑵密碼作用：
為無線網絡進行加密設置是極為重要的。許多無線路由器或AP在出廠時，數據傳輸加密功能是關閉的，如果你拿來就用而不作進一步設置的話，那么你的無線網絡就成為了一個不設防的擺設。
㈤網絡測試：
網絡配置完成后，須對網絡進行測試，查看網絡終端設備是否可以正常上網。如果發現聯網失敗，需要進行故障排查。排查時，通常需要對網絡連接、網絡設備及相應的設置進行檢查，直到找出原因并解決問題為止。
㈥接入方式的影響：
1.帶寬：
指在單位時間內從網絡中的某一點到另一點可傳輸的最大數據量。
計算單位為Mb/s。
補充：
平時所標稱的100M，就是100Mb/s，換算為常用的MB則為=12.5MB。
帶寬的大小決定網速的快慢。
2.流量：
指下載和上傳產生的數據量。
3.資費：
不同的網絡運營商之間的資費也有所不同。
三、物聯網：
㈠概念：
物聯網指物和物相連的互聯網絡。根據國際電信聯盟的定義，物聯網主要解決物品與物品、人與物品、人與人之間的互連。
㈡組成架構：
1.感知層：
感知層實現對現實世界的智能感知識別，主要包括各種類型的傳感器、基礎硬件以及種類技術規范等。
傳感器：
⑴概念：
傳感器是一種檢測裝置，能感知被測量物體或環境的信息，并能將感知到的信息按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信號輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。
⑵基本工作原理：
傳感器主要由敏感元件和轉換元件組成。
轉換元件可將敏感元件感應到的物理量（如溫度、濕度、照度等）或化學量（如酸堿度、濃度等）等轉變成電信號（模擬信號）。
傳感器輸出電信號通常為弱信號，需要放大電路將它放大，然后經過濾波電路過濾干擾信號等一系列信號調理后形成精度較高、信噪比（信號與噪聲的比例）較大的電信號，再通過采樣和模數轉換，調理后的模擬信號被轉換成數字信號以方便計算機等設備的處理，最后經過量程計算，數據（如當前的溫度、濕度等）通過顯示設備或其他輸出設備輸出。
⑶類型：
按用途分：
①位置傳感器；
②接近和運動傳感器；
③慣性傳感器；
④壓力敏和力敏傳感器；
⑤光敏傳感器；
⑥介質傳感器；
⑦溫度傳感器。
2.傳輸層：
傳輸層主要實現信息的傳輸，包括各種通信介質、設備和技術標準等。
通信技術：
⑴蜂窩通信系統：
2G、3G、4G，甚至是5G。
⑵近距離通信技術：
①RFID：
可通過無線電信號識別特定目標并讀寫相關數據，而無需在識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸。
應用于物流管理、門禁控制、食品溯源等。
②ZigBee：
一種短距離、低功耗的無線通信技術。
可以嵌入各種設備中，用于實現自動控制和遠程控制。
③Z-Wave：
一種基于射頻的、低成本、低功耗、高可靠、適于網絡的短距離無線通信技術。
主要應用于智能家居領域，如用于實現家電控制。
④NFC：
一種短距離的高頻無線通信技術。
由RFID演變而來，在單一芯片上結合了感應式讀卡器、感應式卡片，可實現電子設備之間的非接觸式點對點數據傳輸。
主要用于交通一卡通、支付卡、門禁卡等。
⑤藍牙：
一種無線技術標準，可實現兩個設備之間的無線短距離數據交換。
使用藍牙時需要對互聯的設備進行配對設置，這樣才能在兩個設備間建立持續的無線連接。
主要應用于依托藍牙與計算機進行短距離無線通信，如藍牙鼠標、藍牙音箱等。
⑥Wi-Fi：
一種允許電子設備連接到一個無線局域網（WLAN）的技術，通常使用2.4G UHF或5G SHF ISM 射頻頻段。
把有線網絡信號轉換成無線信號，使用無線路由器供支持其技術的相關電腦，手機，平板等接收。
主要應用于網絡媒體、掌上設備、日常休閑、客運列車等。
3.數據處理層：
實現對數據的處理。
包括各種服務器、存儲器、云計算平臺、數據挖掘和分析技術等。
4.應用服務層：
主要實現物聯網的各種應用。
包含各種智能硬件和服務軟件等。
四、信息系統與外部現實世界的連接方式：
信息系統通過輸入設備、輸出和控制與外部現實世界連接。
傳感器對于信息系統的作用，如同人類的感覺器官對于大腦的作用，通過感知外部現實世界獲取信息。
信息系統通過輸出和控制，實現一系列操作功能。
補充：
兩種不同架構：
C/S即Client/Server（客戶機/服務器）結構，C/S結構在技能上非常成熟，它的重要特征就是交互性強、擁有安全的存取形式、網絡通信數量低、響應速度快、利于處置大量數據。可是這個結構的程序就是針對性開發，變更不夠靈活，維護與管理的難度較大。常常只局限在小型局域網，不利于擴展。而且，因為這個結構的每臺客戶機全部須要安裝相對應的客戶端程序，分布功能弱并且兼容性差，不可以完成迅速部署安裝與配置，因為這樣缺少通用性，擁有比較大的局限性。
B/S即Browser/Server（瀏覽器/服務器）結構，就是只安裝維護一個服務器（Server），而客戶端選用瀏覽器（Browse）運行軟件。B/S結構應用程序相對于傳統的C/S結構應用程序就是一個特別大的進步。 B/S結構的重要特征就是分布性強、維護方便、開發簡單并且共享性強、總體擁有費用低。但數據安全性問題、對服務器需要過高、數據傳輸速度慢、軟件的個性化特征明顯減少，這些缺點就是有目共睹的，難以完成傳統形式下的特殊功能請求。比如通過瀏覽器實行大量的數據輸入或實行報表的應答、專用性打印輸出全部相對比較困難與不便。另外，完成復雜的應用構造有較大的困難。
兩者重要優缺點如下：
C/S架構：
優點：
⑴可以足夠表現客戶端PC的處置才能，很多工作能夠在客戶端處置以后再提交給服務器，于是C/S客戶端響應速度快。
⑵操作界面漂亮、形式多樣，能夠足夠滿足客戶自己的個性化要求。
⑶C/S結構的管理信息系統擁有比較強的事務處置才能，可以完成復雜的業務過程。
⑷安全性能能夠非常容易確保，C/S通常面向相比固定的用戶群，程序越發注重過程，它能夠對權限實行多層次校驗，提供了更安全的存取形式，對信息安全的控制才能非常強。通常高度機密的信息系統選用C/S結構適宜。
缺點：
⑴須要專門的客戶端安裝程序，分布功能弱，針對點多面廣且不具備網絡條件的用戶群體，不可以完成迅速部署安裝與配置。
⑵兼容性差，關于不一樣的開發工具，擁有比較大的局限性。假如選用不一樣工具，須要重新改寫程序。
⑶開發、維護費用較高，須要擁有肯定專業水準的技術人員才可以結束，發生一次升級，就全部客戶端的程序全部須要更改。。
⑷用戶群固定。因為程序須要安裝就可使用，因為這樣不符合面向一些不可知的用戶，于是實用面窄，常常用來局域網中。
B/S架構：
優點：
⑴分布性強，客戶端零維護。只需有網絡、瀏覽器，能夠隨時隨地實行查詢、瀏覽等業務處理。
⑵業務擴展簡單便利，通過添加網頁就可以添加服務器功能。
⑶維護簡單便利，只須要更改網頁，就可以完成全部用戶的同步更新。
⑷開發簡單，共享性強。
缺點：
⑴個性化特征明顯減少，沒辦法完成擁有個性化的功能要求。
⑵在跨瀏覽器上，B/S架構不盡如人意。
⑶客戶端服務器端的交互就是請求-響應形式，常常動態刷新頁面，響應速度明顯減少。沒辦法完成分頁顯示，給數據庫訪問導致較大的壓力。
⑷在速度與安全性上須要花費超大的設計費用。
⑸功能弱化，難以完成傳統形式下的特殊功能需要。
小結：
C/S響應速度快，安全性強，通常應用在局域網當中，可是開發維護費用高；B/S能夠完成跨平臺，客戶端零維護，可是個性化才能低，響應速度較慢。于是有一些單位平日辦公應用B/S，在實際生產當中使用C/S結構。

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