物联网考试复习.

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1、复习复习& &考试安排考试安排 考试&答疑安排 考试时间：周2第9,10节(第11周) 考试教室：厚学206 答疑时间：周五？(第10周) 答疑地点：计算机学院6楼系办公室 第第1 1章章 物联网概述物联网概述 1.2 核心技术：感知识别层核心技术 综合应用层 管理服务层 网络构建层 感知识别层 通过感知识别技术，让物品“开口说话、发布信息” 是融合物理世界和信息世界的重要一环，是物联网 区别于其他网络的最独特的部分。 物联网的“触手”是位于感知识别层的大量信息生 成设备，既包括采用自动生成方式的RFID、传感器 、定位系统等，也包括采用人工生成方式的各种智 能设备，例如智能手机、PDA、多媒

2、体播放器、上 网本、笔记本电脑等等。 信息生成方式多样化是物联网的重要特征之一 。 感知识别层位于物联网四层模型的最底端，是所有 上层结构的基础。 1.2 核心技术：网络构建层核心技术 综合应用层 管理服务层 网络构建层 感知识别层 详见第6-9章 网络是物联网最重要的基础设施之一。 物联网的网络和现有网络有何异同？物联网是下一 代互联网吗？无线网络在物联网中究竟扮演了什么 角色？ 网络构建层在物联网四层模型中连接感知识别层和 管理服务层，具有强大的纽带作用，高效、稳定 、及时、安全地传输上下层的数据。 1.2 核心技术：管理服务层核心技术 综合应用层 管理服务层 网络构建层 感知识别层 管理

3、服务层位于感知识别和网络构建层之上，综合 应用层之下，是物联网智慧的源泉。人们通常把 物联网应用冠以“智能”的名称，如智能电网、智能交 通、智能物流等，其中的智慧就来自这一层。 当感知识别层生成的大量信息经过网络层传输汇聚 到管理服务层，如果不能有效地整合与利用，那无 异于入宝山而空返，望“数据的海洋”而兴叹。 管理服务层解决数据如何存储（数据库与海量存储 技术）、如何检索（搜索引擎）、如何使用（数 据挖掘与机器学习）、如何不被滥用（数据安全 与隐私保护）等问题。 1.2 核心技术：综合应用层 “实践出真知”，无论任何技术，应用是决定成败的关 键。物联网丰富的内涵催生出更加丰富的外 延应用。

4、传统互联网经历了以数据为中心到以人为中心的转 化，典型应用包括文件传输、电子邮件、万维网、 电子商务、视频点播、在线游戏和社交网络等；而 物联网应用以“物”或者物理世界为中心，涵 盖物品追踪、环境感知、智能物流、智能交通、智 能电网等等。物联网应用目前正处于快速增长期， 具有多样化、规模化、行业化等特点。 核心技术 综合应用层 管理服务层 网络构建层 感知识别层 详见第15-19章 1.3 物联网的主要特点 感知识别普适化 无所不在的感知和识别将传统上分离的物理世界和信息世界高度融合。 异构设备互联化 各种异构设备利用无线通信模块和协议自组成网，异构网络通过“网关”互通 互联。 联网终端规模化

5、 物联网时代每一件物品均具通信功能成为网络终端，5-10年内联网终端规模 有望突破百亿。 1.3 物联网的主要特点（续） 管理调控智能化 物联网高效可靠组织大规模数据，与此同时，运筹学，机器学习，数据挖掘 ，专家系统等决策手段将广泛应用于各行各业。 应用服务链条化 以工业生产为例，物联网技术覆盖从原材料引进，生产调度，节能减排，仓 储物流到产品销售，售后服务等各个环节。 经济发展跨越化 物联网技术有望成为从劳动密集型向知识密集型，从资源浪费型向环境友好 型国民经济发展过程中的重要动力。 无线传感节点 无线传感节点的组成：电池、传感器、微处理器、无线通信芯片；相 比于传统传感器，无线传感节点不仅

6、包括传感器部件（左上图），还集 成了微型处理器和无线通信芯片等，能够对感知信息进行分析处理 和网络传输。 第第2 2章章 自动识别技术与自动识别技术与RFIDRFID 2.2 RFID的历史与现状 RFID是射频识别技术（Radio Frequency Identification）的英文缩写,利用 射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递 并通过所传递的信息达到识别目的。 它是上世纪90年代兴起的自动识别技术，首先在欧洲市场上得以使用，随 后在世界范围内普及。 RFID较其它技术明显的优点是电子标签和阅读器无需接触便可完成识别 。射频识别技术改变了条形码依靠有形的一维或二维

7、几何图案来提供信 息的方式，通过芯片来提供存储在其中的数量巨大的无形信息。 2.3 RFID技术分析 RFID系统由五个组件构成，包括：传送器、接收器、微处理器、 天线、标签。传送器、接收器和微处理器通常都被封装在一起，又统称 为阅读器(Reader)，所以工业界经常将RFID系统分为为阅读器、天线和 标签三大组件，这三大组件一般都可由不同的生厂商生产。 2.3 RFID技术分析：标签 标签（Tag）是由耦合元件、芯片及微型天线组成，每个标签内部存 有唯一的电子编码，附着在物体上，用来标识目标对象。标签进入RFID阅 读器扫描场以后，接收到阅读器发出的射频信号，凭借感应电流获得的能 量发送出存

8、储在芯片中的电子编码（被动式标签），或者主动发送某一频 率的信号（主动式标签）。 体积小且形状多样：RFID标签在读取上并不受尺寸大小与形状限制，不需 要为了读取精度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。 耐环境性：纸张容易被污染而影响识别。但RFID对水、油等物质却有极强 的抗污性。另外，即使在黑暗的环境中，RFID标签也能够被读取。 可重复使用：标签具有读写功能，电子数据可被反复覆盖，因此可以被回 收而重复使用。 穿透性强：标签在被纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质包裹的情 况下也可以进行穿透性通讯。 数据安全性：标签内的数据通过循环冗余校验的方法来保证标签发送的数 据准确性。 RFID标签

9、与条形码相比的优点？ 第第3 3章章 传感器技术传感器技术 内容提要 传感器作为信息获 取的重要手段，与通信 技术和计算机技术共同 构成信息技术的三大支 柱。 本章将介绍传感器的发 展与应用以及软硬件平 台。 无线传感节点 无线传感节点的组成：电池、传感器、微处理器、无线通信芯片；相 比于传统传感器，无线传感节点不仅包括传感器部件（左上图），还集 成了微型处理器和无线通信芯片等，能够对感知信息进行分析处理 和网络传输。 大规模长时间部署传感器的设计需求 低成本与微型化 低成本的节点才能被大规模部署，微型化的节点才能使部署更加容 易 节点的软件设计也需要满足微型化的需求 。例如TelosB节点的

10、内存大小只 有4KB，程序存储的空间只有10KB。因此，节点程序的设计必须节约计算 资源，避免超出节点的硬件能力 大规模长时间部署传感器的设计需求 低功耗 在硬件设计上采用低功耗芯片 例如TelosB节点使用的微处理器，在正常工作状态下功率为3mW，而一 般的计算机的功率为200到300W 软件节能策略来实现节能 软件节能策略的核心就是尽量使节点在不需要工作的时候进入低 功耗模式，仅在需要工作的时候进入正常状态 大规模长时间部署传感器的设计需求 灵活性与扩展性 传感器节点被用于各种不同的应用中，因此节点硬件和软件的设计必须 具有灵活性和扩展性 节点的硬件设计需满足一定的标准接口，例如节点和传感

11、板的接口统 一有利于给节点安装上不同功能的传感器 软件的设计必须是可剪裁的，能够根据不同应用的需求，安装不同功能 的软件模块 大规模长时间部署传感器的设计需求 鲁棒性 鲁棒性是实现传感器网络长时间部署的重要保障 对于普通的计算机，一旦系统崩溃了，人们可以采用重启的方法恢复系统 ，而传感器节点则不行 ，就整个网络而言，可以适当增加冗余性，增加 整体系统的鲁棒性 第第4 4章章 定位系统定位系统 为什么需要定位？ 基于位置的服务 自动导航 搜索周边服务信息 基于位置的社交网络：Four square 位置信息和我们的生活息息相关 位置信息不是单纯的“位置” 地理位置（空间坐标） 处在该位置的时刻（

12、时间坐标） 处在该位置的对象（身份信息） 现存主流定位系统 卫星定位：GPS 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统：A-GPS，网络定位 卫星定位 卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统 各国的卫星定位系统 美国：GPS 俄罗斯：GLONASS 欧盟：伽利略 中国：北斗一号（区域）、北斗二号（全球） GPS是目前世界上最常用的卫星导航系统。 GPS：系统结构 卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统 宇宙空间部分 24颗工作卫星 地面监控部分（全部在美国境内） 1个主控中心（另有1个备用） 4个专用地面天线 6个专用监视站 用户设备部分 GPS接收机 GP

13、S：主要优缺点 卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统 优点 精度高 全球覆盖，可用于险恶环境 缺点 启动时间长 室内信号差 需要GPS接收机 无线室内环境定位 卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统 室内环境的复杂性 多径效应 原因：障碍物反射电磁波，反射波和原始波在接 收端混叠 室内障碍物众多，多径效应明显 对电磁波的阻碍作用 长波信号（GPS）传播能力强，穿透能力弱 室内应选用短波信号来进行定位 无线室内环境定位 卫星定位 蜂窝基站定位 无线室内环境定位 新兴定位系统 需求主要来自企业和个人：难以购置ToA，TDoA，AoA 等技术所需的昂贵硬件 RSS定

14、位技术 使用信号强度进行定位 利用已有的无线网络（蓝牙、Wi-Fi、ZigBee） 红外线、超声波、蓝牙、RFID、超宽带 第第5 5章章 智能信息设备智能信息设备 新时代智能设备 物联网实现了信息空间和物理空间的融合， 营造了以人为本的信息服务新环境。 这种计算中心由计算机向人的迁移，引发了智能 设备的飞速发展，多种多样的智能设备应运而生。 智能车载设备 智能数字标牌 智能医疗设备 智能家电 智能手机 5.2 智能设备运行平台 物理环境中所有的设备都具有自己 的服务功能，中间层将发现的设备 的服务进行组合，通过协议解析和 归一化，为上层应用提供统一的借 口。物联网设备的智能性就体 现在异构的

15、设备构成的系统具 有情境感知，任务迁移，智能 协作和多通道交互的特点。 5.3 智能设备发展新趋势 更深入的智能化：使用数据挖掘和分析 工具、科学模型和运算系统处理复杂的数 据分析、汇总和计算，整合分析海量的跨 地域、跨行业的信息，以支持决策和行动 。 更全面的互联互通：将个人电子设备、 组织和政府信息系统中储存的信息交互和 共享，实时监控环境和业务状况。 更透彻的感知：利用任何可以随时随地 感知、测量、捕获和传递信息的设备、系 统或流程，便于立即采取应对措施和进行 长期规划。 5.3 智能设备发展新趋势 更深入的智能化： 物联网中设备融入了更深入的智能化，包含了两层意思：横向智能化和 纵向智

16、能化。 纵向智能化是传统意义上的智能化，即在个体设备性能上的提升，利用 硬件设备更多样的功能和更强大的处理能力来实现设备的智能化。 横向智能化即在智能化的广度上做提升，让没有处理能力的简单设备也 融入整个智能系统中，通过给其他智能设备提供更加丰富的信息，并执行 其他智能设备做出的反馈和决策实现自身的智能化。 第第6 6章章 无线宽带网络无线宽带网络 无线网络的组成元素？ 公共基础网络 无线网络用户 r手机，PDA，传感器， r可无线通信。 r可获取有效信息。 无线网络的组成元素？ 公共基础网络 基站 r将用户与公共基础网络 相连的设备。 u蜂窝塔（Cell Tower ） uWiFi接入点（ Access Point）