物联网期末考试知识重点.doc

第一章 什么是智慧地球?IBM的学者认为：智慧地球是将传感器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并通过超级计算机和云计算组成的物联网，实现人与物的相结合，。智慧地球的概念是希望通过在基础设施和制造业中大量嵌入传感器，捕捉运行过程中的各种信息，然后通过无线网络接入到互联网，通过计算机分析、处理和发出指令，反馈给控制器，远程执行指令，控制的对象小到一个开关、一个可编程控制器、一台发电机、大到一个行业、通过智慧地球技术的实施，人类可以一更加精细和动态的方式管理生产与生活，提高资源利用率和生产能力，改善人与自然的关系 IBM的前首席执行官郭士纳提出过观点“十五年周期定律”，计算模式每隔十五年发生一次变革 什么是普适计算？（1）普适计算的重要特征是“无处不在”和“不可见”（2）普适计算体现出信息空间与物理空间的融合（3）普适计算的核心是“以人为本”（4）普适计算的重点在于提供面向用户的、统一的、自适应的网络服务 信息物理融合系统（CPS）(叙述题)CPS是一个综合计算、网络与物理世界的复杂系统，通过计算技术、通信技术与控制技术的有机融合和深度协作，可以用于智能交通、智能电网、智慧城市、健康医疗、环境监控、军事国防、工农业之中，实现信息世界与物理世界的紧密融合。（1）CPS是“人，机，物”深度融合的系统（2）CPS是3C与物理设备深度融合的系统（3）CPS是环境感知、嵌入式计算、网络通信深度融合的系统。学术界将CPS系统的功能总结为“感、联、知、控”四个字（4）CPS有着广阔的应用前景物联网的定义（叙述题）物联网是在互联网基础上发展起来的，它与互联网在基础设施上有一定程度的重合，但是它不是互联网概念、技术与应用的简单扩展物联网的主要特征是：全面感知、可靠传输、智能处理物联网中的RFID标签编码还没有形成统一的国际标准，目前影响最大的两个标准是欧美支持的电子产品编码（EPC）,与日本支持的泛在识别（UID）标准物联网的传输网可能采用互联网的虚拟专网（VPN）结构，可能采用移动通信网，可能采用无线局域网，也可能采用多种异构网络互联的结构，物联网可分为感知层、网络层、应用层VPN是指在按照IP协议组建的公共传输网络中建立虚拟的专用数据传输通道，将分布在不同地理位置的网络或主机连接起来，提供安全数据传输服务的网络服务。VPN概念的核心是“虚拟”和“专用”第二章一维条形码只是在一个方向（一般是水平方向）表达信息，而在垂直方向则不表达任何信息，一维条形码的优点是编码规则简单，条形码识读器造价较低。缺点是数据容量较小，一般只包含字母和数字；条形码尺寸相对较大，空间利用率低；条形码一旦出现损坏将被拒读二维条形码是在水平和垂直方向的二维空间存储信息的条形码。优点是：信息容量大、译码可靠性高、纠错能力强、制作成本低、保密和防伪性能好IC卡也叫做智能卡，它是通过在集成电路芯片中写有的数据来进行识别的。IC卡与IC卡读卡器，以及后台计算机管理系统组成了IC卡应用系统RFID标签的基本概念RFID是利用无线射频信号空间耦合的方式，实现无接触的标签信息自动传输与识别的技术。RFID标签又被称为“电子标签”或“射频标签”被动式RFID标签工作原理被动式RFID标签也叫做“无源RFID标签”，对于无源RFID标签，当RFID标签接近读写器时，标签处于读写器天线辐射形成的近场范围内。无源标签工作过程就是读写器向标签传递能量，标签向读写器发送标签信息的过程。读写器与标签之间能够双向通信的距离成为“可读范围”或“”作用范围主动式RFID标签的工作原理主动式RFID标签也叫做“有源RFID标签”。处于远场的有源RFID标签有内部配置的电池供电。从节约能源、延长标签工作寿命的角度，有源RFID标签可以不主动发送信息。有源RFID工作过程就是读写器向标签发送读写指令，标签向读写器发送标识信息的过程按标签供电方式进行分类：可分为“无源RFID标签”和“有源RFID标签”按标签工作模式进行分类：主动式、被动式和半主动式主动式RFID标签依靠自身的能量主动向RFID读写器发送数据被动式RFID标签从RFID读写器发送的电磁波中获取能量，激活后才能够向RFID读写器发送数据半主动式RFID标签的自身的能量只提供给RFID标签中的电路使用，并不主动向RFID读写器发送数据。当它接收到RFID读写器发送的电磁波激活之后，才向RFID读写器发送数据根据工作频率的不同，RFID标签可以分为：低频、中高频、高频、超高频与微波四类。中高频标签的典型工作频率为13.56MHz.我国第二代身份证内嵌有符合ISO/IEC 14443B标准的13.56MHz的RFID芯片标签与读写器是构成RFID应用系统的核心部件，也是典型的嵌入式电子设备目前：最有影响的RFID标准体系主要有：EPC Global RFID标准、UID RFID 标准与ISO/IEC RFID标准第三章传感器的基本概念传感器是由敏感元件和转换元件组成的一种检测装置，能感受到被测量，并能将检测和感受到的信息按一定规律变换成为电信号输出，以满足感知信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制的要求。智能传感器作为传感器的基础与感知终端，其技术水平直接决定了传感器的整体技术性能。智能传感器使用嵌入式技术将传感器与微处理器集成为一体，具有环境感知、数据处理、智能控制与数据通信功能的智能数据终端设备。未来的智能传感器与传统的传感器相比，具有以下几个显著地特点（1）自学习、自诊断、与自补偿能力（2）复合感知能力（3）灵活的通信能力微机电系统技术发展的特点：特征尺寸较小、芯片的集成度越高，速度越快，性能越好无线自组网是一种自组织、对等式、多跳、无线移动网络，他有很多英文名称，其中AD hocAD hoc 是一种特殊的自组织、对等、多跳、无线移动网络无线自组网的基本概念无线自组网采用的是一种不需要基站的“对等结构”移动通信模式。AD hoc网络中的所有联网设备可以再在移动过程中动态组网AD hoc网络是一种不需要建立基站的无线移动网络是一种可以再任何地点、任何时刻迅速构建的移动自组织网络AD hoc网络是由一组带有无线通信收发设备的移动节点组成的多跳、临时和无中心的自治系统。网络中的移动节点本身具有路由和分组转发的功能，可以通过无线方式字组成任意的拓扑。AD hoc 网络中的每个节点都担负着主机与路由器的两个角色。节点作为主机，需要运行面向拥有着的应用程序。节点作为路由器，需要根据路由策络运行相应的程序，参与分组转发与路由维护的功能无线传感器网络是由部署在检测区域内大量的、廉价的微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成一个多条的、自组织的无线自组网系统，起目的是将网络覆盖区域内感知对象的信息发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成无线传感器网络的三个要素。无线传感器网络将改变人类与自然界的交互方式无线传感器网络特点（简述）（网络规模）自组织网络拓扑结构的动态变化以数据为中心无线传感器网路的基本结构无线传感器网络的结构可以从节点类型、节点结构、以及基于功能的无线传感器网络结构模型等方面展开讨论无线传感器网络有三种节点：传感器节点、汇聚节点、管理节点传感器节点兼有感知终端和路由器的双重功能什么是蓝牙技术一个用于将计算机与通信设备、附加部件和外部设备，通过短距离的低功耗的、低成本的无线信道连接的无线标准蓝牙系统采用主从结构，由主节点控制10米距离内多个从节点与主节点的通信过程，从节点与从节点之间不直接通信。蓝牙系统的通信被设计成主从方式星形结构中所有设备都与中心设备通信ZigBee是一种面向自动控制的低速、低功耗、低价格的无线网络技术。ZigBee的通信速率要求低于蓝牙，由电池提供，在不更换电池情况下能工作好几月，甚至几年。同时，ZiBee网络的节点数量、覆盖规模比由蓝牙技术支持的网络大得多第四章什么是嵌入式系统嵌入式系统也称作嵌入式计算机系统，它是针对特定的应用，剪裁计算机的软件和硬件，以适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗的严格要求的专用计算机系统 集成电路时指通过一系列特定的加工工艺，将多个分立的晶体管等有源器件和电阻、电容等无源器件，集合在一件半导体单晶片或陶瓷等基片上，做成一个不可分割的、整体能够执行特定功能的电路组件衡量集成电路有两个主要的参数：集成度与特征尺寸无源RFID标签有控制模块与存储器、射频模块与天线三部分组成，无源RFID标签内部没有电源，天线接收RFID读写器辐射的能量，同时将提取的时钟与指令数据传送给控制模块芯片。控制模块接受发送数据的指令之后，将存储器中存储的物品编码数据通过射频模块与天线发送给RFID读写器RFID读写器有四部分：读写器天线与射频模块、读写器控制器与通信模块RFID中间件的作用是：在物理上隔离RFID应用与RFID硬件，在逻辑上实现RFID应用与RFID硬件产生的数据之间的无缝连接设计无线传感器网络节点需要注意的几个原则微型化与低成本低功耗灵活性与可扩展性鲁棒性传感器节点周期性地进行数据采集、处理和休眠、其中休眠占据了大部分时间参考无源RFID节点的工作原理，设计一种无源的无线传感器节点无线传感器网络的系统应用软件是由传感器节点软件、汇聚节点与管理节点软件三部分组成。无线传感器网络系统应用软件应该具备以下三个主要的功能用于控制底层硬件的工作，为各种算法、协议提供可控的运行环境实现网络系统自组织、协同工作、安全与能量优化等功能为用户有效地管理网络系统提供工具设计无线传感器网络系统应用软件时需要注意一下几个问题（了解）面向应用适应性能量优化 模块化可管理按需要将微小型计算机机相关设备合理地分布在人体之上，以实现移动计算的可穿戴计算模式叫做可穿戴计算系统（写）第五章ARPA-NET分为两个部分：通信子网与资料子网。通信子网的转发节点用小型机实现，称为接口报文处理器,IPM就是目前广泛应用的路由器的雏形什么事三网融合？三网融合实质上是计算机网络、电信通信网与电视传输网技术、业务的融合什么是计算机网络？计算机网络是“以相互共享资源的方式互联起来的自治计算机系统的集合”，特征为组建计算机网络的主要目的是实现计算机资源的共享，计算机的资源主要指计算机的硬件、软件与数据资源互联的计算机系统是自治的系统联网计算机之间的通信必须遵循共同的网络协议计算机网络的分类：俺覆盖范围进行分类：广域网、城域网、局域网、个人区域网局域网用于将有限范围内的各种计算机，终端与外部设备互联成网局域网可以分为共享局域网与交换局域网决定局域网的三个因素：拓扑、传输介质与介质控制方式IPv6的地址长度为128位，是IPv4地址长度的4倍无线接入技术可分为无线个人局域网、无线局域网、无线城域网技术Wi-Fi联盟正致力于解决符合无线局域网802.11标准产品的生产和设备兼容性问题互联网与物联网的区别与联系（大题）第六章卫星通信具有通信距离远，费用与通信距离无关、覆盖面积大、不受地理条件限制、通信信道带宽大、可进行多址通信与移动通信的优点，他在最近的40年内获得迅速发展，并成为现在主要的通信手段之一1G、2G、3G、4G技术的区别主要表现在无线信道采用的不同的空中接口标准上移动通信的基本问题就是要解决无线覆盖问题越区切换控制的三种基本方法：手机控制、基站控制以及基站与手机配合控制移动终端与基站通过空中接口通信3G技术的特点就是移动+宽带，主要表现在一下几个方面3G支持高速语音与数据信号的混传，可以同时支持高速、实时数据业务，以及基本的语音业务3G支持高速接入业务，3G能够在全球范围内更好地实现无线漫游，提供网页浏览、电话会议、电子商务、音乐、视频等多种信息服务3G要考虑与已有2G系统的兼容性4G的技术特点4G能够以100Mbps的速度传输高质量的视频图像数据，通话只是4G手机的一个基本功能4G终端可以实现一台便携式计算机、便携式电视机的很多重要的功能4G移动通信系统具备全球漫游、接口开放、终端多样化、能与2G、3G兼容等优势更大的通信是以机器到机器（M2M）的终端方法，通过移动通信网、无线局域网、无线个人区域网实现的第七章位置服务是采用定位技术、确定智能物体当前的地理位置，利用地理信息系统技术与移动通信技术，向物联网中智能物体提供与其位置相关的信息服务（名词解释）位置信息覆盖了空间、时间与对象三要素目前，物联网中关于定位技术的研究主要有：基于GPS的定位技术、基于移动通信网的定位系统、基于无线局域网WIFI的定位技术，以及无线传感器网络中的定位技术目前，基于位置的服务也叫移动定位服务，两大功能是：确定你的位置、提供适合你的服务全球定位系统的概念（名词解释）全球定位系统是将卫星定位和导航技术与现代通信技术相结合的具有全时空、全天候、高精度、连续实时地提供导航、定位和授时的一种全新的定位方法目前全球主要的GPS系统有四个：美国全星球导航定位系统（GNSS）、欧盟的伽利略卫星定位系统、俄罗斯的格洛纳斯卫星定位系统、中国的北斗卫星定位系统GPS有三部分组成：空间部分、地面控制部分、用户终端GPS的基本工作原理GPS接收机能够接受的卫星越多，定位的精度就越高，如果GPS接收机能够稳定地接收到3颗以上卫星的信号，就可以计算出自已的经纬度，地理信息系统的定义（名词解释）地理信息系统（GIS）是在地理学、遥测遥感技术、全球定位系统、管理科学与计算机科学的基础上发展起来额一门交叉学科GIS是以地理空间数据库为基本，在计算机技术的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地