物联网工程导论总复习题

1、一三：(填空、简答、画图分析题) 候选题目1.简述物联网的定义，分析物联网的“物”的条件。答：物联网(the Internet of Things, IoT)是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。特别注意的是物联网中的“物”，不是普通意义的万事万物，这里的“物”要满足以下条件：1、要有相应信息的接收器； 2、要有数据传输通路；3、要有一定的存储功能；4、要有处理运算单元(CPU)；5、要有操作系统；6、要有专门的应用程序；7、要有数据

2、发送器；8、遵循物联网的通信协议；9、在世界网络中有可被识别的唯一编号。2.简述物联网应具备三个特征。答：一是全面感知，即利用射频识别技术(RFID)、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息；二是可靠传递，通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去；三是智能处理，利用云计算，模糊识别等各种智能计算技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。3.简述计算十五年周期定律和摩尔定律。答：十五年周期定律：计算模式每隔15年发生一次变革。纵观历史，1965年前后发生的变革以大型机为标志，1980年前后以个人计算机的普及为标志，而1995年前后则发生了互联网革命，2

3、010年发生的变革出现在物联网领域。18个月的摩尔定律：集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。4.名词解释：RFID、EPC、ZIGBEE。答：RFID (Radio Frequency Identification) 即射频识别，俗称电子标签，一种自动识别技术，可以快速读写、长期跟踪管理，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信对目标加以识别。EPC(Electronic Product Code)，即产品电子代码，为每一件单品建立全球的、开放的标识标准，实现全球范围内对单件产品的跟踪与追溯。ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的

4、双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。5.简要概述物联网的框架结构。答：物联网的框架结构主要可以分为应用服务层，硬件接入层包括网络传输层和感知控制层。应用服务层网络传输层感知控制层感知控制层一般包括RFID感应器、传感器网关、接入网关、RFID标签、传感器节点、智能终端等；网络传输层包括无线传感网、移动通讯网络、互联网、信息中心、网管中心等；应用服务层是为了管理、维护物联网以及为完成用户的某种特定任务而编写的各种程序的总和。6.分析物联网的关键技术和应用难点。答：关键技术为RFID、无线

5、网络技术、传感技术、人工智能技术。应用难点在于其技术标准问题、数据安全问题、IP地址问题、终端问题。7传感器的定义是什么?答：传感器是一种能把特定的被测信号，按一定规律转换成某种可用信号输出的器件或装置，以满足信息的传输、处理、记录、显示和控制等要求。8 传感器节点由哪几部分组成？答：传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四部分组成。传感器模块负责监测区域内信息的采集和数据转换；处理器模块负责控制整个传感器节点的操作，存储和处理本身采集的数据以及其他节点发来的数据；无线通信模块负责与其他传感器节点进行无线通信，交换控制消息和收发采集数据；能量供应模块为传感器节点提供运行

6、所需的能量，通常采用微型电池。9. MEMS的英文全拼是什么？其优点有哪些？答：MEMS是Micro-Electro-Mechanical Systems的缩写。MEMS器件和系统具有体积小、重量轻、功耗低、成本低、可靠性高、性能优异、功能强大、可以批量生产等传统机械无法比拟的优点。10. 什么是WSN?答：无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）是由部署在监测区域内大量的微型传感器节点通过无线电通信形成的一个多跳的自组织网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域内被监测对象的信息，并发送给观察者。11. 请简述M2M技术的定义。答：随着各种信息通讯

7、手段（如Internet、遥感勘测、远程信息处理、远程控制等）的发展，加之地球上各类设备的不断增加，人们开始越来越多的关注于如何对设备和资产进行有效监视和控制，甚至如何用设备控制设备“M2M”理念由此起源。M2M（Machine/Man-to-Machine/Man）是一种以机器智能交互为核心的、网络化的应用与服务。简单地说，M2M是指机器之间的互联互通。广义上来说，M2M可代表机器对机器、人对机器、机器对人、移动网络对机器之间的连接与通信，它涵盖了所有实现在人、机器、系统之间建立通信连接的技术和手段。12. M2M架构包含哪五个重要技术部分？答：M2M构架包含 机器（具备信息感知、信息加工能

8、力的设备）、M2M终端（进行信息的提取，传送到通信网络）、通信网络（信息传送的通道）、中间件(在通信网络和应用间起桥接作用)、应用(对获得数据进行加工分析)五个技术部分。13. 简述云和云计算的基本概念。答：云也叫做资源池，是一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源，通常是一些大型服务器集群，包括计算服务器、存储服务器和宽带资源等。云计算是一种基于互联网的、大众参与的计算模式，其计算资源（计算能力、存储能力、交互能力）是动态、可伸缩、且被虚拟化的，以服务的方式提供。简述私有云、公用云和混合云的基本概念。私有云也叫做专用云，是由单个客户所拥有的按需提供基础设施，该客户控制哪些应用程序在哪里运行，拥有

9、服务器、网络和磁盘，并且可以决定允许哪些用户使用基础设施。公用云是由第三方运行的云，第三方可以把来自许多不同客户的作业在云内的服务器、存储系统和其它基础设施上混合在一起。最终用户不知道运行其作业的同一台服务器、网络或磁盘上还有哪些用户。混合云把公用云模式与私有云模式结合在一起。客户通过一种可控的方式对云部分拥有，部分与他人共享。14. 简述云计算的四个本质特征。答：云计算的本质包括：(1) 虚拟化，即把软件、硬件等IT资源进行虚拟化，抽象成标准化的虚拟资源，放在云计算平台中统一管理，保证资源的无缝扩展；(2) 多粒度和多尺度，即灵活的面对需求，提供不同的服务；(3) 不确定性，因为云计算是一个

10、人参与的计算，是群体智能的体现，表现出自然界不确定性特征；(4) 软计算，即如何让网络明白一些定量、定性的转换，如一些大约的量词等。15. 论述云计算与物联网的关系。答：物联网的规模足够大之后，需要与云计算结合起来。云计算中心对接入网络终端的普适性，最终解决了物联网中M2M应用的广泛性。物联网的行业应用，如智能电网、环境检测网等等，都需要借助云计算来解决海量信息和数据的管理问题。具体包括以下几个方面：(1) 云计算解决了物联网中服务器节点的不可靠性问题，最大限度地降低服务器的出错率。物联网中的海量数据和信息需要巨大数目的服务器。随着服务器数目的增多，服务器节点出错的概率也会随之变大。而利用云计

11、算，云中有成千上万、甚至上百万台服务器，即使某些服务器出错了，也可以利用冗余备份等技术迅速恢复服务，保障物联网真正实现无间断的安全服务。(2) 云计算可以解决物联网中访问服务器资源受限的问题。服务器相关硬件的资源的承受能力是有限的，当访问超过服务器本身的限制时，服务器就会崩溃。物联网要求保障对服务器有很高的访问需求，来满足数据和信息的爆炸性增长。但这种访问需求是不确定的，它会随着时间而发生变化。通过云计算技术，可以动态地增加或减少云中服务器的数量和数目，随时满足物联网中服务器的访问需求。(3) 云计算让物联网在更广泛的范围内进行信息资源共享。物联网中的信息直接存放在云中，而每个云中的各个服务器

12、分布在全国乃至全世界的各个角落。物体只要具有传感功能，就可以被感知到，云中的服务器就可以接收到它的信息，实现物体最新信息的共享。(4) 云计算增强了物联网中的数据处理能力，并提高了智能化处理程度。物联网应用的不断扩大，产生了大量的业务数据。通过云计算技术，云中大规模的计算机集群提供了强大的计算能力，通过庞大的计算机处理程序自动将任务分解成若干个较小的子任务，快速对海量业务数据进行存储、处理、分析和挖掘，在短时间内提取出有价值的信息。因为云计算的核心就是以虚拟化的方式提供各种服务，而物联网的应用本身就是以“云”的方式存在的，从这个意义上说，物联网也是云计算的一个重要范畴。因此，物联网需要借助于云

13、计算技术解决某些问题，是云计算在现实中的一种应用形式。16. 简述云计算服务的三个层次。答：云计算的服务层次是根据服务类型即服务集合来划分的。在计算机网络中每个层次都实现一定的功能，层与层之间有一定关联。而云计算体系结构中的层次是可以分割的，即某一层次可以单独完成一项用户的请求而不需要其他层次为其提供必要的服务和支持。云服务分为3层：IaaS (Infrastructure as a Service, 基础设施即服务)层位于云计算三层服务的最底端，提供基本的计算和存储能力。IaaS层通常按照所消耗资源的成本进行收费。PaaS (Platform as a Service, 平台即服务)层通常也

14、称为“云计算操作系统”。它提供给终端用户基于网络的应用开发环境，包括应用编程接口和运行平台等，并且支持应用从创建到运行整个生命周期所需的各种软硬件资源和工具。在PaaS层面通常按照用户登录情况计费。SaaS(Software as a Service,软件即服务)层提供最常见的云计算服务，如邮件服务等。用户通过Web浏览器来使用网络上的软件，服务提供商负责维护和管理这些软件，并以免费或按需租用方式向用户提供服务。四：论述题候选题目：1 物联网是什么的第三次浪潮？三大推动力是什么？答案要点：物联网是继计算机(第一次浪潮)、互联网和移动通信网(第二次浪潮)的第三次信息产业浪潮。其三大推动力分别来自

15、政府政策导向、市场驱动以及技术发展。分别从三个角度(政府、市场、技术)进行论述。政府：1.突破物联网关键核心技术，实现科技创新。 2.制订中国物联网发展规划，全面布局。 3.推动典型物联网应用示范，带动发展 4.加强物联网国际国内标准，保障发展。市场：满足市场需求技术：适应于知识，科学，应用等技术的不断突破与提高。2 为什么三大运营商大力推广应用M2M物联网技术？答案要点：传统的人与人之间的通信市场已经饱和，需要开发新的市场，即从人与人之间的通信业务拓展到物与物之间的通信。 (M2M不是简单的数据在机器和机器之间的传输，更重要的是，它是机器和机器之间的一种智能化、交互式的通信。也就是说，即使人

16、们没有实时发出信号，机器也会根据既定程序主动进行通信，并根据所得到的数据智能化地做出选择，对相关设备发出正确的指令。可以说，智能化、交互式成为了M2M有别于其它应用的典型特征，这一特征下的机器也被赋予了更多的“思想”和“智慧”。)3 物联网和云计算都是当今信息产业的热门词汇，它们之间存在一定程度的联系，甚至有专家指出“物联网就是云计算”，你赞同这种观点吗？谈谈你的看法。答案要点：物联网不单单指云计算，还包括很多其他技术，如。所以，“物联网就是云计算”的观点是(正确or错误？)的。但是，云计算确实是物联网的重要技术组成部分。最后，总结物联网与云计算的关系。(物联网是云计算的一个重要范畴，是云计算

17、在现实中的一种应用形式)(基于互联网计算的涌现智能以及对物理世界的反馈和控制是另外两个环节。我们将第一个环节称为物联网“前端”，将后两个环节称为物联网“后端”。 当前，无论是学术界还是工业界，目光普遍聚焦在物联网“前端”。本文则更关心物联网“后端”，并给出以下三点建议： 需重视物联网“后端”，并有针对性地推进其研发 实时感应、高度并发、自主协同和涌现效应等特征对物联网“后端”提出了新的挑战，我们需要有针对性地研究物联网特定的应用集成、体系结构及标准规范等问题，特别是大量高并发事件驱动的应用自动关联和智能协作问题。在互联网计算领域，将软件的实现与运维和用法相关部分（称为服务）剥离，并纳入到互联网级基础设施中（也是云计算、网格计算的本质所在），这是大势所趋。服务已成为构建应用和进行业务演算的基石。针对物联网需求特征的优化策略、优化方法和涌现智能也将更多地以服务组合的形式体现，出现物联网服务新形态，进一步推动服务计算相关学科的发展。 “云”是支撑物联网“后端”的认识存在误区 云计算起源于互联网公司对特定的大规模数据处理问题解决方案，由于问题和商业模式明确、产业界大力推动以及已有网格等相关前期研究基础等原因，而迅速被热捧和泛化