《物联网技术》第4章习题答案

1、一选择题 B A D A A C D 二简答题 1答案目前使用较广泛的 无线通信技术是蓝牙(Bluetooth),无线局域网802.11(Wi-Fi) 和 红外数据传输(IrDA)。同时包括：ZigBee、WiMax、超宽频(Ultra WideBand) 、短距 通信(NFC)、WiMedia、GPRS、EDGE、无线1394 。它们都有其立足的特点，或基于传 输速度、距离、耗电量的特殊要求；或着眼于功能的扩充性；或符合某些单一应用的特别要求；或建立竞争技术的差异化等。1、蓝牙技术(Bluetooth Technology)蓝牙技术是使用的ISM公用频道的一种短距离、低本钱的无线接入技术，主

2、要应用于 近距离的语言和数据传输业务。蓝牙设备的工作频段选用全世界范围内都可自由使用的 2.4GHz ISM 频段。用户无需申请可使用，频道采用23个或79个频道间隔为1MHz时分双工方式。采用跳频速率为1600跳/秒，使得蓝牙系统具有足够高的抗干扰能力，设备简单性能优越。根据其发射功率的不同，蓝压设备之间的有效通讯距离大约为10-100m。蓝牙设备组网灵活，提供点对点和点对多点的无线连接基于TDMA原理组网，蓝牙技术平安除采用跳频扩展技术和低发射功率等常规平安技术外还采用三级平安模式进行 管理控制。2、Wi-Fi(IEEE 802.11):Wireless FidelityWi-Fi使用或无

3、线电技术提供平安、可靠、快速的无线连通性。Wi-Fi网络可以使用来互连电脑链接电脑上互连网。Wi-Fi网络在无执口的和5千兆Hz的无线电频带经营，数据速率可达11Mbps(802.11b)-54Mbps(802.11a),或包含以上两条频带的产品(双重频带)。Wi-Fi覆盖范围很广，可达 100m ,现在 Wi-Fi产品利用 WED(Wired Equivalent Privacy)技术作资料加密之用。然而，其保安的效能却倍受质疑，另一方面，支援新一代(Wi-Fi Protected Access) 加密方式的 Wi-Fi产品亦相继出现。 3、UWB(Ultra-Wideband)UWB是一个

4、新兴的高速短距离通信技术，在短距离(13m 以下)有很大优势，最高传输速度可达1Gb/S 。而传统的窄带技术在长距离、低速传输具有优势。UWB技术覆盖的频谱低范围为，频谱范围很宽，但是发射功率非常低。UWB技术目前可以支持114Mb/S 的传输速度，距离13m 完全可以满足短距离家庭娱乐应用需求，直接传输宽 带视频数码流。目前， UVB技术只有在美国官方成认。目前在市场应用的产品正处于初期 阶段，目前使用标准有 UWB Forum 推举的DS-UWB 和The WI Media Alliance 推举 的 OFDM 。4、ZigBee(IEEE 802.15.4)ZigBee是一种新兴的短距离

5、、低功率、低速率无线接入技术。工作在 2.4GHz ISM 频段，速率为10M-250Kb/S，传输距离为10-75m ,技术和蓝牙接近。但大多时候处于睡眠模式，适合于不需实时传输或连续更新的场合。ZigBee是的扩展集。目前 ZigBee 联盟包含有70多成员。物理层标准采用三个频段：北美和 915MHz、欧洲868MHz 。ZigBee采用根本的主从结构配合静态的星型网络，因此更适合于使用频率低、传输速率 低的设备。激活时延短、仅 15ms、低功耗等特点，将成为未来自动监控、遥控领域的新 技术。5、WiMax 技术WiMax(Worldwide Interoperability for M

6、icrowave Access),即全球微波互联接入。WiMAX是一项新兴的宽带无线接入技术，能提供面向互联网的高速连接，数据传输 距离最远可达50km 。WiMAX还具有QoS保障、传输速率高、业务丰富多样等优点。WiMAX标准支持移动，便携式和固定效劳选项。这使无线供给商提供宽带互联网访问区域相对不兴旺通过和电缆公司。 用于固定 WiMAX部署中，效劳提供商提供客户端设备(CPE),作为指向无线 “modem 以提供的界面为 WiMAX网络为特定位置，如家庭、 网吧，或办公室。 WiMAX也以及适合新兴市场作为的经济方法提供高速度互联网。2答案：WIFI设备实现方式分类从 WIFI设备的实

7、现方式来看，WIFI设备可分为三类： 桥接型 WIFI设备、路由型 WIFI设备、集中控制型 WIFI设备。从 WIFI设备的应用环境来看，WIFI设备可分为室内型 WIFI设备和室外型 WIFI设备，依据应用方式和发射功率又可将这室内型和室外 型WIFI设备进一步作如下细分，室内型WIFI设备可细分为：1基于“胖 AP的室内放装型：用于没有室内分布式系统的楼内WIFI覆盖，或者只需要对楼内局部进行覆盖的场合，如某些酒店只需对大堂或会议厅覆盖2基于 胖 AP的室内分布型：借助室内分布式系统，实现对室内局部区域覆盖；3基于 瘦AP的室内放装型(需要AC配合工作)：当放装型AP数目较多时，为了很好

8、地管 理和控制AP,满足用户室内漫游切换需要， 特别是 WIFI用户集中的场景，选择瘦AP部署， 配合AC组成一个大的 WIFI接入子网；4基于 瘦 AP的室内分布型(需要AC配合工作)：当楼层数目很多，需要部署很多室内分 布型AP的情况下，为了很好地管理和控制AP,选才i瘦AP,配合AC组成一个大的 WIFI接入子网。室外型WIFI设备可细分为：1基于胖 AP的普通室外型：当需要对室外局部区域进行覆盖，且安装点具备丰富的有 线资源条件时，选用这种类型；2基于 胖 AP的回传室外型：当需要对室外进行小规模的多点覆盖，且局部安装点不具 备资源情况下，选用无线回传方式传输时，选用此类型；3基于 瘦

9、 AP的普通室外型：当在室外较大区域内进行覆盖，需要多个AP部署时，选用此类型；4基于 瘦 AP的回传室外型：当在室外采用瘦 AP覆盖时，在局部区域有线资源缺乏，需要采用无线回传方式时，选用此类型。室外WIFI Mesh设备：当室外进行大规模连续的热区覆盖，且覆盖区域有线资源严重缺 乏，选择此类型。3答案：蓝牙技术是一种低本钱、短距离的无线个人网络传输(WireleSS Personal AreaNetwork)技术，其主要目标是提供一个全世界通行的无线传输环境，以通过无线电波来实现所有移动设备之间的信息传输效劳。这些移动设备包括、笔记本电脑、PDA、数字相机、打印机等。蓝牙收发信机采用跳频扩

10、谱(Frequencytopping Spread Spe-tmm , FHSS)技术。根据蓝牙标准规定，在 -2.4835 GHz 之间的ISM 频带上以1600跳/s的速率进行跳频，可以得到 79个1 MHz带宽的信道。除采用跳频扩谱的低功率传输外，蓝牙还可采用鉴权和加密等措施来提高通信的平安性。蓝牙模块组网技术的主要优 点如下：(1)支持移动联网。用户可以像使用移动 那样灵活的移动计算设备的位置，而使设 备仍然保持持续的网络连接。(2)不需要使用物理线路，安装非常简便，本钱低、体积小，可用于更多的设备。(3)网络使用的高频电波可以穿透墙壁或玻璃窗，所以设备可以在有效范围任意放置。(4)多

11、层平安防护措施可以确保用户隐私。(5)改动网络结构或布局时，不需要对网络进行重新设置。4答案：Zigbee是协议的代名词。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。优势有以下几点：自动组网，网络容量大。 Zigbee网络可容纳多达65000个节点，网络中的任意节 点之间都可进行数据通讯。网络有星状、片状和网状网络结构。在有模块参加和撤出时， 网络具有自动修复功能。网络时延短。Zigbee的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需15ms,节点连接进入网络只需 30ms,进一步节省了电能。相比拟 ，蓝牙需要310s、WiFi需要3s。模块功耗低，通讯速率低。模块有较小的发送接收电

12、流，支持多种睡眠模式，一个10AH的电池，在Zigbee水表中可使用8年.Zigbee 通讯速度最高可达 250Kbps,适合用 于设备间的数据通讯，不太适合用于声音、图像的传送。传输距离可扩展。举例 DIGI的XBEE增强型模块，相邻模块通讯距离可达1.6Km,有效距离范围内的模块自动组网，网络中的各节点可自由通讯，这样传输距离得到了扩展.本钱低。Zigbee模块工作于全免费频段，故只需要先期的模块费用，无需支付持续 使用费用.假设采用丰宝代理的 DIGI公司的Zigbee模块，那么可无需再次开发，通过TTL 的RX,TX便可进行数据发送接收，大量减少了产品开发周期，获得了更好的市场先机.可

13、靠性好，平安性高。Zigbee具有可靠的发送接收握制，可靠地保证了数据的发送接收，另Zigbee采用AES128位密钥，保证数据发送的平安性。5答案：Wifi ,蓝牙和zigbee分别属于数据链路层和物理层。zigbee和wifi是和的技术标准。主要是针对局域网的相关标准。而局域网是工作在OSI数据链路层和物理层的，其中蓝牙和zigbee属于物理层设备。6答案： 参考见4.1.3 7答案：用于卫星通信的工作频段有：UHFUltra High Frequency 或分米波频段，频率范围为 300MHz-3GHz 。该频 段对应于 IEEE 的 UHF300MHz-1GHz 、L1-2GHz、以及

14、 S 2-4GHz频段。 UHF频段无线电波已接近于视线传播，易被山体和建筑物等阻挡，室内的传输衰耗较大。SHFSuper High Frequency 或厘米波频段，频率范围为 3-30GH 。该频段对应 于 IEEE 的 S2-4GHz、C 4-8GHz、Ku12-18GHz 、K18-27GHz 以及 Ka频段。分米波，波长为 1cm-1dm ,其传播特性已接近于光波。EHFExtremly High Frequency 或毫米波频段，频率范围为30-300GHz 。该频段对应于IEEE的Ka、V40-75GHz 等频段。兴旺国家已开始方案，当 Ka频段 资源也趋于紧张后，高容量卫星固定

15、业务 HDFSS的关口站将使用 50/40GHz 的Q/V 频段 8答案：3G是第三代移动通信技术，是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G效劳能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps以上。4G指的是第四代移动通信技术，包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式，4G是集3G与WLAN于一体，并能够快速传 输数据、高质量、音频、视频和图像等。4G能够以100Mbps 以上的速度下载。3GWCDMA,CDMA2000,TDSCDMA这三种制式。 WCDMA ,全称为 Wideband CDMA ,也称为CDMA Direct Spread ,意为宽频分码多重存取，这是基于GSM网开展

16、出来的3G技术标准，是欧洲提出的宽带CDMA技术，它与日本提出的宽带CDMA技术根本相同。CDMA2000是由窄带CDMACDMA IS95技术开展而来的宽带 CDMA技术，也称为 CDMA Multi-Carrier ,它是由美国高通北美公司为主导提出。TD-SCDMA 标准是由中国大陆单独制定的3G标准，1999年6月29日，中国原邮电部电信科学技术研究院大唐电 信向ITU提出，但技术创造始于西门子公司，TD-SCDMA具有辐射低的特点，被誉为绿色3G。该标准将智能无线、同步 CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中， 在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及本钱等方面的独特

17、优势。9答案：有线通信技术是一种通信方式，狭义的现代有线通信是指有线电信，即利用金属导 线、光纤等有形媒质传送信息的方式。光或电信号可以代表声音，文字，图像等。有线通 信包括光纤、双绞线、同轴光缆等等。参考本章节。10答案：光纤通信是采用光纤作为介质传播信号的，在长距离传播上会采用光缆也就是把很多光纤集中在一起加上保护套管，发射信号的为高速激光器，根据送来的电信号来调制发 光，然后将忽强忽弱的光送入到光纤中传输，传输的原理是光的全反射。接收信号的为光 敏器件，根据来光的强弱把光信号复原为。或1的电信号。11答案：以太网（Ethernet）指的是由Xerox公司创立并由 Xerox、Intel和

18、DEC公司联合开发的 基带局域网标准，是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准，是目前应用最广泛的 一类局域网。以太网 采用一种称为载波监听多路访问/冲突检测CSMA/CD（Carrier SenseMultiple Access/Collision Detection）的共享访问方案，即多个工作站都连接在一条总线上，所有的工作站都不断向总线上发出监听信号，但在同一时刻只能有一个工作站在总 线上进行传输，而其它工作站必须等待其传输结束后再开始自己的传输。早期的网络是总线型的组网方式，随着技术进步，组网方式包括星型、环型等。12答案：Inetent的TCP/IP分为4层，：链路层，网络层，传输

19、层，应用层，其中最为关键 的两层是网络层和传输层，网络层提供点到点的效劳，进行 ip寻址，传输层实现端到端的 效劳，进行TCP的可靠数据传输和 UDP的数据报传输。其中传输层也称主机到主机的 传输层，位于TCP/IP栈的第3层，它为应用层提供可靠的或不可靠的端到端效 劳。TCP传输控制协议和UDP用户数据报协议是传输层中两个最重要 的协议。它们都为应用层和网络互连层传送数据，二者的区别在于：TCP是一种可靠的、面向连接的、字节流协议，它利用端到端错误检测与纠正功能提供 可靠的数据传输效劳，因为它能验证数据在网络上是否以适宜的序列正确地传 输；而UDP是一个不可靠的无连接数据报协议，就像 IP一

20、样，它能为应用程 序提供低开销的无连接数据报传输效劳。应用层位于TCP/IP协议栈的顶层，它为用户提供各种网络效劳，如文件传输、远程登录、电子邮件等。同时，应用 层包含与具体应用程序相关的所有细节。13答案：FTP目标是提高文件的共享性，提供非直接使用远程计算机，使存储介质对用户透 明和可靠高效地传送数据。FTP可完成两台计算机之间的拷贝，从远程计算机拷贝文件至 自己的计算机上，称之为下载 download文件。假设将文件从自己计算机中拷贝至远程计算机上，那么称之为上载upload文件。在 TCP/IP协议中，FTP标准命令TCP端口号为21, Port方式数据端口为20。FTP的传输有两种方

21、式：ASCII传输模式和二进制数据传输模式。 FTP支持两种模式，一种方式叫做Standard （也就是PORT方式，主动方式），一种是 Passive （也就是PASV ,被动方式）。Standard模式FTP的客 户端发送 PORT命令到FTP效劳器。Passive模式FTP的客户端发送 PASV命令到 FTP Server 。 Port模式FTP客户端首先和 FTP效劳器的TCP 21端口建立连接，通过这 个通道发送命令，客户端需要接收数据的时候在这个通道上发送PORT命令。PORT命令包含了客户端用什么端口接收数据。在传送数据的时候，效劳器端通过自己的TCP 20端口连接至客户端的指定

22、端口发送数据。FTP server必须和客户端建立一个新的连接用来传送数据。Passive模式在建立控制通道的时候和Standard模式类似，但建立连接后发送的不是Port命令，而是Pasv命令。FTP效劳器收到Pasv命令后，随机翻开一个高端端口 端口号大于1024并且通知客户端在这个端口上传送数据的请求，客户端连接 FTP效 劳器此端口，然后 FTP效劳器将通过这个端口进行数据的传送，这个时候FTP server不再需要建立一个新的和客户端之间的连接。 14答案：按照分类，有5类：A类：前8位为网络号，后24位为主机号，网络号首位为0。(32位的二进制)B类：前16位为网络号，后16位为主

23、机号，网络号前两位为10。C类：前24位为网络号，后8位为主机号，网络号前三位为110。D类：前4位为1110,后面28位是多播组号。E类：前5位为11110 ,后面27位保存。其中ABC类为网络单播地址，D类为组播地址。E类保存留待后用。地址属于C类15答案：按照目前互联网的开展速度，IPv4地址将在2005至2021年间分配完毕。为了彻底解决目前IPv4遇到的问题并对未来的应用提供更好的支持,Internet工程组IETF的IPng工作组IPng Working Group 提出了修改IP协议的建议。新建议采用IPv6。IPv6具有长达128位的地址空间，可以彻底解决IPv4地址资源缺乏的

24、问题。除此之外，IPv6还采用分级地址模式、高效IP包头、效劳质量、主机地址自动配置、认证和加密等多项技术。IPV6拥有更大的地址空间。IPv4中规定IP地址长度为32,即有2A32-1个地址；而 IPv6中IP地址的长度为128 ,即有2A128-1个地址。更小的路由表。IPv6的地址分配一 开始就遵循聚类(Aggregation)的原那么，这使得路由器能在路由表中用一条记录(Entry)表示一片子网，大大减小了路由器中路由表的长度，提高了路由器转发数据包的速度。增强的组播(Multicast)支持以及对流的支持 (Flow-control)。16答案：网络互联一般是指将不同的网络如局域网、广域网通过某种手段连接起来，使之能够相互通信的一种技术和方法。设备包括中继器/集线器，设备位于物理层，中继器是最简单的网络互联设备，主要完成物理层的功能，负责在两个节点的物理层上按位传递信 息，完成信号的复制、调整和放大功能，以此来延长网络的长度。集线器在网络中只起到 信号放大和重发作用