青岛科技大学物联网导论期末复习题

PAGE2PAGE11一、简答题1、简要回答物联网三层结构并说明每层的主要功能物联网的三层包括网络层、应用层、感知层;网络层相当于人的神经中枢和大脑,负责传递和处理感知层获取的信息,应用层是物联网和用户的接口,感知层由各种传感器以及传感器网关构成。2、谈谈射频识别在现代物流中的应用中的优势（控制在200字内）（1）提高商品出库、入库速度（2）减少库存盘点时间（3）实时监控产品位置和环境（4）物流过程透明化管理3、某高校新建校区需要建设校园一卡通，请结合你的使用体验，谈谈你对该系统的建议。（1）重视安全问题（2）全校统一身份认证；（3）专业化管理，设立专业服务团队。；（参考答案：谈及技术问题、施工问题、管理问题，也要对应给分）4、列举常见的传感器类型（不少于5种）电阻式与变磁阻式传感器、电容式传感器与磁电式传感器、压电式传感器与热电式传感器、光电式传感器与光纤传感器、化学传感器与生物传感器（参考答案，按照基本的力、热、磁、光、化学、生物等也要给分，只要列出5项即可）5、什么是数据挖掘技术，简要列举你了解的集中数据挖掘算法名称（3种以上）数据挖掘（DataMining）DM，是从大量的、有噪声的、不完全的、模糊和随机的数据中，提取出隐含在其中的，人们事先不知道的、具有潜在利用价值的信息和知识的过程。、主成分分析、决策树、线性判别LDA、k-means等算法（不唯一，给出2个答案都要给满分3分）。6、谈谈你对移动互联网技术对于现有的互联网、移动以及传统行业三种行业的影响。移动互联网是对互联网、移动通信和传统行业的有效融合和三维发展，是有机地化学的深度融合产生的新业态，不仅仅是三者的物理叠加而是一个全新的业态。7、简要回答电子产品代码特点产品电子代码是下一代产品标识代码，它可以对供应链中的对象（包括物品、货箱、货盘、位置等）进行全球唯一的标识。8、简要回答射频识别（RFID）相比较于二维条码技术的优势快速、非视距扫描；可重复使用；穿透性和无屏障阅读；抗污染能力和耐久性；体积小型化（非固定答案，5个以上给满分，少一个扣1分）9、MEMS传感器相比于传统传感器的优势是什么(1)微型化(2)硅基加工工艺，可兼容传统IC生产工艺(3)批量生产(4)集成化(5)多学科交叉（每空1分）10、光纤传感器的工作原理及其优势是什么？光纤传感器原理，物性型光纤传感器是利用光纤对环境变化的敏感性，将输入物理量变换为调制的光信号。（2.5分得分点在于环境参数变化导致光信号变化）电绝缘性能好，抗电磁干扰能力强，非侵入性，高灵敏容易实现对被测信号的远距离监控，耐腐蚀，防爆，光路有可挠曲性，便于与计算机联接。11、谈谈你所了解的物联网中的有哪几种关键技术？云计算、物联网通信技术、射频识别、传感器技术、中间件技术（答案不唯一，还有很多技术，只要是物联网相关的技术给响应的分数，1项1分）12、画出计算机网络中的ISO-OSI（开放式互联网）的七层模型。13、列举物联网关键技术（至少5种）物联网通信技术、云计算、射频识别、传感器技术、中间件技术（答案不唯一，满足5个给满分）14、简要回答LoRa通信相比较与短距离无线通信技术的优点？（1）长距离、低功耗；（2）基于该技术的网关/集中器支持多信道多数据速率的并行处理，系统容量大；（3）基于终端和集中器/网关的系统可以支持测距和定位。15、M2M（机器对机器）的定义，以及哪些领域有重要应用？M2M是机器对机器（MachinetoMachine）之间的连接与通信技术，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。；M2M应用系统构成有智能化机器、M2M硬件、通信网络、中间件。M2M应用领域有、家庭应用领域、工业应用领域、零售和支付领域、物流运输行业、医疗行业。16、简要回答射频识别有哪些常用的频段并说明典型的工作频率？低频（从125KHz到134KHz）；小于1m；高频（工作频率为13.56MHz）小于10m；超高频（工作频率为860MHz到960MHz之间）；微波标签（工作频率1GHz以上）17、物联网中有哪些常见的短距离无线通信协议。WiFi技术、zigbee技术、NFC（近场通讯）技术、蓝牙通信、超宽带技术18、简述电容式传感器的工作原理电容式传感器是以各种类型的电容器作为传感元件，由于被测量变化将导致电容器电容量变化，通过测量电路，可把电容量的变化转换为电信号输出。测知电信号的大小，可判断被测量的大小。19、简要列举几个射频识别（RFID）的应用场景（至少5个）地下管线的智能管理、库房物品管理、防伪、物流、智慧小区等（每项1分答案不唯一，满5个给满分）20、云计算的定义以及对于物联网意义是分布式计算的一种，指的是通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序，然后，通过多部服务器组成的系统进行处理和分析这些小程序得到结果并返回给用户。云计算可以帮助克服物联网的数据集成挑战,例如多源集成和网络集成。云计算可以帮助物联网设备在多个API的帮助下与多源集成,实现多源数据的简单集成。它还为大规模集成提供平台即服务等服务。21、物联网目前最常用的短距离无线通信协议有哪些？WiFi技术、zigbee技术、NFC（近场通讯）技术、蓝牙通信、超宽带技术22、压电式传感器的工作原理以及你所了解的应用场合（1个应用场合）压电式传感器是一种基于压电效应的传感器。是一种自发电式和机电转换式传感器。它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷。此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。；地下工程的应力检测（1分，答案不固定，1类给满分）23、列举几类应用化学传感器场景（不少于三种）空气质量检测、汽车尾气、煤气泄漏检测、血糖分析、果品农药残留（答案不唯一，每项1分）24、列举物联网中常用的中间件分类（1）远程过程调用中间件（2）面对消息的中间件；（3）对象请求代理中间件二、论述题1、论述电阻式传感器的工作原理以及你所了解的应用场合（1）基本原理就是将被测物理量的变化转换成电阻值的变化，再经相应的测量电路显示或记录被测量值的变化。（2）家电领域内的温度传感器、电子秤中的应变式传感器等领域2、请列举你在生活中遇到的几类物联网综合应用的场景（至少3类行业应用场景，简要说明之）（1）智慧小区中的门禁系统、自动泊车系统、远程自动抄表系统等（2）智慧农业用于农作物的温湿度、光照度、PH值等关键环境参数的检测（3）智能制造用于工业物联网的生产要素的检测、管理（参考答案，其它的应用列举后给分）3、什么是云计算，云计算在物联网应用中有哪些优势。分布式计算的一种，指的是通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序，然后，通过多部服务器组成的系统进行处理和分析这些小程序得到结果并返回给用户。虚拟化技术、动态可扩展、按需部署、灵活性高、可靠性高、性价比高、可扩展性。（5分，满5项给满分）4、物联网安全问题是目前制约物联网发展的关键性因素，请谈谈目前常用的物联网安全防控措施。答：1）及时更新设备默认密码：为网络上存在的每个物联网设备实施此操作。此外，更新后的密码需要及时更改；2）分离企业网络：企业可以利用VLAN来分离并进一步跟踪网络上活动的各种IoT设备；3）将不必要的Internet接入限制到IoT设备：防止IoT设备在组织外部进行通信。这种预防措施显着降低了潜在的物联网安全漏洞的风险；4）控制供应商对IoT设备的访问：将访问权限限制在已经熟练工作的员工的严格监督之下；5）整合漏洞扫描程序：使用漏洞扫描程序是检测链接到网络的不同类型设备的有效方法。这可以被视为企业提高IoT安全性的有用工具；6）利用网络访问控制：组织可以通过实施由适当的交换机和无线同化组成的NAC解决方案来成功提高IoT安全性；7）管理更新的软件（参考答案，其它的应用列举后给分，每项2分少于5项每项扣2分）5、什么是中间件技术，中间件技术有哪些特点？物联网的中间件是一种软件产品，它有两种模式，一种是介于操作系统与应用软件之间，另一种是介于硬件和应用软件中间，发挥支撑和信息传递的作用。满足大量应用的需求；运行于多种硬件和OS平台；支持分布式计算，提供跨网络、硬件和OS平台的透明性的应用和服务交付；支持标准的协议；支持标准的接口（5分，满5项给满分）6、请谈谈室外定位技术和室内定位技术的各自的技术方案。答：室外定位技术：卫星定位技术；通讯基站定位；室内定位技术：（1）RFID定位，适合小面积的室内区域定位；（2）WiFi定位，在复杂的室内定位环境中，定位精度在5-10米；（3）蓝牙定位，在室内环境中可以达到3-5米的定位精度；（4）超宽带UWB室内定位定位精度可以达到0.3-1米。7、论述物联网中感知控制层中间件的主要作用是什么？控制物联网采集系统按照预定的方式工作，保证设备之间能够很好地配合、协调采集数据；按照一定规则过滤采集到的数据，筛选冗余数据，将真正有用的数据传输给后台的信息系统；在应用程序端，使用中间件所提供的一组应用程序接口能够连接到采集系统。8、谈谈云计算概念，云计算在物联网应用中有哪些优势。1）云计算（cloudcomputing），分布式计算技术的一种，其最基本的概念，是透过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序，再交由多部服务器所组成的庞大系统经搜寻、计算分析之后将处理结果回传给用户。2）数据集中存储；事件快速反应；密码强度可靠；日志无限记录；提升安全软件；可靠机制构造三、设计题1、某养肉牛场老板（养用于屠宰的牛），依靠自动化养牛发家致富了，也有了一整套的视频监控设备，但现在想体验物联网养牛技术。通过调研他了解到，养殖行业对于牲畜的种苗、疫苗接种提醒、环境温湿度、甲烷和二氧化碳浓度等、牲畜个体的体重、温度、活动量和饮食总量非常关心。你作为这个村里唯一学习物联网专业的大学生，被邀请到他家养殖场，请你帮忙设计一个方案（其实就是想省点钱，免费教教他）。方案需要非专业人士的他也可以看得懂，所以你大可不必用太多的专业词汇。方案要尽量省钱，能不买设备就不买，特别是计算机这个玩意，都能值一条牛腿钱了。（a）基于物联网体系给出一个智慧养殖场的网络结构图（b）描述工作流程（c）说明方案的优越性。答：（要求做图规范，描述清晰，详略得当）设计题答案非唯一不固定。以下为参考答案a)方案不唯一可以选择wifi、NB-IOT、LoRa、或者短距离结合的多种技术组网智慧云智慧云LoRa网络LoRa网关Internet传感器或者RFID的LoRa节点评分标准：网络设计完整，标注清晰。b）答案不唯一。参考流程：感知层上的LoRa节点将采集到的数据通过无线LoRa网络的网关再通过internet传输到云端，云端负责存储数据和通过智能算法实现数据的智能分析，同时将需要下发的数据逆向发送到感知层的控制装置和显示装置。C）参考答案、例如对牲畜的环境、进食情况、健康情况等进行实时监控；能够对所有养殖对象进行有效的管理、规范化养殖；投入成本低等优势（谈清楚一条优势给满分。）2、现有某高端蔬菜大棚需要进行物联网的改造升级，蔬菜生长过程中的温湿度、二氧化碳浓度、光照度、土地的PH值对蔬菜的品质产生至关重要的影响1）请列出该蔬菜大棚可能用到的传感器2）请设计一个合理的物联网网络方案，能够有效的监控数据。答：（1）温度传感器、湿度传感器、PH值传感器、光照度传感器（每项2.5分）（2）设计题没有统一的答案，说明所使用的物联网通信技术，并给出网络结构的具体描述。3、现有某汽车配件生产厂家希望你设计一款工业物联网，能够满足自动出库入库和生产资源的自动配置、并对库房内部件的温度湿度、光照度进行实时监控。（1）谈谈什么是射频识别技术（2）列举一下可能应用到的传感器技术（3）并简要谈谈在该场景下应用的优势答：（1）是自动识别技术的一种，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，利用无线射频方式对记录媒体（电子标签或射频卡）进行读写，从而达到识别目标和数据交换的目的；（2）温度传感器、湿度传感器、光照度传感器、烟雾传感器等（答对3种以上满分，还可以安排其它的有用的传感器）（3）设计类题目，答案不唯一4、共享单车领域经历了一次盛极而衰的经历，虽然存在各种问题，共享单车的理念仍然被认为是一个不错的出行方案。假如你作为一个行业创业者（1）谈谈共享单车面临的一些技术层次上的问题，以及出现这些问题的技术原因。（2）现有哪些技术的应用可能会提供一个新的解决方案。答：设计类题目，答案不唯一（1）观察共享单车使用过程中出现的问题，例如偷盗、锁车问题等等（答案不唯一）（2）例如LoRa通信、NB-IOT技术的使用等等（答案不唯一能够从技术层次上自圆其说）5、综合利用物联网技术，以汽车生产企业A公司为中心，讨论以下问题（a）什么是供应链，根据生活观察，给出一个包括汽车生产从原料采购，到公司生产，库存、销售，到用户的一个完整的图例说明。（b）如何基于射频识别对汽车生产供应链进行系统升级改造，使得该供应链具备产品的溯源功能。（要求做图规范，描述清晰，详略得当）答：设计类题目，答案不唯一（1）得分点：按照题面从原料到出库到销售给出一个结构图运输销售产品库存生产原料库存部件供应商运输销售产品库存生产原料库存部件供应商（2）（2）对部件进行分类并使用电子标签；原料库使用射频识别系统进行升级改造，生产要素使用射频识别进行标记，产品进行电子标签管理，运输销售过程中使用射频识别系统进行实时的透明化管理，产品质量问题实现追溯。6、某养肉牛场老板（养用于屠宰的牛），依靠自动化养牛发家致富了，也有了一整套的视频监控设备，但现在想体验物联网养牛技术。通过调研他了解到，养殖行业对于牲畜的种苗、疫苗接种提醒、环境温湿度、甲烷和二氧化碳浓度等、牲畜个体的体重、温度、活动量和饮食总量非常关心。你作为这个村里唯一学习物联网专业的大学生，被邀请到他家养殖场，请你帮忙设计一个方案（其实就是想省点钱，免费教教他）。方案需要非专业人士的他也可以看得懂，所以你大可不必用太多的专业词汇。方案要尽量省钱，能不买设备就不买，特别是