物聯(lián)網(wǎng)工程導論總復習題.doc

一三：(填空、簡答、畫圖分析題) 候選題目1.簡述物聯(lián)網(wǎng)的定義，分析物聯(lián)網(wǎng)的“物”的條件。答：物聯(lián)網(wǎng)(the Internet of Things, IoT)是通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。特別注意的是物聯(lián)網(wǎng)中的“物”，不是普通意義的萬事萬物，這里的“物”要滿足以下條件：1、要有相應信息的接收器； 2、要有數(shù)據(jù)傳輸通路；3、要有一定的存儲功能；4、要有處理運算單元(CPU)；5、要有操作系統(tǒng)；6、要有專門的應用程序；7、要有數(shù)據(jù)發(fā)送器；8、遵循物聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議；9、在世界網(wǎng)絡中有可被識別的唯一編號。2.簡述物聯(lián)網(wǎng)應具備三個特征。答：一是全面感知，即利用射頻識別技術(RFID)、傳感器、二維碼等隨時隨地獲取物體的信息；二是可靠傳遞，通過各種電信網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體的信息實時準確地傳遞出去；三是智能處理，利用云計算，模糊識別等各種智能計算技術，對海量的數(shù)據(jù)和信息進行分析和處理，對物體實施智能化的控制。3.簡述計算十五年周期定律和摩爾定律。答：十五年周期定律：計算模式每隔15年發(fā)生一次變革?？v觀歷史，1965年前后發(fā)生的變革以大型機為標志，1980年前后以個人計算機的普及為標志，而1995年前后則發(fā)生了互聯(lián)網(wǎng)革命，2010年發(fā)生的變革出現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)領域。18個月的摩爾定律：集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔18個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。4.名詞解釋：RFID、EPC、ZIGBEE。答：RFID (Radio Frequency Identification) 即射頻識別，俗稱電子標簽，一種自動識別技術，可以快速讀寫、長期跟蹤管理，通過無線射頻方式進行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信對目標加以識別。EPC(Electronic Product Code)，即產(chǎn)品電子代碼，為每一件單品建立全球的、開放的標識標準，實現(xiàn)全球范圍內對單件產(chǎn)品的跟蹤與追溯。ZigBee技術是一種近距離、低復雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術。主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設備之間進行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應時間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽谩?.簡要概述物聯(lián)網(wǎng)的框架結構。答：物聯(lián)網(wǎng)的框架結構主要可以分為應用服務層，硬件接入層包括網(wǎng)絡傳輸層和感知控制層。應用服務層網(wǎng)絡傳輸層感知控制層感知控制層一般包括RFID感應器、傳感器網(wǎng)關、接入網(wǎng)關、RFID標簽、傳感器節(jié)點、智能終端等；網(wǎng)絡傳輸層包括無線傳感網(wǎng)、移動通訊網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)、信息中心、網(wǎng)管中心等；應用服務層是為了管理、維護物聯(lián)網(wǎng)以及為完成用戶的某種特定任務而編寫的各種程序的總和。6.分析物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術和應用難點。答：關鍵技術為RFID、無線網(wǎng)絡技術、傳感技術、人工智能技術。應用難點在于其技術標準問題、數(shù)據(jù)安全問題、IP地址問題、終端問題。7傳感器的定義是什么?答：傳感器是一種能把特定的被測信號，按一定規(guī)律轉換成某種可用信號輸出的器件或裝置，以滿足信息的傳輸、處理、記錄、顯示和控制等要求。8 傳感器節(jié)點由哪幾部分組成？答：傳感器節(jié)點由傳感器模塊、處理器模塊、無線通信模塊和能量供應模塊四部分組成。傳感器模塊負責監(jiān)測區(qū)域內信息的采集和數(shù)據(jù)轉換；處理器模塊負責控制整個傳感器節(jié)點的操作，存儲和處理本身采集的數(shù)據(jù)以及其他節(jié)點發(fā)來的數(shù)據(jù)；無線通信模塊負責與其他傳感器節(jié)點進行無線通信，交換控制消息和收發(fā)采集數(shù)據(jù)；能量供應模塊為傳感器節(jié)點提供運行所需的能量，通常采用微型電池。9. MEMS的英文全拼是什么？其優(yōu)點有哪些？答：MEMS是Micro-Electro-Mechanical Systems的縮寫。MEMS器件和系統(tǒng)具有體積小、重量輕、功耗低、成本低、可靠性高、性能優(yōu)異、功能強大、可以批量生產(chǎn)等傳統(tǒng)機械無法比擬的優(yōu)點。10. 什么是WSN?答：無線傳感器網(wǎng)絡（Wireless Sensor Network, WSN）是由部署在監(jiān)測區(qū)域內大量的微型傳感器節(jié)點通過無線電通信形成的一個多跳的自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域內被監(jiān)測對象的信息，并發(fā)送給觀察者。11. 請簡述M2M技術的定義。答：隨著各種信息通訊手段（如Internet、遙感勘測、遠程信息處理、遠程控制等）的發(fā)展，加之地球上各類設備的不斷增加，人們開始越來越多的關注于如何對設備和資產(chǎn)進行有效監(jiān)視和控制，甚至如何用設備控制設備“M2M”理念由此起源。M2M（Machine/Man-to-Machine/Man）是一種以機器智能交互為核心的、網(wǎng)絡化的應用與服務。簡單地說，M2M是指機器之間的互聯(lián)互通。廣義上來說，M2M可代表機器對機器、人對機器、機器對人、移動網(wǎng)絡對機器之間的連接與通信，它涵蓋了所有實現(xiàn)在人、機器、系統(tǒng)之間建立通信連接的技術和手段。12. M2M架構包含哪五個重要技術部分？答：M2M構架包含 機器（具備信息感知、信息加工能力的設備）、M2M終端（進行信息的提取，傳送到通信網(wǎng)絡）、通信網(wǎng)絡（信息傳送的通道）、中間件(在通信網(wǎng)絡和應用間起橋接作用)、應用(對獲得數(shù)據(jù)進行加工分析)五個技術部分。13. 簡述云和云計算的基本概念。答：云也叫做資源池，是一些可以自我維護和管理的虛擬計算資源，通常是一些大型服務器集群，包括計算服務器、存儲服務器和寬帶資源等。云計算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的、大眾參與的計算模式，其計算資源（計算能力、存儲能力、交互能力）是動態(tài)、可伸縮、且被虛擬化的，以服務的方式提供。簡述私有云、公用云和混合云的基本概念。私有云也叫做專用云，是由單個客戶所擁有的按需提供基礎設施，該客戶控制哪些應用程序在哪里運行，擁有服務器、網(wǎng)絡和磁盤，并且可以決定允許哪些用戶使用基礎設施。公用云是由第三方運行的云，第三方可以把來自許多不同客戶的作業(yè)在云內的服務器、存儲系統(tǒng)和其它基礎設施上混合在一起。最終用戶不知道運行其作業(yè)的同一臺服務器、網(wǎng)絡或磁盤上還有哪些用戶?；旌显瓢压迷颇Ｊ脚c私有云模式結合在一起?？蛻敉ㄟ^一種可控的方式對云部分擁有，部分與他人共享。14. 簡述云計算的四個本質特征。答：云計算的本質包括：(1) 虛擬化，即把軟件、硬件等IT資源進行虛擬化，抽象成標準化的虛擬資源，放在云計算平臺中統(tǒng)一管理，保證資源的無縫擴展；(2) 多粒度和多尺度，即靈活的面對需求，提供不同的服務；(3) 不確定性，因為云計算是一個人參與的計算，是群體智能的體現(xiàn)，表現(xiàn)出自然界不確定性特征；(4) 軟計算，即如何讓網(wǎng)絡明白一些定量、定性的轉換，如一些大約的量詞等。15. 論述云計算與物聯(lián)網(wǎng)的關系。答：物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模足夠大之后，需要與云計算結合起來。云計算中心對接入網(wǎng)絡終端的普適性，最終解決了物聯(lián)網(wǎng)中M2M應用的廣泛性。物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)應用，如智能電網(wǎng)、環(huán)境檢測網(wǎng)等等，都需要借助云計算來解決海量信息和數(shù)據(jù)的管理問題。具體包括以下幾個方面：(1) 云計算解決了物聯(lián)網(wǎng)中服務器節(jié)點的不可靠性問題，最大限度地降低服務器的出錯率。物聯(lián)網(wǎng)中的海量數(shù)據(jù)和信息需要巨大數(shù)目的服務器。隨著服務器數(shù)目的增多，服務器節(jié)點出錯的概率也會隨之變大。而利用云計算，云中有成千上萬、甚至上百萬臺服務器，即使某些服務器出錯了，也可以利用冗余備份等技術迅速恢復服務，保障物聯(lián)網(wǎng)真正實現(xiàn)無間斷的安全服務。(2) 云計算可以解決物聯(lián)網(wǎng)中訪問服務器資源受限的問題。服務器相關硬件的資源的承受能力是有限的，當訪問超過服務器本身的限制時，服務器就會崩潰。物聯(lián)網(wǎng)要求保障對服務器有很高的訪問需求，來滿足數(shù)據(jù)和信息的爆炸性增長。但這種訪問需求是不確定的，它會隨著時間而發(fā)生變化。通過云計算技術，可以動態(tài)地增加或減少云中服務器的數(shù)量和數(shù)目，隨時滿足物聯(lián)網(wǎng)中服務器的訪問需求。(3) 云計算讓物聯(lián)網(wǎng)在更廣泛的范圍內進行信息資源共享。物聯(lián)網(wǎng)中的信息直接存放在云中，而每個云中的各個服務器分布在全國乃至全世界的各個角落。物體只要具有傳感功能，就可以被感知到，云中的服務器就可以接收到它的信息，實現(xiàn)物體最新信息的共享。(4) 云計算增強了物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)處理能力，并提高了智能化處理程度。物聯(lián)網(wǎng)應用的不斷擴大，產(chǎn)生了大量的業(yè)務數(shù)據(jù)。通過云計算技術，云中大規(guī)模的計算機集群提供了強大的計算能力，通過龐大的計算機處理程序自動將任務分解成若干個較小的子任務，快速對海量業(yè)務數(shù)據(jù)進行存儲、處理、分析和挖掘，在短時間內提取出有價值的信息。因為云計算的核心就是以虛擬化的方式提供各種服務，而物聯(lián)網(wǎng)的應用本身就是以“云”的方式存在的，從這個意義上說，物聯(lián)網(wǎng)也是云計算的一個重要范疇。因此，物聯(lián)網(wǎng)需要借助于云計算技術解決某些問題，是云計算在現(xiàn)實中的一種應用形式。16. 簡述云計算服務的三個層次。答：云計算的服務層次是根據(jù)服務類型即服務集合來劃分的。在計算機網(wǎng)絡中每個層次都實現(xiàn)一定的功能，層與層之間有一定關聯(lián)。而云計算體系結構中的層次是可以分割的，即某一層次可以單獨完成一項用戶的請求而不需要其他層次為其提供必要的服務和支持。云服務分為3層：IaaS (Infrastructure as a Service, 基礎設施即服務)層位于云計算三層服務的最底端，提供基本的計算和存儲能力。IaaS層通常按照所消耗資源的成本進行收費。PaaS (Platform as a Service, 平臺即服務)層通常也稱為“云計算操作系統(tǒng)”。它提供給終端用戶基于網(wǎng)絡的應用開發(fā)環(huán)境，包括應用編程接口和運行平臺等，并且支持應用從創(chuàng)建到運行整個生命周期所需的各種軟硬件資源和工具。在PaaS層面通常按照用戶登錄情況計費。SaaS(Software as a Service,軟件即服務)層提供最常見的云計算服務，如郵件服務等。用戶通過Web瀏覽器來使用網(wǎng)絡上的軟件，服務提供商負責維護和管理這些軟件，并以免費或按需租用方式向用戶提供服務。四：論述題候選題目：1 物聯(lián)網(wǎng)是什么的第三次浪潮？三大推動力是什么？答案要點：物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機(第一次浪潮)、互聯(lián)網(wǎng)和移動通信網(wǎng)(第二次浪潮)的第三次信息產(chǎn)業(yè)浪潮。其三大推動力分別來自政府政策導向、市場驅動以及技術發(fā)展。分別從三個角度(政府、市場、技術)進行論述。政府：1.突破物聯(lián)網(wǎng)關鍵核心技術，實現(xiàn)科技創(chuàng)新。 2.制訂中國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，全面布局。 3.推動典型物聯(lián)網(wǎng)應用示范，帶動發(fā)展 4.加強物聯(lián)網(wǎng)國際國內標準，保障發(fā)展。市場：滿足市場需求技術：適應于知識，科學，應用等技術的不斷突破與提高。2 為什么三大運營商大力推廣應用M2M物聯(lián)網(wǎng)技術？答案要點：傳統(tǒng)的人與人之間的通信市場已經(jīng)飽和，需要開發(fā)新的市場，即從人與人之間的通信業(yè)務拓展到物與物之間的通信。 (M2M不是簡單的數(shù)據(jù)在機器和機器之間的傳輸，更重要的是，它是機器和機器之間的一種智能化、交互式的通信。也就是說，即使人們沒有實時發(fā)出信號，機器也會根據(jù)既定程序主動進行通信，并根據(jù)所得到的數(shù)據(jù)智能化地做出選擇，對相關設備發(fā)出正確的指令?？梢哉f，智能化、交互式成為了M2M有別于其它應用的典型特征，這一特征下的機器也被賦予了更多的“思想”和“智慧”。)3 物聯(lián)網(wǎng)和云計算都是當今信息產(chǎn)業(yè)的熱門詞匯，它們之間存在一定程度的聯(lián)系，甚至有專家指出“物聯(lián)網(wǎng)就是云計算”，你贊同這種觀點嗎？談談你的看法。答案要點：物聯(lián)網(wǎng)不單單指云計算，還包括很多其他技術，如。所以，“物聯(lián)網(wǎng)就是云計算”的觀點是(正確or錯誤？)的。但是，云計算確實是物聯(lián)網(wǎng)的重要技術組成部分。最后，總結物聯(lián)網(wǎng)與云計算的關系。(物聯(lián)網(wǎng)是云計算的一個重要范疇，是云計算在現(xiàn)實中的一種應用形式)(基于互聯(lián)網(wǎng)計算的涌現(xiàn)智能以及對物理世界的反饋和控制是另外兩個環(huán)節(jié)。我們將第一個環(huán)節(jié)稱為物聯(lián)網(wǎng)“前端”，將后兩個環(huán)節(jié)稱為物聯(lián)網(wǎng)“后端”。 當前，無論是學術界還是工業(yè)界，目光普遍聚焦在物聯(lián)網(wǎng)“前端”。本文則更關心物聯(lián)網(wǎng)“后端”，并給出以下三點建議： 需重視物聯(lián)網(wǎng)“后端”，并有針對性地推進其研發(fā) 實時感應、高度并發(fā)、自主協(xié)同和涌現(xiàn)效應等特征對物聯(lián)網(wǎng)“后端”提出了新的挑戰(zhàn)，我們需要有針對性地研究物聯(lián)網(wǎng)特定的應用集成、體系結構及標準規(guī)范等問題，特別是大量高并發(fā)事件驅動的應用自動關聯(lián)和智能協(xié)作問題。在互聯(lián)網(wǎng)計算領域，將軟件的實現(xiàn)與運維和用法相關部分（稱為服務）剝離，并納入到互聯(lián)網(wǎng)級基礎設施中（也是云計算、網(wǎng)格計算的本質所在），這是大勢所趨。服務已成為構建應用和進行業(yè)務演算的基石。針對物聯(lián)網(wǎng)需求特征的優(yōu)化策略、優(yōu)化方法和涌現(xiàn)智能也將更多地以服務組合的形式體現(xiàn)，出現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)服務新形態(tài)，進一步推動服務計算相關學科的發(fā)展。 “云”是支撐物聯(lián)網(wǎng)“后端”的認識存在誤區(qū) 云計算起源于互聯(lián)網(wǎng)公司對特定的大規(guī)模數(shù)據(jù)處理問題解決方案，由于問題和商業(yè)模式明確、產(chǎn)業(yè)界大力推動以及已有網(wǎng)格等相關前期研究基礎等原因，而迅速被熱捧和泛化