物聯網考試知識點全解

1、物聯網 AP 考試題目1. RFID 如果按工作頻率分有哪幾種？（分）答案： 低頻（ LF, 30300KHZ ） , 常用的是 125KHZ高頻（ HF,330MHZ ） , 工作頻段 13.56MHZ+_7KHZ特高頻（ UHF, 頻率范圍 300MHZ3GHZ ） , 頻率 433MHZ, 866960MHZ 和 2.45GHZ超高頻（ SHF, 頻率范圍 330GHZ ） : 頻率 5.8GHZ 和 24GHZ 。2. 漢明物聯 AP 最大優(yōu)勢是什么 ? （分）答案： 1. 集成 2.4G WIFI 和 RFID 網絡，減少一次布網的工程。2. 具有 P功能，可直接使用網線供電。 可用

2、于定位，應用范圍很廣。 具有防碰撞技術，可以同時讀取 100 多個以上的標簽。3. 2.4G RFID 如何和其他 2.4G 頻段的技術如 WIFI, Bluetooth, Zigbee, 避免干擾的？ （分）答案：1. 2.4G RFID 和 WIFI WiFI 在偏離載波 22MHZ 后功率降為 -30dbm.RFID 有125 -2*22 =81MHZ 帶寬不受影響。 RFID 只需在 81 個信道（每個信道占用）中一個 來通訊就可以了。2. 2.4G RFID 和 Bluetooth, Zigbee.RFID 可采用設置重發(fā)包，重發(fā)包間隔大于256us 可避開Bluettoth, Zi

3、gbee （ Bluetooth 和 Zigbee 都是采用跳頻技術）的干擾。4. RFID 有源標簽電池需定時更換，你了解到用哪些方法可以延長電池的使用時間？（ 20）答案： 1. 增加電池容量，但這樣卡片厚度會應電池厚度增加而增加。2. 收發(fā)頻段采用不同頻段?？捎靡粋€射頻芯片收，一個射頻芯片發(fā)，頻段設為不同，會增加設計 成本，但可以減少更換電池的成本。6. 為甚么 2.4G RFID 芯片一般不用 PA（ 功放 ） 來增加傳輸距離，談談你的理解？（20）答案： 2.4G RFID 射頻輸出功率 0dbm 時傳輸距離可以到 10 米以上，可以滿足一般應用要求，如果 加上天線的增益 2.5db

4、m ，傳輸距離可以到 30 米，天線增益如果到 5dbm, 傳輸距離可以到 50 米。并且 2.4G PA 芯片價格較貴。1、 物聯網的定義 ：是通過各種信息傳感設備及系統（傳感網，射頻識別系統，紅外感應器，激光掃描器），條碼與二維碼，全球定位系統，按約定的通信協議，將物與物、人與物、人與人連接起來，通過各種接入網、 互聯網進行信息交換，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種信息網絡。核心是：每個物件都 可以尋址，每個物件都可以控制，每個物件都可以通信。2、物聯網的 自主體系 由：數據面，知識面，控制面各管理面組成。其自主特征是，由STP/SP 協議棧和智能層取代了傳統的 TCP/IP

5、 協議棧。EPC 體系 結構：主要由 EPC 編碼體系、射頻識別系統及信息網絡系統三個部分組成。UID 體系 是一個開放性的技術體系，目的是為了建立和普及自動識別物品所需的基礎性技術，實現計算無處 不在。3、物聯網體系結構 架構原則 ：多樣性、時空性、互聯性、擴展性、安全性、健壯性。4、物聯網的 硬件平臺 ：可由傳感網（感知節(jié)點（數據采集、控制）各末稍網絡（匯聚節(jié)點、接入網關） ）、 核心承載網、信息服務系統組成。軟件平臺 ：數據感知系統軟件、中間件系統軟件、網絡操作系統（嵌入式系統）以及物聯網管理和信息中心 的管理信息系統。5、關鍵技術 ：感知技術、網絡通信技術、數據融合與智能技術、云計算6

6、、狹義云計算是指 IT 基礎設施的交付和使用模式， 指通過網絡網絡以按需、 易擴展的方式獲得所需的資源； 廣義云計算是指服務的交付和使用模式，指通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需的服務。7、傳感網技術是物聯網技術中一項格外重要的技術。物聯網正是通過遍布在各個角落和物體上的形形色色的傳感器節(jié)點以及由他們組成的傳感網，來感知整個物質世界的。物聯網與互聯網的業(yè)務是不同的，互聯網是 全球化的，只要計算機接入互聯網就與全球相連。物聯網是區(qū)域性的，它建設在互聯網之上，但并不是任何 人、任何物品都能接入的。8、射頻識別 （RFID ）是非接觸式的自動識別技術中的，它利用射頻信號及其空間耦合的傳輸特性實現對

7、靜 止或移動物品的自動識別。一個簡單的 RFID 由閱讀器、應答器、和電子標簽組成。主要特點： 通過電磁耦合方式來傳送識別信息， 不受空間限制， 可快速地進行物體跟蹤和數據交換。9、RFID 技術分類根據標簽的供電形式：有源式電子標簽、無源式電子標簽、半有源式電子標簽 根據標簽的工作頻率：低頻段電子標簽（ 30-300kHz ）適合近距離，低速度、數據量要求較少的識別應用中高頻段電子標簽（ 3-30MHz ，典型的是 13.56MHZ ）、超高頻與微波標簽 根據標簽的可讀性分類： 只讀（RO），可讀可寫 （RW）,一次寫入多次讀出 （WORM ）。根據標簽的工作方式分類：主動式、被動式、半主動

8、式10、應用：物流、交通、汽車、零售、身份識別、防偽11、RFID 的工作原理： 由讀寫器發(fā)射一特定頻率的無線電波能量給應答器，用以驅動應答器電路， 讀取應答器內部的 ID 碼。12、RFID 的 硬件組成 ：電子標簽、讀寫器、控制器和讀寫天線RFID 的 軟件組成 ：邊沿接口系統。 RFID 中間件、企業(yè)應用接口、應用軟件13、RFID 系統的工作原理：由讀寫器通過發(fā)射天線發(fā)送特定頻率的射頻信號，當電子標簽進入有效工作區(qū) 域時產生感應電流， 從而獲得能量被激活， 使得電子 標簽將自身編碼信息通過內置天線發(fā)射出去； 讀寫器的 接收天線接收到從標簽發(fā)送來的調制信號，經天線的調制器傳送到讀寫器信號

9、處理模塊，經解調和解碼后將 有效信息送到后臺主機系統進行相關處理 you 機系統根據邏輯運算識別該標簽的身份，針對不同的設定作出 相應的處理和控制，最終發(fā)出信號控制讀寫器完成不同的讀寫操作。14、RFID 系統分為 :電感耦合 （磁耦合） 系統和電磁反向散射耦合 （電磁場 耦合）系統15、標簽天線：雙偶極子天線：由兩個偶極子組成，大大降低了標簽的敏感性。疊偶天線由兩個或兩個以上 的直電導體并聯在一起構成，每導體半個波長。當兩個導體折疊時稱為 2 線折疊偶極子天線。 3 個導體折疊 時稱為 3 線折疊偶極子天線16、射頻收發(fā)模塊： （ skyemodule超高頻讀寫器模塊 和 cc1100）17

10、、RFID 系統面臨的安全攻擊：電子標簽數據的獲取攻擊、電子標簽和讀寫器之間的通信侵入、侵犯讀寫 器內部的數據、主機系統侵入18、傳感器定義 ：是一種能把特定的被測量信息按一定規(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。性能參數：閾值：即零位附近的分辨力，也就是指能使傳感器輸出端產生可測變化量的最小被測輸入量值。漂移：指一定時間間隔內傳感器輸出量存在著與被測輸入量無關的、不需要的變化，包括零點漂移與靈敏度 漂移。過載能力： 指傳感器在不致引起規(guī)定性能指標永久改變的條件下， 允許超過測量范圍的能力。穩(wěn)定性：指傳感器在具體時間內仍保持其性能的能力。重復

11、性： 指傳感器輸入量在同一方向做全量程內連續(xù)重復測量所得輸出/輸入特性曲線不一致的程度。 產生不一致的主要原因是傳感器的機械部分不可避免地存在著間隔、摩擦及松動等?？煽啃裕和ǔ０üぷ鲏勖?、平均無故障時間、保險期、疲勞性能、絕緣電阻、耐壓等指標。19、傳感器的分類方法：按被測量分類（按用途分類）如：機械量、熱工量、物性參量；按測量原理分類如：電阻式、電感式、電容式、壓電式、光電式、磁電式等；按信號變換特征分類： 結構型 （主要通過傳感器結構參量的變化實現信號的變換） 、物性型（得用敏感元件材 料本身物理屬性的變化來實現信號的變換）按能量關系分類： 能量轉換型 （傳感器直接由被測對象輸入能量使其

12、工作） ，能量控制型 （傳感器從外部獲得 能量使其工作，由被測量的變化控制外部供給能量的變化，如電阻式、電感式） 按工作原理分類：電學式傳感器（電阻式、電容式、電感式、磁電式、電渦流式）磁學式傳感器（利用鐵磁 物質的一些物理效應制成的，主要用于位移、轉矩等參數的測量）光電式傳感器、電勢型、電荷傳感器、半 導體傳感器、諧振式傳感器、電化學式傳感器。20、傳感器的應用：工業(yè)檢測和自動控制系統、汽車、家用電器、機器人、醫(yī)療用人體醫(yī)學、環(huán)境保護、航 空及航天、遙感技術21、我國從 20 世紀 60 年代開始傳感技術。22、傳感器主要發(fā)展趨勢： 1）將采用系列高新技術設計開發(fā)新型傳感器2）微型化與微功耗

13、 3）集成化與多功能化 4）智能化 5）數字化 6）網絡化23、傳感器組成 ：敏感元件、轉換元件和變換電路/傳感器的基本組成敏感元件轉換元件敏感元件：直接感受被測量，并輸出與被測量成確定關系的某一物理量的元件。轉換元件： 傳感器的核心元件， 以敏感元件的輸出為輸入， 反感知的非電量轉換成電信號輸出。24、電阻式 傳感器：是一種把被測量參量轉換為電阻變化的傳感器。常用的有：電位器式、電阻應變式、熱 敏效應式。25、壓電式 傳感器：以具有壓電效應的元件作為轉換元件的有源傳感器。優(yōu)點：體積小、重量輕、工作頻帶 寬、靈敏度和精確度高。原理：當壓電晶體片受力時，在晶體片的兩表面出現等量的正負電荷，晶體片

14、的兩表面相當于一個電容的兩個極板， 兩極板之間的物質相當于電容極板間的介質， 因而壓電晶體片在工作時就等效一只平行板介質電容。C=A.表示壓電材料的介電常數， A 表示壓電晶體片工作面的面積， 表示極板間距（晶片厚度 m）U=q/C（P89-P90） 電壓晶片兩片 : 串聯時（電荷不變，電壓為單片的 2 倍，電容為單片的 1/2 倍） 并聯時（電荷為單片的 2 倍，電壓不變，電容為單片的 2 倍）26、壓電效應：當沿著一定方向受到壓力或者拉力作用而發(fā)生形變時，其兩個表面會產生符號相反的電荷； 當外力去掉時， 它們又重新回到不帶電的狀態(tài)； 當受力方向變化時， 電荷的極性也隨著變化。 （ P88）

15、 27、磁電式 傳感器：利用電磁感應原理將被測量轉換成電信號。 （ P90）分為動圈式和磁阻式兩大類。28、光纖式 傳感器原理：將來自光源的光經過光纖送入調制器，使待測參數與進入調制區(qū)的光相互作用后， 導致光的光學性質發(fā)生變化，成為調制的信號光，再經過光纖送入光探測呂，經解調器解調后，獲得被測參數。分類：導光型（簡稱 NFF ，使用多模光纖）和傳感型（多使用單模光纖）。特點：不受電磁場的干擾；絕緣性高；防爆性能好，體積小、重量輕、耐高壓、耐腐蝕；信息傳輸量大、導 光性能好、靈敏度高；光纖細而柔軟，可制得非常小巧。29、無線通信：是利用電磁波信號在自由空間中傳播的特性進行信息交換的一種通信方式。

16、 無線通信網：由一系列無線通信設備、信道和標準組成的有機整體，使與之相連的用戶終端設備可以在任何 地點進行有意義的信息交流。30、蜂窩移動通信 ：由于分配給移動通信的帶寬有限， 必須用空間的分區(qū)來加以補償， 將通信空間劃分成許 多通信小區(qū)，常用六邊形表示。是移動通信的主流。31、現代無線通信系統是點到多點的系統，其主要特點是多個移動終端對基站進行通信或與基站并行通信。 有頻分多址 FDMA 、時分多址 TDMA 、碼分多址 CDMA 。32、支持無線通信網絡的 技術標準 主要有 IEEE802.15.4 、藍牙技術、 Home RF、IEEE802.11 、IEEE802.16， IEEE80

17、2.15.4 是針對低速無線個人區(qū)域網絡制訂的標準； 藍牙技術， 是愛立信為尋找蜂窩電話和 PDA 而創(chuàng)立。 Home RF主要用于家庭無線網， 數據傳輸速率比較低； IEEE802.11是無線局域網系列標準。 IEEE802.16 針對 寬帶無線接入和分組交換城域網提出的。33、IEEE802.15.4 為無線個域網（ WPAN ）技術標準。覆蓋范圍：半徑10m 內。IEEE802.11 無線局域網（ WLAN ）技術標準，覆蓋范圍 10-300m，WiFi 適于具有較大突發(fā)性的業(yè)務，最高 速率 54Mb/sIEEE802.16 標準為無線城域網（ WMAN ）技術標準，覆蓋范圍 50KME

18、EE802.20 哦移動寬帶無線接入（ MBW A ），34、1G：采用模擬語音調制技術和頻分多址，傳輸速率：2.4Kb/s2G ：數字時分多址及碼分多址，傳輸速率： 9.6Kb/s3G ：繞線機以 WCDMA 、cdma2000 、TD-SCDMA 為代表的高速數據傳輸的蜂窩移動通信技術。傳輸速率： 2Mb/s35、三網融合：電信網、廣播電視網和互聯網。目的：加強網絡互聯互通和資源共享，避免低湖上一水平重 復建設，形成適應性廣、容易維護、費用低的高速寬帶多媒體基礎平臺。36、ZigBee: 一種新興的近距離、低速率、低功耗的雙向無線通信技術，也是ZigBee 聯盟所主導的傳感網技術標準。37

19、、IEEE802.15.4 標準協議結構（ P122）IEEE802.15.4 標準特點：低速率、低功耗和短距離傳輸。采用帶沖突避免的載波偵聽多路訪問機制CSMA/CA 監(jiān)聽多路； 網絡拓撲結構可以是星狀網或點對點對等網。38、ZigBee 協議結構建立于 IEEE802.15.4 之上 （ P125）ZigBee 網絡配置： WPAN 中包括兩種無線設備：全功能設備（FFD）和精簡功能設備（ RFD ）.。其中FFD 可以和 FFD、 RFD 通信，而 RFD 只能各 FFD 通信。ZigBee 中每個協調點最多 可連接 255個點，一個 ZigBee 網絡最多可容納 65535個點。Zig

20、Bee 的網絡拓撲結構 ：星狀網、網狀（ Mesh ）網和混合網。39、IEEE802.11a：工作頻率為 5.8GHZ ，最大原始數據傳輸率為 54Mb/sIEEE802.11b: 載波頻率為 2.4GHZ ，可提供 1Mb/s 、2Mb/s 、5.5Mb/s 、11Mb/s 的多重傳輸速率。IEEE802.11g: 載波頻率為 2.4GHZ, 原始數據傳輸率為 54Mb/s.40、接入點（ AP）、基本服務集（ BSS），擴展的服務集（ ESS）IEEE802.11 定義了三種節(jié)點： 無轉移、 BSS轉移（節(jié)點可以在同一個 ESS中的不同 BSS 之間移動）、ESS 轉移（節(jié)點從一個 ES

21、S的 BSS移動到時另一個 ESS的BSS）IEEE802.11 定義了三種幀：管理幀、控制幀和數據幀。 （P135-137 ）41、IEEE802.11 協議使用了載波偵聽多路訪問 /沖突避免（CSMA/CA ）技術 . （P138）CSMA/CA 基本思想是：發(fā)送端激發(fā)接收端，使其發(fā)送一個短幀，接收端周圍的節(jié)點會偵聽到時這個短 幀，從而使得它們在接收端有數據幀到來期間不會發(fā)送自己的幀。41、為了盡量避免沖突， IEEE802.11 還規(guī)定了 3 種不同的幀間間隔（ IFS）。SIFS,即短 IFS,典型的數值只 有 10s;RIFS,即點協調功能 IFS,比 SIFS 長，在 PCF 方式

22、中輪詢時使用； DIFS ，即分布協調功能 IFS,是最長 的 IFS,其典型數值為 50 s，主要用于 DCF 方式。42、為了盡量減少沖突， IEEE802.11 設計的 MAC 子層包括兩個子層： 低子層稱為分布式協調功能 （ DCF）， 高子層稱為點協調功能（ PCF）第五章1、傳感網：2、傳感網基本功能：協作地感知、采集、處理、發(fā)布感知信息。3、傳感網基本組成 ：由分布式傳感器節(jié)點、匯聚節(jié)點、互聯網和遠程用戶管理節(jié)點組成。4 傳感器節(jié)點： 4 部分組成 負責數據采集的感知模塊、數據處理和存儲模塊、無線通信模塊、節(jié)點供電的電 源供給模塊。5、匯聚節(jié)點：此節(jié)點的處理能力、通信能力、存儲能

23、力比傳感器節(jié)點更強，它連接傳感器與互聯網等，實現2 種協議棧協議之間的轉換， 同時發(fā)布管理節(jié)點的檢測任務， 并將收集到的數據轉發(fā)到外部網絡上。6、傳感網的特點： （1）傳感器節(jié)點數目大，密度高，采用空間位置尋址； （ 2）傳感器節(jié)點的能量、計算能力 有限和存儲容量有限； （ 3）傳感網的拓撲結構易變化，具有自組織能力；（ 4）傳感網具有自動管理和高度協作性；（ 5）傳感器節(jié)點具有數據融合的能力； （6）傳感網是以數據為中心的網絡（ 7）傳感網存在諸多安全威 脅（ 8）傳感網與現有的無線網具有明顯的區(qū)別。7、傳感網的研究與發(fā)展：研究的主要內容是 1、體系結構 2、網絡安全 3、協議機制 （包括

24、MAC 協議 路由協議 拓撲控制 功率控制 時間同步 覆蓋與連通） 4、通信技術（短程無線通信匯聚節(jié)點鏈路） 5、嵌入式系統（硬件 軟件設計） 6、信號處理（數據融合 定位跟蹤） 7、應用研究8、傳感網協議體系結構 3 部分組成（ 1）網絡通信協議模塊（ 2）傳感網管理模塊（ 3）應用支撐服務模塊。9、傳感網拓撲結構 1、平面網絡結構 （所有節(jié)點對等） 2、分級網絡結構 （有骨干節(jié)點） 3、混合網絡結構 （上 層和下層采用平面 上層和下層連接采用分級） 4、 Mesh 網絡結構 （對等 鄰居通信）10、傳感網的 關鍵技術1、網絡通信協議及功率控制： 傳感網協議負責使各個獨立的節(jié)點形成一個多跳的

25、數據傳輸網絡， 目前重 點是網絡層協議和數據鏈路層協議。網絡層路由協議決定監(jiān)測信息的傳輸路徑；數據鏈路層的介質訪問控制 用來構建底層的基礎結構，控制傳感器節(jié)點的通信過程和工作模式。2、網絡拓撲控制： 通過拓撲控制自動生成良好的網絡拓撲結構，能夠提高路由協議和 MAC 協議的效率，可以為數據融合、 時間同步、 節(jié)點定位等奠定基礎， 有利于節(jié)省節(jié)點的能量以及延長網絡的生存期。3、網絡安全技術： 包括機密性 點到點的消息認證 完整性鑒別 新鮮性 認證廣播和安全管理。4、時間同步技術：三種 RBS（ 基于接收者 -接收者的時鐘同步 ） TINY/MINI-SYNC （簡單的輕量級同步機 制） TPSN

26、（采用層次結構實現整個網絡節(jié)點的同步機制）5、定位技術：必須滿足自組織、健壯性、能量高效、分布式計算等要求。根據節(jié)點位置是否確定，傳感 器節(jié)點分為信標節(jié)點和位置未知節(jié)點。在傳感定位過程中，通常使用三邊測量法、三角測量法或極大似然估 計法確定節(jié)點位置。6、數據融合管理。 1）數據融合技術 能夠節(jié)省能量、提高信息準確度，但以犧牲延遲和魯棒性為代價。2）數據管理技術 集中式、半分布式、分布式以及層次式。7、嵌入式系統操作。 在這操作系統下， 多個應用可以并發(fā)地使用系統的有限資源。第6章1、數據融合 ：利用計算機技術對時序獲得的若干感知數據，在一定準則下加以分析、綜合，已完成所 需決策和評估任務二進行

27、的數據處理過程。2、數據融合研究的主要內容：數據對準數據相關 數據識別 感知數據的不確定性 不完整、不一致和虛假數據 數據庫 性能評估。3、數據融合的體系結構。分為 4 級處理： 1 級處理包括數據和圖像的配準、關聯、跟蹤和識別； 2 級處理包 括態(tài)勢提取、 態(tài)勢分析和態(tài)勢預測， 統稱態(tài)勢評估； 3 級處理軍事應用領域； 4 級處理優(yōu)化融合處理。4、數據融合的基本原理： （ 1）多個不同類型的傳感器采集觀測目標數據（2）對傳感器的輸出數據進行提取特征、提取代表觀測數據的特征矢量（ 3）對特征矢量進行模式識別處理，完成各傳感器關于目標的說明（4）將各傳感器關于目標的說明數據按同一目標進行分組，即

28、關聯 （5）利用融合算法將每一目標的各傳感器數據進行合成，得到該目標的一致性解釋與描述。第7章1、云計算 ：是一種計算模式， 它可以吧 IT 資源、數據和應用以服務的方式通過網絡提供給用戶。2、適于云計算的 瀏覽器 ：Google 的 Chrome 瀏覽器（界面風格：標簽頁、地址欄、隱身模式；主要特性：快 速、多進程的架構、隱私和安全） 、火狐瀏覽器以及 Internet explorer83、在線辦公軟件服務 google 文檔（ google docs）。是一款開源的、基于 web 的字處理、電子表格和演示文稿 程序， 屬于 google 企業(yè)套件 google apps 之一。 Goog

29、le docs 功能： 1）docs 是 google 輕量級的在線辦公軟件， 它使用戶能夠在線創(chuàng)建和編輯文件，并與其他用戶實時協作。2）推出了文檔編輯、電子表格、幻燈片演示、日程管理等多個功能的編輯模塊，能夠代替微軟 office 相應的一部分功能。 3）對用戶來說，簡單易用，只需 創(chuàng)建一個 google 賬戶，即可隨時隨地通過互聯網實現在線辦公。4、google docs 使用 1）登陸 http： / 在頁面首先創(chuàng)建 google 賬戶 2）登陸賬戶可以得到在線創(chuàng)建文件， 也可以通過上傳現有文檔來在線閱讀、 編輯、 修改、 存儲。5、google app engine 服務功能：可以讓用

30、戶在 google 基礎構架上運行自己定義的網絡應運程序。提供在appspot。 Com 域上免費域名為應用程序提供服務，用戶也可以使用 google apps從自己的域提供服務。此包括用于與 google 賬戶集成 的服務 API 。 提供了集成的應用程序環(huán)境， 即使在重載荷數據量極大地情況下， 也可以輕松構建安全運行的 應用程序。6、創(chuàng)建應用進程步驟： 1）創(chuàng)建域名。 2）開放應用程序 3）上傳應用程序 4）監(jiān)測統計7、web 中的 windows live 功能組件 1）windows live messenger2）windows live Hotmail 3）windows live

31、 Mail 4） windows live SkyDrive 5 ）照片庫 6）windows live 群8、skydrive 提供的服務：個人文件夾 共享文件夾 密碼保護 直接連接第八章1、物聯網 技術核心 ：利用各種通信設備和線路連接設備將發(fā)布在不同地理位置、功能各異的物品連接起來， 用功能完善的軟件系統包括通信協議實現數據傳輸及資源共享。2、Internet of things3、物聯網設計原則 1）實用性和先進性原則 2）安全性原則 3）標準化、開放性和可擴展性原則4）可靠性與可用性原則4、設計步驟 1）用戶需求調查與分析 2）網絡系統初步設計 3）物聯網系統詳細設計 4）用戶和應用

32、系統設 計 5）系統測試和試運行5、基于 zigbee 技術的傳感網 。 Zigbee 是一種近距離、高可信度、大網絡容量的雙向無線通信技術，主要應 用于小范圍的基于無線通信的控制和自動化等領域。 Zigbee 中設備范圍全功能設備 （FFD ）和簡化功能設備 （RFD） 。Zigbee 技術由于具有成本低、功耗小、組網靈活、協議軟件較為簡單以及開發(fā)容易等優(yōu)點，被廣泛用于自動 監(jiān)測、無線數據采集等領域?；?zigbee 技術的 傳感網的組成 ： zigbee 感知節(jié)點 若干個具有路由功能的匯聚節(jié)點和 zigbee 中心網絡協調 器（具有自組網功能）網絡節(jié)點的硬件設計：感知節(jié)點硬件結構和網關節(jié)

33、點硬件結構。 不同的應用，網絡節(jié)點組成有所不同但都應有端節(jié)點和路由功能，一方面實現數據采集和處理另一方面實現 數據融合與路由。軟件設計：包括 RFD 和 FFD 程序且均包含初始化程序、發(fā)射程序、接受程序、協議棧配置、組網方式配置程序以及各處理層設置程序。不僅實現網絡的物理連接， 還6、物聯網系統集成主要目的： 用硬件設備和軟件系統將網絡各部分連接起來， 要求能實現用戶的相應應用需求，也就是應用方案。7、包括 2 部分： 1 是應用優(yōu)化技術 2 是多物聯網應用系統的中間件平臺技術3 中類型： 軟件集成 硬件集成 網絡系統集成 內容主要是軟硬件產品 技術集成和應用服務集成8、物聯網系統集成步驟（

34、 1）系統集成方案設計階段，具體包括：用戶組網需求分析、系統集成方案設計、 方案論證 3 個實施步驟（ 2）工程實施階段，包括：形成可行的解決方案、系統集成施工、網絡性能測試、工 程差錯糾錯處理、系統集成總結等步驟（3）工程驗收和維護階段，包括：系統驗收、系統維護和服務、以及項目總結等步驟。IoT 復習物聯網：1. 你如何理解物聯網？概念 1（MIT,1999）:物聯網把所有物品通過射頻識別技術與互聯網連接起來,實現智能化識別和管理。概念 2（ITU 物聯網報告 ,2005）:將各種信息傳感設備 ,如射頻識別裝置、 各種傳感器節(jié)點等 ,以及各種無線通信 設備與互聯網結合起來形成的一個龐大、智能

35、網絡,這樣 ,所有的物品都能夠遠程感知 ,并與現有網絡連接在一起 ,形成一個更加智能的生產生活系統 ,即物聯網生態(tài)系統。物聯網： 是一個基于互聯網、 傳統電信網等信息承載體， 讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現互聯 互通的網絡。2. 物聯網中典型的感知技術有哪些？二維碼， RFID ，傳感器，視頻采集，衛(wèi)星定位等3. 物聯網中需要利用的無線傳輸技術有哪些？短距無線傳輸（ WPAN ）技術： WPAN 目前主要技術是藍牙 （Bluetooth）、UWB（Ultra Wide Band） 與 Zigbee4. 請以典型的實例說明物聯網的應用。 第一章最后的應用舉例無線傳感器網絡：1、 什么是無

36、線傳感器網絡 無線傳感器網絡是由一組傳感器以 Ad-Hoc 方式構成的無線網絡，它由大量節(jié)點組成，密集地部署在被檢 測區(qū)域的內部或附近，各個傳感器節(jié)點的位置一般事先不確定，以便在環(huán)境惡劣的地理位置或災難現場隨機 部署。無線傳感器網絡匯集了傳感器技術、無線網絡通信和計算機技術。2、 無線傳感器網絡節(jié)點結構主要包括什么？ 數據采集模塊（ Sensors 和 A/D Convert ）； 數據處理和控制模塊： （CPU 、 Memory 和嵌入式操作系統等） 通信模塊（無線通信系統） 供電模塊（ Power Unit ） 定位系統（ LFS）、移動裝置（ Mobilizer ）、電源自供系統等。3、

37、無線傳感器網絡協議棧包括什么？ 應用層；傳輸層；網絡層；數據鏈路層；物理層能量管理平面；移動性管理平面；任務管理平面4、短距離無線通信技術包括哪里技術？舉出 4 中，并進行比較 第二章五大短程技術比較NFC 依附性太強；一方面， NFC 技術可以刺激藍牙、 Wi-Fi 等其他技術的發(fā)展 ; 另一面， NFC 技 術的最終實現也要依賴于這些技術。ZigBee 巨頭力挺前途難料BloueTooth 傳輸距離太短、信息安全安全問題Wi-Fi發(fā)展迅速、瓶頸猶存、高昂的價格讓消費者步不前UWB前途無量，受困 UWB 標準不統一5、WSN 支撐技術包括那些，并簡單介紹。 定位技術；同步技術；容錯技術；數據

38、融合技術；安全技術；網管技術6、舉例無線傳感器網絡的 2 種典型應用，并詳細描述。1使用 RSS方式定位的系統 該系統基于射頻接收信號強度 （ RSS）分析的三維位置感知方法， 實現小范圍內的定位。 SpotON（1999）2. 使用 TOA/TDOA 方式定位的系統Bat System（ 1999） 一種基于測距（ range-based）的定位技術。Cricket（ 2000）MIT 提出了一種融合 TDOA 和信號到達相位差的硬件解決方案 3混合定位系統CalamariCalamar 采用超聲波傳播時間（ TOA）和接收電信號強度（ RSS）方式定位AHLoS（ Ad Hoc Local

39、ization System）（ 2001 ）AHLoS使用 RSS進行接近情況探測， 同時使用 RF 和超聲波的收發(fā)時間進行 TDOA測量。4無需測距的定位系統UC Berkeley（2006）Trio 傳感器節(jié)點 多傳感器融合算法，使用空間相關性，融合后的二進制測量值提供更加精細的位置信息。融合后的 數據通過數據關聯的馬爾可夫 -蒙特卡羅算法（ Markov chain MonteCarlo Data Association - MCMCDA ） 跟 蹤未知個數的目標。7、無線傳感器網絡的特點及它與現有無線網絡的區(qū)別。 特點：大規(guī)模網絡；自組織網絡；動態(tài)性網絡；能量極其有限的網絡；與應用相

40、關的網絡；以數據為中 心的網絡。無線傳感器網絡與傳統數據網絡（ Internet ， WLAN）有著不同的技術要求，前者以數據處理為中心，而 后者以傳輸數據為目的。傳統網絡把所有和功能相關的處理都放在網絡的終端系統上，中間節(jié)點僅僅負責數 據分組的轉發(fā)；對于 WSNs 的每個 Sensor Node 既要感知事件、收發(fā)和轉發(fā)信息，還要能夠處理信息。8、列舉室內定位技術。 紅外室內定位技術； 藍牙室內定位技術； Wi-Fi 室內定位技術； UWB 室內定位技術；ZigBee 室內定位技術； RFID室內定位技術9、無線傳感器網絡中同步技術的基本思想，目前有哪些方法。 在傳感器網絡中，時間同步非常重

41、要保證節(jié)點間的協同工作 構成 TDMA (時分復用)調度機制 完成多傳感器節(jié)點的數據融合 利用時間序列監(jiān)測目標運動速度典型時間同步協議DMTS ( Delay Measurement Time Synchronization ) RBS ( Reference Broadcast Synchronization ) TPSN ( Timing-sync Protocol for Sensor Networks )HRTS ( Hierarchy Referencing Time Synchronization Protocol ) FTSP ( Flooding Time Synchroniz

42、ation Protocol ) GCS ( Global Clock Synchronization ) 具體：DMTS ( Delay Measurement Time Synchronization )MAC 層時間戳技術和平臺直接相關，給出了在 Mica2 平臺下的實現 基本同步原理發(fā)送者 -接收者同步 單個報文中包括多個時間戳(在報文的不同位置) 根據單個報文中的多個時間戳，可對中斷等待時間進行補償 對 clock skew 的補償仍采用最小二乘法RFID 技術：1. RFID 系統由哪幾部分組成？各部分的主要功能是什么？ 電子標簽由天線和專用芯片組成。閱讀器(讀寫器)通過天線與 R

43、FID 電子標簽進行無線通信，可以實現對標簽識別碼和內存數據的讀出 或寫入操作。天線：在標簽和讀取器間傳遞射頻信號。 計算機系統：完成各種基于 RFID 的應用2. 電感耦合和反射散射 RFID 系統的工作原理分別是什么？ 電感耦合： Tag 的能量供給；工作距離： 1m 以下；工作頻率： 13.56MHz ， reader ：負載調制； Tag上二進制編碼值控制 S的通斷； L2上電流的變化引起 L1 上電壓的變化；Reader 識別該電壓變化，產生信息；屬于振幅調制reader - Tag 數據傳輸： ASK 數字調制方式 反射散射：反向散射源于雷達技術；電磁波遇到空間目標時，能量的一部分

44、被物體吸收，另一部分以不 同強度被散射到各個方向；散射的能量中，一部分反射到發(fā)射天線，并被接收和識別，即可獲得目標的有關 信息。工作頻率： UHF 和 MW ；工作距離： 1mTag 的能量供給： Reader 發(fā)射的功率 P1 衰減后到達 tag，tag 吸收該功率 P1，整流后供電ASKTag- Reader ：反光鏡原理， tag 通過 “天線開關 ”控制天線的阻抗，改變天線的反射系數，實現類似 的數字調制。3. LF 、HF、UHF 系統的各自特點是什么？為什 UHF 系統得到越來越大的重視？相關標準 工作頻率工作方式閱讀距離數據傳輸 應用方向高頻HF RFID標準及應用IS0/IEC

45、14443, ISO/IEC18000-3 頻率范圍為3MHz -30MHz。典型工作頻率有：1356MHz電感耦合，標簽需位于閱讀器天線輻射的近場區(qū)內一般情況下小于1米中速數據傳輸門禁、身份證、電子車票、電子閉鎖:超高頻UHF RFID標準及應用相關標準ISO/IEC18000-4. -5、 -6、 -7工作頻率433MHz, 862 (902)-960MHz, 2.45GHz, 5.8GHz工作方式電磁耦合，標簽位于閱讀器天線輻射的遠場區(qū)內閱讀距離閱讀距離一般大于lm,典型情況為4-6m,最大可 達10m以上數據傳輸可以承載更高的數據傳輸速率，更適合快速、大 容量高效的物品識別應用方向移動

46、車輛識別、電子身份證、倉儲物流應用、海 量物品快速識別4. UHF Gen2 標簽的存儲區(qū)分為幾類？各存貯那些信息？5. 簡述 EPC 系統的組成DTN ：1 傳統 TCP/IP 網絡對網絡環(huán)境有什么依賴的假設條件 ？依賴的假設條件 收發(fā)節(jié)點之間必須存在持續(xù)的端到端的路徑 任意收發(fā)節(jié)點對之間的 RTT 較小且相對一致 通信鏈路誤碼率及丟包率低雙向速率基本一致TCP/IP 網絡并不是放之四海而皆準 地址與標示？移動 IP 地址足夠嗎？ IPV6能表示物聯網的節(jié)點？地址的分裂、聚合2 DTN 網絡的特征是什么 ？ 它的路由機制要以哪種模式工作？ 特征：網絡延時大， 連接不穩(wěn)定， 非對稱的鏈路傳輸速

47、率， 數據傳輸的高誤碼率和差錯率。為了在間歇性連通的網絡中實現節(jié)點通信， DTN 網絡中的路由機制以 “存儲 -攜帶-轉發(fā)”的模式工作。在 這種模式中，當路由表中不存在去往目標節(jié)點的下一跳節(jié)點時，消息將在當前節(jié)點上緩存，并隨著當前節(jié)點 的移動以等待合適的轉發(fā)機會。3 DTN 網絡中的接觸 contact 指什么？ 有哪幾種？接觸 contact 表示一次通信機會，在間歇性連接網絡中，兩個節(jié)點之間出現一條可以通信的連接? 間歇可預定的? 間歇偶然的? 間歇可預測的，適用概率預測4 對比一下直接傳輸與傳染路由這兩種路由機制的不同。 直接傳輸是一種單副本的路由，傳染路由是一種多副本的路由。? 單副本

48、的好處是節(jié)省網絡資源，多幅本則過多消耗了網絡資源。? 綜合這兩者的混合路由，既節(jié)省網絡資源，同時減少網絡端到端時延。5 DTN 路由目標是什么？與傳統的 Internet 網絡相同嗎？與傳統 Internet 以 最小跳數、最短路徑 為路由目標不同 ,DTN 中不同的應用場景可能具有不同的目標 主要有 最小化傳輸延遲、最大化消息分發(fā)概率以及最小化緩沖、網絡帶寬和能量消耗 等目標 .6 簡述一下 DTN 網絡中的束 bundle 、保管傳輸 custody transfer 。束 bundle? DTN 的基本數據單元， bundle 疊加于傳輸層之上， 不是原來的分組報文。? bundle 由

49、多個報文存儲聚合并進行傳輸 ,以降低對端到端連接的需求保管傳輸 custody transfer? custody transfer 指消息從一個 DTN 節(jié)點傳輸到下一個 DTN 節(jié)點，是一種可靠的傳輸? 即當消息從節(jié)點 A 傳遞到節(jié)點 B 時 ,節(jié)點 B 必須確保將消息傳遞到目標節(jié)點或者消息超時丟棄,或者將保管傳輸的責任委托給下一個節(jié)點C,否則不能刪除該消息CPS：1. GPS 定位系統由那些部分組成？A.空間部分由24 顆工作衛(wèi)星組成 ,位于距地表 20 200km 的上空 ,均勻分布在 6 個軌道面上 （每個軌道面 4 顆） ,軌道傾 角為 55；4 顆有源備份衛(wèi)星在軌運行；衛(wèi)星的分布

50、使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到 4 顆以上的 衛(wèi)星 ,并能保持良好定位解算精度的幾何圖象。B地面控制部分地面控制部分由一個主控站， 5 個全球監(jiān)測站和 3 個地面控制站組成。 監(jiān)測站均配裝有精密的銫鐘和能 夠連續(xù)測量到所有可見衛(wèi)星的接受機。 監(jiān)測站將取得的衛(wèi)星觀測數據 ,包括電離層和氣象數據 ,經過初步處理后 傳送到主控站。 主控站從各監(jiān)測站收集跟蹤數據，計算出衛(wèi)星的軌道和時鐘參數 ,然后將結果送到 3 個地面 控制站。地面控制站在每顆衛(wèi)星運行至上空時，把這些導航數據及主控站指令注入到衛(wèi)星。這種注入對每顆 GPS 衛(wèi)星每天一次 ,并在衛(wèi)星離開注入站作用范圍之前進行最后的注入。C用戶設備

51、部分 當接收機捕獲到跟蹤的衛(wèi)星信號后,即可測量出接收天線至衛(wèi)星的偽距離和距離的變化率,解調出衛(wèi)星軌道參數等數據根據這些數據 ,接收機中的微處理計算機就可按定位解算方法進行定位計算,計算出用戶所在地理位置的經緯度、高度、速度、時間等信息。接收機硬件和機內軟件以及 GPS 數據的后處理軟件包構成完整的 GPS 用戶設備。 接收機的結構分為天線單元和接收單元兩部分，采用機內和機外兩種直流電源。2. 傳感器網絡中目標定位跟蹤主要分為哪些類別？3. 視頻傳感器網絡中目標跟蹤應用分為哪幾個階段，每個階段需要進行那些工作？ 部署階段：部署視頻傳感器節(jié)點的監(jiān)控區(qū)域。探測階段：使所有的傳感器節(jié)點處于探測模式將消

52、耗過多能量；從部署節(jié)點中選擇部分節(jié)點處于探測模 式，使得保障探測質量的同時最小化探測節(jié)點的數目定位階段：定位精度與能量消耗的矛盾；定位質量將隨著不同節(jié)點觀測值數目的增加而提高；大量視頻 傳感器節(jié)點獲取并傳輸觀測值將減少視頻傳感器網絡的壽命。跟蹤階段：每隔一定的時間間隔就要根據目標的運動軌跡選擇合適的節(jié)點處于定位狀態(tài)，協同地估計目 標位置。4. CPS(cyber physical system) 的概念是什么？集計算、通信和控制能力于一體的信息物理融合系統( Cyber-physical Systems ，CPS)，實現開放、動態(tài)、可控、閉環(huán)的計算和服務支持。CPS 是一類將數字化、網絡化系統

53、與物理過程密切整合的設備系統CPS 的概念最早是由美國國家基金委員會在 2006 年提出，被認為有望成為繼計算機、互聯網之后 世界信息技術的第三次浪潮核心： 3Cs ( Computation 、Communication 、Control) 的融合?！癈PS，從廣義上理解，就是一個在環(huán)境感知的基礎上，深度融合了計算、通信和控制能力的可控 可信可擴展的網絡化物理設備系統，它通過計算進程和物理進程相互影響的反饋循環(huán)實現深度融合和實 時交互來增加或擴展新的功能，以安全、可靠、高效和實時的方式監(jiān)測或者控制一個物理實體。 CPS 的 最終目標是實現信息世界和物理世界的完全融合， 構建一個可控、 可信、

54、 可擴展并且安全高效的 CPS 網 絡，并最終從根本上改變人類構建工程物理系統的方式。 ” 何積豐院士5. 發(fā)展 CPS 主要面臨哪些挑戰(zhàn)？物聯網信息處理：1、什么是信息？ 香農認為：信息是有秩序的量度，是人們對事物了解的不確定性的消除或減少。信息是對組織程度的一 種測度，信息能使物質系統有序性增強，減少破壞、混亂和噪音。從信息科學的角度來看， 信息的含義則更為深刻和廣泛， 它是不能等同于數據、 消息、 信號的。 自己定義信息！2、信息的基本特性？ 信息的普遍性、無限性和客觀性；信息的可共享性；信息的可存儲性；信息的可傳輸性；信息的可擴散 性；信息的可轉換性；信息的可度量性；信息的可壓縮性3、

55、物聯網信息的常見形態(tài)？ 標簽數據 , 多媒體數據。4、傳感器信息融合的一般方法有哪些？ 嵌入約束法、證據組合法、人工神經網絡法。5、物體識別方法中圖匹配法的基本原理？圖匹配法 (Graph matching)當且僅當 P(n)與 P (n)對某一給定的相似性量度相似時，形成一對配對(assignment)；若兩幅圖 G和 G的節(jié)點具有一對一的配對， 使得所有配對相互兼容， 就稱這兩幅圖是同構 (isomorphic) 的。若(n,n )為一配對，仍要求 P(n)=P (n )。如果 G的子圖與 G 的子圖同構， 稱圖 G 與G為亞同構 (subisomorphic) 的。云計算：1，用你自己的語言定義一下什么是云計算。狹義云計算提供資源的網絡被稱為 “云 ”。 “云 ”中的資源在使用者看來是可以無限擴展的，并且可以隨時獲取，按需 使用，隨時擴展，按使用付費。這種特性經常被稱為