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1、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)總復(fù)習(xí)2考試題型1. 單項(xiàng)選擇題(本大題共24小題,每小題1分,共24分)2. 判斷題(本大題共12空,每空1分,共12分)3. 名詞解釋(本大題共6小題,每小題4分,共24分) 4. 問(wèn)答題(本大題共3小題,每小題8分,共24分)5. 論述題(本大題共1小題,每小題16分,共16分)考試范圍:第1章第10章3第1章 物聯(lián)網(wǎng)概述簡(jiǎn)述物聯(lián)網(wǎng)的定義。簡(jiǎn)述物聯(lián)網(wǎng)的三個(gè)特征。簡(jiǎn)述對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識(shí)有哪些誤區(qū)?簡(jiǎn)述物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。名詞解釋:IOT、ITU、SOA4第1章 物聯(lián)網(wǎng)概述物聯(lián)網(wǎng)英文名稱為“Internet of Things”,由美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)Auto-ID的Kevin
2、 Ashton教授于1999年提出IBM公司提出了“智慧地球”的構(gòu)想物聯(lián)網(wǎng)定義:通過(guò)射頻識(shí)別RFID裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進(jìn)行信息交換和通信,以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。5第1章 物聯(lián)網(wǎng)概述物聯(lián)網(wǎng)的三大特征全面感知:利用RFID、傳感器、二維碼等隨時(shí)隨地獲取物體信息可靠傳遞:通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合,將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞給用戶智能處理:利用云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘以及模糊識(shí)別等人工智能技術(shù),對(duì)海量的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理,對(duì)物體實(shí)施智能化的控制物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)特點(diǎn)是:海量、多態(tài)、關(guān)聯(lián)6第1章 物聯(lián)網(wǎng)概
3、述物聯(lián)網(wǎng)認(rèn)識(shí)方面的誤區(qū) 誤區(qū)之一,把傳感器網(wǎng)絡(luò)或RFID網(wǎng)等同于物聯(lián)網(wǎng)誤區(qū)之二,把物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)成互聯(lián)網(wǎng)的無(wú)邊無(wú)際的無(wú)限延伸,把物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)成所有物的完全開(kāi)放、全部互連、全部共享的互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)誤區(qū)之三,認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)就是物物互聯(lián)的無(wú)所不在的網(wǎng)絡(luò),因此認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)是空中樓閣,是目前很難實(shí)現(xiàn)的技術(shù)。 誤區(qū)之四,把物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)成個(gè)筐,什么都往里裝;基于自身認(rèn)識(shí),把僅僅能夠互動(dòng)、通信的產(chǎn)品都當(dāng)成物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。7第1章 物聯(lián)網(wǎng)概述SOA:Service-Oriented Architecture,面向服務(wù)的體系架構(gòu),是一種松耦合的軟件組件技術(shù),它將應(yīng)用程序的不同功能模塊化,并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的接口和調(diào)用方式聯(lián)系起來(lái),實(shí)現(xiàn)快速可重用的
4、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和部署。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展主要面臨五個(gè)主要技術(shù)問(wèn)題:技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題 安全問(wèn)題協(xié)議問(wèn)題 IP地址問(wèn)題終端問(wèn)題8第2章 物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)簡(jiǎn)述物聯(lián)網(wǎng)的框架結(jié)構(gòu)。物聯(lián)網(wǎng)感知識(shí)別層的主要作用是什么?物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層通常使用的網(wǎng)絡(luò)形式有哪幾種?物聯(lián)網(wǎng)管理服務(wù)層的主要技術(shù)有哪些?9第2章 物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu):感知識(shí)別層、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層、管理服務(wù)層、綜合應(yīng)用層感知層是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和應(yīng)用的基礎(chǔ),RFID技術(shù)、傳感和控制技術(shù)、短距離無(wú)線通信技術(shù)是感知層的主要技術(shù)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層存在各種網(wǎng)絡(luò)形式,通常使用的網(wǎng)絡(luò)形式有:互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線寬帶網(wǎng)、無(wú)線低速網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)管理服務(wù)層解決數(shù)據(jù)如何存儲(chǔ)(數(shù)據(jù)庫(kù)與海量存儲(chǔ)技術(shù))、如何檢索(搜
5、索引擎)、如何使用(數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí))、如何不被濫用(數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù))等問(wèn)題。10第3章 標(biāo)識(shí)技術(shù)條形碼分為幾種,請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明每種條形碼的特點(diǎn)。簡(jiǎn)述IC卡的工作原理。簡(jiǎn)述有哪些生物特征識(shí)別技術(shù)?11第3章 標(biāo)識(shí)技術(shù)條形碼或者條碼(barcode)是將寬度不等的多個(gè)黑條和空白,按一定的編碼規(guī)則排列,用以表達(dá)一組信息的圖形標(biāo)識(shí)符一維條形碼只是在一個(gè)方向(一般是水平方向)表達(dá)信息,而在垂直方向則不表達(dá)任何信息優(yōu)點(diǎn)是:編碼規(guī)則簡(jiǎn)單,條形碼識(shí)讀器造價(jià)較低缺點(diǎn)是:數(shù)據(jù)容量較小,一般只能包含字母和數(shù)字;條形碼尺寸相對(duì)較大,空間利用率較低,條形碼一旦出現(xiàn)損壞將被拒讀二維條形碼是在水平和垂直方向的二維空間存
6、儲(chǔ)信息優(yōu)點(diǎn):信息容量大、譯碼可靠性高、糾錯(cuò)能力強(qiáng)、制作成本低、保密與防偽性能好12第3章 標(biāo)識(shí)技術(shù)IC卡工作的基本原理是:射頻讀寫(xiě)器向IC卡發(fā)一組固定頻率的電磁波,卡片內(nèi)有一個(gè)IC串聯(lián)諧振電路,其頻率與讀寫(xiě)器發(fā)射的頻率相同,這樣在電磁波激勵(lì)下,LC諧振電路產(chǎn)生共振,從而使電容內(nèi)有了電荷;在這個(gè)電荷的另一端,接有一個(gè)單向?qū)ǖ碾娮颖?,將電容?nèi)的電荷送到另一個(gè)電容內(nèi)存儲(chǔ),當(dāng)所積累的電荷達(dá)到2V時(shí),此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓,將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接受讀寫(xiě)器數(shù)據(jù)。13第3章 標(biāo)識(shí)技術(shù)生物識(shí)別技術(shù)就是,通過(guò)計(jì)算機(jī)與光學(xué)、聲學(xué)、生物傳感器和生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原理等高科技手段密切結(jié)合,利用人體固有的生理
7、特性,(如指紋、臉像、紅膜等)和行為特征(如筆跡、聲音、步態(tài)等)來(lái)進(jìn)行個(gè)人身份的鑒定基于生理特征的識(shí)別技術(shù):指紋識(shí)別、虹膜識(shí)別、視網(wǎng)膜識(shí)別、 面部識(shí)別、掌紋識(shí)別、手形識(shí)別、紅外溫譜圖、人耳識(shí)別、味紋識(shí)別、基因(DNA)識(shí)別基于行為特征的生物識(shí)別技術(shù):步態(tài)識(shí)別、擊鍵識(shí)別、簽名識(shí)別兼具生理特征和行為特征的語(yǔ)音識(shí)別14第4章 通信技術(shù)簡(jiǎn)述藍(lán)牙技術(shù)的規(guī)范和特點(diǎn)。簡(jiǎn)述ZigBee的主要特性。簡(jiǎn)述近距離無(wú)線通信NFC的主要特性。簡(jiǎn)述移動(dòng)通信的發(fā)展過(guò)程。名詞解釋:Bluetooth、ZigBee、CDMA、OFDM、M2M15第4章 通信技術(shù)典型的無(wú)線低速網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有藍(lán)牙Bluetooth(802.15.1協(xié)
8、議)紫蜂ZigBee(802.15.4協(xié)議)紅外近距離無(wú)線通信NFC16第4章 通信技術(shù)藍(lán)牙技術(shù)是一種支持設(shè)備短距離通信(一般10m內(nèi))的無(wú)線電技術(shù)。能在包括移動(dòng)電話、PDA、無(wú)線耳機(jī)、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無(wú)線信息交換。藍(lán)牙技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.15,頻帶2.4GHz,帶寬為1Mb/s以時(shí)分方式進(jìn)行全雙工通信基帶協(xié)議是電路交換和分組交換的組合距離:Class1為100m、Class2為10m、Class3為2-3m藍(lán)牙設(shè)備分主設(shè)備和從設(shè)備;主設(shè)備具有輸入端;藍(lán)牙匹配規(guī)則:主設(shè)備與主設(shè)備之間、主設(shè)備與從設(shè)備之間,是可以互相匹配在一起的;而從設(shè)備與從設(shè)備是無(wú)法匹配的17第4
9、章 通信技術(shù)ZigBee是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無(wú)線通信技術(shù)。主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進(jìn)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(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。ZigBee采用DSSS(直接序列擴(kuò)頻)技術(shù)調(diào)制發(fā)射,通訊距離在10-75m范圍。IEEE 802.15.4定義了兩個(gè)物理層標(biāo)準(zhǔn),分別是2.4GHz物理層和868/915MHz物理層。868MHz:一個(gè)信道,20kb/s傳輸速率915MHz:10個(gè)信道,40kb/s傳輸速率2.4GHz:16個(gè)信道,250kb/s傳輸速率18第4章 通信技術(shù)ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):星型網(wǎng)、網(wǎng)狀(
10、mesh)網(wǎng)和混合網(wǎng)無(wú)線設(shè)備:全功能設(shè)備(FFD)和精簡(jiǎn)功能設(shè)備(RFD)RFD只負(fù)責(zé)將采集的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給它的協(xié)調(diào)點(diǎn),并不具備數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、路由發(fā)現(xiàn)和路由維護(hù)等功能。RFD占用資源少,需要的存儲(chǔ)容量也小,成本比較低。至少存在一個(gè)FFD充當(dāng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)點(diǎn),即PAN協(xié)調(diào)點(diǎn)。PAN協(xié)調(diào)點(diǎn)負(fù)責(zé)建立新的網(wǎng)絡(luò)、發(fā)送網(wǎng)絡(luò)信標(biāo)、管理網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)以及存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)信息等FFD和RFD都可以作為終端節(jié)點(diǎn)加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)19第4章 通信技術(shù)ZigBee網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可分為三類:周期性數(shù)據(jù),例如傳感器網(wǎng)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù),這一類數(shù)據(jù)的傳輸速率根據(jù)不同的應(yīng)用而確定;間歇性數(shù)據(jù),例如電燈開(kāi)關(guān)傳輸?shù)臄?shù)據(jù),這一類數(shù)據(jù)的傳輸速率根據(jù)
11、應(yīng)用或者外部激勵(lì)而確定;反復(fù)性的、反應(yīng)時(shí)間低的數(shù)據(jù),例如無(wú)線鼠標(biāo)傳輸?shù)臄?shù)據(jù),這一類數(shù)據(jù)的傳輸速率是根據(jù)時(shí)隙分配而確定的。為了降低ZigBee節(jié)點(diǎn)的平均功耗,ZigBee節(jié)點(diǎn)有激活和睡眠兩種狀態(tài),只有當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)都處于激活狀態(tài)才能完成數(shù)據(jù)的傳輸。20第4章 通信技術(shù)NFC,Near Field Communication,近距離無(wú)線通訊技術(shù)。是一種短距離的高頻無(wú)線通信技術(shù),允許電子設(shè)備之間進(jìn)行非接觸式點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸交換數(shù)據(jù)。由免接觸式射頻識(shí)別(RFID)演變而來(lái),并向下兼容RFID。和RFID不同,NFC采用了雙向的識(shí)別和連接。在20cm距離內(nèi)工作于13.56MHz頻率范圍21第4章 通信技術(shù)NF
12、C技術(shù)原理NFC的設(shè)備可以在主動(dòng)或被動(dòng)模式下交換數(shù)據(jù)。在被動(dòng)模式下,啟動(dòng)NFC通信的設(shè)備,也稱為NFC發(fā)起設(shè)備(主設(shè)備),在整個(gè)通信過(guò)程中提供射頻場(chǎng)。它可以選擇106kbps、212kbps或424kbps其中一種傳輸速度,將數(shù)據(jù)發(fā)送到另一臺(tái)設(shè)備。另一臺(tái)設(shè)備稱為NFC目標(biāo)設(shè)備(從設(shè)備),不必產(chǎn)生射頻場(chǎng),而使用負(fù)載調(diào)制(load modulation)技術(shù),即可以相同的速度將數(shù)據(jù)傳回發(fā)起設(shè)備。 移動(dòng)設(shè)備主要以被動(dòng)模式操作,可以大幅降低功耗,并延長(zhǎng)電池壽命。電池電量較低的設(shè)備可以要求以被動(dòng)模式充當(dāng)目標(biāo)設(shè)備,而不是發(fā)起設(shè)備。22第4章 通信技術(shù)NFC技術(shù)優(yōu)勢(shì)NFC具有距離近、帶寬高、能耗低等特點(diǎn)。
13、NFC與現(xiàn)有非接觸智能卡技術(shù)兼容。NFC是一種近距離連接協(xié)議。NFC是一種近距離的私密通信方式。NFC在門禁、公交、手機(jī)支付等領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮著巨大的作用。 NFC還優(yōu)于紅外和藍(lán)牙傳輸方式。 23第4章 通信技術(shù)第一代移動(dòng)通信:模擬語(yǔ)音美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了高級(jí)移動(dòng)電話系統(tǒng)AMPSAMPS提出了“小區(qū)制”,“蜂窩單元”的概念,是第一種真正意義上的“蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)”,同時(shí)采用頻率復(fù)用(Frequency Division Multiplexing, FDM)技術(shù),解決了公用移動(dòng)通信系統(tǒng)所需要的大容量要求與頻譜資源限制的矛盾24第4章 通信技術(shù)第二代移動(dòng)通信:數(shù)字語(yǔ)音GSM移動(dòng)通信工作在900/1800
14、MHz頻段無(wú)線接口采用TDMA技術(shù),核心網(wǎng)移動(dòng)性管理協(xié)議采用MAP協(xié)議CDMA移動(dòng)通信工作在800MHz頻段,核心網(wǎng)移動(dòng)性管理協(xié)議采用IS-41協(xié)議無(wú)線接口采用窄帶碼分多址(CDMA)技術(shù)25第4章 通信技術(shù)第三代移動(dòng)通信技術(shù):數(shù)字語(yǔ)音與數(shù)據(jù)3G主要特征是可提供移動(dòng)寬帶多媒體業(yè)務(wù),包括高速移動(dòng)環(huán)境下支持144Kbps速率,步行和慢速移動(dòng)環(huán)境下支持384Kbps速率,室內(nèi)環(huán)境則應(yīng)達(dá)到2Mbps速率,同時(shí)保證高可靠服務(wù)質(zhì)量CDMA:Code Division Multiple Access,碼分多址,是在數(shù)字移動(dòng)通信進(jìn)程中出現(xiàn)的一種先進(jìn)的無(wú)線擴(kuò)頻通信技術(shù),它能夠滿足市場(chǎng)對(duì)移動(dòng)通信容量和品質(zhì)的高要求
15、,具有頻譜利用率高、話音質(zhì)量好、保密性強(qiáng)、掉話率低、電磁輻射小、容量大、覆蓋廣等特點(diǎn),可以大量減少投資和降低運(yùn)營(yíng)成本。 我國(guó)采用的3G標(biāo)準(zhǔn)分別是TD-SCDMA,WCDMA和CDMA200026第4章 通信技術(shù)第四代移動(dòng)通信:多媒體移動(dòng)通信4G是第四代移動(dòng)通信及其技術(shù)的簡(jiǎn)稱,是集3G與WLAN于一體并能夠傳輸高質(zhì)量視頻圖像以及圖像傳輸質(zhì)量與高清晰度電視不相上下的技術(shù)產(chǎn)品4G系統(tǒng)能夠以100Mbps的速度下載,比撥號(hào)上網(wǎng)快2000倍,上傳的速度也能達(dá)到20Mbps。4G系統(tǒng)主要是以正交頻分復(fù)用OFDM為技術(shù)核心。OFDM:Orthogonal Frequency Division Multipl
16、exing,正交頻分復(fù)用技術(shù)。其主要思想是:將信道分成若干正交子信道,將高速數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流,調(diào)制到在每個(gè)子信道上進(jìn)行傳輸。27第4章 通信技術(shù)M2M:Machine/Man-to-Machine/Man,是一種以機(jī)器智能交互為核心的、網(wǎng)絡(luò)化的應(yīng)用與服務(wù)。簡(jiǎn)單地說(shuō),M2M是指機(jī)器之間的互聯(lián)互通。廣義上來(lái)說(shuō),M2M可代表機(jī)器對(duì)機(jī)器、人對(duì)機(jī)器、機(jī)器對(duì)人、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)機(jī)器之間的連接與通信,它涵蓋了所有實(shí)現(xiàn)在人、機(jī)器、系統(tǒng)之間建立通信連接的技術(shù)和手段。M2M架構(gòu)包含五個(gè)部分:智能化機(jī)器:具備信息感知、信息加工能力的設(shè)備M2M終端:進(jìn)行信息的提取,傳送到通信網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò):信息傳送的通道中間
17、件:在通信網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用間起橋接作用應(yīng)用:對(duì)獲得數(shù)據(jù)進(jìn)行加工分析 28第5章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)RFID系統(tǒng)的基本組成部分是什么?簡(jiǎn)述EPC系統(tǒng)的組成。傳感器節(jié)點(diǎn)由哪幾部分組成? 簡(jiǎn)述云計(jì)算的基本概念和本質(zhì)特征。名詞解釋:RFID、EPC、PML、ONS、傳感器、WSN、云計(jì)算、PaaS、IaaS、SaaS29第5章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)RFID:無(wú)線射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification),俗稱電子標(biāo)簽,一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),它利用射頻信號(hào)及其空間耦合的傳輸特性,實(shí)現(xiàn)對(duì)靜止或移動(dòng)物品的自動(dòng)識(shí)別。RFID按標(biāo)簽供電方式分類:無(wú)源RFID標(biāo)簽和有源RFID標(biāo)簽RFID按使用頻率的不同
18、分為低頻LF:135kHz以下高頻HF:13.56MHz超高頻UHF:860MHz-960MHz微波MW:2.4GHz-5.8GHzRFID系統(tǒng)由標(biāo)簽、閱讀器和數(shù)據(jù)傳輸和處理系統(tǒng)三部分組成。30第5章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)電子標(biāo)簽與閱讀器之間通過(guò)耦合元件實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的空間(無(wú)接觸)耦合、在耦合通道內(nèi),根據(jù)時(shí)序關(guān)系,實(shí)現(xiàn)能量傳遞、數(shù)據(jù)交換。發(fā)生在閱讀器和電子標(biāo)簽之間的射頻信號(hào)的耦合類型有兩種。電感耦合:變壓器模型,通過(guò)空間高頻交變磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)耦合,依據(jù)的是電磁感應(yīng)定律。一般適合于中、低頻工作的近距離射頻識(shí)別系統(tǒng)。典型的工作頻率有:125kHz、225kHz和13.56MHz。識(shí)別作用距離小于1m,典型作用距離為
19、1020cm。電磁反向散射耦合:雷達(dá)原理模型,發(fā)射出去的電磁波,碰到目標(biāo)后反射,同時(shí)攜帶回來(lái)目標(biāo)信息,依據(jù)的是電磁波空間傳播規(guī)律。一般適合于高頻、微波工作的遠(yuǎn)距離射頻識(shí)別系統(tǒng)。典型的工作頻率有:433MHz,915MHz,2.45GHz,5.8GHz。作用距離大于1m,典型作用距離為3-l0m31第5章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)EPC:產(chǎn)品電子代碼(Electronic Product Code),為每一件單品建立全球的、開(kāi)放的標(biāo)識(shí)標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)對(duì)單件產(chǎn)品跟蹤與追溯 EPC碼由四個(gè)數(shù)字字段組成版本號(hào):表示產(chǎn)品編碼所采用的EPC版本域名管理:標(biāo)識(shí)生產(chǎn)廠商對(duì)象分類:標(biāo)識(shí)產(chǎn)品類型序列號(hào):標(biāo)識(shí)每一件產(chǎn)品EPC編
20、碼長(zhǎng)度分為三種:64位、96位、256位32第5章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)EPC系統(tǒng)由三個(gè)部分組成:EPC編碼體系EPC編碼RFID系統(tǒng)RFID標(biāo)簽RFID讀寫(xiě)器EPC信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)EPC中間件對(duì)象名稱解析服務(wù)(ONS)EPC信息服務(wù)(EPCIS)33第5章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)ONS:對(duì)象名稱解服務(wù)器(Object Naming Servicer),它用來(lái)把EPC碼轉(zhuǎn)化成IP地址,用來(lái)定位相應(yīng)計(jì)算機(jī)和完成相應(yīng)信息交互服務(wù)PML:實(shí)體標(biāo)識(shí)語(yǔ)言(Physical Markup Language),通常用來(lái)描述實(shí)物信息,如名稱、種類、性質(zhì)、生產(chǎn)日期、生產(chǎn)廠家信息、存放位置、使用說(shuō)明等。34第5章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)傳感器:是一種能把特
21、定的被測(cè)量信息按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用信號(hào)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。傳感器三部分組成:敏感元件:直接感受被測(cè)量,并輸出與被測(cè)量成確定關(guān)系的某一物理量的元件。轉(zhuǎn)換元件:是傳感器的核心元件,它以敏感元件的輸出為輸入,把感知的非電量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出變換電路:將電路參數(shù)接入轉(zhuǎn)換電路,轉(zhuǎn)換成電量輸出35第5章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)WSN:WirelessSensorNetwork,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò),是由大量部署在作用區(qū)域內(nèi)、具有無(wú)線通信與計(jì)算能力的微小傳感器節(jié)點(diǎn),通過(guò)自組織方式構(gòu)成的能根據(jù)環(huán)境自主完成指定任務(wù)的分布式智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)間距離很短,一般采用多跳(mu
22、lti-hop)的無(wú)線通信方式進(jìn)行通信傳感器,感知對(duì)象和觀察者構(gòu)成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)要素36第5章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通常包括傳感器節(jié)點(diǎn)(sensor node)匯聚節(jié)點(diǎn)(sink node)管理節(jié)點(diǎn)傳感器節(jié)點(diǎn)由四部分組成傳感器模塊:負(fù)責(zé)區(qū)域內(nèi)信息的采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理器模塊:負(fù)責(zé)控制整個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的操作,存儲(chǔ)和處理本身采集的數(shù)據(jù)以及其他節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)無(wú)線通信模塊:負(fù)責(zé)與其他傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無(wú)線通信,交換控制信息和收發(fā)采集數(shù)據(jù)能量供應(yīng)模塊:提供運(yùn)行所需的能量,通常采用微型電池37第5章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧物理層研究主要集中在傳輸介質(zhì)的選擇。數(shù)據(jù)鏈路層研究主要集中在MAC媒體訪問(wèn)控制協(xié)議
23、,該協(xié)議是保證WSN高效通信的關(guān)鍵協(xié)議之一,傳感器網(wǎng)絡(luò)的性能如吞吐量、延遲性完全取決于網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議,與傳統(tǒng)的MAC協(xié)議不同,WSN協(xié)議首先考慮能量節(jié)省問(wèn)題網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)路由的發(fā)現(xiàn)和維護(hù),遵照路由協(xié)議將數(shù)據(jù)分組,從源節(jié)點(diǎn)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到目的節(jié)點(diǎn),即尋找源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間的優(yōu)化路徑,然后將數(shù)據(jù)分組沿著優(yōu)化路徑正確轉(zhuǎn)發(fā)傳輸層主要負(fù)責(zé)將WSN的數(shù)據(jù)提供給外部網(wǎng)絡(luò),在實(shí)際應(yīng)用時(shí),通常會(huì)采用特殊節(jié)點(diǎn)作為網(wǎng)關(guān)38第4章 通信技術(shù)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征是:無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)包括了大面積的空間分布;能源受限制網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)配置,自動(dòng)識(shí)別節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)管理和高度協(xié)作性無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂凭W(wǎng)絡(luò)協(xié)議時(shí)間同步定位
24、技術(shù)數(shù)據(jù)融合嵌入式操作系統(tǒng)39第5章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在國(guó)內(nèi),云計(jì)算被定義為:“云計(jì)算將計(jì)算任務(wù)分布在大量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的資源池上,使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計(jì)算能力、存儲(chǔ)空間和各種軟件服務(wù)云計(jì)算的本質(zhì)特征包括:虛擬化,即把軟件、硬件等IT資源進(jìn)行虛擬化,抽象成標(biāo)準(zhǔn)化的虛擬資源,放在云計(jì)算平臺(tái)中統(tǒng)一管理,保證資源的無(wú)縫擴(kuò)展;多粒度和多尺度,即靈活的面對(duì)需求,提供不同的服務(wù);不確定性,因?yàn)樵朴?jì)算是一個(gè)人參與的計(jì)算,是群體智能的體現(xiàn),表現(xiàn)出自然界不確定性特征;軟計(jì)算,即如何讓網(wǎng)絡(luò)明白一些定量、定性的轉(zhuǎn)換,如一些大約的量詞等。40第5章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)云計(jì)算的主要服務(wù)形式有: SaaS:Software as a
25、 Service,軟件即服務(wù),服務(wù)提供商將應(yīng)用軟件統(tǒng)一部署在自己的服務(wù)器上,用戶根據(jù)需求通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)向廠商訂購(gòu)應(yīng)用軟件服務(wù),服務(wù)提供商根據(jù)客戶所定軟件的數(shù)量、時(shí)間的長(zhǎng)短等因素收費(fèi),并且通過(guò)瀏覽器向客戶提供軟件的模式。PaaS:Platform as a Service,平臺(tái)即服務(wù),把開(kāi)發(fā)環(huán)境作為一種服務(wù)來(lái)提供。這是一種分布式平臺(tái)服務(wù),廠商提供開(kāi)發(fā)環(huán)境、服務(wù)器平臺(tái)、硬件資源等服務(wù)給客戶,用戶在其平臺(tái)基礎(chǔ)上定制開(kāi)發(fā)自己的應(yīng)用程序并通過(guò)其服務(wù)器和互聯(lián)網(wǎng)傳遞給其他客戶。IaaS:Infrastructure as a Service,基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù),把廠商的由多臺(tái)服務(wù)器組成的“云端”基礎(chǔ)設(shè)施,作為計(jì)量服務(wù)
26、提供給客戶。它將內(nèi)存、I/O設(shè)備、存儲(chǔ)和計(jì)算能力整合成一個(gè)虛擬的資源池為整個(gè)業(yè)界提供所需要的存儲(chǔ)資源和虛擬化服務(wù)器等服務(wù)。41第5章 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)Google的云計(jì)算主要由Hadoop框架MapReduce分布式處理技術(shù)GFS分布式文件系統(tǒng)BigTable分布式數(shù)據(jù)庫(kù)42第6章 網(wǎng)絡(luò)定位和發(fā)現(xiàn)技術(shù)簡(jiǎn)述GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的基本原理GPS全球定位系統(tǒng)有哪幾部分組成?簡(jiǎn)述阿AGPS定位的基本機(jī)制和定位流程?;诰嚯x的定位方法分為TOA、TDOA、AOA和RSSI,比較這四種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。無(wú)線傳感器網(wǎng)為什么要使用時(shí)間同步機(jī)制?名詞解釋:GPS43第6章 網(wǎng)絡(luò)定位和發(fā)現(xiàn)技術(shù)位置服務(wù)LBS(Location Ba
27、sed Services)又稱定位服務(wù),LBS是由移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星定位系統(tǒng)結(jié)合在一起提供的一種增值業(yè)務(wù),通過(guò)一組定位技術(shù)獲得移動(dòng)終端的位置信息(如經(jīng)緯度坐標(biāo)數(shù)據(jù)),提供給移動(dòng)用戶本人或他人以及通信系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)各種與位置相關(guān)的業(yè)務(wù)位置服務(wù)的三大目標(biāo):你在哪里(空間信息)你和誰(shuí)在一起(社會(huì)信息)附近有什么資源(信息查詢)GPS:GlobalPositioningSystem,全球定位系統(tǒng),是20世紀(jì)70年代由美國(guó)陸??杖娐?lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。其主要目的是為陸、海、空三大領(lǐng)域提供實(shí)時(shí)、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù),并用于情報(bào)收集、核爆監(jiān)測(cè)和應(yīng)急通訊等一些軍事目的44第6章 網(wǎng)絡(luò)定位和發(fā)
28、現(xiàn)技術(shù)GPS由空間部分、地面控制系統(tǒng)和用戶設(shè)備部分三部分組成??臻g部分:GPS的空間部分是由24顆衛(wèi)星組成,衛(wèi)星的分布使得在全球任何地方、任何時(shí)間都可觀測(cè)到4顆以上的衛(wèi)星,并能在衛(wèi)星中預(yù)存的導(dǎo)航信息地面控制系統(tǒng):地面控制系統(tǒng)由監(jiān)測(cè)站、主控制站、地面天線所組成,主控制站位于美國(guó)科羅拉多州春田市。地面控制站負(fù)責(zé)收集由衛(wèi)星傳回之訊息,并計(jì)算衛(wèi)星星歷、相對(duì)距離,大氣校正等數(shù)據(jù)用戶設(shè)備部分:用戶設(shè)備部分即GPS信號(hào)接收機(jī)。其主要功能是能夠捕獲到按一定衛(wèi)星截止角所選擇的待測(cè)衛(wèi)星,并跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行45第6章 網(wǎng)絡(luò)定位和發(fā)現(xiàn)技術(shù)GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的基本原理是測(cè)量出已知位置的衛(wèi)星到用戶接收機(jī)之間的距離,然后綜合
29、多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)就可知道接收機(jī)的具體位置。全球四大GPS系統(tǒng)美國(guó)GPS歐盟“伽利略”俄羅斯“格洛納斯”中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)46第6章 網(wǎng)絡(luò)定位和發(fā)現(xiàn)技術(shù)COO定位:是一種單基站定位,即根據(jù)設(shè)備當(dāng)前連接的蜂窩基站的位置來(lái)確定設(shè)備的位置七號(hào)信令定位:以信令監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ),能夠?qū)σ苿?dòng)通信網(wǎng)中特定的信令過(guò)程,如漫游、切換以及與電路相關(guān)的信令過(guò)程進(jìn)行過(guò)濾和分析,并將監(jiān)測(cè)結(jié)果提供給業(yè)務(wù)中心,以實(shí)現(xiàn)對(duì)特定用戶的個(gè)性化服務(wù)?;诰嚯x的TOA定位 (Time of Arrival,到達(dá)時(shí)間)、基于距離差的TDOA定位 (Time Difference of Arrival,到達(dá)時(shí)間差)都是基于電波傳播時(shí)間的定位方法A
30、OA(Angle of Arrival,到達(dá)角度)定位是一種兩基站定位方法,基于信號(hào)的入射角度進(jìn)行定位。RSSI (Received Signal Strength Indicator, 信號(hào)接收信號(hào)強(qiáng)度的方法)47第6章 網(wǎng)絡(luò)定位和發(fā)現(xiàn)技術(shù)TOA定位精度高,但要求節(jié)點(diǎn)間保持精確的時(shí)間同步,因此對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件和功耗提出了較高的要求。TDOA技術(shù)對(duì)硬件的要求高,成本和能耗使得該種技術(shù)對(duì)低能耗的傳感器網(wǎng)絡(luò)提出了挑戰(zhàn)。但是TDOA技術(shù)測(cè)距誤差小,有較高的精度。AOA定位不僅能確定節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo),還能提供節(jié)點(diǎn)的方位信息。但AOA測(cè)距技術(shù)易受外界環(huán)境影響,且AOA需要額外硬件,在硬件尺寸和功耗上不適用于
31、大規(guī)模的傳感器網(wǎng)絡(luò)。在實(shí)驗(yàn)環(huán)境中RSSI表現(xiàn)出良好的特性,但是在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中,溫度、障礙物、傳播模式等條件往往都是變化的,使得該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在困難。48第6章 網(wǎng)絡(luò)定位和發(fā)現(xiàn)技術(shù)GPS定位以其高精度得到更多關(guān)注,但其弱點(diǎn)也很明顯:一是硬件初始化(首次搜索衛(wèi)星)時(shí)間較長(zhǎng),需要幾分鐘至十幾分鐘二是GPS衛(wèi)星信號(hào)穿透力若,容易受到建筑物、樹(shù)木等的阻擋而影響定位精度49第6章 網(wǎng)絡(luò)定位和發(fā)現(xiàn)技術(shù)AGPS定位基本流程如下:設(shè)備從蜂窩基站獲取到當(dāng)前所在的小區(qū)位置(即一次COO定位)設(shè)備通過(guò)蜂窩網(wǎng)絡(luò)將當(dāng)前蜂窩小區(qū)位置傳給網(wǎng)絡(luò)中的AGPS位置服務(wù)器APGS位置服務(wù)器根據(jù)當(dāng)前小區(qū)位置查詢?cè)搮^(qū)域當(dāng)前可用的
32、衛(wèi)星信息(包括衛(wèi)星的頻段、方位、仰角等信息),并返回給設(shè)備GPS接收器根據(jù)得到的可用衛(wèi)星信息,可以快速找到當(dāng)前可用4顆以上的GPS衛(wèi)星,接收衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào), 計(jì)算偽距信息設(shè)備將處理后的GPS信息(偽距信息)通過(guò)蜂窩網(wǎng)絡(luò)傳輸給AGPS位置服務(wù)器AGPS服務(wù)器根據(jù)偽距信息,并結(jié)合其他途徑(蜂窩基站定位、參考GPS定位等)得到的輔助定位信息,計(jì)算出最終的位置坐標(biāo),返回給設(shè)備 50第6章 網(wǎng)絡(luò)定位和發(fā)現(xiàn)技術(shù)時(shí)間同步問(wèn)題簡(jiǎn)述在分布式系統(tǒng)中,由于物理上的分散性,系統(tǒng)無(wú)法為彼此間相互獨(dú)立的模塊提供一個(gè)統(tǒng)一的全局時(shí)鐘,必須由各個(gè)進(jìn)程或模塊各自維護(hù)它們的本地時(shí)鐘。由于這些本地時(shí)鐘的計(jì)時(shí)速率、運(yùn)行環(huán)境存在不一致性,
33、這些本地時(shí)鐘間也會(huì)出現(xiàn)失步。為了讓這些本地時(shí)鐘再次達(dá)到相同的時(shí)間值,必須進(jìn)行時(shí)間同步操作。時(shí)間同步就是通過(guò)對(duì)本地時(shí)鐘的某些操作,達(dá)到為分布式系統(tǒng)提供一個(gè)統(tǒng)一時(shí)間標(biāo)度的過(guò)程。時(shí)間同步是所有分布式系統(tǒng)都需要解決的問(wèn)題,有代表性解決方法有:NTP (Network time protocol,網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議)GPS (Global Positioning System,全球定位系統(tǒng))51第6章 網(wǎng)絡(luò)定位和發(fā)現(xiàn)技術(shù)NTP和GPS無(wú)法直接應(yīng)用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間同步,這是由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有其自身的特點(diǎn),必須考慮以下因素:1.傳輸延遲的不確定性2.對(duì)低功耗、低成本與小體積的要求3.對(duì)可擴(kuò)展性的要求4.
34、對(duì)健壯性的要求52第6章 網(wǎng)絡(luò)定位和發(fā)現(xiàn)技術(shù)典型無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步算法TPSN,Timing-sync Protocol for Sensor Networks ,用于傳感器網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間同步協(xié)議,基于發(fā)送者-接收者同步機(jī)制LTS,Lightweight Tree-based Synchronization ,輕量基于樹(shù)形分布的同步算法,基于發(fā)送者-接收者同步機(jī)制RBS,Reference Broadcast Synchronization ,參考廣播時(shí)鐘同步協(xié)議,基于接收者-接收者同步機(jī)制53第7章 軟件、服務(wù)和算法技術(shù)什么是中間件?簡(jiǎn)述嵌入式系統(tǒng)的定義。簡(jiǎn)述網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的分類。簡(jiǎn)述谷歌文件系統(tǒng)
35、GFS的設(shè)計(jì)思想 。名詞簡(jiǎn)述:嵌入式系統(tǒng)、DAS、NAS、SAN、數(shù)據(jù)融合54第7章 軟件、服務(wù)和算法技術(shù)中間件(middleware)是一類連接軟件組件和應(yīng)用的計(jì)算機(jī)軟件,它包括一組服務(wù),以便于運(yùn)行在一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)器上的多個(gè)軟件通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交互。嵌入式系統(tǒng)被描述為:“以應(yīng)用為中心、軟件硬件可裁剪的、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴(yán)格綜合性要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”,由嵌入式硬件和嵌入式軟件兩部分組成TinyOS由加州伯克萊分校開(kāi)發(fā),是目前無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域使用最為廣泛的節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)55第7章 軟件、服務(wù)和算法技術(shù)面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)中的角色包括:服務(wù)使用者:服務(wù)使用者是一個(gè)應(yīng)用程序
36、、一個(gè)軟件模塊或需要一個(gè)服務(wù)的另一個(gè)服務(wù)。它發(fā)起對(duì)注冊(cè)中心中的服務(wù)的查詢,通過(guò)傳輸綁定服務(wù),并且執(zhí)行服務(wù)功能。服務(wù)使用者根據(jù)接口契約來(lái)執(zhí)行服務(wù)服務(wù)提供者:服務(wù)提供者是一個(gè)可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)尋址的實(shí)體,它接受和執(zhí)行來(lái)自使用者的請(qǐng)求。它將自己的服務(wù)和接口契約發(fā)布到服務(wù)注冊(cè)中心,以便服務(wù)使用者可以發(fā)現(xiàn)和訪問(wèn)該服務(wù)。服務(wù)注冊(cè)中心:服務(wù)注冊(cè)中心是服務(wù)發(fā)現(xiàn)的支持者。它包含一個(gè)可用服務(wù)的存儲(chǔ)庫(kù),并允許感興趣的服務(wù)使用者查找服務(wù)提供者接口。 56第7章 軟件、服務(wù)和算法技術(shù)面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)中的操作包括: 發(fā)布:為了使服務(wù)可訪問(wèn)需要發(fā)布服務(wù)描述以使服務(wù)使用者可以發(fā)現(xiàn)和調(diào)用它。 發(fā)現(xiàn):服務(wù)請(qǐng)求者定位服務(wù)方法是查詢服務(wù)注
37、冊(cè)中心來(lái)找到滿足其標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)。 綁定和調(diào)用:在檢索完服務(wù)描述之后,服務(wù)使用者繼續(xù)根據(jù)服務(wù)描述中的信息來(lái)調(diào)用服務(wù)。57第7章 軟件、服務(wù)和算法技術(shù)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)大致分為三種:DAS:Direct Attached Storage,直連式存儲(chǔ),是將存儲(chǔ)系統(tǒng)通過(guò)纜線直接與服務(wù)器或工作站相連,一般包括多個(gè)硬盤驅(qū)動(dòng)器,與主機(jī)總線適配器通過(guò)電纜或光纖,在存儲(chǔ)設(shè)備和主機(jī)總線適配器之間不存在其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)子系統(tǒng)的跨越。NAS:Network Attached Storage,網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ), 是文件級(jí)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)架構(gòu),計(jì)算機(jī)連接到一個(gè)僅為其它設(shè)備提供基于文件級(jí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。SAN
38、:Storage Area Network,存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò),是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)方式連接存儲(chǔ)設(shè)備和應(yīng)用服務(wù)器的存儲(chǔ)架構(gòu),由服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備和SAN連接設(shè)備組成58第7章 軟件、服務(wù)和算法技術(shù)NAS與DAS的區(qū)別DAS是一種對(duì)已有服務(wù)器的簡(jiǎn)單擴(kuò)展,并沒(méi)有真正實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。NAS則是將網(wǎng)絡(luò)作為存儲(chǔ)實(shí)體,更容易實(shí)現(xiàn)文件級(jí)別的共享。NAS性能上比DAS有所增強(qiáng)SAN與NAS的區(qū)別NAS結(jié)構(gòu)和SAN最大的區(qū)別就在于NAS有文件操作和管理系統(tǒng),而SAN卻沒(méi)有這樣的系統(tǒng)功能,其功能僅僅停留在文件管理的下一層,即數(shù)據(jù)管理。同時(shí)SAN和NAS相比不具有資源共享的特征59第7章 軟件、服務(wù)和算法技術(shù)數(shù)據(jù)融合:是指利用計(jì)算機(jī)對(duì)
39、按時(shí)序獲得的若干觀測(cè)信息,在一定準(zhǔn)則下加以自動(dòng)分析、綜合,以完成所需的決策和評(píng)估任務(wù)而進(jìn)行的信息處理技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)融合所要解決的關(guān)鍵問(wèn)題數(shù)據(jù)融合節(jié)點(diǎn)的選擇數(shù)據(jù)融合時(shí)機(jī)數(shù)據(jù)融合算法60第7章 軟件、服務(wù)和算法技術(shù)數(shù)據(jù)融合可分為三類:像素級(jí)融合:是直接在采集到的原始數(shù)據(jù)層上進(jìn)行的融合,在各種傳感器的原始測(cè)報(bào)未經(jīng)預(yù)處理之前就進(jìn)行數(shù)據(jù)的綜合與分析。數(shù)據(jù)層融合一般采用集中式融合體系進(jìn)行融合處理過(guò)程。特征層融合:屬于中間層次的融合,它先對(duì)來(lái)自傳感器的原始信息進(jìn)行特征提取(特征可以是目標(biāo)的邊緣、方向、速度等),然后對(duì)特征信息進(jìn)行綜合分析和處理。決策層融合:通過(guò)不同類型的傳感器觀測(cè)同一個(gè)目標(biāo),每個(gè)傳感器在本
40、地完成基本的處理,其中包括預(yù)處理、特征抽取、識(shí)別或判決,以建立對(duì)所觀察目標(biāo)的初步結(jié)論。然后通過(guò)關(guān)聯(lián)處理進(jìn)行決策層融合判決,最終獲得聯(lián)合推斷結(jié)果61第7章 軟件、服務(wù)和算法技術(shù)1.谷歌文件系統(tǒng)(Google File System,GFS)62第7章 軟件、服務(wù)和算法技術(shù)谷歌文件系統(tǒng)GFS的設(shè)計(jì)思想:1. 部件錯(cuò)誤不再被當(dāng)作異常,而是將其作為常見(jiàn)的情況加以處理。2. 按照傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn),文件都非常大。長(zhǎng)度達(dá)幾個(gè)GB的文件是很平常的。因此對(duì)大型文件的管理一定要能做到高效,對(duì)小型文件也必須支持,但不必優(yōu)化。3. 大部分文件的更新是通過(guò)添加新數(shù)據(jù)完成的,而不是改變已存在的數(shù)據(jù)。4. 工作量主要由兩種讀操作
41、構(gòu)成:對(duì)大量數(shù)據(jù)的流方式的讀操作和對(duì)少量數(shù)據(jù)的隨機(jī)方式的讀操作。5. 工作量還包含許多對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行的、連續(xù)的、向文件添加數(shù)據(jù)的寫(xiě)操作。所寫(xiě)的數(shù)據(jù)的規(guī)模和讀相似。一旦寫(xiě)完,文件很少改動(dòng)。 在隨機(jī)位置對(duì)少量數(shù)據(jù)的寫(xiě)操作也支持,但不必非常高效6. 系統(tǒng)必須高效地實(shí)現(xiàn)定義完好的大量客戶同時(shí)向同一個(gè)文件的添加操作的語(yǔ)義。63第7章 軟件、服務(wù)和算法技術(shù)2.MapReduce編程模型系統(tǒng)64第7章 軟件、服務(wù)和算法技術(shù)MapReduce是Google開(kāi)發(fā)的Java、Python、C+編程工具,適合用來(lái)處理大量數(shù)據(jù)的分布式運(yùn)算,用于解決問(wèn)題的程序開(kāi)發(fā)模型,也是開(kāi)發(fā)人員拆解問(wèn)題的方法。MapReduce模式
42、的思想是將要執(zhí)行的問(wèn)題拆解成Map(映射)和Reduce(化簡(jiǎn))的方式,先通過(guò)Map程序?qū)?shù)據(jù)切割成不相關(guān)的區(qū)塊,分配(調(diào)度)給大量計(jì)算機(jī)處理達(dá)到分布運(yùn)算的效果,再通過(guò)Reduce程序?qū)⒔Y(jié)果匯整,輸出開(kāi)發(fā)者需要的結(jié)果。65第7章 軟件、服務(wù)和算法技術(shù)3. BigTable 分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)66第8章 硬件技術(shù)MESM的定義是什么?MEMS:Micro Electro Mechanical Systems,微機(jī)電系統(tǒng),是由微傳感器、微執(zhí)行器、信號(hào)處理和控制電路、通信接口和電源等部件組成的一體化的微型器件系統(tǒng)。 67第9章 數(shù)據(jù)和信號(hào)處理技術(shù)簡(jiǎn)述關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)在處理海量數(shù)據(jù)面臨的問(wèn)題。簡(jiǎn)述非關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的
43、分類。簡(jiǎn)述語(yǔ)義網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)。名詞解釋:XML、HPC68第9章 數(shù)據(jù)和信號(hào)處理技術(shù)XML,Extensible Markup Language,可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言,是標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)記語(yǔ)言SGML的子集,是Internet環(huán)境中跨平臺(tái)的,依賴于內(nèi)容的技術(shù),是當(dāng)前處理結(jié)構(gòu)化文檔信息的有力工具,是一種簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)語(yǔ)言,使用一系列簡(jiǎn)單的標(biāo)記描述數(shù)據(jù)XML與HTML的設(shè)計(jì)區(qū)別是:XML是用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的,重在數(shù)據(jù)本身。而HTML是用來(lái)定義數(shù)據(jù)的,重在數(shù)據(jù)的顯示模式69第9章 數(shù)據(jù)和信號(hào)處理技術(shù) An Introduction to XML Chunbin 2010 98.0 The Performance of
44、 DataBase John 1996 56.0 70第9章 數(shù)據(jù)和信號(hào)處理技術(shù)HPC:High Performance Computing,高性能計(jì)算,是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支,主要是指從體系結(jié)構(gòu)、并行算法和軟件開(kāi)發(fā)等方面研究開(kāi)發(fā)高性能計(jì)算機(jī)的技術(shù)。通常使用很多處理器(作為單個(gè)機(jī)器的一部分)或者某一集群中組織的幾臺(tái)計(jì)算機(jī)(作為單個(gè)計(jì)算資源操作)的計(jì)算系統(tǒng)和環(huán)境。71第9章 數(shù)據(jù)和信號(hào)處理技術(shù)傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)在應(yīng)對(duì)海量數(shù)據(jù)處理上仍有許多不足。主要表現(xiàn)在: 缺乏對(duì)海量數(shù)據(jù)的快速訪問(wèn)能力 缺乏海量數(shù)據(jù)訪問(wèn)靈活性 對(duì)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)處理能力薄弱 海量數(shù)據(jù)導(dǎo)致存儲(chǔ)成本、維護(hù)管理成本不斷增加 海量數(shù)據(jù)缺乏快速
45、備份與災(zāi)難恢復(fù)機(jī)制NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)大致可以分為三類: 1.Kye-Value數(shù)據(jù)庫(kù)主要特點(diǎn)就是具有極高的并發(fā)讀寫(xiě)性能2.滿足海量存儲(chǔ)需求和訪問(wèn)的面向文檔的數(shù)據(jù)庫(kù)主要保證在海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的同時(shí),具有良好的查詢性能。3.滿足高可擴(kuò)展性和可用性的面向分布式計(jì)算的數(shù)據(jù)72第9章 數(shù)據(jù)和信號(hào)處理技術(shù)語(yǔ)義網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)共有七層1. 第一層:Unicode和URI2. 第二層:XML+NS+xmlschema3. 第三層:RDF + rdfschema4. 第四層:Ontology vocabulary5. 第五至七層:Logic、Proof、Trust語(yǔ)義網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)需要三大關(guān)鍵技術(shù)的支持:XML、RDF和Ont
46、ology73第10章 發(fā)現(xiàn)與搜索引擎技術(shù)簡(jiǎn)述搜索引擎的分類簡(jiǎn)述搜索引擎的工作原理簡(jiǎn)述搜索引擎的組成簡(jiǎn)述數(shù)據(jù)挖掘的任務(wù)簡(jiǎn)述數(shù)據(jù)挖掘的流程名詞解釋:搜索引擎、數(shù)據(jù)挖掘、關(guān)聯(lián)分析、聚類分析74第10章 發(fā)現(xiàn)與搜索引擎技術(shù)搜索引擎(search engine)是指根據(jù)一定的策略、運(yùn)用特定的計(jì)算機(jī)程序搜集互聯(lián)網(wǎng)上的信息,在對(duì)信息進(jìn)行組織和處理后,并將處理后的信息顯示給用戶,是為用戶提供檢索服務(wù)的系統(tǒng)搜索引擎分類全文搜索引擎:從互聯(lián)網(wǎng)提取各個(gè)網(wǎng)站的信息,建立起數(shù)據(jù)庫(kù),并能檢索與用戶查詢條件相匹配的記錄,按一定的排列順序返回結(jié)果,如Google,百度搜索目錄索引:嚴(yán)格意義上不能稱只為真正的搜索引擎,只是按
47、目錄分類的網(wǎng)站鏈接列表,如Yahoo、新浪分類目錄搜索元搜索引擎(META Search Engine)接受用戶查詢請(qǐng)求后,同時(shí)在多個(gè)搜索引擎上搜索,并將結(jié)果返回給用戶;著名的元搜索引擎如InfoSpace、Dogpile、Vivisimo等。75第10章 發(fā)現(xiàn)與搜索引擎技術(shù)搜索引擎的工作原理通常為:首先,用爬蟲(chóng)Spider進(jìn)行全網(wǎng)搜索,自動(dòng)抓取網(wǎng)頁(yè);然后,將抓取網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行索引,記錄與檢索有關(guān)的屬性,中文搜索引擎中還需要首先對(duì)中文進(jìn)行分詞;最后,接受用戶查詢請(qǐng)求,檢索索引文件并按照各種參數(shù)進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算,產(chǎn)生結(jié)果并返回給用戶76第10章 發(fā)現(xiàn)與搜索引擎技術(shù)搜索引擎一般由四個(gè)部分組成:搜索器:功能
48、是在互聯(lián)網(wǎng)中漫游,發(fā)現(xiàn)和搜集信息;索引器:功能是理解搜索器所搜索到的信息,從中抽取出索引項(xiàng),用于表示文檔以及生成文檔庫(kù)索引表;檢索器:其功能是根據(jù)用戶的查詢?cè)谒饕龓?kù)中快速檢索文檔,進(jìn)行相關(guān)度評(píng)價(jià),對(duì)將要輸出的結(jié)果排序,并能按用戶的查詢需求合理反饋信息;用戶接口:其作用是接納用戶查詢、顯示查詢結(jié)果、提供個(gè)性化查詢項(xiàng)77第10章 發(fā)現(xiàn)與搜索引擎技術(shù)數(shù)據(jù)挖掘:從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機(jī)的數(shù)據(jù)中,提取隱含在其中的、人們事先不知道的、但又是潛在有用的信息和知識(shí)的過(guò)程 數(shù)據(jù)挖掘的任務(wù)主要是關(guān)聯(lián)分析、聚類分析、分類、預(yù)測(cè)、時(shí)序模式和偏差分析等。78第10章 發(fā)現(xiàn)與搜索引擎技術(shù)關(guān)聯(lián)分析 (as
49、sociation analysis)兩個(gè)或兩個(gè)以上變量的取值之間存在某種規(guī)律性,就稱為關(guān)聯(lián)聚類分析(clustering)聚類是把數(shù)據(jù)按照相似性歸納成若干類別,同一類中的數(shù)據(jù)彼此相似,不同類中的數(shù)據(jù)相異。聚類分析可以建立宏觀的概念,發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分布模式,以及可能的數(shù)據(jù)屬性之間的相互關(guān)系分類(classification)分類就是找出一個(gè)類別的概念描述,它代表了這類數(shù)據(jù)的整體信息,即該類的內(nèi)涵描述,并用這種描述來(lái)構(gòu)造模型,一般用規(guī)則或決策樹(shù)模式表示。分類是利用訓(xùn)練數(shù)據(jù)集通過(guò)一定的算法而求得分類規(guī)則。分類可被用于規(guī)則描述和預(yù)測(cè)79第10章 發(fā)現(xiàn)與搜索引擎技術(shù)數(shù)據(jù)挖掘流程 定義問(wèn)題:清晰地定義出業(yè)務(wù)
50、問(wèn)題,確定數(shù)據(jù)挖掘的目的。 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備:選擇數(shù)據(jù)-在大型數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)目標(biāo)中提取數(shù)據(jù)挖掘的目標(biāo)數(shù)據(jù)集;數(shù)據(jù)預(yù)處理-進(jìn)行數(shù)據(jù)再加工,包括檢查數(shù)據(jù)的完整性及數(shù)據(jù)的一致性、去噪聲,填補(bǔ)丟失的域,刪除無(wú)效數(shù)據(jù)等。 數(shù)據(jù)挖掘:根據(jù)數(shù)據(jù)功能的類型和和數(shù)據(jù)的特點(diǎn)選擇相應(yīng)的算法,在凈化和轉(zhuǎn)換過(guò)的數(shù)據(jù)集上進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘。 結(jié)果分析:對(duì)數(shù)據(jù)挖掘的結(jié)果進(jìn)行解釋和評(píng)價(jià),轉(zhuǎn)換成為能夠最終被用戶理解的知識(shí)。 知識(shí)的運(yùn)用:將分析所得到的知識(shí)集成到業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)中去。(第14講)考場(chǎng)作文開(kāi)拓文路能力分解層次(網(wǎng)友來(lái)稿)江蘇省鎮(zhèn)江中學(xué) 陳乃香說(shuō)明:本系列稿共24講,20XX年1月6日開(kāi)始在資源上連載【要義解說(shuō)】文章主旨確
51、立以后,就應(yīng)該恰當(dāng)?shù)胤纸鈱哟危箮讉€(gè)層次構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體,形成一篇完整的文章。如何分解層次主要取決于表現(xiàn)主旨的需要?!静呗越庾x】一般說(shuō)來(lái),記人敘事的文章常按時(shí)間順序分解層次,寫(xiě)景狀物的文章常按時(shí)間順序、空間順序分解層次;說(shuō)明文根據(jù)說(shuō)明對(duì)象的特點(diǎn),可按時(shí)間順序、空間順序或邏輯順序分解層次;議論文主要根據(jù)“提出問(wèn)題分析問(wèn)題解決問(wèn)題”順序來(lái)分解層次。當(dāng)然,分解層次不是一層不變的固定模式,而應(yīng)該富于變化。文章的層次,也常常有些外在的形式:1小標(biāo)題式。即圍繞話題把一篇文章劃分為幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分,再給它們加上一個(gè)簡(jiǎn)潔、恰當(dāng)?shù)男?biāo)題。如世界改變了模樣四個(gè)小標(biāo)題:壽命變“長(zhǎng)”了、世界變“小”了、勞動(dòng)變“輕
52、”了、文明變“綠”了。 2序號(hào)式。序號(hào)式作文與小標(biāo)題作文有相同的特點(diǎn)。序號(hào)可以是“一、二、三”,可以是“A、B、C”,也可以是“甲、乙、丙”從全文看,序號(hào)式干凈、明快;但從題目上看,卻看不出文章內(nèi)容,只是標(biāo)明了層次與部分。有時(shí)序號(hào)式作文,也適用于敘述性文章,為故事情節(jié)的展開(kāi),提供了明晰的層次。 3總分式。如高考佳作人生也是一張答卷。開(kāi)頭:“人生就是一張答卷。它上面有選擇題、填空題、判斷題和問(wèn)答題,但它又不同于一般的答卷。一般的答卷用手來(lái)書(shū)寫(xiě),人生的答卷卻要用行動(dòng)來(lái)書(shū)寫(xiě)?!敝黧w部分每段首句分別為:選擇題是對(duì)人生進(jìn)行正確的取舍,填空題是充實(shí)自己的人生,判斷題是表明自己的人生態(tài)度,問(wèn)答題是考驗(yàn)自己解決問(wèn)題的能力。這份“試卷”設(shè)計(jì)得合理而且實(shí)在,每個(gè)人的人生都是不同的,這就意味著這份人生試卷的“答案是豐富多彩的”。分解層次,應(yīng)追求作文美學(xué)的三個(gè)價(jià)值取向:一要?jiǎng)蚍Q美。什么材料在前,什么材料在后,要合理安排;什么材料詳寫(xiě),什么材料略寫(xiě),要通盤考慮。自然段是構(gòu)成文章的基本單位,恰當(dāng)劃分自然段,自然就成為分解層次的基本要求。該分段處就分段,不要老是開(kāi)頭、正文、結(jié)尾“三段式”,這種老套的層次顯得呆板。二要波瀾美。文章內(nèi)容應(yīng)該有張
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