物聯(lián)網(wǎng)期末復(fù)習(xí)

期末復(fù)習(xí)關(guān)于期末考試2013.01.18100分鐘題型選擇題：（10×1分=10分）填空題：（20×1分=20分）

名詞解釋：（5×5分=25分）簡答題：（6×6分=36分）

案例設(shè)計(jì)與論述：（1×9分=9分）物聯(lián)網(wǎng)是一種通過射頻識別（RFID）、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，按照約定協(xié)議，使物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的網(wǎng)絡(luò)。知識點(diǎn)全面感知

利用射頻識別、二維碼、傳感器等感知、捕獲、測量技術(shù)隨時(shí)隨地對物體進(jìn)行信息采集和獲取可靠傳送

通過將物體接入信息網(wǎng)絡(luò)，依托各種通信網(wǎng)絡(luò)，隨時(shí)隨地進(jìn)行可靠的信息交互和共享智能處理

利用各種智能計(jì)算技術(shù)，對海量的感知數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析并處理，實(shí)現(xiàn)智能化的決策和控制

主要特征感知控制層網(wǎng)絡(luò)傳輸層應(yīng)用服務(wù)層主要技術(shù)EPC編碼和RFID射頻識別技術(shù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，PLC，藍(lán)牙，Wi-Fi，現(xiàn)場總線云計(jì)算技術(shù)、數(shù)據(jù)融合與智能技術(shù)、中間件技術(shù)知識點(diǎn)EPC編碼的標(biāo)準(zhǔn)和RFID的工作原理數(shù)據(jù)傳輸方式，算法，原理云連接、云安全、云存儲(chǔ)、知識表達(dá)與獲取、智能Agent知識單元產(chǎn)品編碼標(biāo)準(zhǔn)、RFID標(biāo)簽、閱讀器、天線、中間件組網(wǎng)技術(shù)，定位技術(shù)，時(shí)間同步技術(shù)，路由協(xié)議，MAC協(xié)議，數(shù)據(jù)融合數(shù)據(jù)庫技術(shù)、智能技術(shù)、信息安全技術(shù)知識體系通過對產(chǎn)品按照合適的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行編碼實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品的辨別。和通過射頻識別技術(shù)，完成對產(chǎn)品的信息讀取，處理和管理技術(shù)框架，通信協(xié)議，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)云計(jì)算系統(tǒng)、人工智能系統(tǒng)、分布智能系統(tǒng)軟件（平臺）RFID中間件（產(chǎn)品信息轉(zhuǎn)換軟件、數(shù)據(jù)庫等）NS2，IAR,KEIL,Wave數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、中間件平臺、云計(jì)算平臺硬件（平臺）RFID應(yīng)答器、閱讀器，天線組成的RFID系統(tǒng)。CC2430,EM250,JENNICLTD,FREESCALEBEEPC機(jī)和各種嵌入式終端相關(guān)課程編碼理論、通信原理、數(shù)據(jù)庫、電子電路無線傳感器網(wǎng)絡(luò)簡明教程，電力線通信技術(shù)，藍(lán)牙技術(shù)基礎(chǔ)，現(xiàn)場總線技術(shù)微機(jī)原理與操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、信息安全軟件應(yīng)用服務(wù)層掌握應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)關(guān)鍵，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用軟件開發(fā)；應(yīng)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)流設(shè)計(jì)；能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)不同需要的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)硬件網(wǎng)絡(luò)傳輸層多種網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)，HF,UHF

－RFID讀卡器設(shè)計(jì)；掌握主流無線和無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，主要路由算法掌握，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)感知控制層無線節(jié)點(diǎn)硬件和核心協(xié)議棧軟件設(shè)計(jì)，RFID無源有源標(biāo)簽設(shè)計(jì)技術(shù)掌握，低功耗無線設(shè)計(jì)，基礎(chǔ)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)掌握，安全和加密原理和設(shè)計(jì)1.5關(guān)鍵技術(shù)和難點(diǎn)RFID和EPC技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)中讓物品“開口說話”的關(guān)鍵技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)中，通過EPC編碼，RFID標(biāo)簽上存儲(chǔ)著規(guī)范而具有互用性的信息，通過無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)把它們自動(dòng)采集到中央信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)物品（商品）的識別傳感控制技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中，傳感控制技術(shù)主要負(fù)責(zé)接收物品“講話”的內(nèi)容。傳感控制技術(shù)是關(guān)于從自然信源獲取信息，并對之進(jìn)行處理、變換和識別的一門多學(xué)科交叉的現(xiàn)代科學(xué)與工程技術(shù)，它涉及傳感器、信息處理和識別的規(guī)劃設(shè)計(jì)、開發(fā)、制造、測試、應(yīng)用及評價(jià)改進(jìn)等活動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)中，物品與人的無障礙交流，必然離不開高速、可進(jìn)行大批量數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線網(wǎng)絡(luò)。無線網(wǎng)絡(luò)既包括允許用戶建立遠(yuǎn)距離無線連接的全球語音和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，也包括為近距離的藍(lán)牙技術(shù)和紅外技術(shù)組網(wǎng)技術(shù)組網(wǎng)技術(shù)就是網(wǎng)絡(luò)組建技術(shù)，分為以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)和ATM局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)，也可分為有線、無線組網(wǎng)，在物聯(lián)網(wǎng)中，組網(wǎng)技術(shù)起到“橋梁”的作用，其中應(yīng)用最多的是無線自組網(wǎng)技術(shù)，它能將分散的節(jié)點(diǎn)在一定范圍之內(nèi)自動(dòng)組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，來增加各采集節(jié)點(diǎn)獲取信息的渠道。除了采集到的信息外，該節(jié)點(diǎn)還能獲取一定范圍之內(nèi)的其他節(jié)點(diǎn)采集到的信息，因此在該范圍內(nèi)節(jié)點(diǎn)采集到的信息可以統(tǒng)一處理，統(tǒng)一傳送，或者經(jīng)過節(jié)點(diǎn)之間的相互“聯(lián)系”后，它們協(xié)商傳送各自的部分信息人工智能技術(shù)人工智能是研究使計(jì)算機(jī)來模擬人的某些思維過程和智能行為（如學(xué)習(xí)、推理、思考、規(guī)劃等）的技術(shù)。在物聯(lián)網(wǎng)中，人工智能技術(shù)主要負(fù)責(zé)將物品“說話”的內(nèi)容進(jìn)行分析，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理應(yīng)用難點(diǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)問題世界各國存在不同的標(biāo)準(zhǔn)，中國信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)于2006年成立了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目組。2009年9月，傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)組正式成立了PG1(國際標(biāo)準(zhǔn)化)、PG2(標(biāo)準(zhǔn)體系與系統(tǒng)架構(gòu))、PG3(通信與信息交互)、PG4(協(xié)同信息處理)、PG5(標(biāo)識)、PG6(安全)、PG7(接口)和PG8(電力行業(yè)應(yīng)用調(diào)研)等8個(gè)專項(xiàng)組，開展具體的國家標(biāo)準(zhǔn)的制定工作數(shù)據(jù)安全問題信息采集頻繁，其數(shù)據(jù)安全必須重點(diǎn)考慮IP地址問題每個(gè)物品都需要在物聯(lián)網(wǎng)中被尋址，就需要一個(gè)地址。物聯(lián)網(wǎng)需要更多的IP地址，IPv4資源即將耗盡，那就需要IPv6來支撐。IPv6協(xié)議已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室走向了應(yīng)用階段物聯(lián)網(wǎng)終端問題物聯(lián)網(wǎng)終端除具有本身功能外還擁有傳感器和網(wǎng)絡(luò)接入等功能，且不同行業(yè)需求千差萬別，如何滿足終端產(chǎn)品的多樣化需求，對運(yùn)營商來說是一大挑戰(zhàn)十大領(lǐng)域智能電網(wǎng)智能交通智能物流智能家居環(huán)境與安全檢測醫(yī)療健康國防軍事精細(xì)農(nóng)牧業(yè)金融與服務(wù)業(yè)工業(yè)與自動(dòng)化控制智能醫(yī)療是將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)感知技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、智能技術(shù)與醫(yī)療技術(shù)的融合，患者與醫(yī)生的融合，大型醫(yī)院、專科醫(yī)院與社區(qū)醫(yī)院的融合，將有限的醫(yī)療資源提供給更多的人共享，把醫(yī)院的作用向社區(qū)、家庭以及偏遠(yuǎn)農(nóng)村延伸和輻射，提升全社會(huì)的疾病預(yù)防、疾病治療、醫(yī)療保健與健康管理水平智能醫(yī)療必將成為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中實(shí)用性強(qiáng)、貼近民生、市場需求旺盛的重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域11一.地理信息系統(tǒng)的基本概念

GIS是由計(jì)算機(jī)硬件、軟件和不同的方法組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)支持空間數(shù)據(jù)采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復(fù)雜的規(guī)劃和管理問題?！绹?lián)邦數(shù)字地圖協(xié)調(diào)委員會(huì)（FICCDC）空間數(shù)據(jù)地理信息：是指表征地理圈或地理環(huán)境固有要素或物質(zhì)的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征、聯(lián)系和規(guī)律等的數(shù)字、文字、圖像和圖形的總稱。地理數(shù)據(jù)：是各種地理特征和現(xiàn)象間關(guān)系的符號化表示，包括空間位置、屬性特征及時(shí)態(tài)特征三部分。地理信息的特征空間特征：其位置的識別是與數(shù)據(jù)聯(lián)系在一起的。多維特征：即在二維空間的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)多專題的第三維結(jié)構(gòu).時(shí)序特征：可以按照時(shí)間尺度劃分地理信息，對地理事物進(jìn)行預(yù)測、預(yù)報(bào)，從而為科學(xué)決策提供重要依據(jù)。全球定位系統(tǒng)是美國從本世紀(jì)70年代開始研制，歷時(shí)20年，耗資200億美元，于1994年全面建成，具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。目前的全球覆蓋率為98%。在美國,GPS全球衛(wèi)星定位技術(shù)與“阿波羅”飛船登月,航天飛機(jī)升空,共同給列為20世紀(jì)“三大航天工程”它能夠?qū)崟r(shí)測量“四度”：經(jīng)度、緯度、高度、速度。

2.組成：包括三大部分空間部分、地面控制部分、用戶設(shè)備部分空間部分各軌道平面相對于赤道平面的傾角為55o，軌道平面間距60o。在每一軌道平面內(nèi)，各衛(wèi)星升交角距差90o為了減少誤差，一般要求4顆衛(wèi)星，用于定位的4顆衛(wèi)星稱為定位星座。返回主控站收集各監(jiān)控站提供的GPS衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)、衛(wèi)星工作狀態(tài)數(shù)據(jù)、各監(jiān)測站和注入站自身的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，完成各項(xiàng)工作：(1)如及時(shí)編算每顆衛(wèi)星的導(dǎo)航電文并傳送給注入站；(2)控制和協(xié)調(diào)監(jiān)測站間、注入站間的工作，檢驗(yàn)注入衛(wèi)星的導(dǎo)航電文是否正確以及衛(wèi)星是否將導(dǎo)航電文發(fā)給了gps用戶系統(tǒng)(3)診斷衛(wèi)星工作狀態(tài)，改變偏離軌道的衛(wèi)星位置及姿態(tài)，調(diào)整備用衛(wèi)星取代失效衛(wèi)星。注入站:在每顆衛(wèi)星運(yùn)行到上空時(shí),將導(dǎo)航數(shù)據(jù)及主控站的指令注入到衛(wèi)星.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國自行研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)（CNSS），是繼美全球定位系統(tǒng)（GPS）和俄GLONASS之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端組成，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)，并具短報(bào)文通信能力。截止2012年5月在軌衛(wèi)星12顆，已經(jīng)初步具備區(qū)域?qū)Ш?、定位和授時(shí)能力，定位精度優(yōu)于20m，授時(shí)精度優(yōu)于100ns。2012年9月11日，北斗（上海）位置綜合服務(wù)平臺和上海北斗導(dǎo)航及位置服務(wù)產(chǎn)品檢測中心（籌）啟動(dòng)建設(shè)。2020年中國北斗系統(tǒng)將有能力參與全球競爭。什么是MEMS傳感器??微機(jī)電系統(tǒng)（MicroelectromechanicalSystems，MEMS）是將微電子技術(shù)與機(jī)械工程融合到一起的一種工業(yè)技術(shù)，它的操作范圍在微米范圍內(nèi)。比它更小的，在納米范圍的類似的技術(shù)被稱為納機(jī)電系統(tǒng)。

MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）是指集微型傳感器、執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的微型機(jī)電系統(tǒng)。MEMS壓力傳感器原理目前的MEMS壓力傳感器有硅壓阻式壓力傳感器和硅電容式壓力傳感器，兩者都是在硅片上生成的微機(jī)電傳感器。

硅壓阻式壓力傳感器是采用高精密半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片組成惠斯頓電橋作為力電變換測量電路的，具有較高的測量精度、較低的功耗，極低的成本?；菟诡D電橋的壓阻式傳感器，如無壓力變化，其輸出為零，幾乎不耗電。其電原理如圖1所示。硅壓阻式壓力傳感器其應(yīng)變片電橋的光刻版本如圖2。

MEMS陀螺儀陀螺儀能夠測量沿一個(gè)軸或幾個(gè)軸運(yùn)動(dòng)的角速度，是補(bǔ)充MEMS加速計(jì)功能的理想技術(shù)。事實(shí)上，如果組合使用加速計(jì)和陀螺儀這兩種傳感器，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員就可以跟蹤并捕捉三維空間的完整運(yùn)動(dòng)，為最終用戶提供現(xiàn)場感更強(qiáng)的用戶使用體驗(yàn)、精確的導(dǎo)航系統(tǒng)以及其它功能。iPhone4中的MEMS加速度傳感器俗稱加速規(guī)、G-Sensor，可以感應(yīng)物體的加速度性。事實(shí)上加速度傳感器的實(shí)現(xiàn)方式也是許多種，MEMS只是手法之一，用MEMS實(shí)現(xiàn)加速度傳感器確實(shí)是目前的趨勢。加速度傳感器一般有「X、Y兩軸」與「X、Y、Z三軸」兩種，兩軸多用于車、船等平面移動(dòng)為多，三軸多用于飛彈、飛機(jī)等飛行物。而不用多說，Wii遙控器也是用三軸，iPhone可以感應(yīng)實(shí)體翻轉(zhuǎn)而自動(dòng)對應(yīng)翻轉(zhuǎn)畫面，也是靠這個(gè)傳感器。角加速度傳感器更簡單講就是陀螺儀，陀螺儀實(shí)現(xiàn)技術(shù)有機(jī)械式與光學(xué)（紅外線、雷射）式，第六項(xiàng)的加速度傳感器比較能感測平移性，但對于物體有個(gè)軸心，進(jìn)行角度性的移動(dòng)，則其感應(yīng)效果不如陀螺儀好，所以許多應(yīng)用多半是混何使用加速度傳感器與陀螺儀，而今iPhone4也從善如流。不過，iPhone4確實(shí)是率先使用陀螺儀的手機(jī)。12.1條形碼技術(shù)隨處可見的條形碼，應(yīng)用極為廣泛條形碼(barcode)是將寬度不等的多個(gè)黑條和空白，按照一定的編碼規(guī)則排列，用以表達(dá)一組信息的圖形標(biāo)識符。常見的條形碼是由反射率相差很大的黑條（簡稱條）和白條（簡稱空）排成的平行線圖案。生產(chǎn)國、制造廠家、商品名稱、生產(chǎn)日期、圖書分類號、郵件起止地點(diǎn)、類別、日期等許多信息。因而在商品流通、圖書管理、郵政管理、銀行系統(tǒng)等許多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用

一維條形碼的種類1.條形碼的碼制的兩大類： 一維條碼、二維條碼2.一維條碼分為：EAN歐洲商品條碼、UPC統(tǒng)一商品條碼、交叉二五條形碼、庫德巴條形碼、三九條形碼和128條形碼等，而商品上最常使用的就是EAN商品條形碼。條形碼的優(yōu)越性1.可靠性強(qiáng) 條形碼的讀取準(zhǔn)確率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人工記錄，每15000個(gè)字符才會(huì)出現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)誤。

2.效率高

條形碼的讀取速度很快，相當(dāng)于每秒40個(gè)字符。

3.成本低

與其它自動(dòng)化識別技術(shù)相比較，條形碼技術(shù)僅僅需要一小張貼紙和相對構(gòu)造簡單的光學(xué)掃描儀，成本相當(dāng)?shù)土?/p>

4.易于制作 條形碼的編寫很簡單，制作也僅僅需要印刷，被稱作為“可印刷的計(jì)算機(jī)語言”。5.構(gòu)造簡單

條形碼識別設(shè)備的構(gòu)造簡單，使用方便。

6.靈活實(shí)用

條形碼符號可以手工鍵盤輸入，也可以和有關(guān)設(shè)備組成識別系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化識別，還可和其他控制設(shè)備聯(lián)系起來實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化管理。要提高資料密度，又要在一個(gè)固定面積上印出所需資料，可用兩種方法來解決：(1)在一維條形碼的基礎(chǔ)上向二維條形碼方向擴(kuò)展；(2)利用圖像識別原理，采用新的幾何形體和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出二維條形碼。前者發(fā)展出堆疊式(Stacked)二維條形碼，後者則有矩陣式(Matrix)二維條形碼之發(fā)展，構(gòu)成現(xiàn)今二維條形碼的兩大類型。PDF417與IC卡及磁卡技術(shù)的比較

一.磁卡優(yōu)點(diǎn)：可讀可寫，成本略高于PDF417二維條碼卡；缺點(diǎn)：

1.信息容量小，常依賴于外界的數(shù)據(jù)庫；

2.保密防偽性差；

3.可靠性低，易受電磁場干擾而損毀信息；

4.壽命短(1年)。二.IC卡優(yōu)點(diǎn)：信息容量大，可讀可寫；缺點(diǎn)：

1.成本高，IC卡的成本通常是PDF417條碼卡的3-5倍；

2.壽命短(2-3年)，易于折毀;

3.可靠性差，易受外界強(qiáng)磁場干擾而損毀信息；

4.保密防偽性相對較差，信息可改寫既是IC卡的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)亦成為IC卡的缺點(diǎn)，為偽造信息留下契機(jī)。與磁卡IC卡比較，PDF417的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1.信息容量大、保密防偽性強(qiáng)、可靠性高；2.成本低，按照材料的不同選用載體，一張PDF417條碼卡，價(jià)格。最多幾元錢人民幣，甚至幾角幾分即可實(shí)現(xiàn)；3.壽命長，PDF417二維條碼卡的壽命可達(dá)8、9年(PVC卡)。缺點(diǎn):信息不可改寫。這點(diǎn)恰恰增強(qiáng)了二維條碼卡的防偽能力。二維條碼卡幾乎包容了磁卡和IC卡的所有優(yōu)點(diǎn)。唯一的缺點(diǎn)是不可改寫，而如果為了增強(qiáng)證卡的保密防偽性，對于證照等不需經(jīng)常改寫的應(yīng)用場合，信息不可改寫恰恰增強(qiáng)了證卡的保密防偽性能。2.1自動(dòng)識別技術(shù)

自動(dòng)設(shè)備識別技術(shù)（AutomaticEquipmentIdentification，AEI）是目前國際上發(fā)展很快的一項(xiàng)新技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)的基本思想是通過采用一些先進(jìn)的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)人們對各類物體或設(shè)備（人員、物品）在不同狀態(tài)（移動(dòng)、靜止或惡劣環(huán)境）下的自動(dòng)識別和管理。2.1.1自動(dòng)識別技術(shù)概述自動(dòng)識別技術(shù)就是應(yīng)用一定的識別裝置，通過被識別物品和識別裝置之間的接近活動(dòng)，主動(dòng)地獲取被識別物品的相關(guān)信息，并提供給后臺的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)來完成相關(guān)后續(xù)處理的一種技術(shù)。

1.自動(dòng)識別技術(shù)的特點(diǎn)（1）準(zhǔn)確性：自動(dòng)數(shù)據(jù)采集，極大地降低人為錯(cuò)誤。（2）高效性：數(shù)據(jù)采集快速，信息交換可實(shí)時(shí)進(jìn)行。（3）兼容性：以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，可與信息管理系統(tǒng)無縫連接。2.1自動(dòng)識別技術(shù)3.自動(dòng)識別技術(shù)的種類自動(dòng)識別系統(tǒng)根據(jù)識別對象的特征可以分為兩大類，分別是數(shù)據(jù)采集技術(shù)和特征提取技術(shù)。這兩大類自動(dòng)識別技術(shù)的基本功能都是完成物品的自動(dòng)識別和數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集。數(shù)據(jù)采集技術(shù)的基本特征是需要被識別物體具有特定的識別特征載體（如標(biāo)簽等，僅光學(xué)字符識別例外），而特征提取技術(shù)則根據(jù)被識別物體的本身的行為特征（包括靜態(tài)的、動(dòng)態(tài)的和屬性的特征）來完成數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集。

（1）數(shù)據(jù)采集技術(shù)●光存儲(chǔ)器：包括條碼（一維、二維）、矩陣碼、光標(biāo)閱讀器、光學(xué)字符識別（OCR）?！翊糯鎯?chǔ)器：包括磁條、非接觸磁卡、磁光存儲(chǔ)、微波?！耠姶鎯?chǔ)器：包括觸摸式存儲(chǔ)、RFID射頻識別（無芯片、有芯片）、存儲(chǔ)卡（智能卡、非接觸式智能卡）、視覺識別、能量擾動(dòng)識別。

（2）特征提取技術(shù)●靜態(tài)特征：包括指紋、虹膜、視網(wǎng)膜、面部?！駝?dòng)態(tài)特征：包括簽名、聲音（語音）、鍵盤敲擊、其他感覺特征?！駥傩蕴卣鳎喊ɑ瘜W(xué)感覺特征、物理感覺特征、生物抗體病毒特征、聯(lián)合感覺系統(tǒng)。2.1.2生物識別技術(shù)生物識別技術(shù)是指利用可以測量的人體生物學(xué)或行為學(xué)特征來識別、核實(shí)個(gè)人身份的一種自動(dòng)識別技術(shù)。能夠用來鑒別身份的生物特征應(yīng)該具有廣泛性、唯一性、穩(wěn)定性、可采集性等特點(diǎn)。人體生物的生物特征包括生理特征和行為特征兩大類。⑴人體的生理特征主要包括人臉、指紋、掌紋、掌形、虹膜、視網(wǎng)膜、靜脈、DNA、顱骨等，這些特征是與生俱來的，是先天形成的；⑵而行為特征包括聲紋、簽名、步態(tài)、耳形、按鍵節(jié)奏、身體氣味等，這些特征是由后天的生活環(huán)境和生活習(xí)慣決定的。這些生物特征本身固有的特點(diǎn)決定了其在生物認(rèn)證中所起的作用是不同的。表1對各種生物認(rèn)證技術(shù)作了一個(gè)簡單的比較。2.1自動(dòng)識別技術(shù)5．指紋識別（1）指紋識別的優(yōu)點(diǎn)●指紋是人體獨(dú)一無二的特征，并且它們的復(fù)雜度足以提供用于鑒別的足夠特征?！袢绻黾涌煽啃?，只需登記更多的指紋、鑒別更多的手指，最多可以多達(dá)十個(gè)，而每一個(gè)指紋都是獨(dú)一無二的?！駫呙柚讣y的速度很快，使用非常方便。●讀取指紋時(shí)，用戶必需將手指與指紋采集頭相互接觸，與指紋采集頭直接接觸是讀取人體生物特征最可靠的方法。●指紋采集頭可以更加小型化，并且價(jià)格會(huì)更加的低廉。

（2）指紋識別的缺點(diǎn)●某些人或某些群體的指紋特征少，難成像?！襁^去因?yàn)樵诜缸镉涗浿惺褂弥讣y，使得某些人害怕“將指紋記錄在案”。●實(shí)際上現(xiàn)在的指紋鑒別技術(shù)都可以不存儲(chǔ)任何含有指紋圖像的數(shù)據(jù)，而只是存儲(chǔ)從指紋中得到的加密的指紋特征數(shù)據(jù)。●每一次使用指紋時(shí)都會(huì)在指紋采集頭上留下用戶的指紋印痕，而這些指紋痕跡存在被用來復(fù)制指紋的可能性。2.1自動(dòng)識別技術(shù)2.1.5光學(xué)字符識別（OCR）技術(shù)光學(xué)字符識別OCR（OpticalCharacterRecognition，OCR）是基于圖型識別的一種技術(shù)，其目的就是要讓計(jì)算機(jī)知道它到底看到了什么，尤其是文字資料。OCR技術(shù)能夠使設(shè)備通過光學(xué)的機(jī)制來識別字符。一個(gè)OCR識別系統(tǒng)的處理流程如下：首先將標(biāo)的物的影像輸入，然后經(jīng)過影像前處理、文字特征抽取、比對識別等過程，最后經(jīng)人工校正將認(rèn)錯(cuò)的文字更正，將結(jié)果輸出。OCR技術(shù)主要應(yīng)用于：文字資料的自動(dòng)輸入；建立文獻(xiàn)檔案庫；文本圖像的壓縮存儲(chǔ)和傳輸；書刊自動(dòng)閱讀器，盲人閱讀器；書刊資料的再版輸入，古籍整理；智能全文信息管理系統(tǒng)，漢英翻譯系統(tǒng)；名片識別管理系統(tǒng)；車牌自動(dòng)識別系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)出版；表格、票據(jù)、發(fā)票識別系統(tǒng)；身份證識別管理系統(tǒng)；無紙化評卷等。OCR的優(yōu)點(diǎn)是人眼可視讀、可掃描，但輸入速度和可靠性不如條碼，數(shù)據(jù)格式有限，通常要用接觸式掃描器。2.1RFID概述2.1.1RFID的概念無線射頻識別（RadioFrequencyIdentification，RFID）也稱為射頻識別，它是一種新興的自動(dòng)識別技術(shù)。

RFID閱讀器頻率分類和我們聽的收音機(jī)類似，射頻應(yīng)答器和閱讀器同樣要調(diào)制到相同的頻率點(diǎn)才能工作。

LF、HF、UHF就分別對應(yīng)著不同頻率的射頻頻段。具體見下表RFID主要頻段和特性1.RFID系統(tǒng)的組成總結(jié)：在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方面，全球有三大RFID標(biāo)準(zhǔn)陣營：歐美的全球產(chǎn)品電子代碼（ElectronicProductCodeglobal，EPCGlobal）日本的UbiquitousID國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的ISO/IEC18000GSMGlobalSystemforMobileCommunications，中文為全球移動(dòng)通訊系統(tǒng)GSM系統(tǒng)包括GSM900：900MHz、GSM1800：1800MHz及GSM-1900：1900MHz等幾個(gè)頻段。

目前我國主要的兩大GSM系統(tǒng)為GSM900及GSM1800，由于采用了不同頻率，因此適用的手機(jī)也不盡相同。不過目前大多數(shù)手機(jī)基本是雙頻手機(jī)，可以自由在這兩個(gè)頻段間切換。歐洲國家普遍采用的系統(tǒng)除GSM900和GSM1800另外加入了GSM1900，手機(jī)為三頻手機(jī)。在我國隨著手機(jī)市場的進(jìn)一步發(fā)展，現(xiàn)也已出現(xiàn)了三頻手機(jī)，即可在GSM900\GSM1800\GSM1900三種頻段內(nèi)自由切換的手機(jī)，真正做到了一部手機(jī)可以暢游全世界。中國移動(dòng)GSM工作頻段(上行885-909、下行930-954)

中國聯(lián)通GSM工作頻段（上行909-915、下行954-960）

中國聯(lián)通CDMA工作頻段（上行825-835、下行870-880）

DCS工作頻段：上行

下行

移動(dòng)：1745-1755

1840-1850

聯(lián)通：1710-1720

1805-1815

（單位：MHZ）1．防沖突問題，碰撞算法2.安全與認(rèn)證機(jī)制3.數(shù)據(jù)過濾與清洗4.協(xié)議與組網(wǎng)5.中間件2.6RFID技術(shù)應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)4.1.1

傳感器的定義

傳感器是能以一定精確度把某種被測量（主要為各種非電的物理量、化學(xué)量、生物量等）按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換為（便于人們應(yīng)用、處理）另一參量（通常為電參量）的器件或測量裝置。傳感器通常由敏感器件和轉(zhuǎn)換器件組合而成。敏感器件是指傳感器中直接感受被測量的部分，轉(zhuǎn)換器件通常是指將敏感器件在傳感器內(nèi)部輸出轉(zhuǎn)換為便于人們應(yīng)用、處理外部輸出（通常為電參量）信號的部分。汽車傳感器溫度、濕度傳感器（空調(diào)）；轉(zhuǎn)速傳感器（速度）；位置（曲軸、凸輪）霍爾傳感器；氣體傳感器（氧）；衛(wèi)星自動(dòng)定位系統(tǒng)（GPS，導(dǎo)航傳感器）；爆震傳感器；里程表傳感器；…GPS導(dǎo)航汽車傳感器速度、轉(zhuǎn)速加速度溫度液位接近傳感器里程汽車傳感器

1.2.2通信方式前述通信系統(tǒng)是單向通信系統(tǒng)，但在多數(shù)場合下，信源兼為信宿，需要雙向通信，電話就是一個(gè)最好的例子，這時(shí)通信雙方都要有發(fā)送和接收設(shè)備，并需要各自的傳輸媒質(zhì)，如果通信雙方共用一個(gè)信道，就必須用頻率或時(shí)間分割的方法來共享信道。因此，通信過程中涉及通信方式與信道共享問題。下面只對通信方式作一簡單介紹。1．按消息傳遞的方向與時(shí)間關(guān)系分對于點(diǎn)與點(diǎn)之間的通信，按消息傳遞的方向與時(shí)間關(guān)系，通信方式可分為單工、半雙工及全雙工通信三種。

單工通信——消息只能單方向傳輸?shù)墓ぷ鞣绞?，因此只占用一個(gè)信道，廣播、遙測、遙控、無線尋呼等就是單工通信方式的例子。

半雙工通信——通信雙方都能收發(fā)消息，但不能同時(shí)進(jìn)行收和發(fā)的工作方式。例如，使用同一載頻的對講機(jī)，收發(fā)報(bào)機(jī)以及問詢、檢索、科學(xué)計(jì)算等數(shù)據(jù)通信都是半雙工通信方式。

全雙工通信——通信雙方可同時(shí)進(jìn)行收發(fā)消息的工作方式，一般情況全雙工通信的信道必須是雙向信道。普通電話、手機(jī)都是最常見的全雙工通信方式，計(jì)算機(jī)之間的高速數(shù)據(jù)通信也是這種方式。

2．按數(shù)字信號排列順序分在數(shù)字通信中，按數(shù)字信號代碼排列的順序可分為并行傳輸和串行傳輸。并行傳輸——將代表信息的數(shù)字序列以成組的方式在兩條或兩條以上的并行信道上同時(shí)傳輸，優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省傳輸時(shí)間，但需要傳輸信道多，設(shè)備復(fù)雜，成本高，故一般適用于計(jì)算機(jī)和其他高速數(shù)字系統(tǒng)，特別適用于設(shè)備之間的近距離通信。串行傳輸——數(shù)字序列以串行方式一個(gè)接一個(gè)地在一條信道上傳輸，通常，一般的遠(yuǎn)距離數(shù)字通信都采用這種傳輸方式。

衛(wèi)星通信系統(tǒng)由通信衛(wèi)星、地球站、上行線路及下行線路組成。上行線路和下行線路是地球站至通信衛(wèi)星及通信衛(wèi)星至地球站的無線電傳播路徑，通信設(shè)備集中于地球站和通信衛(wèi)星中。衛(wèi)星通信的特點(diǎn)是：通信距離遠(yuǎn)、覆蓋地域廣、不受地理?xiàng)l件限制、通信容量大、可靠性高等。自從1957年10月第一顆衛(wèi)星發(fā)射成功以來，衛(wèi)星通信作為一種重要的通信手段被廣泛用于國際、國內(nèi)和區(qū)域通信。21世紀(jì)的衛(wèi)星通信將向更高頻段、更大容量方向發(fā)展。衛(wèi)星間的通信將采用速度快、頻帶寬、保密性強(qiáng)的激光通信。預(yù)計(jì)到2010年前，星間激光通信的傳輸速率將達(dá)到40Gb/s，地面終端設(shè)備將日益小型化，甚小天線衛(wèi)星地球站(VSAT)將會(huì)繼續(xù)發(fā)展。1.有線電視

1.1定義有線電視系統(tǒng)是采用纜線（電纜或光纜）等作為傳輸媒質(zhì)來傳送電視節(jié)目的一種閉路電視系統(tǒng)CATV（共用天線系統(tǒng)/有線電視CommunityAntennaTelevision），它以有線的方式在電視中心和用戶終端之間傳遞聲、像信息。所謂閉路，是指電磁波不向自由空間輻射，可供電視接收機(jī)通過無線接收方式直接接受。

1.3傳輸媒質(zhì)

有線電視系統(tǒng)在中近距離傳輸時(shí)，其傳輸媒質(zhì)一般是同軸電纜、光纜等有線介質(zhì)。而在較遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)，除用光纜和同軸電纜+光纜混合方式（HybridFiberCoax/Coaxialcable同軸電纜，簡稱HFC）外，還常用微波和衛(wèi)星等無線傳輸媒質(zhì)。2、有線電視系統(tǒng)的構(gòu)成

2.1基本組成有線電視系統(tǒng)主要由信號源、前端系統(tǒng)、干線傳輸系統(tǒng)、用戶分配網(wǎng)絡(luò)和用戶終端等五部分組成。信號源是提供傳送廣播電視信號節(jié)目的源頭。前端系統(tǒng)是位于信號源與干線傳輸系統(tǒng)之間的信號處理和轉(zhuǎn)換設(shè)備。

2.1基本組成干線傳輸系統(tǒng)是有線電視系統(tǒng)的重要組成部分，它擔(dān)負(fù)向用戶分配網(wǎng)絡(luò)高質(zhì)量地傳送信號的功能。用戶分配網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)是把干線傳輸來的電視信號經(jīng)分配系統(tǒng)均勻地送到用戶終端。用戶終端是指電視接收、調(diào)頻廣播、線纜調(diào)制解調(diào)器(CableModem）、PC機(jī)、IP電話等。4.1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類按網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍進(jìn)行分類：個(gè)人區(qū)域網(wǎng)（PAN）—聯(lián)接用戶身邊10m之內(nèi)計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、PDA與智能手機(jī)等數(shù)字終端設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)局域網(wǎng)（LAN）—覆蓋10m～10km的網(wǎng)絡(luò)城域網(wǎng)（MAN）—覆蓋10km～100km的網(wǎng)絡(luò)

Metropolitan

廣域網(wǎng)（WAN）—覆蓋100km～1000km的網(wǎng)絡(luò)61中國四大主干網(wǎng)

1.中國科技網(wǎng)———CSTNET隨著國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)事業(yè)的飛速發(fā)展，NCFC中的一部分（主要是中科院網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一部分）與其它一些網(wǎng)絡(luò)一起演化為中國科技網(wǎng)———CSTNET。2.中國教育與科研網(wǎng)———CERNETCERNET是由政府資助的全國范圍的教育與學(xué)術(shù)網(wǎng)絡(luò)。3.金橋網(wǎng)———CHINAGBN中國金橋信息網(wǎng)———CHINAGBN，簡稱金橋網(wǎng)，是面向企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，是中國可商業(yè)運(yùn)營的公用互聯(lián)網(wǎng)。4.中國公眾互聯(lián)網(wǎng)———CHINANETCHINANET是郵電部門主建及經(jīng)營管理的中國公用Internet主干網(wǎng)，1995年4月開通，并向社會(huì)提供服務(wù)。接入技術(shù)分類634.3

三網(wǎng)融合技術(shù)的發(fā)展背景“三網(wǎng)融合”實(shí)質(zhì)上是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、電信通信網(wǎng)與電視傳輸網(wǎng)技術(shù)的融合、業(yè)務(wù)的融合64一、無線通信發(fā)展的現(xiàn)狀幾種無線通信技術(shù)

PAN：射頻識別(RFID)、藍(lán)牙(Bluetooth)、超寬帶(UWB)1LAN：Wi-Fi、ZigBee(802.11x)、DECT(無繩電話)2MAN：Wi-MAX（802.16x）30英里

3WAN：2G、3G、4G4融合構(gòu)建一個(gè)全空間的無線網(wǎng)絡(luò)

一、無線通信發(fā)展的現(xiàn)狀幾種無線通信技術(shù)Zigbee二、各種無線通信的特點(diǎn)4.Zigbee無線通信技術(shù)什么是Zigbee技術(shù)？“ZigBee”被人們借來稱呼一種新興的近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它是一種介于無線標(biāo)記技術(shù)和藍(lán)牙之間的技術(shù)提案。主要用于近距離無線連接。二、各種無線通信的特點(diǎn)5.WiFi無線通信技術(shù)什么是WiFi？全稱WirelessFidelity，又稱802.11b標(biāo)準(zhǔn)與藍(lán)牙技術(shù)一樣，同屬于在辦公室和家庭中使用的短距離無線技術(shù)主要特性為：速度快，可靠性高，在開放性區(qū)域，通訊距離可達(dá)305米，在封閉性區(qū)域，通訊距離為76米到122米，方便與現(xiàn)有的有線以太網(wǎng)絡(luò)整合二、各種無線通信的特點(diǎn)6.WiMAX無線通信技術(shù)什么是WiMAX？全稱WorldInteroperabilityforMicrowaveAccess，即全球微波接入互操作性是一種基于IEEE802.16-2004標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無線技術(shù)最初該技術(shù)的目的在于統(tǒng)一固定無線接入的空中接口?；?02.16e的第二代WiMAX是支持移動(dòng)特性的標(biāo)準(zhǔn)。集群通信---警察、出租車調(diào)度蜂窩移動(dòng)電話---車載、手持機(jī)無線尋呼---數(shù)顯、漢顯、雙向無繩電話---家用、公共無線接入點(diǎn)衛(wèi)星移動(dòng)通信---銥、全球星等無線局域網(wǎng)(WLAN)---802.11、UWB典型的移動(dòng)通信系統(tǒng)3.2.4移動(dòng)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與基本工作原理GSM手機(jī)工作原理多址方式多個(gè)用戶同時(shí)與一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行通信的方式叫多址通信。多址方式可以分為FDMA、TDMA和CDMA三種方式。FDMA（FrequencyDivisionMultipleAccess）——頻分多址：多個(gè)用戶各自在互不相同頻帶上同時(shí)與系統(tǒng)進(jìn)行通信。此種通信方式多用于模擬通信系統(tǒng)。TDMA（TimeDivisionMultipleAccess)——時(shí)分多址：多個(gè)用戶在同一個(gè)頻帶上按順序輪流與系統(tǒng)進(jìn)行通信，在某一時(shí)刻，只有一個(gè)用戶與系統(tǒng)進(jìn)行通信。此種方式主要用于數(shù)字通信系統(tǒng)。CDMA（CodeDivisionMultipleAccess）——碼分多址：多個(gè)用戶在同一時(shí)間、同一頻帶內(nèi)與系統(tǒng)進(jìn)行通信，但各自發(fā)出的信號編碼互不相同，由系統(tǒng)識別各用戶的通信內(nèi)容。此種通信方式也用于數(shù)字系統(tǒng)。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)。簡單地說，M2M是指機(jī)器之間的互聯(lián)互通。M2M（Machine/man-to-Machine/man）WSN定義無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WirelessSensorNetwork,WSN）是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的微型傳感器節(jié)點(diǎn)通過無線電通信形成的一個(gè)多跳的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域內(nèi)被監(jiān)測對象的信息，并發(fā)送給觀察者。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本概念無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)以及微機(jī)電技術(shù)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合能夠通過各類集成化的微型傳感器協(xié)作地實(shí)時(shí)監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，通過嵌入式系統(tǒng)對信息進(jìn)行處理，并通過隨機(jī)自組織無線通信網(wǎng)絡(luò)以多跳中繼方式將信息傳送到終端用戶，從而實(shí)現(xiàn)“無處不在的計(jì)算”理念。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征（續(xù)）數(shù)據(jù)為中心，感知數(shù)據(jù)流巨大，傳感器網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)傳感器通常都產(chǎn)生較大的流式數(shù)據(jù),并具有實(shí)時(shí)性。動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)：經(jīng)常有節(jié)點(diǎn)失效或移動(dòng)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓l繁；由于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓l繁,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間需自組織通信，以使網(wǎng)絡(luò)面對變化仍可正常工作。容錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)：由于環(huán)境惡劣及頻繁的變化，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備容錯(cuò)能力與應(yīng)用密切相關(guān)。WSN的資源約束傳感器節(jié)點(diǎn)一般由電池供電，能量有限，使得節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)壽命有限；網(wǎng)絡(luò)中的傳感器由于電源能量的原因經(jīng)常失效或廢棄。計(jì)算能力有限:傳感器網(wǎng)絡(luò)中的傳感器都具有嵌入式處理器和存儲(chǔ)器,但是嵌入式處理器和存儲(chǔ)器的能力和容量有限。通信能力有限.傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳感器的通信帶寬窄而且經(jīng)常變化,通信覆蓋范圍只有幾十到幾百米.傳感器之間的通信斷接頻繁,經(jīng)常導(dǎo)致通信失敗。WSN系統(tǒng)概念網(wǎng)關(guān)--負(fù)責(zé)建立和管理網(wǎng)絡(luò)以及與PC機(jī)之間通信，向網(wǎng)絡(luò)傳達(dá)PC機(jī)發(fā)送的控制命令及把網(wǎng)絡(luò)中的請求反饋給PC機(jī)路由--負(fù)責(zé)連接整個(gè)網(wǎng)絡(luò)及中繼數(shù)據(jù)和指令終端--負(fù)責(zé)目標(biāo)控制和數(shù)據(jù)采集，也可能負(fù)責(zé)本地?cái)?shù)據(jù)融合位置計(jì)算方法三邊測量法三角測量法極大似然估計(jì)7.1物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)的基本概念

7.1.1物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)海量物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)