物联网重点.docx
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物联网重点
物联网实际是中国人的发明，整合了美国CPS（Cyber-PhysicalSystems）、欧盟IoT（InternetofThings）和日本U-Japan等概念。
是一个基于互联网、传统电信网等信息载体，让所有能被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。
普通对象设备化，自治终端互联化和普适服务智能化是其三个重要特征。
感知识别技术是物联网区别于其他网络的最独特的部分。
物联网的“触手”是位于感知识别层的大量信息生成设备
信息生成方式多样化是物联网的重要特征之一
传感节点具有自主成网，多跳传输等特点
传感器具有设计人性化，高精度感知，连续长期采集数据等特点。
森林监测传感网系统，适用于长期、大规模、自动化的环境监测任务
位置信息拓展：
所在地理位置+处在该地理位置的时间+处在该地理位置的对象（人或设备）
物联网环境下智能设备发展新趋势更深入的智能化，更透彻的感知，更全面的互联互通。
网络是物联网最重要的基础设施之一
互联网：
IPv6扫清了可接入网络的终端设备在数量上的限制。
互联网/电信网是物联网的核心网络、平台和技术支持。
无线宽带网：
WiFi/WiMAX等无线宽带技术覆盖范围较广，传输速度较快，为物联网提供高速可靠廉价且不受接入设备位置限制的互联手段。
无线低速网：
ZigBee/蓝牙/红外等低速网络协议能够适应物联网中能力较低的节点的低速率、低通信半径、低计算能力和低能量来源等特征。
移动通信网：
移动通信网络将成为“全面、随时、随地”传输信息的有效平台。
高速、实时、高覆盖率、多元化处理多媒体数据，为“物品触网”创造条件。
理服务层位于感知识别和网络构建层之上，综合应用层之下，是物联网智慧的源泉。
管理服务层解决数据如何存储（数据库与海量存储技术）、如何检索（搜索引擎）、如何使用（数据挖掘与机器学习）、如何不被滥用（数据安全与隐私保护）等问题。
传统的Web搜索引擎是基于查询关键词的，对于相同的关键词，会得到相同的查询结果。
物联网的主要特点：
感知识别普适化，异构设备互联化，联网终端规模化，管理调控智能化，应用服务链条化，经济发展跨越化
物联网的应用前景，智能物流，智能交通，绿色建筑，智能电网，环境监测，
物联网的四层体系结构模型：
感知识别层，网络构建层，管理服务层，综合应用层。
OCR技术能使设备通过光学机制识别字符。
语音识别研究如何采用数字信号处理技术自动提取及决定语言信号中最基本有意义的信息，同时也包括利用音律特征等个人特征识别说话人。
标准的IC卡应用系统通常包括：
IC卡、IC卡接口设备（IC卡读写器）、PC，较大的系统还包括通信网络和主计算机等。
根据与外界数据传输形式的不同可将智能卡分为串行通信卡和并行通信卡。
串行通信卡即为目前最常用的卡，也是目前国际标准中所规定的接口方式。
串行方式与外界交换信息两个问题一是芯片面积急剧增长，给卡的封装带来困难；
二是读写时间过长，读写1MB的容量需要12分钟。
并行通信卡由于采用并行通信，故无此二弊，但国际标准中尚无此类接口标准。
条码技术是在计算机应用发展过程中，为消除数据录入的“瓶颈”问题而产生的，可以说是最“古老”的自动识别技术。
条形码是由一组规则排列的条、空以及对应的字符组成的标记。
RFID是射频识别技术的英文缩写,利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的。
优点是电子标签和阅读器无需接触便可完成识别。
RFID系统由五个组件构成，包括：
传送器、接收器、微处理器、天线、标签。
传送器、接收器和微处理器通常都被封装在一起，又统称为阅读器（Reader），所以工业界经常将RFID系统分为为阅读器、天线和标签三大组件
RFID系统集中在低频、高频和超高频三个区域
RFID标签冲突有的基于时分多址防冲突算法可以分为基于ALOHA机制的算法和基于二进制树两种类型
动识别方法和技术做了介绍，包括：
光学符号识别技术、语音识别技术、生物计量识别技术、IC卡技术、条形码技术和RFID射频技术
传感器的定义是：
“能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置”。
无线传感节点的组成：
电池、传感器、微处理器、无线通信芯片；相比于传统传感器，无线传感节点不仅包括传感器部件（左上图），还集成了微型处理器和无线通信芯片等，能够对感知信息进行分析处理和网络传输。
制约传感器性能提升的因素节能廉价微型
智能楼宇中的传感器感器能实现空间和时间上的细粒度感知，可实时跟踪到单个电器
传感器能实现“多功能”的感知，能推测用户的行为
传感器能够互联互通，通过大量连续的数据则有助于分析得出更多有用的信息
医疗监控中的传感器感器的设计十分人性化
传感器具有高精度的感知能力，医用的数据需要较高的采样精度供医生分析诊断
传感器能连续长期地采集数据
传感器使用无线通信方式，其数据传输是机会性的
低成本的节点才能被大规模部署，
微型化的节点才能使部署更加容易
鲁棒性是实现传感器网络长时间部署的重要保障
供能装置采用电池供电，使得节点容易部署。
但由于电压、环境等变化，电池容量并不能被完全利用。
传感器的选择使用哪种传感器往往由具体的应用需求以及传感器本身的特点决定
需要根据处理器与传感器的交互方式：
通过模拟信号和通过数字信号，选择是否需要外部模数转换器和额外的校准技术。
位置信息不是单纯的“位置”地理位置（空间坐标）处在该位置的时刻（时间坐标）
处在该位置的对象（身份信息
GPS优点精度高全球覆盖，可用于险恶环境
缺点启动时间长室内信号差需要GPS接收机
蜂窝基站定位优点不需要GPS接收机，可通讯即可定位启动速度慢信号穿透能力强，室内亦可接收到
缺点定位精度相对较低基站需要有专门硬件，造价昂贵
定位技术的关键：
有一个或多个已知坐标的参考点
得到待定物体与已知参考点的空间关系
定位技术的两个步骤：
测量物理量→根据物理量确定目标位置
计算机是一种能够按照指令对各种数据和信息进行自动加工和处理的电子设备。
它是诞生最早的智能设备，至今大部分个人计算机仍然采用冯•诺依曼结构。
PDA个人数字助理体积小，重量轻，便携等
可细分为电子词典、掌上计算机、手持计算机设备和个人通讯助理机四大类。
物联网实现了信息空间和物理空间的融合
传统的电视广播正在迅速向多数据流、网络优化模式转换，
物联网设备的智能性就体现在异构的设备构成的系统具有情境感知，任务迁移，智能协作和多通道交互的特点。
服务端主要提供组件下载，迁移任务的缓存管理以及应用迁移相关数据的存储；应用端为无缝迁移平台的核心，实现任务的中断和恢复
应用端采用三层设计：
应用层，迁移管理层和基础服务层。
多通道信息整合技术研究方面的主要模型有：
面向任务的多通道界面结构模型，分层整合模型和基于概率的指称整合模型。
拨号上网：
互联网普及初期最常用的有线接入方式，通过调制解调器（Modem）利用当地运营商提供的电话号码拨号接入互联网，是一种低速接入，最高数据传输速率56kbps。
DSL：
目前运用最广泛的有线接入方式，基于普通电话线的宽带接入技术。
上传速率峰值：
1Mbps（通常小于1Mbps），下载速率峰值：
8Mbps（通常小于2Mbps），速率稳定，带宽独享，与语音服务独立
以太网：
应用最广泛的局域网通信技术，包括10Mbps，100Mbps，10Gbps等速率范围，具有速率高，抗干扰能力强的特点，适用于各类企事业团体，可实现各类高速互联网应用，但一次性布线成本较高。
Wi-Fi：
最常见的无线接入方式，是一种短距离传输技术，适用于办公室及家庭环境，有11Mbps，54Mbps，300Mbps等速率范围。
数情况下物联网的服务不必苛求具有延时保障的即时通信能力，因此，高效且低成本的分组交换将成为物联网中数据交换的首选方式。
网络协议及其分层结构
应用层HTTP，FTP，SMTP，DNS协议；数据单元：
报文描述业务逻辑，包括应用流程、程序状态、数据内容和形式Web包含的三个重要概念超文本超媒体超文本传输协议（HTTP）Web的特点图形化界面终端的独立性交互性和动态性HTTP协议是Web的核心，负责Web服务器和客户端应用层之间的通信。
定义了服务器和用户之间通信的次序以及数据格式。
传输层TCP，UDP协议；数据单元：
数据段
网络层IP，ICMP，GMP协议；数据单元：
数据包
链路层MAC协议；数据单元：
帧
物理层数据单元：
比特
套接字需要IP地址和端口号区别同一终端上正在运行的不同应用程序。
P地址用于区别不同终端，端口号用于区别同一终端上的不同应用程序
输层上端到端的连接是进程与进程之间的连接（不是终端之间的连接）
UDP协议：
用户数据包协议为传输层提供简单的不可靠的信息传输服务。
协议特点
数据通讯不需要建立连接→较小的启动延迟
数据通讯不需要维护连接状态→少量的资源消耗
轻量级的通讯开销→较短的数据包格式
TCP协议：
传输控制协议，为上层应用提供可靠的、基于字节流的传输服务。
特点面向连接的传输：
需通信双方维护连接的状态。
可靠性传输：
确保传输不出现丢失和乱序。
流控制：
匹配发送端和接收端的速率。
拥塞控制：
避免网络过于拥挤，考虑了不同通信方之间的公平性。
路由器是网络互联互通的桥梁
路由器通过路由算法选择数据传输路径
路由表：
IP地址，端口号
当路由器收到一个数据包后会查看该数据包网络层包头中接收终端的IP地址，根据路由表中的信息将该数据包通过对应的端口进行转发。
物联网是互联网应用的延伸和拓展，互联网是实现物（人）与物（人）之间更加全面的互联互通的最重要和最主要的途径。
无线宽带网络包括：
Wi-Fi：
无线局域网WiMAX：
有线宽带网络的无线城域网3G：
无线广域网UWB：
超宽带无线个域网
无线宽带网络和有线宽带网络的主要区别在于数据链路层和物理层
不同802.11协议的差异主要体现在使用频段，调制模式和信道差分等物理层技术上。
一系列IEEE802.11协议的上层架构和链路访问协议是相同的。
如MAC层都使用带冲突预防的载波监听多路访问（CSMA/CA）技术，数据链路层数据帧结构相同以及都支持基站和自组织两种组网模式。
无线信号的衰减特性和隐藏终端问题使冲突很难被侦测。
虽然RTS可能会冲突，但由于RTS很短，冲突概率较小。
但是同时会增加传输延时和降低信道利用率。
RTS和CTS机制适用于冲突发生概率较高的情境中，如无线网络用户每次都需传输较长数据帧时。
WiMAX（WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess）旨在为广阔区域内的无线网络用户提供高速无线数据传输业务，视线覆盖范围可达112.6千米，非视线覆盖范围可达40千米，带宽70Mbps
架构与802.11基站模式类似
基站以点对多点连接为用户提供服务。
这段被称为“最后一英里”（LastMile）。
基站之间或与上层网络以点对点连接（光纤、电缆、微波）相连。
称为“回程”（Backhaul）。
WiMAX介质访问控制包含了全双工信道传输、点到多点传输的可扩展性以及对QoS的支持等特征。
传输帧
访问协议规定了基站和用户交互的物理层参数（调制方式、编码方式、纠错参数），服务质量（QoS）
基站向用户的下行连接子帧
用户向基站的上行连接子帧
数据分发协议的作用是将数据包可靠传输到网络中的每个节点。
无线传感网中广泛使用的是Drip协议。
900/1800MHzGSM移动通信蜂窝网络系统，无线接口采用TDMA技术，核心网移动性管理协议采用MAP协议
800MHzCDMA移动通信
核心网移动性管理协议采用IS-41协议无线接口采用窄带码分多址（CDMA）技术
CDMA在蜂窝移动通信网络中的应用容量在理论上可以达到AMPS容量的20倍。
CDMA可以同时区分并分离多个同时传输的信号。
CDMA特点：
抗干扰性好抗多径衰落保密安全性高容量质量之间可以权衡取舍
同频率可在多个小区内重复使用
第三代移动通信（3G）可以提供所有2G的信息业务，同时保证更快的速度，以及更全面的业务内容，如移动办公，视频流服务等。
3G的主要特征是可提供移动宽带多媒体业务，
我国采用的三种3G标准分别是TD-SCDMA，W-CDMA和CDMA2000。
“呼吸效应”的主要原因是CDMA系统是一个自干扰系统；CDMA2000和W-CDMA属于同频自干扰系统，邻近用户间自干扰现象明显，从而降低了实际传输速率。
上行技术参数主要基于欧洲FMA2方案。
下行技术参数主要基于日本ARIBW-CDMA方案。
W-CDMA技术主要包括FDD和TDD
W-CDMA定义了3条可利用的公共控制信道及2条专用信道
移动互联网：
将移动通信和互联网二者结合，提供网页浏览、视频会议等互联网应用服务
3G与物联网：
3G是物联网信息传送的有效平台。
数据库是存储在一起的相关数据的集合这些数据是结构化的，无害的或不必要的冗余，并为多种应用服务.数据库的存储独立于使用它的程序对数据库插入新数据，修改和检索原有数据均能按一种公用的和可控制的方式进行
关系数据库（RDBMS）重要思想：
逻辑组成与存储结构相分离
属性（Attribute）
关系表的每一列称为一个属性，描述了数据某一方面的信息，表的每一列包含且仅包含一个属性的值，属性的值可以有多种整数、实数、日期时间等多种类型
域（Domain）
域是一组具有相同数据类型的值的集合。
表中的任何属性都必须定义在域上
元组（Tuple）关系表中的每一行都叫做一个元组，元组是关系的基本组成元素，在关系中，元组排列的顺序并不重要
度（Degree）：
关系表包含的属性数目叫做度
基数（Cardinality）：
关系表包含的元组数目叫做基数
模式（Schema）关系的名称及其所含属性的集合统称为模式，用“关系名称（属性1，属性2，属性3，……）”的方法来表示模式属性在模式中的排列顺序是无序的
关系数据库的数据模型不仅定义了数据库的结构（关系、属性、元组等），而且提供了查询数据、修改数据的方法，数据操作基于“关系代数”的特殊代数运算
关系代数的操作数是关系（传统代数的操作数是数字常量或变量）
互联网中数据流从丰富的网络资源流向终端设备，传感网中数据流从传感器设备流向网络
直接附加存储）将存储系统通过缆线直接与服务器或工作站相连，一般包括多个硬盘驱动器，与主机总线适配器通过电缆或光纤，在存储设备和主机总线适配器之间不存在其他网络设备。
实现了计算机内存储到存储子系统的跨越
网络附加存储文件级的计算机数据存储架构
计算机连接到一个仅为其它设备提供基于文件级数据存储服务的网络
存储区域网络通过网络方式连接存储设备和应用服务器的存储架构
由服务器、存储设备和SAN连接设备
TIA-942还对缆线系统，可靠性分级，能源系统和降温系统等做了规定。
Web搜索引擎一个能够在合理响应时间内，根据用户的查询关键词，返回一个包含相关信息的结果列表（hitslist）服务的综合体。
传统的Web搜索引擎是基于查询关键词的，对于相同的关键词，会得到相同的查询结果。
Web搜索引擎的结构网络爬虫模块：
主要功能是通过对Web页面的解析，根据Web页面之间的连接关系抓取这些页面，并储存页面信息交给索引模块处理。
索引模块：
主要完成对于抓取的数据进行预处理建立关键字索引以便搜索模块输出。
搜索模块：
对于用户的关键词，根据数据库的索引知识给出合理的搜索结果。
Web搜索引擎的3个重要问题
响应时间：
一般来说合理的响应时间在秒这个数量级关键词搜索：
得到合理的匹配结果
搜索结果排序：
如何对海量的结果数据排
搜索引擎的体系结构信息采集，索引技术，搜索服务
文本分析技术是建立数据索引信息的支撑技术。
建立倒排文件索引是建立索引数据库的核心工作
物联网时代搜索引擎的新思考
从智能物体角度思考搜索引擎与物体之间的关系，主动识别物体并提取有用信息。
从用户角度上的多模态信息利用，使查询结果更精确，更智能，更定制化。
数据挖掘从大量数据中获取潜在有用的并且可以被人们理解的模式的过程
是一个反复迭代的人机交互和处理的过程
数据挖掘的过程数据预处理数据挖掘知识评估与表示阶段
关联分析的目标是从给定的数据中发现频繁出现的模式
分类和预测的目标是找出描述和区分不同数据类或概念的模型或函数
预测客户是否可能购买计算机的判定树，其中每个非树叶节点表示一个属性上的测试，每个树叶节点代表预测结果
聚类的目的是将数据对象划分为多个类或簇
演化分析的目的是挖掘随时间变化的数据对象的变化规律和趋势，并对其建模，进而为相关决策提供参考
网络信息安全的一般性指标
可靠性：
三种测度标准（抗毁、生存、有效）
可用性：
用正常服务时间和整体工作时间之比衡量
保密性：
常用的保密技术（防侦听、防辐射、加密、物理保密）
完整性：
XX不能改变信息；与保密性的区别：
保密性要求信息不被泄露给未授权的人，完整性要求信息不受各种原因破坏。
不可抵赖性：
参与者不能抵赖已完成的操作和承诺的特性
可控性：
对信息传播和内容的控制特性
人信息的自我决定权，包含个人信息、身体、财产或者自我决定等。
智能电网的核心内涵是实现电网的信息化、数字化、自动化和互动化，具有电网自愈，用户交互，设备兼容，质量管理，系统安全，信息集成，管理优化，资产优化，市场协调9大特
中国的智能电网覆盖面更为全面，是调度、发电、输电、变电、配电、用电六大环节的整体升级。
新能源下游应用分为并网发电、离网发电与可再生燃料等领域。
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