物联网技术与应用复习知识点.docx

1、物联网技术与应用复习知识点第一章1 物联网定义物联网是指物体的信息通过智能感应装置， 经过传输网络， 到达指定的信息处理中心， 最终 实现物与物、人与物之间的自动化的信息交互与处理的智能网络。2 物联网三大特征(1)全面感知 ; 利用射频识别、二维码、传感器等感知、捕获、测量技术随时随地对物体进行 信息采集和获取 (2)可靠传送 :通过将物体接入信息网络， 依托各种通信网络， 随时随地进行 可靠的信息交互和共享 (3)智能处理 : 利用各种智能计算技术， 对海量的感知数据和信息进行 分析并处理，实现智能化的决策和控制4 面向物联网的传感技术(1)低耗自组、异构互连、泛在协同的无线传感网络。(

2、2)智能化传感器网络节点研究。(3)传感器网络组织结构及底层协议研究。( 4)对传感器网络自身的检测与控制。(5)传感器网络的安全问题。( 6)先进测试技术及网络化测控。5 物联网中的智能技术智能技术是为了有效地达到某种预期的目的，利用知识所采用的各种方法和手段。(1)人工智能理论研究 (2)机器学习 (3)智能控制技术与系统 (4)智能信号处理8 什么是 IPv6IPv6是Internet?Protocol?Version?6的缩写，也被称作下一代互联网协议，它是由 IETF设计的用来替代现行的IPv4协议的一种新的IP协议。9 IPv6 与物联网的关系物联网的发展与IPv6紧密联系，因为每

3、个物联网链接的对象都需要 IP地址作为识别码,而目前 IPv4 的地址已经不够用 .IPv6 拥有巨大的地址空间 ,他的地址空间完全可以满足结点 标识的需要第二章1 物联网层次结构模型(1)信息感知层 : 实现对物理世界的智能感知识别、 信息采集处理和自动控制， 并通过通信模 块将物理实体连接到网络层和应用层。（2） 物联接入层：主要任务是将信息感知层采集到的信息，通过各种网络技术进行汇总，将大 范围内的信息整合到一块，以供处理。（3） 网络传输层:基本功能是利用互联网、移动通信网、传感器网络及其融合技术等，将感知到的信息无障碍、高可靠性、高安全性地进行传输 （远距离传输）。（4） 技术支撑层

4、：主要任务是开展物联网基础信息运营与管理， 是网络基础设施与架构的主体。应用接口层：物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，主要完成服务发现和服务呈 现的工作。5 物联网网关是什么 是一种跨信息感知层和网络传输层的设备6物联网的应用？监控型（物流监控、污染监控）查询型（智能检索、远程抄表）控制型（智能交通、智能家居、路灯控制）扫描型（手机钱包、高速公路不停车收费 ）8物联网体系的特点：实时性，大范围，自动化,全天候9RFID的缺点、RFID读写器不能实时感应环境的变换； （2）、覆盖范围受限。优点扫描识别性能强（2）数据的记忆体容量有不断扩大趋势 （3）抗污染能力和耐久性比较好可重复使用

5、 体积小型化、形状多样化 （6）.安全性10基于传感器的物联网从传感器技术出发，可在传感网络的基础上建立基于传感技术的物联网 .由传感器，通信网络和信息处理系统为主构成的传感网技术具有实时数据采集 ，监督控制和信息共享与存储管理等功能.11物联网与泛在网的关系泛在网使之无所不在的网络，相对于物联网技术的当前可实现性来说 ，泛在网属于未来信息网 络技术发展的理想状态和长期愿景 .对于物联网，传感网，广电网，互联网，电信网等网络相互融 合形成的网络，成为泛在网12传感器网络与RFID的关系RFID和传感器具有不同的技术特点，传感器可以检测感应到各种信息，但缺乏对物品的标识能 力，而RFID技术恰恰

6、具有强大的标识物品能力 ，但是RFID读写器不能实时感应当前环境的改变,而且受到距离的影响，而传感器网络较长的有效距离将拓展 RFID技术的应用范围传感器,传感器网络和 RFID技术都是物联网技术的重要组成部分13物联网四大支柱业务群：RFID传感网,M2M,两化融合14物联网四大支撑网络短距离无线通信(ZigBee,蓝牙,RFID),长距离无线通信(GPRS,3G,4G,)短距离有线通信(ModBus,DeviceNet), 长距离有线通信 (计算机网 ,广电网 ,电信网 )15物联网与传感器网络的关系不同点： (1 )、传感网更强调感知能力，而不注重对物体的标识和指示。 物联网则强调人感知

7、物，强调标识物的手段，除传感器外，还有射频识别、二维码、一维码等。(2)、物联网的概念相对比传感器大一些 (3)、在人为参与度方面也有不同，物联网是规模化 的信息整合，一般还需要人的参与和主动搜索。传感网几乎无需人工干预。相同点：目标都是突破人与人通信的模式建立物与物、物与人之间的通信。16短距离无线通信同长距离无线通信的区别(1)、短距离无线通信的主要特点为通信距离短，覆盖距离一般在几十米到 200 米以内；覆盖的范围响应也比较小。 (2)、无线发射器的发射功率较低，发射功率一般小于 100mV(3)、自由地连接各种个人便携式电子设备、计算机外部设备和各种家用电气设备，实现信 息共享和多业务

8、的无线传输 (4)、不用申请无线频道。区别于无线广播等长距离无线传输。(5)、高频操作，工作频段一般以 GHZ为单位。17无线局域网的特点(1)机动性高 ,移动性强 (2)安装过程简单而快速 ,(3)可与有线网络紧密结合(4)安全保密功能让数据传输更具保障 (5)组网灵活 ,即插即用 ,不必改变现有网络构架(6)解决有线网络布设困难时的传输问题 (7)可以把网络应用延伸到室外18短距离无线通信 , 有线无线的比较有线接入属固定投资 ,不可搬移施工需考虑地形取得政府同意施工周期长不利于抢占市场无线接入可移动性强 ,提供富有个性的服务频谱资源开放使用施工简便周期短 ,易于网络快速接入19RFID技

9、术的定义RFID 技术是一种非接触式的自动识别技术，它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，识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。20RFID的组成： 标签 阅读器 天线21RFID的工作原理标签进入磁场后， 如果接收到阅读器发出的特殊射频信号， 就能凭借感应电流所获得的能量 发送出存储在芯片中的产品信息 （即？Passive?Tag无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（即？Active?Tag,有源标签或主动标签），阅读器读取信息并解码后，送至中央信

10、息系统进行有关数据处理22RFID的耦合方式以RFID?卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式来看大致上可以分成 ，?感应耦合（Inductive?Coupling）?及后向散射耦合（Backscatter?Coupling）两种,?一般低频的 RFID大都采用 第一种式 ，?而较高频大多采用第二种方式23 传感网、物联网与泛在网络的关系传傅网24有线局域网和无线局域网的定义(1)有线局域网：采用传统线缆，交换机或集线器及计算机等终端设备组成覆盖局部地域的网 络,用户通过该网络完成信息交互功能 (2)无线局域网：是以射频无线电波通信技术构建的局域网,虽不采用线缆，但也能提供传统有线局域网

11、的所有功能25Ad hoc网络是什么需要一种不依赖于固定基础设施，并且能够快速和灵活配置的移动通信网络技术， Ad Hoc网络就是为了满足这种特殊应用需求而产生的26Ad hoc网络组成(1)由一组带有无线通信收发装置的移动终点组成(2)网络中每个移动终端自由移动(3)网络中所有移动终端地位相等(4)可以在任何时候，任何地点快速构建不需要现有信息基础网络设施的支持是一个多跳，临时，无中心网络27Ad hoc网络缺点安全性差，网络的可扩展性不强，存在单向的无线信道，生存时间短28什么是无线 Mesh网络无线Mesh网络是通过无线链路把固定的和移动的节点连接起来， 构成一个多跳的移动自组织网络。在

12、这种网络中，节点由 Mesh路由和Mesh客户端两种节点构成。每个节点都具有 路由器和中继器的功能，可以为网络的其它节点存储转发数据包。29无线 Mesh 网络设计思想任何设备节点都可以作为接入点(AP)和路由器;每个节点都可以接收和发送数据； 每个节点都可以和对等节点直接通信， 不再需要基站转发 ;和 Internet 网络一样当 一条传送线路中断时，可以选择另一条线路进行连接。30无线MESH网络的产生蜂窝移动系统在应用上的局限性；Ad Hoc网络使用场合；WLAN在技术上的缺陷。31无线 mesh 网络结构客户Mesh网络 骨干Mesh网络(3)混合Mesh网络32无线MESH网络与蜂窝

13、通信技术的比较(1)可靠性 :无线 MESH 网络采用多跳网络结构，是多点对多点的通信，蜂窝通信 是点到多点的通信，当一条传输线路中断时，无线MESH网络可以寻找代替线路， 而蜂窝通信技术则不能，所以其可靠性更好。成本:WMN中，大大节省了骨干网络的建设成本，而且接入点、 WMN路由器等基础设施，要比基站便宜的多，而且维护方便。(3)控制方式 :WMN 是分布式的控制，蜂窝通信是集中式 (4)传输速率大大提高33无线MESH网络与Ad hoc网络的比较(1)WMN注重的是“无线”，而 Ad hoc网络更强调的是“移动”。(2)WMN多为静态或弱移动的拓扑，而 Ad hoc网络多为随意移动(包括

14、高速移动) 的网络拓扑(3)WMN节点的主要业务是来往于因特网网关的业务， Ad hoc网络节点的主要业务是任意一对节点之间的业务流。(4)WMN主要是因特网或宽带多媒体通信业务的接入， Ad hoc网络主要应用在军事上或其他专业通信，还未进行大规模的商用。34无线MESH网络与其他通信网络的区别Ad hoc 网WLANWMN阳卄热构jriiah a rt.动态祐扑点对名点点 网状)通过小区方 式可覆盖广股在局 域范围内小范困或 常局隈儿町实现城容納川户數非常多较少控制力式集中控制分布式控 制分疝式控 制外布式控 制设计目的用户接入凰 用户间通信用户何通 信为主用户按人 为主用户接入 为主35

15、无线MESH网络优点与现有的网络兼容；结构灵活，组网方便；可靠性高；低成本;高宽带;非视距传输36无线MESH网络不足 互操作性;通信延迟;安全37 移动通信网早期移动通信系统：米用大区制特点：高架天线、大功率发射机；增大覆盖面积缺点:传输损耗随着距离的增加而增加，而且与地形环境密切相关，因而终端与 基站之间的通信距离是有限的，服务范围受到限制。可容纳的用户数是有限制的, 无法满足大容量的要求。38移动通信网区群的含义相邻的使用不同频道所有小区，这些小区共同使用了系统提供的所有频率资源39什么是卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继转发无线电波，再两个或多个地球站之间进行的 通信40电力载波是什

16、么电力线载波(Power Line Carrier)简称PLC是指利用电力线作为信息传输媒介进行 语音或数据传输的一种特殊通信方式PLC是电力系统特有的通信方式，用于电力系统的调度通信、保护、生产指挥、 行政业务通信及各种信息传输13条形码定义：将宽度不等的多个黑条和空白，按照一定的编码规则排序，用以表达一组 信息的图形标示符。按码制分：UPC骂，EAN码，交叉25码，39码，库德巴码，128码，93,49按维数：一维二维优点：可靠性强，效率高，成本低，易于制作，构造简单，灵活使用，采集信息量大结构：静区起始字符数据字符终止字符静区二维条码特点；1.信息容量更大。2准确性更高。3编码范围广可以

17、表示图像数据。4纠错能力强。5保密防伪性好。6全方位读取。7可用多种阅读设备阅读， 无需另接数据 库分类：堆叠式/行排式二维码 矩阵式二维码第三章1自动识别是指通过非人工手段获取被识别对象所包含的标识信息或特征信息 并且不使用键盘即可实现数据实时输入计算机或其他微处理器控制设备的技术。特点：准确性，高效性，兼容性根据识别对象的特征、识别原理和方式可以分为数据采集技术 （定义识别）和特征提取技术（模式识别）两大类数据采集技术：光，磁，电存储器 特征提取技术：静态特征，动态特征，属性特征工作原理：自动识别系统是一个以信息处理为主的技术系统，也是一个传感器技术、计算机技术、通信技术综合应用的系统，其

18、输入端是被识别信息，输出端是已识别信 完整的自动识别计算机管理系统包括自动识别系统，应用程序接口或者中间件和应用系统 软件。2生物特征识别技术是基于某人的生理特征或行为特征用自动化的方法予以辨识或认证的 技术。比较：传统身份鉴定技术是指基于特定持有物和基于特定知识进行身份鉴定的一种技术。缺点是：特定持有物易丢失、被盗和遗忘。特定知识则存在记忆上的问题。密码太复杂， 容易遗忘；密码简单，则容易被破译和猜测。生物识别技术特点：随身性，安全性，唯一性，稳定性，广泛性，方便性，可采集性，可接受性生物识别的主要过程：原始数据获取，特征提取，比较和匹配3常用的生物识别技术：指纹识别 虹膜识别 视网膜识别

19、签名识别 面部识别 声音识别4指纹识别固有特性：确定性，惟一性。可分类性系统构成：读取指纹图像、提取特征、保存数据和比对基本过程： 通过指纹读取设备读取到人体指纹的图像 ;要对原始图像进行预处理， 使之更清晰 ; 提取指纹特征，建立指纹的数字表示特征数据 ;验证端采集指纹，提取特征 ; 与数据库指纹匹配，计算相似度，给出匹配结果。采集设备：光学 硅晶体传感器 超声波 其他类型优点：a.指纹是人体独一无二的特征 b可采集的指纹多，最多可达 10个，而且每个指纹都是独一无二的c扫描指纹的速度快，使用非常方便。 d.指纹与采集头直接接触，读取特征方法可靠e指纹采集头体积小，价格低廉。缺点：a.某些人

20、或某些群体的指纹特征很少，故而很难成像 b过去因为犯罪记录中使用指纹，有些人害怕将指纹记录在案 c.实际上现在的指纹鉴别技术都可以不存储任何含有指纹图像的数据，而只是存储从指纹中得到的加密的指纹特征数据 d.每一次使用指纹时，都会在指纹采集头上留下用户的指纹印痕，而这些指纹痕迹存在被用来复制指纹的可能性。5膜识别技术步骤：图像获取 像预处理 特征提取 特征匹配优点：唯一性，稳定性，可采集性，非侵犯性缺点：a.仍未进行唯一性的认证 b.很难将图象获取设备小型化 c.摄像头价格昂贵 d.镜头可能使图象畸变而使可靠性降低 e.黑眼睛极难读取 f.需要一个较好的光源6视网膜识别 优点 ;（1）精确度高

21、，错误接受率低于百万分之一。 （2）生物识别样本稳定，不磨损，不老化，不受疾病 影响。（ 3）难以伪造，是一个最难欺骗的系统 （4）使用者不需要和设备直接接触缺点：未进行过任何的测试，当前的视网膜识别系统只是用统计学原理进行小规模的试验， 而没有进行过现实世界的唯一性认证试验；光照射眼球的背面可能会影响使用者健康，这 需要进一步研究；消费者而言，视网膜技术没有吸引力；难进一步降低成本。7 面部识别四步：建立人脸的面像档案，取当前的人体面像 ，当前的面纹编码与档案库存比对，确定面像身份或提出身份选择优点：易于使用，非常适合隐蔽进行面像采集；可直观比对，以核查某人身份 。缺点：面部的位置和周围的光

22、环境可能影响系统的精确性，采集图象的设备昂贵 8磁条技术：优点：数据可读写，数据存储量大，便于使用，成本低廉。缺点：数据存储时 间长短受磁性粒子极性的耐久性限制以及存储数据的安全性较低。9 IC卡分为接触式和非接触式应用系统构成要素：IC卡，IC卡接口设备 PC网络与计算机特点：存储容量大，体积小，重量小，抗干扰能力强，便于携带，易于使用，安全性高10传感器定义：传感器是一种能把特定的信息 （物理、化学、生物）按一定规律变换成某种可 用信号输出的器件和装置。功能：物理世界的“感觉器官” ；从狭义角度来看，传感器是一种将测量信号转换成电信号的变换器；广义角度来看，传感器是指在电子检测控制设备输入

23、部分中起检测信号作用 的器件组成：敏感元件：直接感受被测非电量并按一定规律转换成与被测量有确定关系的其它量的元件。传感元件：又称变换器。能将敏感元件感受到的非电量直接转换成电量的器件11按信号变化的特征分为物性型传感器和结构型传感器按用途，分为力传感器、加速度传感器、位移传感器、温度传感器、流量传感器按基本效应分，可以有物理 /化学、生物等传感器按工作的物理基础，分为电气式传感器、光学式传感器、机械式传感器按能量关系，分为有源传感器和无源传感器按测量方式，分为接触式传感器和非接触式传感器按输出信号的形式，分为模拟式传感器和数字式传感器12静态特性参数测量范围和量程 量程=XMAX- XMIN灵

24、敏度 指传感器或检测系统在稳态下输出量变化和引起此变化的输入量变化的比值。它是 输入和输出特性曲线的斜率线性度指传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度端基线性度：传感器实际平均输出特性曲线对端基直线的最大偏差端点平移拟合：在端点连线拟合基础上使直线平移，移动距离为原先的一半 独立线性度重复度迟滞分辨力与阈值漂移精确度最小二乘线性度Ml:醐超黨检测秋趕的血输入愉出数堀如下*1囂0, $5；L3576, 7JT.L1乱2L0试用就小喉法拟合厲辨求其蠕性度和灵続度ykxbi yi (kxib) y 0.68x0.25kn xiyiXi yi1 0.238 20.3530.16n :2Xi(Xi)2

25、4 0.11 50.12660.194b2(XiyiXi Xi yi)L max100%0.357%n2Xi(Xi)2k 0.68 b 0.25LyFS5新型传感器：气敏，温湿，光栅数字，光电式，智能1. EPC（产品电子编码）定义旨在为每一件单品建立全球的、 开放的标识标准，实现全球范围内对单件产品的跟踪与追溯，从而有效提高供应链管理水平、降低物流成本。 EPC的载体是RFID电子标签,并借助互联网来实现信息的传递。 EPC是 一个完整的、复杂的、综合的系统2 EPC编码特点科学性兼容性全面性合理性无歧视性 EPC系统构成EPC系统由全球产品电子代码体系、射频识别系统及信息 网络系统三部分构

26、成，如表所示.条统构成名称注释全球产品电子代 码編码体系EPC编码标准识帝目标的特玄代码射频识别系统RFID电卞标签电了标签贴在物卅rZ 上，与Z对应RFID读丐器信息网络系统Savant (中间件)为EPC系统摄供信息 支撑对球杯称解析服务0晦EPC信息服务4目前的EPC系统中应用的编码类型主要有三种： 64位、96位和256位.EPC编码由版本号、产品域名管理、产品分类部分和序列号四个字段组成5 EPC/RFID与条码技术条形码：条形码是应用了不同宽度的黑白条码反射光来编码，具体成本低廉，使用方便， 缺点是编码容量不足RFID: RFID标签是存储了具体的 EPC标准的产品编码信息的产品标

27、签，它会因不同应用 场合的具体要求而表现出不同的封装形式，如纽扣类、 IC卡类以及条形码形式等等EPC: EPC是编码标准，规定了对具体不同商品产品唯一的编码格式，完成 RFID产品信息编码7EPC/RFID与条形码相比，优点1唯一标识； 2读取方便； 3长寿耐用； 4动态更改； 5可扩展性 6.保密性强8EPC识别流程1EPC编码读写器读出商品中的 EPC编码信息2由EPC产品管理中间件，传输到 In ternet中3经过网络传到 ONS服务器，找到该 EPC对应的IP地址，由IP地址找到PML服务器,从产品信息的数据库中，获取相关实物信息并作相应处理9物联网与EPC/RFID技术应用展望(

28、1 )零售业 2 物流业； 3 制造业； 4 有效防伪； 5 军事领域1 MEMS(产品电子编码)定义：微机电系统MEMS从广义上讲，MEMS是指集微型传感器、微型执行器 以及信号处理和控制电路，甚至接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。特点： (1 )、微型化特点 (2)多样化特点 (3)稳定性特点 (4)集成化特点 (5)批量化特点。(6)广义化特点优点 ： MEMS 器件和系统具有体积小、重量轻、功耗小、成本低、可靠性高、 性能优异、功能强大、可以批量生产。信息系统分为以下几种：MIS管理信息系统.DSS决策支持系统.只能决策支持系统 空间信息系统 2 GIS(1)地理信息系统的组成

29、 ：系统硬件 .系统软件.空间数据库 .用户.GIS的操作对象是地理实体或空间数据。地理空间数据：(2)信息的特征 ：客观性;适用性 ;可传输性共享性 ;空间分布性 ;数据量大信息载体 的多样性(3)功能：1.数据采集与编辑 2.数据存储与管理 3.数据处理和变换 4.空间分析和 统计 5.产品制作与显示 6.二次开发和编程(4)点线面的实例 ：用于全球环境变化动态监测用于自然资源调查与管理用于城 市、区域规划和地籍管理用于预测和辅助决策GIS空间数据分为以下几种类型：1 按数据来源分类 1.地图数据 2.影像数据 ;3.地形数据 4.属性数据 5.元数据：数据 的数据；2按数据所表达的地理实

30、体几何形状分类1.点数据； 2.线数据； 3.面数据 地理实体的特征 ：属性特征 .空间特征 .时间特征.(9)矢量数据 .矢量结构的特点 ：属性隐含，定位明显点实体 ：记录点坐标和属性代码线实体：记录两个或一系列采样 面实体：记录边界上一系列采样点的坐标，由于多边形封闭，边界为闭合环，加 面域属性代码。北斗系统和GPS的比较顶目GPS料二号空间组成24颗卫星分布E个轨道静止和30觀 粛止地面组成主控站.监测站、注入站主控站、监测站、注入站定隹精度民用1咪，军用5-咪民用10米军用5百米测谨精摩O.i米秒0怎米/秒攪时精度3tW5曲秒用户设备GPS接收机与GPS* GLONASS. GAULE0尊兼容定位、导孰、测速、授时导航、测速、授时.短报文通信覆盖范围亚太（2012 -全球（2020）报务时段全天悵全天候1“无线传感器网络”术语的标准定义无线传感器网络（WSN是大量的静止或