物联网概论复习（特无聊）

我是学物联网专业的，怎么样是不是很厉害的样子，高大上的头衔（得意），直接与人工智能挂钩、无人驾驶挂钩。。。然而事实并不是你想的那样，物联网专业是一个新型专业，教学经验和人才培养的稀缺都可想而知，特别是像我这样只是普通的本科院校的物联网专业感觉完全是个坑，学校随便拿了几本硬件相关和软件相关的教材平凑在一起在拉几个老师来上课，就组成了物联网专业的人才培养计划。老师都是各自讲各自的，很少跟我们讲讲各个学科之间的联系和细节问题，好多内容都直接掠过，最后我们学会了怎么解线性代数题，怎么求逻辑地址对应的物理地址，怎么算浮点数加法。你发现了吧，对，没错我们几乎学了大部分的计算和解题目的方法，对于它是什么、为什么、怎么用，课堂上感觉这些问题都是不存在的。（我想主要是因为时间不够，课多课时少，只讲关键点）不过这也是大学教材和教学的缺陷：不注重知识的应用，很多都已解题为主。然后我们就这样天天及近满课，稀里糊涂的过完了一个学期两个学期。好了扯太远了，我们回归正题：物联网概论的复习
说到物联网，就不得讲一讲我们的专业课，别的专业的专业课都很重要，而我们的专业课是考察课！惊不喜意不外！专业课就是----物联网概论（马克思）。讲的东西起很多，涉及的领域很广但是讲的东西很“肤浅”。专业课跟我们的专业也很像，我们的专业课学的东西很多，但是都学的不精。在我眼里它跟马克思差不多，连考试方式也和马克思考察差不多：老师考前画重点，然后我们背重点，然后大家一起考重点下面开始复习！

第一章 物联网体系结构

物联网的发展背景

• 1999年，美国麻省理工大学的自动识别（Auto - ID）中心（2013年改为实验室）在研究射频技术（Radio Frequency IDentification , RFID）的时候提出了物联网概念的雏形。
• 2009 年IBM公司提出了智慧地球的概念。
• 2009 中国政府提出了“感知中国”的战略。

物联网的 3 个本质特征

1. 物品信息的自动采集和通信

物品信息有两种：1 本身属性 ； 2 物品周围环境属性
物品本身的信息采集技术：RFID技术
物品自身具备的条件：1 唯一的物品编号； 2 足够的存储量；3 必要的
数据处理能力；4 畅通的数据传输路径；5 专门的应用程序；6 统一的通
信协议

2. 基于互联网
3. 自动化和智能化

物联网体系结构（分3 层）---- 本书的缩影

乘客进地铁的例子

• 感知层：负责识别经过验票口的是谁，识别自动进行，无人参与
• 网络层：负责多个服务器之间的数据传输
• 应用层：把车票钱从用户的银行账号或者话费卡上转到地铁公司的账户上

3层模型体现了物联网的 3个鲜明特点：
全面感知
可靠传输
只能处理

4层结构：

• 应用层：智能电网、智慧物流、精细农业、智能家居、智能交通
• 处理层：数据中心、云计算、数据库、搜索引擎、存储区域网
• 传输层：无线局域网、移动通信、互联网、有线电视、行业专网
• 感知层：RFID、传感器、执行器、二维码、家庭网络、无线传感器

感知层

感知层的功能：感知周围环境与自身的状态，并对获取的信息进行初步的处理和判决、根据规则做出响应，并把中间结果和最终结果送往传输层。

感知层的设备有：
RFFID标签和读写器、二维码标签和识别器、条码和扫描器、传感器、执行器、摄像头、IC卡、光学标签、智能终端、红外感应器、GPS、手机、智能机器人、仪器仪表、内置通信模块等。

感知层涉及的技术：
物品信息编码、自动识别技术、定位技术、传感网络技术、嵌入式技术

感知层存在的主要问题：
1 传感器产业相对滞后；
传感器产业相对滞后于二维码、RFID技术、摄像头等数据采集设备。未来物联网会铺设大量的传感器，而传感器的准确性、稳定性和供电问题成了物联网的发展瓶颈。
2 标准化进程滞后

传输层

传输层负责感知层和处理层之间的数据传输。

通信网络按运营商和应用课分为：互联网、电信网、广播电视网。未来朝3网融合的方向发展。

传输层最大的问题：
如何让众多的异构网络实现互联互通。

通信网络按地理范围可分为：
体域网（Body Area Network, BAN）、个域网（Personal Area Network, PAN）、局域网(Local Area Network, LAN)、城域网(Metropolitan Area Network, MAN)、广域网(Wide Area Network, WAN)

处理层

处理层为物联网的各种系统提供公共的数据存储和处理功能

处理层的设备：
超级计算机、服务器集群、海量网络存储设备等

应用层

应用层通过分析处理后的感知数据，构建面向各行各业实际应用管理平台和运行平台，为用户提供丰富的特定服务。

自动化识别技术

自动化识别技术可分为两类：
1 被识别的物体不参与识别的通信过程，物体上的标签信息被动的被阅读器读取。
2 物体参与识别的过程，通过电子标签和阅读器之间的通信，电子标签把物体的信息传递给阅读器。

第二章 物品信息编码

这章主要掌握一维码、二维码和EPC编码的编码的优缺点及应用场景。

一维码

优点：读取速度快、准确度高、可靠性强、成本低
缺点：存储信息量有限、只能包含字母和数字、空间利用率低，抗损能力差、应用场景受到限制
应用场景：商业、邮政、图书管理、存储、工业生产过程中的应用和交通领域

二维码

优点：高密度编码信息容量大、编码范围广（不局限于数字和字母）、容错能力强具有纠错的功能、译码可靠性强、可引入加密措施、空成本低、易制作持久耐用、可植入汉字。
缺点：识别设备昂贵、易引入病毒
应用场景：表单应用、保密应用、盘点应用、证照应用、追踪应用、备援应用
1 信息传播
二维码车间、电子凭证、电子菜单
2 互动入口
形成购买
完成支付

EPC

优点： 提高送货的可靠性、自动通关、降低劳动力的工作强度
缺点：成本高、价格贵
应用场景：物流行业、工业生产、商业流通、消费领域 -- 环球供应链、产品

第五章 自动识别技术

自动识别技术在物联网中的作用：
它实现了物联网中的“物”与“网”的相连，它自动采集商品中的编码数据和特征信息，并把这些信息送入处理系统。

FRID技术

FRID技术及其分类

按工作方式
全双工系统、半双工系统、时序系统
按工作频率分
低频系统（30 - 300kHz）、高频系统（3 - 30MHz）、超高频系统与微波系统（移动车辆识别、电子身份证、仓储物流、电子遥控门锁控制器）
按距离划分
耦合系统 0 ~1cm（用于安全性要求较高且对距离不做要求的设备中）
遥耦合系统 1m（由于作用距离增大、传输小号的能量减少，只作用于耗电量较小的设备中）
远距离系统 1~10m 一般用于数据存储量较小的设备中

RFID系统的组成

电子标签

电子标签的分类
1 按供电方式分：有源和无源
2 按工作方式分：主动式、被动式和半被动式电子标签

RFID读写器

应用系统

应用系统通过串口或网络接口与读写器链接，由硬件和软件两大部分组成。他的主要作用是：用于完成数据信息的存储、管理及对电子标签的读写控制。

FRID中间件

中间件是一种独立的系统软件或系统服务程序，介于前端读写器硬件和后端数据模块、应用程序之间，将两者链接起来。

RFID技术的能量传输和防碰撞机制

能量传输方式
1 电感耦合
2 电感反向散射耦合(典型的工作频率：433MHz 、915MHz 、2.45GHz 、5.8GHz,识别距离3~10m)

RFID的防碰撞机制
采用：空分多址法、频分多址发、时分多址发
空分地址发：
在分离的空间范围内重新使用频率资源。
法1:将读写器和天线的作用范围按空间范围进行划分，把多个读写器和天线放置在一起形成阵列，这样，联合读写器的信道容量就能重复获得。
法2:在读写器上采用一个相控阵天线，该天线的标签对准某个电子标签，不同的电子标签可以可以根据其在读写作用的范围内的角度位置被区分出来。
频分多址法：
把若干个不同的载波频率的传输通道同时共给用户。
时分多址法：
把整个可供使用的通信时间分给多个用户使用。

NFC

NFC的技术特性

通信频带：13.56MHz 最大通信距离：10cm左右
1 NFC将非接触式读卡器和非接触卡的对点功能整合进一张芯片，而RFID必须由阅读器和电子标签组成
2 NFC的传输范围比RFID小
3 引用方向不同（门禁、公交卡、手机支付 RFID：生产、物流、跟踪、资产管理上）

第四章 嵌入式系统

嵌入式系统的应用特点

嵌入式系统是集成软硬件于一体、可独立工作的计算机系统。

实用性
实时性好
可剪裁性好
可靠性好
低功耗

第五章 定位技术

定位的性能指标

定位精度、定位准确度（定位精度是指信息位置和真实位置的接近程度）
定位精度越高，定位的准确度越低。

定位技术的分类

按照计算方法的不同可分为：

三角的运算的定位、基于场景分析的定位和基于临近关系的定位
全球范围内提供卫星定位服务的卫星导航系统由：
GPS CLONASS 伽利略 北斗

GPS的定位原理

GPS在定位时首先确定时间基准，获取电磁波从卫星道被测点的传播时间，从而得到卫星到被测点的距离。GPS接受机知道需要知道3颗卫星的位置，再利用三点定位原理计算出被测点的空间位置，最后进行数据修正。

GPS定位的缺点：
GPS首先需要寻找卫星，初始定位慢、设备耗能高，在建筑内部、地下和恶劣环境中，经常接受不到GPS信号，或者收到的信号不可靠。

其他定位方式

基于互联网的定位技术：
小区定位、基于到达时间和时间差的定位、基于到达角度的定位、增强观测时间差的定位、基于信号强度分析的定位技术。
基于无线局域网的定位：
几何定位法、近似定位、场景分析法
其他基于短距离无线通信网络的定位：
蓝牙定位、ZigBee定位、RFID定位

基于位置的服务

Location Based Services通常指通过定位系统、无线网络等技术确定移动用户所处的位置，并使用智能手机、导航仪等移动终端接受相关信息系，以满足用户位置导航、智能交、周边兴趣点的搜索等需求的一种移动计算服务。

第六章 传感器

传感器的概念

传感器是一种能感受外界的物理变量信号或化学变量信号，并将感受到的信号按一定的规律转换成同种或别种性质的输出信号的物理装置。

传感器的组成及功能

组成：
敏感元件
是指能够直接感受被测量，并直接对被测量产生响应输出的部分。
转换元件
是指将敏感元件的输出信息再转换成适合输出或后继电路处理的电信号的部分。
转换电路

是将转换元件输出的电信号转换成便于测量的电量。

多功能传感器

是指能够感受两个或者两个以上被测物理量，并将其转换成可以用来输出的电信号的传感器

第八章 传感器网络

无线传感器网络的概述

Wireless Sensor Network就是由部署在监测区域内的大量廉价微型传感器节点组成的，并通过无线通信形式形成的一个多跳式自组织的网络系统，其目的就是为了协作感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发送给管理者。

无线传感器网络的组成

无线传感器节点、汇聚节点、管理节点3部分组成。

工作方式

无线传感器节点通过自组织的方式构建网络，对检测区域中的特定信息进行采集、处理和分析，再将采集的数据通过多个节点接力传递到汇聚节点，数据通过汇聚节点接入倒Internet、移动通信网、卫星或无人机系统，最后提交给管理节点。

ZigBee网络的特点

省电、廉价、可靠、时延短、安全保障、网络容量大

第八章 物联网的接入和承载

无线通信网

第二代（2G网）GSM（全球移动通信系统）、CDMA（码分多址）网络
第三代（3G网）WCDMA（联通）、CDMA2000（电信）、TD-SCDMA网络（移动）
第四代（4G网）LTF-Advanced和WiMAX

无线IP接入技术

无线传输协议标准

Wi - Fi（IEEE 802.11）、蓝牙（IEEE 802.15.1）、UWB（IEEE 802.15.3a、Zigbee（IEEE 802.15.4）、WiMAX（IEEE 802.16）及MBWA（IEEE802.20）等。

Wi - Fi发展历程

发布时间	版本号	工作频段	传输速率
1997年	802.11标准	2.4GHz	2Mbit/s
1999年	IEEE 802.11a&IEEE 802.11b	5Ghz/2.4GHz	54Mbit/s / 5.5Mbit/s &11Mbit/s
2003年	IEEE 802.11n	2.4GHz/5GHz	600Mbit/s(最高)

蓝牙

工作频段：2.4～2.4835GHz
传输距离：10～100m
传输速率：1Mbit/s (2010年推出的蓝牙4.0核心规范，速度达到24Mbit/s)
蓝牙终端最多可接入设备数：7台

第十章 物联网的数据处理

数据中心的组成

数据中心通常可以实现信息的集中处理、存储、传输、交换和管理等功能的基础设施。一个完整的数据中心由支撑系统、计算设备和业务信息系统3个逻辑部分组成。

一般含有：
计算机设备、服务器、网络设备、通信设备和存储设备等关键设备
支撑系统包括：建筑、电力设备、环境调节设备、机柜系统、照明设备和监控设备；
计算设备包括：服务器、存储设备、网络设备和通信设备；

好了到这里我们就把《物联网概论》复习完了，有没有极大的的成就感？！！！
在这还是说明一下：开头我喷了自己所在的专业太新、学校教学不够好、学校不好什么的也只是无聊时抱怨一下，自己对知识掌握不好、技能没学到不可以把所有的责任都归咎于外界环境不够好、条件不够优越，大部分原因还是在于自己不够“聪明”，不懂得如何处理得与失!