自己整理的90分以上最新物联网技术导论期末选择填空大题总考点

 

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                                                                             同学，你好！

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更新：之前就写好的，一直是私密文章，忘记公开了。上学期总成绩第一，根据以下的复习物联网考了94分。

IOT第一章

1. 物联网的定义：物联网是通过使用射频识别、传感器、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息采集设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。。
2. 物联网的主要技术特征：物联网的智能物体具有感知、通信与计算能力。
3. 物联网可以提供所有对象在任何时间、任何地点的互联。
4. 物联网的目标是实现物理世界与信息世界的融合。
5. 物联网的特征：全面感知（核心）；可靠传递（关键）；智能处理（目的）；
6. 物联网的概念与辨析：
   1. EPC（产品电子代码）：侧重编码和建立全球性开放的标准。对于传感网是数据的采集与传输为目的。射频识别技术能够在不接触的方式下实现远距离、多标签甚至在快速移动状态下的物体自动识别；
   2. CPS（信息物理系统）：反馈与控制，突出对物的实时动态信息控制与信息服务。，一个综合计算、通信和物理环境的多维复杂系统，通过计算、通信和控制技术的有机融合与深度协作，实现大型工程系统的实时感知、动态控制和信息服务。
   3. WSN（无线传感器网络系统）：传感器网络以数据的采集和传输为目的，它并不具备物品到物品的连接能力，更不具备与物理系统连接并且控制物理系统的能力，没有涉及物联网中的核心控制技术，也不具备CPS要求的高可靠性。
   4. M2M：M指的是Machin to man 或man to Machin或Machin to Machine。侧重机器与机器之间的连接与通信。
7. 物联网的起源和发源时间：

1999年美国自动识别技术实验室（Auto-ID）实验室首先提出物联网概念；

       2009年初IBM提出智慧地球；

       2009年温家宝在无锡微纳传感网工程技术研发中心提出感知中国理念。

1. 物联网常见应用
   1. 智能交通
   2. 智能物流
   3. 环境监测
   4. 智能电网
   5. 医疗健康
   6. 智能家居

IOT第2章

1. 物联网的四层体系结构
   1. 感知控制层：感知控制层：它是物联网发展和应用的基础，包括RFID读写器、智能传感节点和接入网关等组成。各种传感节点通过感知目标环境的相关信息，并自行组网传递到网关接入点，网关将收集到的数据通过互联网络提交到后台处理。（传感器，RFID，定位技术数据第一层：感知控制层）
   2. 数据传输层：主要负责通过各种接入设备实现互联网、移动通信网等不同类型的网络融合。此外，还提供路由、格式转换、地址转换等功能。
   3. 数据管理层：实现感知数据的语义理解、推理、决策以及提供数据的查询、存储、分析、挖掘等。云计算为感知数据的存储、分析提供了很好的平台，是信息处理的重要组成部分，也是应用层各种应用的基础。
   4. 应用决策层：物联网应用层利用经过分析处理的感知数据，为用户提供多种不同类型的服务。物联网的应用可分为监控型（物流监控、污染监控），控制型（智能交通、智能家居），扫描型（手机钱包、高速公路不停车收费）等。
2. 物联网中的三个基本要素：信息的实时采集；信息的有效传递；信息的智能处理。
3. 物联网涉及的七个原则：以用户为中心；时空性原则；互联互通原则；开放性原则；安全性原则；鲁棒性原则；可管理性原则。
4. 物联网技术的三大支柱：传感技术；智能计算技术；通信技术。
5. 物联网的关键技术：感知技术；标识技术；网络融合技术；云计算技术；安全技术。
6. 物联网的应用架构
   1. WSN：物理层；数据链路层；网络层；传输层；应用层。
   2. EPC：OS的意思是对象名称解析服务。
   3. CPS：三C技术为计算；通信；控制。

IOT第3章

1. 传感器技术的定义：能够感受被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。
2. 传感器的组成：敏感元件(传感器中能直接感受或响应被测量的部分)；转换原件(传感器中将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号的部分)；转换电路。敏感元件：传感器中能直接感受或响应被测量的部分；
3. 传感器的特性
   1. 静态特性
      1. 定义：被测量的值处于稳定状态时的输出/输入关系；即不随时间变化；
      2. 主要指标：线性度，灵敏度，迟滞和重复性等。
         1. 线性度：传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度。
         2. 灵敏度：单位输入量的变化所引起的传感器输出量的变化。
         3. 迟滞：传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程期间其输出/输入特性曲线不重合的现象。
         4. 重复性：传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。
   2. 动态特性（了解即可）
      1. 定义：输出对随时间变化的输入量的响应特性。
      2. 分析方面
         1. 时域方面：跃阶函数、脉冲函数、斜坡函数等。
         2. 频域方面：正弦函数。

 

 

1. 分类(基本了解物理和化学方面)：传感器的功能;传感器的工作原理，传感器感知的对象，根据传感器的应用领域。
   1. 物理传感器的原理是利用力、热、声、光、电、磁、射线等物理效应，将被测信号量的微小变化转换为电信号。物理传感器可以进一步分为：力传感器、热传感器、声传感器、光传感器、电传感器、磁传感器与射线传感器等7类。
   2. 化学传感器是可以将化学吸附、电化学反应过程中被测信号的微小变化转换成电信号的一类传感器。
2. 步进电机              

IOT第4章1条形码

1. 条形码的定义：将宽度不等的多个黑条（或黑块）和空白，按照一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符。
2. 一维条形码：由反射率相差很大的黑条（简称条）和白条（简称空）排成的平行线图案。
   1. 典型编码：UPC（美国和加拿大，超市与百货业）；EAN（欧洲，以消费资料为使用对象的国际统一商品代码）；ISBN（国际标准书号，978开头后跟十位数码）；ISSN（39码，双向扫描，工业产品、商业资料、图书馆等）。
3. 二维条形码：二维条形码和一位条形码的区别。
   1. 二维条形码和一位条形码的区别：二维码承载的信息量远大于一维码；两者的信息表达方式不一样；两者的外在结构不一样；两者的外在结构不一样；
   2. 分类：堆叠式；矩阵式；
   3. 典型编码：线性堆叠式二维码；矩阵式二维码；邮政码
   4. 优点：信息容量大；编码范围广；纠错能力强；保密与防伪性能好；易打印，寿命长，成本低；识读方便。
   5. 缺点：个人信息泄露；识别二维码的设备还不够丰富。
4. 三维条形码：
   1. 多了色彩或灰度。

IOT第4章2RFID

1. 相比条形码的优点是什么
   1. 快速扫描。
   2. 体积小型化、形状多样化。
   3. 抗污染能力和耐久性好。
   4. 可重复使用。
   5. 可穿透性阅读。
   6. 数据的记忆容量大。
   7. 安全性。
2. RFID的概念：射频识别。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实现非接触信息传递并通过所传递的信息达到识别的目的的技术。识别工作无须人工干预，可工作于各种了环境。
3. 组成：射频标签；读写器；数据管理系统。
4. 工作原理
   1. 电感耦合
      1. 原理：变压器的模型，电磁感应定律。
      2. 工作频率：125KHz、225KHz和13.56KHz。
      3. 距离：识别作用距离小于1m，典型作用距离为10-20cm。应用场合：
      4. 电子标签为线圈型）；
   2. 电磁后向散射耦合
      1. 原理：后向散射耦合，以电磁波的形式耦合，类似雷达模型。
      2. 工作频率：433MHz、915MHz，2.45GHz和5.8GHz。
      3. 识别作用距离大于1m，典型作用距离为3-10m。
      4. 下行传输（阅读器->电子标签）
         1. 阅读器发射电磁波，电子标签接收电磁波。
      5. 上行传输（电子标签->阅读器）
         1. 电子标签发射电磁波，阅读器接收电磁波。
         2. 阅读器发射电磁波，电子标签反射电磁波。
5. 分类（了解）：
   1. 按工作频率：
      1. 频段：低频（30~300kHz）、高频（3~30MHz）、超高频（300MHz~3GHz）与微波频段（2.45~5.8GHz）。
      2. 各频段常见的工作频率：低频(125kHz，134.2kHz)；高频(13.56MHz)；超高频（915MHz）；微波（2.4~5GHz）：
      3. 工作场合:低频（短距离、低成本的应用，如多数的门禁控制、动物监管、货物跟踪）；高频（门禁控制和需传送大量数据的应用）；超高频（需要较长的读写距离和较高的读写速度的场合，如火车监控、高速公路收费系统）。
   2. 按能源来源（标签工作方式）：
      1. 被动（内部没有电池）；主动（内部装有电池）；半主动（电池只起到对标签内部数字电路供电的作用，不依靠自身能力主动发送数据，只有被读写器的能量场“激活”时，才通过反向调制方式传送自身的数据。）。
   3. 根据耦合原理
6. RFID标准（了解）：
   1. 五大组织：ISO/IEC(欧洲和日本)、EPC global(美国)、Ubiquitous ID Center(欧洲和日本)、AIM global(欧洲和日本)、IP-X（非洲和大洋洲）；相同的频率下可能有不同的标准。不同标准的标签和识读器无法互通。
7. RFID核心技术
   1. 标签的特点：具有一定的存储量；标签芯片根据工作环境的不同，其内部数据能够被读出或写入；数据信息可以进行编码；标签种类繁多；
   2. RFID阅读器的主要功能
      1. 阅读器与电子标签之间的通信。
      2. 阅读器与后台程序之间的通信。
      3. 对阅读器与电子标签之间传送的数据进行编码、解码。
      4. 对阅读器与电子标签之间传送的数据进行加密、解密。
      5. 能够在读写作用范围内实现多标签的同时读取，具备防碰撞功能。
   3. 天线技术（考区分看图片）：
      1. 线圈型
      2. 微带贴片型
      3. 偶极子型
   4. RFID中间件的定义：介于RFID读写器硬件设备与企业后端软件系统之间的软件。
   5. RFID的防碰撞技术
      1. 在RFID系统应用中，经常会遇到多阅读器、多标签的情景，这就会造成标签之间或阅读器之间在工作时的相互干扰，这种干扰被称为碰撞或冲突。
      2. 碰撞冲突的原因
         1. 1. 多标签碰撞问题：即多个标签与同一个读写器同时通信时产生碰撞。
            2. 即相邻的阅读器在其信号交叠区域内产生干扰，导致阅读器的阅读范围减小，甚至无法读取标签。什么情况下标签碰撞和过程
      3. 标签的防碰撞：四种。时分多址！！！！不需要掌握算法。
8. 阅读器碰撞和防碰撞
   1. 三种：
      1. 频率
      2. 标签
      3. 隐藏终端,
   2. 防碰撞：选择填空：算法用在阅读器的里面，概念

IOT第4章3定位技术

1. 卫星定位：

       四个重要的定位系统：GPS，北斗，格洛纳斯，伽利略。

       GPS三部分组成（够了，就这些）：空间部分；地面部分；用户接收设备。

       卫星定位的原理不要求掌握。

1. 蜂窝定位技术
   1. COO：单基站 ，COO定位虽然精度不确定，但最快捷、最方便，不需要任何额外的硬件投入，且定位时间短。
   2. TOA：三基站。TOA算法对系统的时间同步要求很高，任何很小的时间误差都会被放大很多倍，同时由于多径效应的影响又会带来很大的误差，因而单纯的TOA在实际中应用很少。
   3.  TDOA：三基站。精度高。
   4.  AOA ：双基站。优点：只需要两个基站。缺点是由于多径传播的影响，误差较大，且需要基站配备能够测量到达角大小的天线。

 

AGPS: 辅助全球卫星定位系统。

IOT第5章近距离

1. 近距离无线通信技术
   1. Wi-Fi(Wireless Fidelity)，短距离无线通信技术；又称为无线相容性认证技术。

工作频段：2.4GGz和5GHz，数据传输速率的精准数据；

WIFI的特点：覆盖范围广；传输速率快；建网成本低，使用便捷；更健康、更安全。

WIFI组装技术：Ad-hoc模式; 无线接入点-AP模式）；

SSID: 服务集标识用来标识一个无线网络，也可以看作局域网的名称，每个无线网络都有它自己的SSID，32个字符.,。

1. 1. 蓝牙技术(无线个域网WPAN技术)：

协议标准；无线通信标准（802.15）；蓝牙最新版本为5.0。

工作在2.4GHz频段。

协议栈有哪几层：物理层；数据链路层；中间层；应用层，注意没有网络层；协议体系：基带；链路管理；逻辑链路控制适应协议；服务搜索协议。

蓝牙主要由什么构成（微微网，散射网），基本单元式微微网，微微网通过桥接点连接组成散射网；

微微网允许7个活动，255个静态。

蓝牙设备必须实现的应用（一般访问，服务实现。P117）

1. 1. ZIGBEE：

特点：功耗低；成本低；较小的传输范围；时延低；网络容量大；数据传输时的可靠性较高；安全性。

协议标准（IEEE制定）（802.15.4）；

基本类型

协调器: 协调器选择一个信道和一个网络 ID(也称之为 PAN ID，即 Personal Area Network ID)，随后启动整个网络。

路由器: 允许其他设备加入网络，多跳路由和协助它自己的由电池供电的儿子终端设备的通讯。

终端设备: 终端设备没有特定的维持网络结构的责任，它可以睡眠或者唤醒，因此它可以可以是一个电池供电设备。

PANID指网络编号，用来区分不同的ZigBee网络。协调器是通过选择网络信道及PANID来启动一个无线网络的。有效范围为0~0x3FFF。

网络地址也称短地址，通常用16位的短地址来标识自身和识别对方，对于协调器来说，短地址始终为0x0000，对于路由器和节点来说，短地址由其所在网络中的协调器分配。

每个ZigBee设备都有一个64位的IEEE长地址，即MAC地址。物理地址是在出厂时候初始化的。它是全球唯一的。

当一个zigbee节点加入网络时候，它的IEEE地址不能与网络中现有节点的IEEE地址冲突且不能为0xFFFFFFFFFFFFFFFF。

组网技术：星型，树状，网状。

IOT第5章远距离

1. 微波通信
   1. 特点：频段： 300M~300GHZ；波长（1M~1mm）；
   2. 微波三个特性：穿透；反射；吸收。
2. 卫星通信与微波通信都是通过微波频段传输数据。通信方式为中继转发。
3. 移动通信
   1. 三代：WCDMA（欧洲）；CDMA2000(美国)；TDSCDMA（中国）。
   2. 四代：LTE; LTE-Advanced; WiMAX;HSPA+; WirelessMAN-Advanced。
   3. 移动通信系统由移动终端MS、基站BS和移动业务交换中心MSC组成。

 

1. NB-IOT是官网划分的。LoRa的频段是国际通用，民用频段。
2. Internet指不同类型、不同大小的网络互联而成的网络。此处特指因特网，即国际互联网，是一个全球性的计算机网络。
3. TCP/IP网络协议栈:
   1. 网络接口层：通常包括操作系统中的设备驱动程序和计算机中对应的网络接口卡，用来处理与电缆（或其他传输介质）的物理接口细节。常见的接口层协议有：Ethernet 802.3、Token Ring 802.5、X.25、Frame reley、HDLC、PPP ATM等
   2. 网络层：也称互联网层，处理分组在网络中的活动。协议包括IP协议、ICMP协议、IGMP协议、ARP协议、RARP协议；
   3. 传输层主要为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。包括TCP协议和UDP协议。
   4. 应用层：一般是面向用户的服务。包括FTP协议、TELNET协议、DNS、SMTP、POP3。
4. 机会路由：存储携带转发。其他的不携带。
5. 自组织路由（Ad Hoc）。

IOT第6章

1. 物联网数据特点：多态性、异构性；海量性；关联性及语义性。
2. 数据的预处理常见的技术：数据清洗；数据集成；数据转换；数据规约。
3. 数据挖掘，四步：数据集成；选择与预处理；数据挖掘；解释与评估。常用手段：关联分析，分类分析，聚类分析。
4. 海量存储数据
   1. 基于文件的数据存储技术 - Hodoop，由分布式文件系统(HDFS)和映射规约(Map/Reduce )组成。
   2. Hodoop的分布式文件系统(HDFS)的使用副本策略（保障可靠性）和分块策略（并发读写效率）；主从式结构：一个名称结点，一些数据节点。名称结点是中心服务器。数据节点负责本节点的管理。分块大小（64M）。        
   3. HDFS采用机架感知策略，副本策略系数默认三个，副本1存在客户端节点上；副本2存放在另一个机架的随机节点上；副本3和副本2存放在同一机架，但不在同一节点上。

IOT第7章

物联网的安全属性：机密性；完整性；可用性；可审查性。

安全威胁：信息泄露；信息破坏；拒绝服务。

密码学基础。

对称密码和非对称密码的概念。

实现数字签名的过程（公钥，私钥，散列函数），

散列函数（MD5，生成128位散列消息摘要），通过非对称密码和散列函数可以用于数字签名。

身份验证PKI(公钥设施)。

物联网安全架构：感知层，传输层，处理层，应用层。

IOT第8章

综合利用，概念和理念在一些综合题目里体现。

 

掌握了这些，物联网卷面分九十分以上是稳了。

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