物联网概论学习总结（已结课）
这个大概是之前某学长学姐的
https://blog.csdn.net/Wjwstruggle/article/details/91051348
2020年教学已结课
重点：
物联网概论重点
目录
概论
历史进程
物联网定义
物联网的三大特征
物联网的主要特点
物联网四层架构及核心技术
自动识别技术
按照维数划分：一维条形码，二维条形码
基本概念：
区别
RFID
基本概念
RFID系统分为为阅读器、天线和标签三大组件
工作原理
标签存储方式
RFID标签与条形码相比的优点
天线基本概念
无线传感器
什么是传感器
无线传感网络
传统传感器的组成
传感器地位
智能传感器的优点
无线传感网节点硬件组成
微处理器特点
硬件平台—通信芯片
节点操作系统
定位系统
各国的卫星定位系统
GPS概念
GPS定位原理
GPS优点
蜂窝网络组成
蜂窝基站定位：主要优缺点
互联网与移动互联网
互联网的组成
互联网的核心部分
TCP/IP
第一代移动通信（大哥大）
各代技术
无线接入
网络层次关系
无线网络的组成元素
IEEE无线传输技术协议标准
广域网无线通信技术
不同技术的应用场景
云计算
云计算定义
三层服务架构—实例说明
云计算的私有与公有
云计算的六大优势
云计算、物联网、大数据的关系
大数据
笔试形式
概论
历史进程
- 物联网概念提出：20世纪90年代
- 2009年中国提出“感知中国”
物联网定义
目前较为公认的物联网的定义是：
- 通过射频识别（RFID）装置、红外感应器、 全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
- 当每个而不是每种物品能够被唯一标识后，利用识别、通信和计算等技术，在互联网基础上，构建的连接各种物品的网络，就是人们常说的物联网。
物联网的三大特征
① 全面感知
- 利用RFID 、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息。
②可靠传递
- 通过无线网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递给用户。
③智能处理
- 利用云计算、数据挖掘以及模糊识别等人工智能技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。
物联网的主要特点
- 感知识别普适化
无所不在的感知和识别将传统上分离的物理世界和信息世界高度融合。
- 异构设备互联化
各种异构设备利用无线通信模块和协议自组成网，异构网络通过“网关”互通互联。
- 联网终端规模化
物联网时代每一件物品均具通信功能成为网络终端，5-10年内联网终端规模有望突破百亿。
- 管理调控智能化
物联网高效可靠组织大规模数据，与此同时，运筹学，机器学习，数据挖掘，专家系统等决策手段将广泛应用于各行各业。
- 应用服务链条化
以工业生产为例，物联网技术覆盖从原材料引进，生产调度，节能减排，仓储物流到产品销售，售后服务等各个环节。
- 经济发展跨越化
物联网技术有望成为从劳动密集型向知识密集型，从资源浪费型向环境友好型国民经济发展过程中的重要动力。
物联网四层架构及核心技术
感知识别层（信息生成）：射频技术(RFID)、传感技术、智能嵌入技术、微机电系统(MEMS)；
是物联网区别于其他网络的最独特的部分。
信息生成方式多样化是物联网的重要特征之一。
感知识别层位于物联网四层模型的最底端，是所有上层结构的基础。
网络构建层（信息传输）：互联网、无线宽带网、无线低速网、移动通信网、新兴无线接入技术；
管理服务层（信息处理）：数据库、海量信息存储、数据中心、搜索引擎、数据挖掘技术
综合应用层（信息应用）：智能物流、智能交通、绿色建筑、智能电网、环境监测
自动识别技术
按照维数划分：一维条形码，二维条形码
基本概念：
一维条码是由一组规则排列的条、空以及对应的字符组成的标记。普通的一维条码在使用过程中仅作为识别信息，它的意义是通过在计算机系统的数据库中提取相应的信息而实现的。
二维码利用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的；在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理
区别
- 一维条形码特点：
- 可直接显示内容为英文、数字、简单符号；
- 贮存数据不多，主要依靠计算机中的关联数据库；
- 保密性能不高；
- 损污后可读性差。
- 二维条形码特点：
- 可直接显示英文、中文、数字、符号、图形；
- 贮存数据量大，可存放1K字符，可用扫描仪直接读取内容，无需另接数据库；
- 保密性高（可加密）；
- 安全级别最高时，损污50%仍可读取完整信息。
RFID
基本概念
RFID是射频识别技术（Radio Frequency Identification）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。
RFID系统分为为阅读器、天线和标签三大组件
工作原理
工作原理：阅读器通过天线发送电子信号，标签接收到信号后发射内部存储的标识信息，阅读器再通过天线接收并识别标签发回的信息，最后阅读器再将识别结果发送给主机
标签存储方式
电可擦可编程只读存储器（EEPROM）
铁电随机存取存储器（FRAM）
静态随机存取存储器（SRAM）
RFID标签与条形码相比的优点
快速扫描：RFID辨识器可同时辨识读取多个 RFID标签，而条形码每一次只能有一个条形码受到扫描。
体积小且形状多样：RFID标签在读取上并不受尺寸大小与形状限制，不需要为了读取精度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。
环境适应性：纸张容易被污染而影响识别。但RFID对水、油等物质却有极强的抗污性。另外，即使在黑暗的环境中，RFID标签也能够被读取。
可重复使用：标签具有读写功能，电子数据可被反复覆盖，因此可以被回收而重复使用。
穿透性强：标签在被纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质包裹的情况下也可以进行穿透性通讯。
数据安全性：标签内的数据通过循环冗余校验的方法来保证标签发送的数据准确性。
天线基本概念
天线是RFID标签的应答器天线，是一种通信感应天线。天线同阅读器相连，用于在标签和阅读器之间传递射频信号
无线传感器
什么是传感器
我国国家标准（GB7665-2005）对传感器的定义是“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”。
无线传感网络
无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN) 是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统。目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。
传统传感器的组成
传统传感器一般由敏感元件、转换元件和基本电路组成。
敏感元件：直接感受被测（物理）量的部分
转换元件：将敏感元件的输出转换成电路参数
基本电路：电路参数转换成电量输出
传感器地位
传感器技术与通信技术、计算机技术并列成为支撑整个现代信息产业的三大支柱。
智能传感器的优点
- 自校零、 自标定、 自校正、自动补偿等功能；
- 能够自动进行检验、 自选量程、 自寻故障；
- 能够自动采集数据， 并对数据进行预处理；
- 具有判断、决策处理功能；
- 具有数据存储、记忆与信息处理功能；
- 具有双向通讯、标准化数字输出或者符号输出功能。
无线传感网节点硬件组成
电池、传感器、微处理器、无线通信芯片（区别传统传感器）
微处理器特点
功耗特性：决定生命周期，大部分时间处于休眠状态（功耗低）
唤醒时间：状态切换速度快慢，进一步节省能耗
供电电压：电压高低与生命周期密切相关
运算速度：运行通信协议并与传感器交互
内存大小：RAM存储数据，闪存存储程序
硬件平台—通信芯片
在一个无线传感节点的能量消耗中，通信芯片通常消耗能量最多
低功耗的通信芯片在发送状态和接收状态时消耗的能量差别不大，这意味着只要通信芯片开着，都在消耗差不多的能量。
发射功率越大，接受灵敏度越高，信号传输距离越远
节点操作系统
节点操作系统区别于传统操作系统的主要特点是：硬件平台资源极其有限
定位系统
各国的卫星定位系统
美国：GPS(目前世界上最常用的卫星导航系统)
俄罗斯：GLONASS
欧盟：伽利略
中国：北斗一号（区域）、北斗二号（全球）
GPS概念
全球定位系统：（Global Positioning System 简称GPS ）是具有在海、陆、空进行全方位、实时三维导航与定位功能的新一代卫星导航与定位系统 。
GPS定位原理
基本原理：测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。
GPS优点
- 全球，全天候工作。
- 能为用户提供连续、实时的三维位置、三维速度和精密时间，不受天气的影响。
- 定位精度高：单机定位精度优于10米，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级。
- 功能多，应用广：随着人们对GPS认识的加深，GPS不仅在测量、导航、测速、测时等方面取得更广泛的应用．而且其应用领域不断扩大。
蜂窝网络组成
移动站，基站子系统，网络子系统。
蜂窝基站定位：主要优缺点
优点
• 不需要GPS接收机，可通讯即可定位
• 启动速度快
• 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
互联网与移动互联网
互联网的组成
（1）边缘部分：由所有连接在互联网上的主机组成。这部分是用户直接使用的，用来进行通信（传送数据、音频或视频）和资源共享。
（2）核心部分：有大量网络和连接这些网络的路由器组成。这部分是为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）。
互联网的核心部分
在互联网中，各种终端互联互通的通道主要由通信链路和数据交换设备组成。
TCP/IP
发送终端：互联网协议（IP）规定数据传输格式
接收终端：传输控制协议（ TCP ）提供可靠传输
第一代移动通信（大哥大）
各代技术
无线接入
网络层次关系
物联网接入技术：有线接入、无线接入
无线网络的组成元素
无线网络用户、无线连接、基站
IEEE无线传输技术协议标准
- Wi-Fi（IEEE 802.11）：无线局域网
- 蓝牙（IEEE 802.15.1）：设备间无线数据传输通道
- ZigBee（IEEE 802.15.4）：传感器网络
- UWB（IEEE 802.15.3a）：连接高速多媒体设备
- WiMAX（IEEE 802.16）：城域网间的数据传输
- MBWA（IEEE 802.20）：比3G更快的无线IP接入宽带
广域网无线通信技术
NB-IoT（有授权平台）和LoRa（未授权）是LPWAN最具有代表性的两种无线通信技术，具有不同的技术和商业特性，也是最有发展前景的两个低功耗广域网通信技术。
不同技术的应用场景
短距离：
- Wi-Fi(IEEE 802.11)：无线的计算机局域网
- 蓝牙(IEEE 802.15.1)：设备间无线传输的数据通道
- ZigBee(IEEE 802.15.4)：传感器网络
- 60GHz毫米波通信：高清视频传输
- 可见光通信：Wi-Fi的补充
长距离：
NB-IoT（有授权平台）和LoRa（未授权）
低功耗广域网:低带宽、低功耗、远距离、大量连接
云计算
云计算定义
云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，进入可配置的计算资源共享池（资源包括网络，服务器，存储，应用软件，服务），这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。（美国国家标准与技术研究院）
三层服务架构—实例说明
基础设施即服务（Infrastructure as a Service, IaaS）
提供基础设施资源。包括虚拟化的计算资源、存储资源、网络资源和安全保障等。
例子：亚马逊的EC2、阿里云
平台即服务（Platform as a Service, PaaS）
提供各种开发和分发应用的解决方案。
例子：虚拟服务器和操作系统
软件即服务（Software as a Service，SaaS）
大多是通过网页浏览器来接入，任何一个远程服务器上的应用都可以通过网络来运行。
例子：云盘、文档在线编辑
云计算的私有与公有
从部署类型或云的归属分类：
私有云：是由云服务提供商控制，用于云服务用户和资源的云部署模式。把虚拟化和云化的这套软件部署在别人的数据中心里面。使用私有云的用户往往很有钱，自己买地建机房、自己买服务器，然后让云厂商部署在自己这里。
公有云：把虚拟化和云化软件部署在云厂商自己数据中心里面的，用户不需要很大的投入，只要注册一个账号，就能在一个网页上点一下创建一台虚拟电脑。
混合云：兼有私有云与混合云的特点。
云计算的六大优势
1将资本投入变成可变投入：与其不明就里地投资重金构建数据中心和服务器，不如使用云服务，这样您只需在使用计算资源时付费，且只需按您的使用量付费。
2从大型规模经济中获益：云会汇集成千上万的客户，云提供商可以利用规模经济的优势，将其转化成更低的按使用量付费的价格。
3无需再猜测所需容量：不必再猜测基础设施容量需求，可以访问任意规模的资源，可多可少，并根据需要扩展或缩减。
4增加速度和灵活性：在云计算环境中，新的 IT 资源只要单击鼠就能配置到位以显著节省时间，组织的灵活性大大增加，因为用于试验和开发的成本和时间明显减少了。
5无需再为数据中心的运行和维护投入资金：关注让您的公司与众不同的项目，而非基础设施云计算让您可以专注于自己的客户，卸下安装和维护服务器的繁重工作。
6几分钟将业务扩展到全球：只需单击几下，即可在全世界的多个区域轻松部署您的应用程序也就是说，您可以用最少的成本轻松帮助您的客户获得较低的延迟和更好的体验。
云计算、物联网、大数据的关系
大数据
概念：大数据是指无法在一定时间内用常规软件工具对其内容进行抓取、管理和处理的数据集合。海量数据＋类型复杂的数据
笔试形式
单选，填空，名词解释，简答