物联网导论

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目录

《物联网导论》笔记... - 1 -

第1章  物联网概论... - 1 -

1.1 物联网发展的社会背景... - 1 -

1.2 物联网发展的技术背景... - 1 -

1.3 物联网的定义和主要技术特征.. - 1 -

1.4 物联网体系结构.. - 1 -

1.5 物联网关键技术与产业发展... - 2 -

课堂笔记：... - 2 -

第2章 RFID与物联网应用.. - 3 -

2.1 自动识别技术的发展背景.. - 3 -

2.2 条形码简介... - 3 -

2.3 磁卡与IC卡的应用... - 3 -

2.4 RFID.. - 3 -

2.5 RFID应用系统结构与组成... - 5 -

2.6 RFID标签编码标准.. - 5 -

第3章 传感器、智能传感器与无线传感器网络技术... - 6 -

3.1 传感器... - 6 -

3.2 智能传感器与无线传感器... - 6 -

3.3 无线传感器网络... - 7 -

第4章 物联网智能设备与嵌入式技术... - 8 -

4.1 智能设备的研究与发展... - 8 -

4.2 集成电路（IC）... - 8 -

4.3 嵌入式技术... - 8 -

4.4 RFID读写器与中间件软件设计... - 9 -

4.5 无线传感器网络节点设计... - 9 -

课堂笔记：... - 9 -

第5章 计算机网络与互联网技术... - 10 -

5.1 计算机网络的发展史.. - 10 -

5.3 计算机网络定义与分类.. - 10 -

5.4 计算机网络的组成与结构... - 10 -

5.5 接入技术... - 11 -

5.6 互联网与物联网的区别与联系... - 12 -

第6章 移动通信技术... - 13 -

6.1 通信技术的发展.. - 13 -

6.2 移动通信技术的研究与发展.. - 14 -

6.3 3G技术与移动互联网应用的发展.. - 14 -

第7章 位置信息、定位技术与位置服务.. - 15 -

7.1 位置信息与位置服务.. - 15 -

7.2 物联网中的位置服务... - 15 -

7.3 定位系统... - 15 -

7.4 定位技术... - 15 -

第8章 物联网数据处理技术... - 16 -

8.1 物联网数据处理技术的基本概念... - 16 -

8.2 海量数据存储技术.. - 16 -

8.4 物联网数据融合技术... - 17 -

8.5 物联网中的智能决策... - 17 -

第9章 物联网信息安全技术... - 17 -

9.1 物联网信息安全中的四个重要关系问题.. - 17 -

9.2 物联网信息安全技术研究... - 18 -

9.3 RFID安全与隐私保护研究... - 18 -

 

 

 

《物联网导论》笔记

第1章  物联网概论

1.1 物联网发展的社会背景

1.物联网概念的提出

比尔·盖茨与电子别针→Auto-ID实验室→国际电信联盟（ITU）发布报告《物联网》

2.各国对物联网发展的关注

美国：智慧地球  欧洲、韩国、日本、中国

1.2 物联网发展的技术背景

1.人类对技术需求不断增大

2.互联网技术的发展促进了物联网的发展

3.物联网的研究背景

（1）信息世界与物理世界的融合

（2）普适计算

（3）信息物理融合系统（CPS）

1.3 物联网的定义和主要技术特征

1.定义：物联网是在互联网、移动通信网等通信网络的基础上，针对不同应用领域的需求，利用具有感知、通信与计算能力的智能物体自动获取物理世界的各种信息，将所有能够独立寻址的物理对象互联起来，实现全面感知、可靠传输、智能处理，构建人与物、物与物互联的智能信息服务系统。

2.注：（1）物联网是在互联网基础上发展起来的，它与互联网在基础设施上有一定程度的重合，但是它不是互联网概念、技术与应用的简单扩展

（2）互联网扩大了人与人之间信息共享的深度与广度，物联网更加强调它在人类社会生活的各个方面、国民经济的各个领域广泛与深入地应用

（3）物联网的主要特征是：全面感知、可靠传输、智能处理

3.物联网的主要技术特征

（1）物联网智能物体具有感知、通信与计算能力

（2）物联网可以提供所有对象在任何时间、任何地点的互联

（3）物联网的目标是实现物理世界与信息世界的融合

1.4 物联网体系结构

1.物联网工作过程

全面感知→可靠传输→智能计算

2.物联网体系结构模型

1.5 物联网关键技术与产业发展

1.物联网关键技术：感知技术、嵌入式技术、移动通信技术、计算机网络技术、智能数据处理技术、智能控制技术、位置服务技术、信息安全技术

2.物联网产业链结构：

上游：产品制造→中游：系统集成与软件开发→下游：应用服务

3.物联网产业特点

（1）物联网产业的关联性、渗透性与带动性

（2）物联网是我国信息化与工业化融合的切入点

4.我国物联网十二五发展规划

课堂笔记：

1.无线传感器网络+互联网=物联网

2.物联网特点：

（1）形态：无线传感器网络+互联网

（2）涉及面广

（3）应用：实现远程控制、跟踪、识别

3.知识体系：高数、物理、电子线路、计算机语言……

第2章 RFID与物联网应用

2.1 自动识别技术的发展背景

1.数据采集与自动识别技术分类

 

2.2 条形码简介

1.条形码定义: 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.条形码应用领域: 商品流通、图书管理、邮政管理、银行系统等许多领域

3.一维条形码特点:

优点：编码规则简单，条形码识读器造价较低

缺点：数据容量较小，一般只能包含字母和数字；条形码尺寸相对较大，空间利用率较低，条形码一旦出现损坏将被拒读

4.二维条形码特点：

  优点：信息容量大、译码可靠性高、纠错能力强、制作成本低、保密与防伪性能好

2.3 磁卡与IC卡的应用

1.磁卡的应用

2.IC卡的应用

  优点：存储容量大、安全保密性好、IC卡读写方便、使用寿命长

2.4 RFID

1.定义：利用无线射频信号空间耦合的方式，实现无接触的标签信息自动传输与识别的技术（又称“电子标签”或“射频标签”）

2.分类：

（1）按标签供电方式进行分类：无源RFID标签和有源RFID标签

（2）按标签工作模式进行分类：

①被动式RFID标签（无源RFID标签）

RFID标签天线通过电磁感应产生感应电流，感应电流驱动RFID芯片电路

无源标签工作过程是读写器向标签传递能量，标签向读写器发送标签信息的过程

优点：体积小、重量轻、价格低、寿命长

缺点：读写距离短、存储数据少

应用：商品货物、身份识别卡

②主动式RFID标签（有源RFID标签）

处于远场的有源RFID标签由内部配置的电池供电

有源标签工作过程是读写器向标签发送读写指令，标签向读写器发送标识信息

优点：读写距离远、存储数据多、受电磁干扰小

缺点：体积大、成本高

应用：高价值物品跟踪、高速ETC收费系统

③半主动式RFID标签

内置的电池在没有读写器访问的时候，只为芯片内很少的电路提供电源

只有在读写器访问时，内置电池向RFID芯片供电，以增加标签的读写距离，提高通信的可靠性

应用：可重复使用的集装箱和物品的跟踪

（3）按标签读写方式进行分类：只读式RFID标签与读写式RFID标签

（4）按标签工作频率进行分类：

①低频RFID标签（125-134.2kHz）（非接触IC卡是其一种）

一般为无源标签，读写距离小于1米

应用：门禁、考勤、电子计费、电子钱包、停车场收费管理

②中高频RFID标签（13.56MHz）

一般为无源标签，读写距离小于1米

应用：电子身份识别（我国第二代身份证）、电子车票、门禁系统的身份识别卡

③超高频与微波段RFID标签（超高频：860～928MHz，微波：2.45～5.8GHz）

特点：视距传输

应用：近距离通信与工业控制领域、物流领域、铁路运输识别与管理、高速ETC收费系统

（5）按封装材料进行分类：纸质封装RFID标签、塑料封装RFID标签、玻璃封装RFID标签

（6）按标签封装的形状进行分类：自粘贴式标签、卡式标签、柱型标签、扣式标签、身份标识标签、植入式标签

2.5 RFID应用系统结构与组成

1.RFID应用系统结构：RFID标签编码模块、RFID标签打印模块、RFID读写器、运行RFID中间件的计算机、数据库服务器、数据处理计算机

2. 读写器的主要功能：

读写器与RFID标签之间的通信

读写器与计算机之间的通信

能够实现在有效读写区域内实现对多个RFID标签同时读写的能力

能够对固定或移动RFID标签进行识别与读写

能够校验读写过程中错误信息

能够识别有源RFID标签与电池相关的电量信息

3. 读写器的分类：移动式读写器、固定式读写器

2.6 RFID标签编码标准

1. RFID技术广泛应用的基础是：RFID标签编码的标准化与RFID标签体系的建立

2.目前最有影响的标准主要有：EPC Global RFID标准、UIDRFID标准、ISO/IEC RFID标准

3. EPC研究的内容与体系

4. UID编码体系：日本

5. ISO/IEC RFID标准体系：国际标准化组织（ISO）与国际电工委员会（IEC）

 

第3章 传感器、智能传感器与无线传感器网络技术

3.1 传感器

1.概念：由敏感元件和转换元件组成的一种检测装置，能感受到被测量，并能将检测和感受到的信息，按一定规律变换成为电信号（电压、电流、频率或相位）输出，以满足感知信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制的要求。

2.分类：根据工作原理

3.性能指标：测量范围、精度、分辨率、灵敏度、线性度、迟滞、重复性、漂移

3.2 智能传感器与无线传感器

1.智能传感器

定义：用嵌入式技术将传感器与微处理器集成为一体，具有环境感知、数据处理、智能控制、与数据通信功能的智能数据终端设备

特点：自学习、自诊断与自补偿能力、复合感知能力、灵活的通信能力

2.微机电系统

微机电系统（MEMS）是指集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统

3.无线传感器

 无人值守地面传感器（UGS）

3.3 无线传感器网络

1.无线自组网（Ad hoc网络）

军用无线分组网（PRNET）的研究为无线自组网奠定了基础。

定义：一种特殊的自组织、对等式、多跳、无线移动网络

特点：（1）自主与独立组网：无需建立基站，快速组网

（2）无中心：所有节点地位平等，都担负着主机和路由器两个角色

（3）多跳路由：可扩大覆盖范围

（4）动态拓扑：动态组网

（5）无线传输的局限与节点能量的限制性：安全技术、节能技术

（6）网络生存时间的限制：临时性

2.无线传感器网络（WSN）

（1）LWIM与WINS项目、智能尘埃（Smart Dust）项目

（2）特点：①网络规模：大小与应用目的有关

②自组织网络：无线传感器网络是一种无线自组网

③拓扑结构的动态变化

④以数据为中心

 （3）节点类型：传感器节点、汇聚节点、管理节点

 （4）关键技术：

3.无线传感器网络通信协议与标准

（1）无线局域网与IEEE802.11标准

（2）蓝牙技术与协议

（3）无线个人区域网与IEEE 802.15.4标准

（4）ZigBee技术与协议

第4章 物联网智能设备与嵌入式技术

4.1 智能设备的研究与发展

1.嵌入式系统定义：嵌入式系统也称作“嵌入式计算机系统”，是针对特定的应用，剪裁计算机的软件和硬件，以适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。

2.个人计算机（PC）

诞生：1975年 Altair  发展：1981年 IBM PC  2010年 IPAD

3.个人数字助理（PDA）

传统PDA→无线PDA

操作系统：Palm,WinCE,Linux

类型：电子词典、掌上电脑、手持电脑、个人通信助理

4.GPS接收机

5.智能手机

IPhone:2007年  Android:2008年

操作系统：Symbian,WinCE,BlackBerryOS,Linux,iOS,Android

6.智能家电

7.数字标牌

4.2 集成电路（IC）

1.微电子技术的发展

半导体研究追溯到19世纪30年代，晶体管诞生1947年，集成电路诞生于1952年

2.集成电路

定义：通过一系列特定的加工工艺，将多个分立的晶体管等有源器件和电阻、电容等无源器件，集成在一块半导体单晶片或陶瓷等基片上，做成一个不可分割的、整体能够执行特定功能的电路组件。

参数：集成度、特征尺寸

3.摩尔定律：集成电路的集成度每18个月就翻一番，特征尺寸每3年缩小1/2

4.系统级芯片（SoC）

 

 

                                                                                      

 

                                                     

4.3 嵌入式技术

1.嵌入式系统技术是实现“环境智能”的基础性技术

2.特点：

（1）微型机应用和微处理器芯片技术的发展为嵌入式系统研究奠定了基础

（2）嵌入式系统的发展适应了智能控制的需求

（3）嵌入式系统的发展促进了芯片、操作系统、软件编程语言与体系结构研究的发展

（4）嵌入式系统的研究体现出多学科交叉融合的特点

3.发展过程：

第一阶段：以可编程序控制器系统为核心的研究阶段

第二阶段：以嵌入式中央处理器CPU为基础、简单操作系统为核心的阶段

第三阶段：以嵌入式操作系统为标志的阶段

第四阶段：基于网络操作的嵌入式系统发展阶段

4.4 RFID读写器与中间件软件设计

1.RFID应用系统结构：

①RFID标签：控制模块与存储器、射频模块、天线

②RFID读写器：天线、射频模块、控制器、通信模块

③数据管理计算机：通信模块、中间件模块、数据处理模块、网络模块

④服务器：网络模块、中间件模块、数据处理模块

2.RFID读写器

RFID读写器设计的重点是中心处理器的选型

处理器：①微处理器（MPU）：由CPU演变而来

②微控制器（MCU）：代表：单片机

③片上系统（SoC）：具有高度综合性

3.RFID中间件

作用：在物理上隔离RFID应用与RFID硬件，在逻辑上实现RFID应用与RFID硬件产生的数据之间的无缝连接（屏蔽不同类型读写器的数据的差异性）

结构：设备接口、核心处理接口、应用接口

发展阶段：应用程序中间件→架构中间件→应用解决方案中间件

发展趋势：提供面向服务架构（SOA）的服务、增强RFID应用系统安全

4.5 无线传感器网络节点设计

1.结构：

传感器模块：传感器、AC/DC

处理器模块：处理器、存储器

无线通信模块：网络层模块、介质访问控制模块、无线收发器模块

能量供应模块

2.设计原则：微型化与低成本、低功耗、灵活性与可扩展性、鲁棒性

3.无线传感器网络嵌入式操作系统  代表：TinyOS

4.无线传感器网络系统应用软件：节点应用软件、汇聚节点应用软件、管理节点应用软件

课堂笔记：

	分类	核心
计算机系统	通用计算机系统	CPU
	嵌入式计算机系统：不以计算机面目出现的计算机系统	微控制器（单片机）、 应用处理器

第5章 计算机网络与互联网技术

5.1 计算机网络的发展史

1.发展阶段：

第一阶段：20世纪50年代，数据通信技术与网络理论基础研究

第二阶段：20世纪60年代，ARPANET与分组交换技术

第三阶段：20世纪70年代中期，网络体系结构与网络协议的标准化

第四阶段：20世纪90年代，互联网应用技术、无线网络技术、对等网络技术、网络安全技术

2.发展主线：

①ARPANET—TCP/IP—Internet

②无线分组网—无线自组网—无线传感器网络

③网络安全

5.3 计算机网络定义与分类

1.计算机网络定义：以相互共享资源的方式互联起来的自治计算机系统的集合

2.计算机网络主要特征：

（1）组建计算机网络的主要目的是实现计算机资源的共享

（2）互联的计算机系统是自治的系统

（3）联网计算机之间的通信必须遵循共同的网络协议

3.计算机网络的分类：按网络覆盖范围进行分类：

4.广域网（互联网核心主干网）

特征：广域网是一种公共数据网络；广域网研究的重点是宽带核心交换技术

5.城域网

（1） 宽带城域网主要技术特征：①完善的光纤传输网是宽带城域网的基础②传统电信、有线电视与IP业务的融合成为了宽带城域网的核心业务③高端路由器和多层交换机是宽带城域网的核心设备④扩大宽带接入的规模与服务质量是发展宽带城域网应用的关键

（2）宽带城域网的功能结构：管理平台、业务平台、网络平台、城市宽带接口

（3）宽带城域网的网络层次结构：核心层、汇聚层、接入层

6.局域网

7.个人区域网（主要为无线个人区域网WPAN）

标准：IEEE 802.15.4（低速无线个人区域网LR-WPAN标准）

5.4 计算机网络的组成与结构

1.ISP的层次结构

第一层ISP：国际或国家服务提供商（NSP）

第二层ISP：区域或国家级ISP

第三层ISP：地区服务提供商和本地服务提供商

2.互联网的网络结构（见下页图）

3.IP网络：从IPv4到IPv6

互联网的核心技术是TCP/IP协议，它的网络层使用的是IP协议。互联网核心交换网也称为IP网络。IPv4协议是在1981年制定的，地址长度为32 位。IPv6协议具有地址空间大、能够自动配置地址、安全性与服务质量好的优点。

5.5 接入技术

接入技术	分类	特点	标准	应用
有线接入	ADSL接入 （电话网接入）	投资小，最普遍		家庭接入互联网
	HFC接入 （有线电视网接入）	光线与同轴电缆混合使用
	光纤接入	带宽容量无限
	局域网接入		IEEE 802.3
	电力线接入	信号传输不超过电表与变压器		家庭内部的智能家居网络
无线接入	无线局域网接入		IEEE 802.11 IEEE 802.11n IEEE 802.11ac	移动设备接入互联网
	无线城域网接入		IEEE 802.16	城市内建筑物间的通信
	无线自组网接入
	移动通信网接入

5.6 互联网与物联网的区别与联系

1.互联网核心交换与端系统的抽象方法

将互联网系统分为边缘部分与核心交换部分

2.区别：

（1）互联网的端系统主要指计算机，物联网的端系统将从计算机扩展到所有能够接入互联网的设备

（2）互联网与物联网在接入方式上是不同的

（3）互联网的数据是由人输入的，物联网的数据是由传感器、RFID搜集的

（4）互联网传输内容主要是文本文件、语音文件、视频文件等，物联网传输内容主要是RFID数据和无线传感器网络数据

3.联系：

（1）互联网与物联网在网络基础设施上有一定的重合

（2）互联网与物联网未来都将由IP网络与异构的非IP网络互联而成

（3）物联网是互联网是互联网接入方式的延伸与功能的扩展

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第6章 移动通信技术

6.1 通信技术的发展

1.电磁波谱与通信类型的关系

2.移动通信系统类型：无线通信系统、微波通信系统、蜂窝移动通信系统、卫星移动通信系统

3.移动通信的分类：

（1）按设备的使用环境分类：陆地移动通信、海上移动通信、航空移动通信、地下隧道与矿井移动通信、水下潜艇移动通信、太空航天移动通信

（2）按照服务对象分类：公用移动通信、专用移动通信

（3）按移动通信系统分类：公用蜂窝移动通信、专用调度电话、集群调度电话、个人无线电话、公用无线电话、移动卫星通信

4.移动通信的发展过程

（1）第一阶段：早期专用移动通信阶段

20世纪20年代到40年代

     特点：属于专用的移动通信系统，工作频率较低

（2）第二阶段：从专用移动通信网向公用移动通信网过渡阶段

20世纪40年代中期到60年代初期

特点：开始从专用移动通信网向公用移动通信网过渡，还是使用人工接续方式，通信网的容量比较小

（3）第三阶段：移动通信系统改进与完善的阶段

      20世纪60年代中期到70年代中期

      特点：移动通信系统逐步改进与完善，实现了自动选频与自动接续

（4）第四阶段：移动通信蓬勃发展阶段

      20世纪70年代中期到80年代中期

      特点：蜂窝移动通信网进入实际应用阶段，并在世界各地迅速发展

（5）第五阶段：移动通信技术进入成熟和快速发展阶段

      20世纪90年代至今

      特点：移动通信技术进入成熟和快速发展阶段

6.2 移动通信技术的研究与发展

1.空中接口：无线通信中手机与基站通信的接口

移动台：通过空中接口与无线网络通信的设备

无线信道：连接手机与基站的无线传输通道

移动通信中1G、2G、3G与4G技术的区别主要表现在无线信道采用不同的空中接口标准上

2.大区制与小区制

3.越区切换

4.移动通信系统的基本结构：

（1）移动终端

（2）接入网：基站控制器、基站天线设备

（3）核心网：移动交换机、归属位置寄存器、访问位置寄存器、鉴权中心服务器

5.安全性管理：手机合法性鉴权、对无线信道上传输数据的加密

6.频率复用技术：频分复用、时分复用、码分复用

6.3 3G技术与移动互联网应用的发展

1.3G技术的特点

（1）3G支持高速语音与数据信号的混传，可以同时支持高速、实时数据业务，以及基本的语音业务

（2）3G支持高速接入业务，室内数据传输速率可以达到2Mbps，在慢步步行时可以达到384kbps，在高速移动环境中可以达到144kbps

（3）3G能够在全球范围内更好地实现无线漫游，提供网页浏览、电话会议、电子商务、音乐、视频等多种信息服务

（4）3G也要考虑与已有2G系统的兼容性

2.3G与移动互联网业务：会话类业务、信息类业务、消息类业务、娱乐类业务、移动商务类业务、移动企业类业务、定位类服务、IP多媒体类服务

3.4G的技术特点

（1）4G能够以100Mbps的速度传输高质量的视频图像数据，通话只是4G手机一个基本的功能

（2）4G终端可以实现一台便携式计算机、便携式电视机很多重要的功能

（3）4G移动通信系统具备全球漫游、接口开放、终端多样化，与2G、3G系统兼容

4.M2M（机器到机器）技术

 

第7章 位置信息、定位技术与位置服务

7.1 位置信息与位置服务

1.位置信息在物联网中的作用

（1）位置信息是各种物联网应用系统能够实现服务功能的基础

（2）位置信息涵盖了空间、时间与对象三要素

（3）通过定位技术获取位置信息是物联网应用系统研究的一个重要问题

（4）位置服务将成为物联网应用的一个重要的产业增长点

7.2 物联网中的位置服务

1.位置服务（LBS）的基本概念

采用定位技术，确定智能物体当前的地理位置，利用地理信息系统技术与移动通信技术，向物联网中智能物体提供与其位置相关的信息服务。

2.移动互联网位置服务发展的趋势：平台化、API化、专业化

7.3 定位系统

1.航天航空遥感技术（RS）

（1）航天遥感系统的组成：运载平台、成像传感器系统、数据处理系统

（2）空间遥感技术发展趋势：①对地观测技术已经成为21世纪最具发展潜力的战略高科技领域之一②全方位、全天候的全球对地观测网络正在形成③遥感小卫星星座的编队飞行技术的发展为对地观测增添了活力

2.全球定位系统（GPS）

（1）特点：GPS将卫星定位、导航技术与现代通信技术相结合，具有全时空、全天候、高精度、连续实时地提供导航、定位和授时的特点

（2）GPS建设的基本情况

目前全球主要的GPS系统有四个：美国“全星球导航定位系统（GNSS）”、欧盟的“伽利略（Galileo）”卫星定位系统、俄罗斯“格洛纳斯（GLONASS）”卫星定位系统、中国的“北斗”卫星定位系统

（3）GPS的组成：空间部分、地面控制部分、用户终端

（4）GPS接收机类型：导航型接收机、测地型接收机、授时型接收机

（5）GPS技术发展趋势：高精度与高可靠性、安全性、服务的综合性、多系统的兼容性

3.地理信息系统（GIS）

（1）基本概念：GIS是以地理空间数据库为基础，在计算机技术的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，为管理与决策提供科学的依据

（2）地理空间数据库基本特点：数据的来源是多样的、数据的选取是面向行业和面向应用的、数据是动态的、数据是海量的

4.多媒体电子地图集与互联网地图

7.4 定位技术

1.移动通信定位技术：单基站定位方法、多基站定位方法、A-GPS技术

2.基于无线局域网的定位技术

3.基于RFID的定位技术

4.无线传感器网络定位技术

第8章 物联网数据处理技术

8.1 物联网数据处理技术的基本概念

1.物联网数据的特点：海量、多态、动态、关联

2.物联网数据处理关键技术：海量数据存储、数据融合、数据查询、搜索与数据挖掘、智能决策

8.2 海量数据存储技术

1.数据库技术

（1）数据库系统由数据库（DB）、数据库管理系统（DBMS）、数据库管理员、数据库应用程序、用户组成

（2）数据库管理系统可分为层次数据库、网状数据库、关系数据库以及面向对象数据库等

2.物联网数据管理技术

（1）无线传感器网络数据管理系统与传统的数据库系统有很大差异

（2）无线传感器网络数据管理系统结构：集中式结构、半分布式结构、分布式结构、层次式结构

（3）无线传感器网络数据模型：TinyDB系统、Cougar系统

3.存储技术

数据存储技术从单机封闭系统存储向开放系统的存储方向发展。开放系统的存储进一步分为直接附加存储（DAS）、网络接入存储（NAS）、存储区域网络（SAN）。

4.服务器技术

（1）定义：网络中为其他客户计算机提供服务的高性能计算机系统

（2）分类：①从用户数量：入门级服务器、工作组服务器、部门级服务器、企业级服务器②从外形：塔式服务器、机架式服务器、刀片式服务器

5.互联网数据中心（IDC）

6.云计算

（1）定义：一种利用互联网实现随时随地、按需、便捷地访问共享计算设施、存储设备、应用设备等资源的计算模式

（2）云计算的特点：弹性服务、资源池化、按需服务、服务可计费、泛在接入

（3）云计算数据中心特点：自治性、规模经济、规模可扩展

（4）云计算系统组成：云平台、云终端、云存储、云安全

（5）云平台：

从用户角度看，云平台可分为公有云和私有云。从云平台提供服务层次的角度，云平台可分为基础设施即服务IaaS、平台即服务PaaS、软件即服务SaaS

（6）云终端：

      云终端三种类型：基于程序资源远程执行的云终端、基于WebOS云终端、基于虚拟机的云终端

（7）云存储

（8）云安全

（9）云计算在物联网中的应用

      ①物联网数据中心的特征：部署快捷、运行可靠、可扩展、安全、节能

      ②应用于物联网的云计算系统结构：物理设备层、应用接口层、应用层

      ③用云计算技术组建物联网数据中心的方式：传统的机房式数据中心、集装箱式数据中心

8.4 物联网数据融合技术

1.数据融合的分类

（1）根据数据进行融合操作前后的信息含量的分类：无损失融合、有损失融合

（2）根据数据融合与应用层数据语义之间关系的分类：依赖于应用的数据融合（ADDA）、独立于应用的数据融合（AIDA）、两种技术结合的数据融合

（3）根据融合操作级别的分类：数据级融合、特征级融合、决策级融合

8.5 物联网中的智能决策

1.数据挖掘的基本概念：

数据挖掘是在大型数据库中发现、提取隐藏的预言性知识的方法，使用统计方法和人工智能方法去找出普通数据查询中所忽视的数据隐含的趋势性的信息

2.数据挖掘的基本工作原理：

（1）数据预处理：数据准备、数据选取、数据预处理、数据变换、

（2）数据挖掘：确定数据挖掘的目标、选择算法、数据挖掘

（3）对挖掘结果评估与表示：知识评估、知识表示

3.数据挖掘的类型：描述性挖掘、预测性挖掘

第9章 物联网信息安全技术

9.1 物联网信息安全中的四个重要关系问题

1.物联网信息安全与现实社会的关系

物联网信息安全问题的特点：①由于物联网应用系统涉及小到每一个家庭，大到一个国家的电网、金融业，甚至可以成为国与国之间军事对抗的工具②物联网覆盖了从信息感知、通信、计算到控制的闭环过程，这种影响的广度与深度是互联网所没有的③互联网中的信息安全问题大多都会在物联网中出现，但是物联网在信息安全中有其独特的问题，如隐私保护问题④物联网会遇到比互联网更加严峻的信息安全的威胁、考验与挑战

2.物联网信息安全与互联网信息安全的关系

（1）互联网所能够遇到的信息安全问题，在物联网大多都会存在，可能只是表现形式和被关注的程度有所不同

（2）作为共性技术，互联网信息安全的研究方法与成果可以成为物联网信息安全技术研究的基础

（3）物联网信息安全可以划分为：感知层安全、网络层安全、应用层安全

（4）隐私保护是物联网必须面对的重大问题

3.物联网信息安全与密码学的关系

密码学是研究信息安全所必需的一个重要的工具与方法，但是物联网安全研究所涉及的问题要比密码学应用广泛得多

4.物联网安全与国家信息安全战略的关系

物联网的安全对国家安全会产生深刻的影响

9.2 物联网信息安全技术研究

1.信息安全的定义：在既定的安全密级的条件下，信息系统抵御意外事件或恶意行为的能力，这些事件和行为将危及所存储、处理或传输的数据，以及由这些系统所提供的服务的可用性、机密性、完整性、不可否认性与可控性

2.信息安全需求：可用性、机密性、完整性、不可否认性、可控性

3.物联网信息安全技术的研究内容：物联网安全体系结构、网络安全防护技术、密码学及其在物联网中的应用、物联网的网络安全协议

4.网络攻击

（1）攻击途径：①对感知层的攻击：对RFID的攻击、对WSN的攻击②对网络层的攻击：对路由器的攻击、对通信线路的攻击③对应用层的攻击：对用户的攻击、对服务器的攻击

（2）攻击手段：欺骗类攻击、拒绝服务攻击与分布式拒绝服务攻击类攻击、信息收集类攻击、漏洞类攻击

5.物联网安全防护技术研究

防火墙、入侵检测与防护、安全审计与取证、网络防病毒、业务持续性规划

6.密码学及其在物联网应用的研究

7.网络安全协议研究：IPSec协议、SSL协议、SET协议

9.3 RFID安全与隐私保护研究

1.RFID标签的安全缺陷：RFID标签自身访问的安全性问题、通信信道的安全性问题、RFID读写器的安全问题

2.对RFID系统的攻击方法：窃听与跟踪攻击、中间人攻击、欺骗、重放与克隆攻击、破解与篡改攻击、干扰与拒绝服务攻击、灭活标签攻击、病毒攻击