物联网

第一章 1、物联网的概念 物联网是一种通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按照约定协议,使物体与互联网相连接,进行信息的交换和通信,以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的网络。 2、物联网的本质体现 1)互联网特征,即对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络 2)识别与通信特征,即纳入物联网的“物”一定要具备自动识别、物物通信的功能 3)智能化特征,即网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点 3、物联网的主要特征 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、物联网的框架结构 物联网由软件和硬件构成,其中,软件分为应用服务层,硬件分为网络传输层和感知控制层。 网关设备(传感器设备、近距离通信、智能卡、二维码、跟踪定位、条形码、gps)——高速数据——因特网 应用服务层: 掌握应用系统设计技术关键,物联网应用软件开发;应用数据结构,数据流设计;能够独立设计不同需要的物联网应用系统 网络传输层: 多种网络网关设计,HF,UHF?-RFID读卡器设计;掌握主流无线和无线网络 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ,主要路由算法掌握,网络监视和数据库设计 感知控制层: 无线节点硬件和核心协议栈软件设计,RFID无源有源标签设计技术掌握,低功耗无线设计,基础无线网络技术掌握,安全和加密原理和设计 5、物联网标准体系 物联网标准体系:应用服务层标准、共性支撑标准、网络传输层标准、感知控制层标准 6、应用领域 第二章EPC和RFID 1、EPC概念:epc最终目标是为每一个商品建立全球的、开放的编码标准。 2、EPC的内容:epc统一了对世界范围内商品的标识编码的规则,并通过应用于RFID系统中,联合网络技术而组成了epc系统。 EPC规定了用数字信息的形式存储于和具体的商品实物固定在一起的RFID应答器中。 3、编码类型 目前的EPC系统中应用的编码类型主要有三种:64位、96位、256位 64---EPC-64编码类型,分为typeⅠ、typeⅡ和typeⅢ三种类型 96---目前只有一种typeⅠ型版本号字段占8位,域名管理占28位,序列号为36位 256--EPC-256编码类型,分为typeⅠtypeⅡ和typeⅢ三种类型,它的域名管理分别占32位、64位和128位 EPC编码有版本号(8位)、产品域名管理(32、64、128位)、产品分类部分(56位)和序列号(160、128、64位)四个字段组成。 Ⅰ型EPC-96的设计目的是成为一个公开的物品标识代码。它的应用类似于目前的统一产品代码,具体的字段含义如下--- 4、 EPC的系统结构:全球电子产品编码体系、EPC识别系统、信息网络系统 ONS ( Object Naming Service) 对象名称解服务器,它用来把EPC转化成IP地址,用来定位相应的计算机和完成相应的信息交互服务。 PML ( Physical Markup Language) 实体标识语言服务器中,存储用PML语言描述的实物信息,如实物名称、种类、性质、生产日期、生产厂家信息、实物存放位置、实物的使用说明等。 5、编码步骤 Step1、EPC编码读写器读出商品中的EPC编码信息 Step2、EPC产品管理由中间件,传输到Internet中 Step3、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。 6、条形码标签 EPC条形码标签概念:条形码技术是集编码、印刷、识别、数据采集和处理于一身。条形码是将宽度不等的多个黑调和空白,按照一定的编码规则排列,用来表达信息的图形标识符。 7、条形码分类 一维条形码(是由一组宽度不同、反射率不同的平行相邻的线条和空白,按照一定的编码规则和技术标准组合而成,用来表示某种数据信息的符号)和二维条形码(在EPC条形码的编码方式中在水平和垂直方向的二维空间存储信息的条码,称为二维条码,可直接显示英文、中文、数字、符号、图型) 8、 EPC、 RFID和条形码的区别和联系 条形码是应用了不同宽度的黑白条码反射光来编码,成本低廉,使用方便,缺点是编码容量不足。RFID(射频识别技术)是一种新兴的自动识别技术。射频识别系统利用射频标签承载信息、射频标签和识读器间通过感应、无线电波或微波能量进行非接触式双向通信,达到自动识别的目的。EPC是编码标准,是给每一个商品提供唯一的号码。EPC是唯一存储在RFID标签微型芯片中的信息,这样可以使RFID标签能够维持低廉的成本并保持灵活性。 区别:RFID标签与阅读器的信息交互的媒介是通过射频,即电磁场,同时它也具备微型存储器、微处理器、天线等部件。日常看到的条形码只是利用不同宽度黑白条码来完成信息编码,物理上并不具备以上几部分。 9、 RFID系统构成 RFID系统主要由应答器、阅读器和高层组成。其中应答器是集成电路芯片形式,而集成芯片又根据它的封装不同表现的形式也不太一样。阅读器用于产生射频载波完成与应答器之间的信息交互的功能。高层功能是信息的管理和决策系统。 应答器是由天线、编/解码器、电源、解调器、存储器、控制器以及负载电路组成。 典型的阅读器包含有高频模块(发送器和接收器)、控制单元、振荡电路以及阅读器天线几部分。 高层软件介于前端RFID读写器硬件模块和后端数据库 10、应答器可以分为只读应答器、读/写应答器和具有识别功能的应答器。 RFID阅读器频率分类和我们听的收音机类似,射频应答器和阅读器同样要调制到相同的频率点才能工作。LF、 HF、UHF就分别对应着不同频率的射频频段。具体见下表:LF代表低频射频,在125KHz左右。HF代表高频射频,在13.54MHz左右。UHF代表超高频射频,在850~910MHz范围之内。还有2.4G的微波频段。在实际应用中,有4种波段的频率,低频(125kHz),高频(13.54MHz),超高频(850~910MHz),微波(2.45GHz)。 11、模拟信号转化成数字信号三个阶段 抽样,每隔一个相等的时间间隔,采集连续信号的一个样值。 量化:将量值连续分布的样值,归并到有限个取值范围内。 编码:用二进制数字代码,表达这有限个值域。 常用的RFID编码方法为曼彻斯特编码。曼彻斯特编码,也叫做相位编码,是一个同步时钟编码技术,被物理层使用来编码一个同步位流的时钟和数据。 12、天线是一种以电磁波形式把前端射频信号功率接收或辐射出去的装置,是电路与空间的界面器件,用来实现导行波与自由空间波能量的转化。在RFID系统中,天线分为电子标签天线和读写器天线两大类,分别承担接收能量和发射能量的作用。当前的RFID系统主要集中在 LF、HF (13.56MHz)、UHF(860~960MHz)和微波频段。 第三章物联网传感器技术 1、传感器技术是物联网的基础技术之一,处于物联网构架的感知层。 传感器是一种能把特定的被测信号,按一定规律转换成某种可用信号输出的器件或装置,以满足信息的传输、处理、记录、显示和控制等要求。 2、作用:传感器处于研究对象与监测系统的接口位置,是感知、获取与监测信息的窗口,它提供物联网系统赖以进行决策和处理所必需的原始数据。 3、传感器分类物理量传感器力学量---压力传感器、力传感器、力矩传感器、速度传感器、加速度传感器、流量传感器、位移传感器、位置传感器、尺度传感器、密度传感器、粘度传感器、硬度传感器、浊度传感器;热学量---温度传感器、热流传感器、热导率传感器;光学量---可见光传感器、红外光传感器、紫外光传感器、照度传感器、色度传感器、图像传感器、亮度传感器;磁学量---磁场强度传感器、磁通传感器;电学量---电流传感器、电压传感器、电场强度传感器;声学量---声压传感器、噪声传感器、超声波传感器、声表面波传感器;射线---x射线传感器、β射线传感器、γ射线传感器、辐射剂量传感器;化学量传感器离子传感器、气体传感器、湿度传感器;生物量传感器生物量---体压传感器、脉搏传感器、心音传感器、体温传感器、血流传感器、呼吸传感器、血容量传感器、体电图传感器;生化量---酶式传感器、免疫血型传感器、微生物型传感器、血气传感器、血液电解质 4、传感器特性静态特性:指被测量的值处于稳定状态时的输出和输入关系。衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏度、迟滞和重复性等。动态特性:输出对随时间变化的输入量的响应特性 常见的传感器:湿度传感器、温度传感器、超声波传感器、气敏传感器。 5、智能传感器:具有信息处理功能的传感器。智能传感器带有微处理机,具有采集、处理、交换信息的能力,是传感器集成化与微处理机相结合的产物。 三个优点:通过软件技术可实现高精度的信息采集,而且成本低;具有一定的编程自动化能力;功能多样化。 6、智能传感器的系统组成和特点 被测量-传感器-信号调理电路-微处理器-输出接口-数字量输出 特点:⑴一定程度的人工智能是硬件和软件的结合体,可实现学习功能,更能体现仪表在控制体统的作用。可以根据不同的测量要求,选择合适的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ,并能对信息进行综合处理,对系统状态进行 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 。⑵多敏感功能将原来分散的、各自独立的单敏传感器集成为具有多敏功能的传感器,能同时测量多种物理量和化学量,全面反映被测量的综合信息。⑶精度高、测量范围宽,随时检测出被测量的变化对检测元件特性的影响,并完成各种运算,其输出信号更为精确,同时其量程比可达100:1,最高达400:1,可用一个智能传感器应付很宽的测量范围,特别适用要求量程比大的控制场合。⑷通信功能可采用标准化总线接口,进行信息交换,这事智能传感器的标志之一。 7、层次结构--三个层次: 一个是传感网络,以二维码、RFID、传感器为主,实现“物”的识别; 二是传输网络,即通过现有的互联网。广电网、通信网或下一代互联网,实现数据的传输和计算; 三是应用网络,即输入输出控制终端,包括手机等终端。 8、MEMS:由微传感器.微执行器.信号处理和控制电路.通讯接口和电源等部件组成的一体化的微型器件系统。MEMS目标:把信息的获取、处理和执行集成在一起,组成具有多功能的微型系统,集成于大尺寸系统中,从而大幅度地提高系统的自动化、智能化和可靠性水平。 MEMS特点:体积小、重量轻、功耗低、成本低、可靠性高、性能优异、功能强大、可以批量生产等。 9、常用的MEMS传感器⑴微机械压力传感器⑵微加速度传感器⑶微机械陀螺仪⑷微流量传感器⑸微气体传感器⑹微机械温度传感器 第四章无线传感网络 1、无线传感器网络WSN 是由部署在监测区域内大量的微型传感器节点通过无线电通信形成的一个多跳的自组织网络系统,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域内被监测对象的信息,并发送给观察者。 2、特点:无线传感器网络具有以下的特点:(1)大规模网络(2)自组织网络(3)多跳路由(4)动态性网 络(5)可靠的网络(6)以数据为中心的网络(7)应用相关的网络应用领域? 3、网络体系结构(图)过程:任务管理节点(用户)—互联网、卫星—汇聚节点—监测区域(传感器节点) 4、传感器节点组成:传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四部分组成。 横向分为:应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。 纵向分为:任务管理平台、移动管理平台、能量管理平台。 5、无线传感器网络的技术体系:自组网技术、节点定位技术、时间同步技术、安全技术 6、移动自组织网络是一种自治、多跳网络,整个网络没有固定的基础设施,能够在不能利用或者不便利用现有网络基础设施(如基站、AP)的情况下,提供终端之间的相互通信 7、特点:(1)无中心和自组织性(2)动态变化的网络拓扑(3)受限的无线传输带宽(4)安全性较差(5)多跳路由 8、节点定位技术:在传感器网络节点定位技术中,根据节点是否已知自身的位置,把传感器节点分为信标节点和未知节点。 9、测量法:三边测量法、三角测量法、极大似然估计法 10、定位算法通常有以下几种分类:(1)基于距离的定位算法和距离无关的定位算法(2)递增式的定位算法和并发式的定位算法(3)基于信标节点的定位算法和无信标节点的定位算法 在基于距离的定位中,测量节点间距离或方位时采用的方法有TOA,TDOA,RSSI和AOA等 11、时间同步技术:两种同步机制(1)网络时间协议NTP展是客户端产生时间同步请求消息,服务器回应时间同步应答消息(2)RBS机制的基本原理每个接收节点分别根据自己的本地时间记录接收到信标分组的时刻,然后交换它们记录的信标分组接收时间。两个接收时间的差值相当于两个接收节点间的时间差值,其中一个接收节点可以根据这个时间差值更改它的本地时间,从而达到两个接收节点的时间同步。 12、安全技术攻击方法和防御手段? 13、无线传感器网络的通信协议:路由协议、MAC协议 14、路由是把信息从信息源穿过网络传递到目的地的行为。路由技术:决定最优路径和传输数据包 路由包含两个基本的动作:确定最佳路径和通过网络传输信息(数据交换)。 路由协议负责将数据分组从源节点通过网络转发到目的节点,它主要包括两个方面的功能:寻找源节点和目的节点间的优化路径,将数据分组沿着优化路径正确转发。 15、特点:(1)能量优先。(2)基于局部拓扑信息。(3)以数据为中心。(4)应用相关。 16、四种类型的路由协议分别是: (1)能量感知路由协议。(2)基于查询的路由协议。(3)地理位置路由协议(4)可靠的路由协议。 17、可以按照下列条件分类MAC协议:第一,采用分布式控制还是集中控制;第二,使用单一共享信道还是多个信道;第三,采用固定分配信道方式还是随机访问信道方式 18、无线传感器网络的技术标准:IEEE802.15.4标准和 ZigBee协议规范 IEEE802.15.4是一个低速率无线个人局域网标准。这种低速率无线个人局域网的网络结构简单、成本低廉、具有有限的功率和灵活的吞吐量。低速率无线个人局域网的主要目标是实现安装容易、数据传输可靠、短距离通信、极低的成本、合理的电池寿命,并且拥有一个简单而且灵活的通信网络协议。 19、IEEE802.15.4的介质访问控制层(MAC)帧被称为MAC协议数据单元(MPDU),其长度不超过127B。它具有四种不同的帧形式,即信标帧、数据帧、确认帧和命令帧。 1)信标帧供协调者使用 2)数据帧承载所有的数据 3)确认帧确认帧的顺利传送 4)命令帧用来处理MAC对等实体之间的控制传送 20、ZigBee的技术优势如下 1)低功耗2)低成本3)低速率4)近距离5)短时延6)高容量7)高安全8)免执照频段在交换数据的网络中,有三种典型的设备类型(i)协调器(ii)路由器(iii)终端设备 帧结构形式基本术语关系图绑定操作 21、时间同步技术:在分布式系统中,不同的节点都有自己的本地时钟。由于不同节点的晶体振荡器频率存在偏差,以及温度变化和电磁波干扰等,即使在某个时刻所有节点都达到时间同步,它们的时间也会逐渐出现偏差,而分布式系统的协同工作需要节点间的时间同步,因此时间同步机制是分布式系统基础框架的一个关键机制。传感器网络的时间同步机制的主要性能参数如下:(1)最大误差(2)同步期限(3)同步范围(4)可用性(5)效率(6)代价和体积 第五章M2M技术 1、M2M是机器与机器之间的互联互通。是一种以机器智能交互为核心的、网络化的应用与服务。 2、IPv6技术是M2M通信网络的重中之重,可以说IPv6构筑M2M的基础。图 3、M2M应用模式:管理流-业务流并行的模式;管理流-业务流分离的模式 4、M2M的业务模型由三部分组成:行业终端、移动通信网络、M2M应用平台。 5、一次完成的TCP/IP通信过程需要如下几个关键步骤:1.TCP/UDP连接初始化 2.建立 TCP/UDP链接3.TCP/UDP数据发送4.接收数据缓存查询5.关闭TCP/IP链接代码 第六章;云计算 1、云计算是一种基于互联网的、大众参与的计算模式,其计算资源(计算能力、存储能力、交互能力)是动态、可伸缩、且被虚拟化的,以服务的方式提供。 2、云的概念:是一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源,通常是一些大型服务器集群,包括计算服务器、存储服务器和宽带资源等。 3、云的分类:混合云、私有云、公有云、行业云 4、云计算的特点:超大规模、虚拟化、高可靠性、通用性、高可扩展性、按需服务、廉价、多粒度和多尺度、不确定性、软计算 5、优点:更低成本的用户电脑、更高的性能、更低IT基础设施成本、更少的维护问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 、更低的软件成本、及时软件更新、增强的计算能力、无限的存储容量、增强的数据安全、改进操作系统之间的兼容性、改进文件格式的兼容性、更容易的群组协作、对文档的普适访问、最新版本的可用性、消除对特定设备的依赖。 6、关系--VS并行计算:在并行计算中,强大的并行计算能力需要巨额的投资;并且,传统的并行计算机的使用是一个相当专业的工作,需要使用者具有较高的专业素质。 云计算将服务器等设施集中起来,最大程度地做到资源共享;能够动态地为用户提供计算能力和存储能力,随时满足用户的需求。 VS分布式计算研究如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分,然后把这些部分分配给许多计算机进行处理,最后把这些计算结果综合起来得到最终的结果。分布式计算是一个很大的范畴。在当今的网络时代,不是分布式计算的应用已经很少了。云计算和下面将要提及的网格计算,都只是分布式计算的一种。 VS效用计算目标就是把服务器及存储系统打包给用户使用,按照用户实际使用的资源量对用户进行计费。VS网格计算网格计算可以分为三种类型,即计算网格、信息网格和知识网格。 网格计算与云计算的关系,就像是OSI与TCP/IP之间的关系。云计算是网格计算的一种简化实用版本。7、物联网需要云计算 1)云计算解决了物联网中服务器节点的不可靠性问题,最大限度地降低服务器的出错率。 2)云计算可以解决物联网中访问服务器资源受限的问题。 3)云计算让物联网在更广泛的范围内进行信息资源共享。 4)云计算增强了物联网中的数据处理能力,并提高了智能化处理程度。 8、云计算服务层次 9、云计算的关键技术:数据存储技术、数据管理技术、软件开发技术 10、云计算的派生技术:云存储(云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统)、云连接、云安全 11、云存储的系统分层结构:访问层、应用层、基础管理层、存储层 12、云安全我国企业创造的概念是云计算技术在信息安全领域的应用。 云安全是指防毒安全厂商利用客户端搜集病毒样本,然后找到处理方式分发给用户,这样整个网络就成了一个大的保障用户电脑安全的杀毒软件。 第七章智能处理技术 1、人工智能是指应用机器实现人类的智能。智能系统研究可以认为大致经历了以下几个发展阶段:图 2、数据:是指人们为了描述客观世界中的具体事物而引入的一些数字、字符、文字等符号,或这些符号的组合。信息:是指由不同数据所组成的一种有意义的结构。信息是数据在特定场合下的含义,即信息是数据的语义。信息可以分为本体论信息(纯客观的立场)和认识论信息(认识主体的立场)。本体论信息指事物运 动的状态和状态变化方式。认识论信息是主体所感知的事物运动的状态及其变化方式。认识论信息又分为两类:感知信息(第一类认识论信息)再生信息(第二类认识论信息) 知识:是一个认识论范畴的概念,它是信息加工的规律性产物,指事物运动的状态和状态变化的规律。 策略:就是关于如何解决问题的计策方略,包括在什么时间、什么地点、由什么主体采取什么行动、达到什么目标、注意什么事项等等一整套具体的行动计划规划、行动步骤、工作方式和工作方法。本质上,策略是知识加工的产物,是再生信息(第二类认识论信息)。 智能:就是有目的地认识问题、合理地解决问题的能力,它能有针对性地获得问题-环境-目标的信息,恰当地处理这些信息从而获得相关知识实现认知,在此基础上结合主体的目的生成求解问题的策略、并根据策略产生相应的行为,在满足约束条件下求解问题达到预定的目标。 3、关系图知识与智能涌现图 4、数据库是符合以下三个特征的数据集合:(1) 能够长期存储在计算机中(2) 为了一定的目的,以特定的结构组织和存储数据(3) 与应用相关联,但与应用程序相分离。 数据库管理系统是一个保证用户对数据库进行定义、创建、维护及控制访问的软件系统。 5、数据库技术将物理世界的信息和数据进行处理并存在计算机中,将计算机虚拟世界、物理世界和人类联系在一起。图 物理世界与计算机虚拟世界中术语的对应关系为: 物理世界计算机虚拟世界 实体---------------------记录 属性---------------------字段 实体集----------------------文件 实体标识符-----------------记录关键字 6、常见的基于记录的数据模型有关系数据模型、网络数据模型、层次数据模型等图 实体联系模型是数据库设计的重要技术之一。 7、智能Agent 图 Agent通信(1) 通信方式:不同Agent之间的信息交换方法常用的通信方式:消息传递、黑板系统 (2)通信语言:相互交换信息的Agent之间共同遵守的一组语法、语义和语用的定义;知识查询与操纵语言 (3)对话管理:对Agent之间的对话过程的管理 (4)通信协议:包括Agent通信时所使用的底层传输协议和高层对话协议 8、多智能Agent系统的协调 (1) 基于部分全局规划(Partial Global Planning,PGP)的协调 (2) 基于联合意图的协调(3) 基于社会规范的协调 9、多智能Agent系统的协作 (1) 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 网(2)市场机制