物联网工程导论期末复习

一、填空

①RFID相关概念（PPT）

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。

②什么是无线传感网（课本）

无线传感器网络是由部署在监测区域内大量的、廉价的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、自组织的无线自组网系统，其目的是将网络覆盖区域内感知对象的信息发送给观察者。

③互联网、物联网、泛在网的区别与联系（课本）（网络）

1.互联网的端系统接入主要有两种类型：有线接入与无线接入

2.(1)物联网与互联网在网络基础设施上有一定的重合。

(2)物联网应用系统将根据需要选择无线传感器网络或RFID应用系统的接入方式，而

互联网与物联网的接入方式不同。

3.(1)物联网是互联网接入方式的延伸与功能的扩展

互联网是”Everybody over IP”；物联网是”Everything over IP”

4.物联网提出了很多新的研究课题

5.三网均是交互信息网，是信息技术日益发展的结果，目的是更加方便的为人们提供

方便，快捷的数据服务，从更小的细节完善人们的需求。

·互联网是人与人的信息交互。

·物联网是物与物，物与人的信息交互。

·泛在网等同互联通信网，目的是为了人与人，人与物的交互，突破时间，地点空间的限制。

④什么是互联网核心协议，P2P技术与节点计算机（PPT）（课本）（网络）

·TCP/IP协议是互联网的核心协议。

·对等互联网络技术(Peerto Peer)，互联网中节点计算机既可以作为客户机，又可以作为服务器的工作模式。

·节点计算机是指一台电脑或其他设备与一个有独立地址和具有传送或接收数据功能的网络相连。

⑤嵌入式系统的概念与描述（PPT）

嵌入式系统，也称作“嵌入式计算机系统”，它是针对特定的应用，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。

SoC也称“片上系统”。

⑥GPS概念（PPT）

·GPS的英文全称是Navigation Satellite TimingAnd Ranging Global Position System 简称GPS，意为“导航星测时与测距全球定位系统”，或简称全球定位系统。这是一种全新的定位方法，它是将卫星定位和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，为空间定位技术带来了革命性的变化，已经在越来越多的领域替代常规的光学与电子定位设备。

·美国“全星球导航定位系统（GPS）”

·俄罗斯“格洛纳斯（GLONASS）”卫星定位系统

·欧盟的“伽利略（GNSS/Galileo）”卫星定位系统

·中国的“北斗”卫星定位系统（已发射13颗，到2020年达30多颗）

⑦计算机网络分类（按覆盖范围分类）“名称、范围”（PPT）

·个人区域网（PAN）0-10M

·局域网（LAN）10M – 10KM

·城域网（MAN）10KM – 100KM

·广域网（WAN）100KM – 1000KM

⑧云计算系统的组成部分（4个）（PPT）

云计算=云安全+云存储+ 云平台+ 云终端

⑨数据挖掘和数据融合的基本概念（PPT）

·数据融合：针对物联网数据的多态性，需要研究基于多种传感器的数据聚合技术，综合分析各种传感器的数据，从中提取有用的信息。

·数据挖掘：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。

⑩基站的概念与描述、作用（网络）（课本）

·基站是指在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。

·包括天线，无线收发信机以及基站控制器（BSC）

·基站一端通过空中接口与手机通信，另一端接入到移动通信系统之中。

二、不定项选择题

①物联网的描述（第一章）

②RFID的工作原理、有源（无源标签）、RFID标签的描述、RFID读写器的描述

③各类网络作用的描述

④无线传感网

⑤GPS的接收机

⑥IPv6、IPv4技术描述

⑦3G、4G区别与联系

⑧定位技术

三、简答题

①物联网关键技术包括哪几项并对每一项技术进行描述（8条）（书）

·自动感知技术

·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阐述TCP/IP技术原理及特点

技术原理：通俗而言，TCP/IP协议采用四层的层级结构，分别是应用层、传输层、网络层、链路层，每一层均呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。而TCP负责发现传输的问题，如有问题就发出信号，要求重新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地，IP则是给互联网上的每一台计算机规定一个地址。

特点：①协议不依赖于任何特定的计算机硬件或操作系统，提供开放的协议标准，可联合各种硬件与软件。②协议不依赖于特定网络传输硬件，可集成各式网络。③统一的网络地址分配方案。④标准化的高层协议，提供可靠的用户服务。

③传感器的主要性能指标并对每一个进行简述（PPT）

·线性度：输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离直线的程度。

·灵敏度：在稳态下输出增量与输入增量的比值。

·重复性：输入量按同一方向作全程多次测试时，所得特性曲线不一致的程度。

·迟滞（回差滞环）现象：表明传感器在正向行程和反向行程期间，输出-输入特性曲线不重合的程度。

·分辨率与阈值：：传感器在规定的范围所能检测输入量的最小变化量。

·稳定性：在室温条件下，经过相当长的时间间隔，传感器的输出与起始标定时的输出之间的差异。

·漂移：在外界的干扰下，输出量发生与输入量无关的、不需要的变化。

·静态误差（精度）：静态误差是传感器在其全量程内任一点的输出值与其理论输出值的偏离程度。

④3G和4G网络概念、设计目标及各自的技术特点（详细）

3G网络:

概念：第三代移动通信技术，支持高速数据传输的蜂窝移动通信技术。3G服务能够同时传送声音及数据信息，速率一般在数百kbps以上。将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。

设计目标：实现全球统一频谱、统一标准、无缝覆盖。更高的频谱效率，更低的建设成本。提高服务质量和保密性能。提供足够的系统容量。

技术特点：

①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

③3G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

④3G也要考虑与已有2G系统的兼容

4G网络：

概念：第四代移动通信技术，集3G与WLAN于一体。能够快速传输数据、高质量、音频、视频和图像等满足几乎所有用户对于无线服务要求的宽带接入和分布式全IP架构网络，是集成多功能的宽带移动通信系统。具有不可比拟的优越性。

设计目标：满足数据通信与多媒体业务需求，适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作的需要。

技术特点：

①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

③4G移动通信系统具备全球漫游、接口开放、终端多样化

④能与2G、3G系统兼容

⑤云计算的概念（由云存储和云计算组成）3层核心组成P256#3

云计算是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、应用程序等资源的计算模式。

·IasS：基础设施即服务，平台向用户提供虚拟化的计算资源、存储资源与网络资源，根据用户需求进行动态分配和调整。

·PaaS：平台即服务，平台向软件开发人员提供类似中间件的服务，包括数据库、数据

处理与软件开发环境等。

·SaaS：软件即服务，平台向最终用户提供定制的软件服务，用户不用安装软件副本，就可以通过网络使用软件。

⑥RFID概念（通过不同方法对RFID进行分类）P54

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。

·按供电方式分类：有源RFID标签&无源RFID标签

·按工作模式分类：主动式RFID标签&被动式RFID标签&半主动式RFID标签

·按读写方式分类：只读式RFID标签&读写式RFID标签

·按工作频率分类：低频RFID标签&中频RFID标签&高频RFID标签&微波RFID标签·按封装材料分类：纸质RFID标签&塑料RFID标签&玻璃RFID标签

·按封装形状分类：薄膜粘贴RFID标签&卡式RFID标签&柱形RFID标签&扣式RFID标签&身份识别RFID标签&植入式RFID标签

⑦VR与AR的概念、特点、区别、联系

VR：

概念：虚拟现实（VirtualReality）简称VR，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。虚拟世界是全体虚拟环境或给定仿真对象的全体，虚拟环境是由计算机生成的，通过视、听及触觉等作用于用户，使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真。

虚拟现实技术是结合了计算机图形学、计算机仿真技术、人机接口技术、多媒体技术以及传感技术多种技术发展而成的一门新技术。

特点：沉浸（Immersion）VR系统的核心，表示用户投入到由计算机生成的虚拟场景中的能力，用户在虚拟场景中有身临其境之感。

交互性（Interaction）用户与虚拟场景中各种对象相互作用的能力，它是人机和谐的关键性因素。交互性包含对象的可操作程度及用户从环境中得到反馈的自然程度，以及虚拟场景中对象依据物理学定律运动的程度等。VR 是自主参考系，即以用户的视点变化进行虚拟交互。

构想（Imagination）VR不仅仅是一个用户与终端的接口，而且可使用户沉浸于此环境中获取新的知识，提高感性和理性认识，从而产生新的构思。因此，VR是启发人的创造性思维的活动。

AR：

概念：增强现实（Augmented Reality）简称AR，是将计算机生成的虚拟物体或其它信息叠加到真实场景中，从而实现对现实的“增强”的技术。

特点：①真实世界和虚拟的信息集成②具有实时交互性③在三维尺度空间中增添定位虚拟物体。

联系：增强现实（Augmented Reality，AR）是虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）的一个重要分支，均是综合了计算机图形、光电成像、融合显示、多传感器、图像处理、计算机视觉、人机交互技术等多门学科。均需要计算机生成相应的虚拟信息；都需要使用者使用头盔或类似显示设备；使用者都需要通过相应设备与计算机产生的虚拟信息进行实时互动交互。

⑧什么是A-GPS技术

辅助全球卫星定位系统（Assisted GPS）简称A-GPS，是一种可以利用手机基地站的资讯，配合传统GPS卫星，使定位速度更快的GPS运行方式。

⑨一维码与二维码的特点

·一维码：编码规则简单，条形码识读器造价较低，但数据容量较小，一般只能包含字母和数字；尺寸相对较大，空间利用率较低；一旦出现损坏将被拒读。

·二维码：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、无需数据库，扫码后即得到信息等。

四、论述题

②RFID技术的应用（图书管理、物流库存）

·图书管理：RFID标签技术应用于图书管理时，我们需要解决从进书、打印与粘贴RFID 标签、入库、提货、销售、收款、统计分析、制定进货计划全过程的RFID应用技术问题。基于RFID的书店零售管理系统结构具有一定的普遍性，应该由：RFID标签、标签编码器/打印机、读写器、运行RFID中间件软件的计算机、数据服务器与系统管理计算机组成。图书入库时进行编码、打印与粘贴RFID标签，且选择的RFID标签需要有价格低廉、存储空间能够标识图书信息的一次性编程只读标签，同时需要注意RFID标签标识的应该是每一本书，而不是一种书，这样对于图书管理会更精细。

·物流库存：RFID标签技术应用于大型仓库时，我们需要解决接收、粘贴标签、分发与转运货物的工作流程：①进货后，将货物从托盘上取下。②扫描每一种货物条形码，根据条形码信息和运输要求将货物分类。③根据获得的货物信息，按照RFID代码写入到RFID标签中。④使用RFID打印机将货物的RFID代码写入到RFID标签中。⑤将检验后的RFID代码回送到数据库服务器，用于货物追踪。⑥手工在货物或货物包装箱上粘贴RFID 标签。⑦将送到同一地点的货物装到一个托盘上，重新包装。⑧RFID打印机为每个托盘编码、打印标签。托盘编码信息存入数据库服务器，用于运输过程中的追踪；将RFID 标签贴在托盘上。⑨托盘运出仓库时，仓库出口的RFID读写器读出托盘RFID标签，并将信息传送到数据库服务器。⑩每天结束时统计并打印相关数据。这样运作简化了流程，缩短了货物的周转周期。

③以物联网典型应用中选一项进行阐述（第10章）

智能环保、智能家居、智能安防、智能农业、中国智造2025