物联网复习资料讲解学习
第一章
1、物联网的四层体系结构模型：
感知识别层（核心技术），网络构建层，管理服务层，综合应用层。
第二章
1、RFID是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、RFID系统由五个组件构成，包括：传送器、接收器、微处理器、天线、标签。
3、非接触射频识别（RFID）技术有许多独特优势：
防水、防磁、穿透性强、读取速度快、识别距离远、存储数据能力大、数据可进行加密、可进行读写等。
4、光学符号识别系统最主要的优点：
信息密度高，在机器无法识别的情况下人类也可以用眼睛阅读数据。
5、语音识别技术是一种数字信号处理技术，其应用包括语音拨号、语音导航、室内
设备控制、语音文档检索等。
6、生物计量识别技术是通过生物特征的比较来识别不同生物个体的方法，所研究
的生物特征包括脸、指纹、手掌纹、虹膜、视网膜、语音、体形、个人习惯等。
7、IC卡按是否带有微处理器分为存储卡和CPU卡两种；
IC卡技术的特点：（1）存储容量大（2）安全保密性好（3）CPU卡具有数据处理能力。
8、条形码原理：黑条和白条的反射率相差大
9、二维条形码特点：
（1）存储量大（2）抗损性强（3）安全性高（4）可传真和影印（5）印刷多样性（6）抗干扰能力强
10、射频识别技术（RFID):
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自动识别的目的。
11、RFID标签的原理和条形码相似，但与其相比具有以下优点
（1）体积小且形状多样（2）环境适应性强（3）可重复使用
（4）穿透性强（5）数据安全性
12、大题：RFID技术分析
从组成上，RFID系统由五个组件构成，包括：传送器、接收器、微处理器、天线、标签。传送器、接收器和微处理器通常都被封装在一起，又统称为阅读器，所以工业界经常将RFID系统分为阅读器、天线和标签三大组件，这三大组件一般都可由不同的生厂商生产。
（1）阅读器是RFID系统最重要也是最复杂的一个组件。因其工作模式一般是主动向标签询问标识信息，所以有时又被称为询问器
（2）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。阅读器可以连接一个或多个天线，但每次使用时只能激活一个天线。
（3）标签（Tag）是由耦合元件、芯片及微型天线组成，每个标签内部存有唯一的电子编码，附着在物体上，用来标识目标对象。标签进入RFID阅读器扫描场以后，接收到阅读器发出的射频信号，凭借感应电流获得的能量发送出存储在芯片中的电子编码（被动式标签），或者主动发送某一频率的信号（主动式标签）。
从工作原理上，RFID 源于雷达技术，所以其工作原理和雷达极为相似。首先阅读
器通过天线发出电子信号，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。
第三章
1、传感器一般由敏感元件、转换元件和基本电路组成。敏感元件是指传感器中 能直接感受被测量的部分，转换元件将敏感元件的输出转换成电路参量，基本电路将电路参数转换成电量输出。
2、微电子机械系统、超大规模集成电路的发展，使得现代传感器走上“微型化”、 “智能化”和“网络化”的“三元”发展路线。
3、最早的现代意义的传感器出现在1879年，以德国科学家霍尔在研究金属导电 机制时发现的电磁效应并制作磁场传感器为标志。
4、在设计硬件平台和软件程序时应考虑几方面的问题：①低成本和微型化②低功耗
③灵活性与扩展性④鲁棒性。
5、处理器通常两种方式与传感器进行交互：模拟信号和数字信号。
6、能量消耗与CPU 主频满足这样的关系F CV P 2 ,
其中P 是能功耗率，C 是常数，V 是电压，F 是主频。
第四章
1、位置信息承载了“空间”、“时间”、“人物”三大关键信息。
2、GPS 由三大部分组成：宇宙空间部分、地面监控部分、用户设备部分。
GPS 定位原理：
当接收机捕获到跟踪的卫星信号后，就可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离
的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据，接收机中的微处理计算机就
可按定位解算方法进行定位计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、
时间等信息。接收机硬件和机内软件以及GPS 数据的后处理软件包构成完整的GPS
用户设备。
3、理论上三颗卫星就已足够进行定位，但是实际中 GPS 定位需要借助至少四颗 卫星。换句话说所处的位置必须至少能接收到四颗卫星的信号。
4、目前大部分的GSM 、CDMA 、3G 等通信网络均采用了蜂窝网络架构。
5、ToA 和TDoA 测量法都至少需要三个基站才能进行定位。
6、多径效应可以说是无线通信领域中的室内杀手。其产生是由于波的反射和叠加原
理。 7、定位技术都可以归纳为两个步骤：第一步，测量物理量；第二步，根据测量出的
物理量确定目标的位置。
8、基于距离的定位：先测量出目标到数个参考点之间的位置，然后利用测得的距离
以及参考点的坐标来计算出目标的位置。
9、距离差的定位方法：△)()()(00j i t j i j i ij t t v t v t t v d d d -=--=-=-。
10、位置计算方法：22020)(x d y y x =-+-）（
ij j i d y y x y y x ?=-+---+-])(x [])(x [22j 22i ）（）（
11、了解GPS 和AGPS 的区别
① GPS 定位和蜂窝基站定位的结合体
② 利用基站定位确定大致范围
③ 连接网络查询当前位置可见卫星
④ 大大缩短搜索卫星的时间
第五章
1、智能手机的益处
（1） 利用手机上丰富的传感器，人们可以获取大量的感知数据，不但有各种环境的数据，还有用户的位置信息。
（2） 借助WIFI 和3G 等技术，智能手机使得用户可以随时随地接入网络，实现更全面的互联互通。
（3） 通过手机，物联网时代的各种信息可以快速地反馈给用户，方便用户做出更好的决策。
2、智能手机上面一些重要主要传感器的介绍(不用背，只需了解)
（1） 加速度传感器：智能手机通常都配有三轴加速度传感器，它可以测量手机受到的加速度（包括重力）
(2) 陀螺仪：智能手机中的三轴陀螺仪可以用来测测量手机绕各个轴转动的角速度。结合加速度和陀螺仪，智能手机可以全面采集用户的移动、拐弯，甚至是更复杂的运动。采用类似惯性导航的技术，这些运动数据也可以用来辅助定位。
(3) 磁力传感器：又称电子罗盘，是用来告诉人们地磁的南北极相对于手机的方向。电子罗盘的读数可以帮助人们确定手机的姿态，也就可以将加速度计的读数从手机参考系转换到地球参考系。
(4) 距离传感器：通过发射特别短的光脉冲从发射到被物体反射回来的时间，来计算与物体之间的距离。作用即是当人们打电话时屏幕熄灭，人脸离开屏幕屏幕灯会自动开启，并且自动解锁。
(5) 光线传感器：它是能够根据周围光亮明暗程度来调节屏幕明暗的装置，在光线强的地方手机会自动关掉键盘灯，并且稍微加强屏幕亮度，在光线暗的地方自动打开键盘灯。
第六章
1、无线网络的类别
(1)无线广域网；（2）无线城域网；（3）无线局域网；（4）无线个人局域网。其中无线城域网、无线局域网是无线高速网；无线广域网、无线个人局域网是无线低速网。
2、 3G 是第三代移动通信技术，是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G 服务能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps 以上。3G 是指将无线
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，目前3G 存在3种标准：CDMA2000、WCDMA 、TD-SCDMA 。
3、非视线传输
除了无线电波自身的衰减特性，外界环境对电波信号也有很大的影响。如果发送者和接受者之间的传输路径是部分被遮挡的（有阻碍），则称这样的无线连接为非视线传播。阻挡物可能是墙壁、门、树、山峰、雨天、大雾等。由于阻挡物的存在，无线电信号可能会被吸收或者迅速衰减。
4、多径传播干扰
多径传播是电磁波在传播的过程中，由于阻挡物可能造成折射和反射，导致发送者和接受者之间有多条不同长度的信号传播路径。沿不同路径传播的无线电波在接收端相互干扰，造成接收端的混乱。
5、隐藏终端问题
无线连接可能存在问题，典型的一个就是隐藏终端问题。如图A 、B 用户是通过一个基站和上层网络进行数据交互。从图中AB 的覆盖范围可以看出，由于A 发出的无线信号在衰减，使得B 在A 的传输范围之外，因此B 无法知道A 是否向基站传输数据，同样的A 也不知道B 是否传输数据给基站，所以AB 用户是相互“隐藏”的。它们可能同时对基站发出信号，而由于两个无线信号相互干扰，使它们的信号无法完整的和清晰的被基站接收。
6、 IEEE802.11协议发展简史：
7、 IEEE802.11架构最重要的组成部分是一个基站（接入点）和多个无线网络用
户组成的基本服务组。另一种架构模式是自组织网络，这种模式下不需要类似基站的基础设施，每个无线网络用户既是数据交互的终端也是数据传输过程中的路由。
8、无线网络用户如何从备选接入点集合中选择最优的接入点作为关联点
答：这是有802.11协议的硬件制造商或者无线网络管理软件开发者决定的。 一种常见的的做法是选择最优的接入点作为关联点，被称为被动扫描。另一种是主动扫描模式，其工作原理是：当无线网络用户寻找潜在可提供服务的接入点是，它主动向周围广播一个探测帧。收到探测帧的接入点进行响应，返回一个回应帧。然后无线网络用户再根据所有回应帧的信息选取一个接入点。
9、CSMA/CA 是指即使侦听到信道为空，也为了避免冲突而等待一小段随机时间后再 A 用户覆盖区域 B 用户覆盖区域 A 户 B 户 基站
发送数据帧。
10、CSMA/CA与CSMA/CD的区别：
CSMA/CD：带有冲突检测的载波监听多路访问，可以检测冲突，但无法“避免”；CSMA/CA：带有冲突避免的载波监听多路访问，发送包的同时不能检测到信道上有无冲突，只能尽量“避免”；
A.两者的传输介质不同,CSMA/CD用于总线式以太网,而CSMA/CA则用于无线局域网802.11a/b/g/n等等；
B.检测方式不同,CSMA/CD通过电缆中电压的变化来检测，当数据发生碰撞时，电缆中的电压就会随着发生变化；而CSMA/CA采用能量检测(ED)、载波检测(CS)和能量载波混合检测三种检测信道空闲的方式；
11、802.11协议使用CSMA/CA而不使用CSMA/CD的主要原因：
（1）冲突侦测需要全双工的信道。而对于无线传输信号来说往往发送信号的能量远高于接收到的信号的能量，建立能侦测冲突的硬件代价是很高的。
（2）即使无线信道是全双工的，但是由于无线信号衰减特性和隐藏终端问题，硬件还是不能侦听到全部可能的冲突。
为了降低传输冲突的概率，802.11协议采用的CSMA/CA机制采取了一系列尽量避免冲突的措施。
12、WiMAX:无线城域网
802.16是802.16a的升级版本，其中一项改进就是时分双工和频分双工技术作为选项出现在协议中。双工是指同时存在上行传输信道和下行传输信道，可同时发送和接收数据。这两项技术分别通过将时间分成小的时间片，不同时间片用于发送或接收利用两个独立的信道分别用于发送和接收的技术来实现双工传输。
第七章
1、无线短距低速网络协议简单对比
2、红外通信技术采用的是875nm左右波长的光波通信，通信距离一般为1米左右。
3、红外通信技术缺点①设备之间必须互相可见②对障碍物的衍射较差。
4、蓝牙技术的物理层采用跳频扩频结合的调制技术，频段范围是2.402GHz-2.480GHz，通信速率一般能达到1Mbps左右。一个主蓝牙设备可以最
多同时和7个从设备通信。
5、ZigBee是一种无线连接，可工作在2.4GHz(全球流行)、868MHz(欧洲流行)和
915MHz(美国流行)3个频段上。
6、ZigBee特点：①低功耗②低成本③时延短④网络容量大⑤可靠⑥安全
7、ZigBee主要提供了在物理层和链路层之上的网络层、传输层和应用层规范。
8、无线收发器件工作时通常处于三种状态：发送、侦听和空闲。
9、空闲侦听空闲的区别
空闲侦听：是指节点处于侦听状态，但是并未侦听到任何数据，从而浪费掉了能量。
空闲：空闲状态是指节点物理地关闭一些硬件功能，从而达到较低的能耗。
10、低功率侦听协议①采样侦听②链路层调度
11、因采样侦听导致不能正确接收数据的解决方案。
解决方法：延长发送者的发送时间。假设采样周期为T，发送者在发送数据的时候①保持发送数据的时间长度不少于T的话，接收者就能够采样到发送者发送的数据②然后接收者调整至接收状态，正常接收数据。
12、体域网（BSN）的范围、特点
体域网是基于无线传感器网络的，是人体上的或移植到人体内的生物传感器共同形成的一个无线网络，它不仅是一种新的普适医疗保健、疾病监控和预防的解决方案，还是物联网的重要感知及组成部分。
特点：
?规模小，可扩展，近距离，以人体为中心的网络
?动态、混合型的网络
?数据业务多样性、以数据为中心的网络
13、体域网支持三种物理层技术：
①窄带②超宽带③人体通信
14、根据传感器在身体位置不同，可将其分为以下三大类：
①植入式传感器②与体液接触的可穿戴式传感器
②无接触可穿戴式传感器
15、容迟网络（DTN）的特点
①稀疏的网络连接②节点的移动性③延迟容忍④错误容忍
⑤有限的存储空间⑥不对称数据速率
第八章
1、移动通信经历了三代的发展：模拟语音、数字语音、数字语音和数据
2、GSM是一种蜂窝网络系统，蜂窝单元按照半径可以分为：
宏蜂窝：覆盖面积最广，基站通常在较高的位置，例如山峰
微蜂窝：基站高度普遍低于平均建筑高度，适用于市区内
微微蜂窝：室内，影响范围在几十米以内
伞蜂窝：填补蜂窝间的信号空白区域
3、FDMA、TDMA和CDMA的区别
(FDMA)是采用调频的多址技术。业务信道在不同的频段分配给不同的用户。
如TACS系统、AMPS系统等。
时分多址(TDMA)是采用时分的多址技术。业务信道在不同的时间分配给不同的用户。如GSM、DAMPS等。