物联网体系结构74
物联网网络架构与数据分析
物联网的产生及发展
• 最初在1995年比尔· 盖茨《未来之路》一书中提 出。 • 1999年,MIT Auto—ID中心的Ashton教授首次 提出“物联网”的概念。
• 2005年欧洲EPoSS发布了“ITU欧洲互联网报 告2005：物联网”，此后，该组织于2008年5 月发布了“2020年欧洲物联网规划”，2009年 9月该组织又发布了物联网发展路线图。
基于遗传算法的数据分析
• 遗传算法（genetic algorithm，GA）是模拟自 然界生物进化过程的计算模型。使用该算法能 够以很大概率得到全局最优解集或局部最优解 集。 • 算法步骤如下： • ①读入系统数据→②识别目标系统故障区域→ ③识别故障区域中所包含的元件、保护及断路 器（形成优化模型的目标函数）→④得出最优 解。 • 算法不足：在诊断所依据的信息发生畸变，出 现复杂的故障模式的时候，不能保证诊断结果 的可靠性。
物联网网络架构与数据分析
报告人： 罗忠岚
目录
• 1. 引言
• 2. 物联网网络架构 • 3. 物联网的数据分析 • 4. 物联网的智能应用
物联网的定义
物联网（Internet of Tings）是指将无处不在的末端设备和设施，包括具有 “内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视 频监控系统等和“外在使能”（Enabled）的，如贴上RFID的各种资产、携带 无线终端的个人及车辆等等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”（Mote）， 通过各种无线和/或有限的长距离和/或短距离通信网络实现互联互通（M2M） ，应用大集成以及基于云计算的SaaS运营等模式，在内网（Intranet）、专网 (Extranet）、和/或互联网（Internet）环境下，采用适当的信息安全保 障 机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度 指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决 策支持、领导桌面等管理和服务功能，实现对“万物”（everything）“高效 、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化TaaS服务。
物联网技术基础(试卷编号1201)
物联网技术基础(试卷编号1201)1.[单选题]在LoRaWAN为每个无线通信模块分配标识中AppKey是（ ），随机生成，配置于JS和终端内，用于网络接入认证使用A)设备根密钥B)应用加密密钥C)网络认证密钥D)应用电子识别号答案:A解析:2.[单选题]ZigBee()增加或者删除一个节点，节点位置发生变动，节点发生故障等等，网络都能够自我修复，并对网络拓扑结构进行相应的调整，无需人工干预，保证整个系统仍然能正常工作。
A)自愈功能B)自组织功能C)碰撞避免机制D)数据传输机制答案:A解析:3.[单选题]参数预分配环节，由（）角色负责A)物联网公司B)集团公司C)省公司D)各级政企公司答案:A解析:4.[单选题]Linux系统中修改主机访问控制（IP限制）的目录A)/etc/hosts.allowB)/etc/sysctl.confC)/etc/hosts.denyD)/etc/shadow答案:C解析:5.[单选题]路由区域更新发生在()A)MS 进入新的路由区域时B)周期路由区域更新定时器结束时答案:D解析:D6.[单选题]物联网是一次技术的革命，被称为世界信息产业( )浪潮A)第一次B)第二次C)第三次D)第四次答案:C解析:7.[单选题]“优点：抗损性强、可折叠、可局部穿孔、可局部切割”描述的是【 】A)二维条码B)磁卡C)IC卡D)光卡答案:A解析:8.[单选题]下列选项中，使用摄像头、RFID、虹膜识别等技术来获取信息的是：A)信息加工B)可靠传输C)全面感知D)信息处理答案:C解析:9.[单选题]串口数据帧中的校验是将不包括帧头和长度（1-3 B）在内，（ ）。
（1）加上Checksum的值（2）将“Frame Data”字段的内容逐个相加并只保留一个字节的和（3）相加的结果等于0xFF则说明校验正确A)（1）（2）（3）B)（2）（1）（3）C)（3）（2）（1）D)（2）（3）（1）答案:B解析:10.[单选题]（）可以监测切削过程中机床结构产生的振动，通过分析振动可以监测到掉刀、刀具破坏、工件超差、机械碰撞和严重的过程故障。
物联网技术基础--教学大纲
物联网技术基础--教学大纲物联网技术基础教学大纲一、课程概述物联网技术基础是一门介绍物联网基本概念、原理、技术和应用的课程。
通过本课程的学习，学生将对物联网的体系结构、关键技术、通信协议、数据处理等方面有全面的了解，为进一步深入学习和研究物联网相关领域打下坚实的基础。
二、课程目标1、知识目标了解物联网的定义、发展历程和应用领域。
掌握物联网的体系结构和关键技术，包括传感器技术、射频识别技术、无线通信技术、云计算等。
熟悉物联网的通信协议和标准，如 Zigbee、蓝牙、WiFi 等。
理解物联网的数据处理和安全技术。
2、能力目标能够设计简单的物联网系统架构和应用方案。
具备运用相关技术和工具进行物联网系统开发和调试的能力。
能够分析和解决物联网应用中出现的常见问题。
3、素质目标培养学生的创新思维和实践能力。
提高学生的团队合作和沟通能力。
增强学生的安全意识和社会责任感。
三、课程内容1、物联网概述物联网的定义、特点和发展趋势。
物联网的应用领域，如智能家居、智能交通、智能医疗等。
2、物联网体系结构感知层、网络层和应用层的组成和功能。
各层之间的通信协议和接口标准。
3、传感器技术常见传感器的类型、工作原理和应用，如温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。
传感器的数据采集和处理方法。
4、射频识别技术（RFID）RFID 系统的组成和工作原理。
RFID 标签的分类和应用。
5、无线通信技术Zigbee、蓝牙、WiFi 等短距离无线通信技术的特点和应用。
移动通信技术在物联网中的应用，如 4G、5G。
6、云计算与物联网云计算的概念和服务模式。
云计算在物联网数据存储和处理中的应用。
7、物联网数据处理数据的采集、传输和存储。
数据的分析和挖掘技术。
8、物联网安全技术物联网面临的安全威胁和挑战。
物联网的安全防护措施，如加密技术、身份认证等。
9、物联网应用案例分析选取典型的物联网应用案例，如智能农业、智能物流等，进行详细分析和讨论。
四、教学方法1、课堂讲授通过讲解、演示等方式，向学生传授物联网的基本概念、原理和技术。
物联网体系结构(共74张PPT)
1.2 物联网定义
• 物联网中的“物〞的涵义要满足以下条件才能够被纳 入“物联网〞的范围：
一个Zigbee网络由一个协调器节点、多个路由器和多个终端设备 节点组成。
WIFI无线网络
• Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备〔如PDA、 〕 等终端以无线方式互相连接的技术。
•WIFI突出优势：
•其一，无线电波的覆盖范围广 •其二，传输速度非常快
•其三，厂商进入该领域的门槛比较低
WIFI无线网络
1.1 物联网概念
• 物联网的概念是由麻省理工学院Auto-ID研究中心于 1999年提出的。当时基于互联网、RFID技术、EPC 标准，在计算机互联网的根底上，利用射频识别技 术、无线数据通信技术等，构造了一个实现全球物 品信息实时共享的实物互联网。
1.2 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GPS、激
2.3 物联网感知层关键技术
1. RFID技术 2. 条形码
3. 传感器技术 4. 无线传感器网络技术 5. 产品电子代码EPC
RFID技术
• RFID(Radio Frequency Identification)， 即射频识别，俗称电 子标签。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，可识
具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象； • 2〕阅读器(Reader)或读写器：读取(有时还可以写入
《互联网+ 交通》继续教育习题参考答案
《互联网+ 交通》继续教育习题参考答案二、判断题1. 物联网包括物与物互联，也包括人和人的互联。
(√)2. 物联网的出现，为我们建立新的商业模式，提供了巨大的想象空间。
（√）3. 营运层最核心、最活跃，产业的生态链最多。
（√）4. 物联网主动进行信息交换，非常好，技术廉价。
（×）5. 业界对物联网的商业模式已经达成了统一的共识。
（×）6．“物联网”被称为继计算机、互联网之后世界信息产业的第三次浪潮。
(√)7. 第三次信息技术革命，有就是物联网。
(√)8. 2009年10月联想提出了智慧的地球，从物联网的应用价值方面，进一步增强了人们对物联网的认识。
(×)9．“因特网＋物联网＝智慧地球” 。
(√)10．1998年，英国的工程师Kevin Ashton提出现代物联网概念。
(√)11．1999年， Electronic Product Code (EPC) global的前身麻省理工Auto-ID中心提出“ Internet of Things”的构想。
(√)12．感知层是物联网获识别物体采集信息的来源其主要功能是识别物体采集信息。
（√）13．物联网的感知层主要包括：二维码标签、读写器、 RFD标签、摄像头、GPS传感器、M-M终端。
（√）14．应用层相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。
（×）15．物联网的数据管理系统的结构主要有集中式，半分布式，分布式以及层次式结构，目前大多数研究工作集中在半分布式结构方面（√）16．在物联网的拓扑控制技术中，主要包括功率控制和拓扑生成两个方面（√）。
17．物联网标准体系可以根据物联网技术体系的框架进行划分，即分为感知延伸层标准、网络层标准、应用层标准和共性支撑标准。
（√）18．物联网共性支撑技术是不属于网络某个特定的层面，而是与网络的每层都有关系，主要包括：网络架构、标识解析、网络管理、安全、QoS等。
5G+物联网就在你我身边题库
单选题1、关于无源RFID说法错误的是：A.自身不含电源或处理器B.不能自动传输数据C.实行性不强，可使用的范围窄D.只有当标签进入RFID阅读器的电磁场范围内才被激活2、截止至2018年5月20日，中国移动物联网平台承载产品数（）万。
、以下物联网平台中谁布局了操作系统？C.微软D.亚马逊4、传感器的输出量通常为？A.非电量信号B.电量信号C.位移信号D.光信号5、（）用来检测被测物中氢离子浓度并转换成相应可输出信号的传感器，通常由化学部分和信号部分构成。
A.温度传感器B.湿度传感器传感器D.离子传感器传感器6、以下说法中错误的是A.中国移动大连接战略的战略愿景是成为数字化创新的全球领先运营商技术最大的特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。
和蓝牙技术都可以实现自组网和Zigbee都是在频段展开的，所以它们不能共存，否则会有冲突7、随着（）的出台，传统制造业和物联网相结合，物联网智能终端在智慧生产线上大规模的投入使用A.十三五规划B.十二五规划C.工业战略规划D.物联网规划8、下列哪个选项不属于物联网体系架构中的层次（）A.物理层B.网络层C.平台层D.应用层9、物联网的核心是（）A.应用B.产业C.技术D.标准10、以下说法中错误的是：A.物联网可以应用到幼儿园智能管理中，家长可以实时了解幼儿在学校的情况B.物联网技术是融合的技术，在其中某个领域的应用成熟之后，就会有成熟的应用，而不再被称为物联网技术。
C.国内外各个行业巨头都在布局物联网，但大家都处在同一起跑线，真正的物联网行业巨头还未形成。
D.互联网和物联网是完全独立的两个网络系统11、针对物联网设计的广域无线连接技术是12、以下哪个不属于以太网技术的特征A.传输稳定B.受外界地理和气候因素影响大C.施工的强度高、难度大D.覆盖的范围有限13、 NB-IoT的研究是由（）标准组织进行的D.电信工程技术标准化14、中国移动的物联网平台叫（）？15、 OneLink平台总共有( )+个API16、下面哪项不属于工业级模组的应用？A.智能表计B.笔记本C.安防监控D.工业路由器17、下列哪些传感器不属于内光电传感器？A.光电池B.光电管C.光敏电阻D.光电二/三级管18、在大连接战略的牵引下，物联网公司以什么为核心，进行产业链上下游拓展A.公众物联网B.物联网平台C.技术创新D.云计算19、在智能硬件方面，提供智能家庭网关、和目、魔百和、行车卫士、路尚等智能终端，目标是（）台。
物联网应用与技术考试答案
1、〔2021年6月〕欧盟发布了新时期下物联网的行动方案A 、2021年6月B、2021年1月C、2021年6月D2021年1月3、?2025对美国利益湷在影响的打破性技术?是由〔C、国家情报委员会〕发表的A、联邦调查局B、中央情报局C、国家情报委员会D、国务院咨询委员会4、〔B、医疗信息化〕是物联网在安康与医疗方面最大的应用。
A、药品物流信息化B、医疗信息化C、病患档案共享D、医院信息共享8、〔D、信息技术〕欧盟EU-FP7研究方案中最大的研究工程。
A、空间技术B、反浸透技术C、核聚变技术D、信息技术13、1997年，IBM提出〔A、-BusinEss〕A、-BusinEss B、- BusinEss on DemAnD C、SOAD、SmArt Dust19、在射频技术和互联网技术结合方面最有代表性的研究是由〔C、MIT〕完成的A、YALEB、HARV ARDC、MITD、OMBRIDGE20、1995年，〔D、比尔、盖茨〕首次提出物联网概念A、沃伦、巴菲特B、乔布斯C、保罗、艾伦D、比尔、盖茨22、物联网在国际电信联盟中写成〔Internet of Things〕A、Network EvErything B、IntErnEtC、ThingsD、IntErnEtE、vErythingF、Network27、〔B、智慧城市〕建立是中国城市化推进到一定程度的必然产物。
A、智慧交通B、智慧城市C、和谐城市D、智慧地球28〔at&t〕公司与杰尔系统公司的Trur OnE解决方案相结合，为用户提供电信级的手机或PC视频监控应用。
A、E B、M C、T&T D、DISON多项选择：31、2021年，出现次贷危机的美国住房抵押贷款机构是〔B、房利美D、房地美〕A、美联储B、房利美C、花旗银行D、房地美33、纳米科学技术涉及的学科技术包括〔A、量子力学C、介观物理D、混沌物理〕A、量子力学B、计算机技术C、介观物理D、混沌物理37、“物联网〞指的是在物理世界的实体中部署具有一定〔B、感知才能C、计量才能D、执行才能〕的嵌入式芯片和软件，使之成为“智能物体〞。
8-物联网安全技术
单选题1、无线局域网可用的安全技术不包括（）。
A. 无线对等保密B. 物理地址过滤C. 服务区标识符匹配D. WAPI安全机制答案：A2、身份认证技术基于实体间的关系可分为（）。
A. 单向认证和双向认证B. 秘密知识证明、物理介质证明和实体特征证明C. 实体身份认证和消息认证D. 有仲裁认证和无仲裁认证答案：A3、 SOL注入防护属于数据库安全技术的（）。
A. 数据库漏洞扫描B. 数据库加密C. 数据库防火墙D. 数据脱敏答案：C4、路由面临的安全威胁中，（），恶意节点收到数据包后，有选择地转发或根本不转发收到的数据包，导致数据包不能到达目的地。
A. 哄骗、篡改或重放路由信息B. 选择性转发C. 污水池攻击D. 女巫攻击答案：B5、下列选项中属于应用层安全相关威胁的解决方案的是（）。
A. 认证机制B. 加密机制C. 匿名签名与认证技术D. 物理机制答案：C6、量子密码学起源于（）哥伦比亚大学的 Stephen Wiesner 首次在他的一篇论文中提出的共轭编码概念。
A. 1968年B. 1969年C. 1970年D. 1971年答案：C7、防火墙主要提供以下四种控制服务，其中不包括（）。
A. 服务控制B. 方向控制C. 用户控制D. 网络控制答案：D8、 AES 中共用到五个数据度量单位，其中二进制的0或1指的是（）。
A. 位B. 字节C. 字D. 分组答案：A9、及时对物联网系统进行维护，保证其正常运行，是物联网安全管理系统--防护中的（）。
A. 冗余备份B. 运营管理C. 电磁防护D. 人员管控答案：B10、数字集群属于物联网的体系结构中（）的内容。
A. 物质层B. 感知层C. 网络层D. 应用层答案：C11、物联网系统往往由若千个子系统或环节组成，这些子系统或环节对安全强度的需求往往并不相同，因此，需要系统总体设计中的（）原则。
A. 坚持技术与管理并重B. 坚持从整体到局部C. 坚持安全强度匹配D. 坚持标准化与通用性答案：C12、针对时间同步协议的攻击，在无线传感器网络面临的安全威胁或挑战中属于（）。
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1.2 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GPS、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。
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。
物联网概念模型
目
录
1. 物联网的定义 2. 物联网技术体系 3. 物联网的应用
2.1 物联网技术概论
• 物联网是典型的交叉学科，它所涉及的核心技术包 括IPv6技术、云计算技术、传感技术、RFID智能 识别技术、无线通信技术等。
• 因此，从技术角度讲，物联网专业主要涉及的专业 有：计算机科学与工程、电子与电气工程、电子信 息与通讯、自动控制、遥感与遥测、精密仪器、电 子商务等等。
2.3.1 RFID技术
• RFID基本上是由3部分组成: 1）标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个标签具 有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象； 2）阅读器(Reader)或读写器：读取(有时还可以写入) 标签信息的设备, 可设计为手持式或固定式; 3）天线(Antenna)：在标签和读取器间传递射频信号 。
1.2 物联网定义
• 物联网中的“物”的涵义要满足以下条件才能够被纳入 “物联网”的范围： ① 要有相应信息的接收器； ② 要有数据传输通路； ③ 要有一定的存储功能； ④ 要有CPU；
1.2 物联网定义
⑤ 要有操作系统； ⑥ 要有专门的应用程序； ⑦ 要有数据发送器； ⑧ 遵循物联网的通信协议； ⑨ 在世界网络中有可被识别的唯一编号。
• 网络层主要实现信息的传递、路由和控制，包括延伸网、 接入网和核心网，网络层可依托公众电信网和互璇网．也 可以依托行业专用通信网络。
2.2 物联网的层次结构
• 应用层类似于人类社会的“分工”，包括应用基础设施／ 中间件和各种物联网应用，应用基础设施／中间件为物联 网应用提供信息处理、计算等通用基础服务设施、能力及 资源调用接口，以此为基础实现物联网在众多领域的各种 应用。
2.3.1 RFID技术
RFID标签打印机
2.3.1 RFID技术
感应式读写器
ห้องสมุดไป่ตู้
2.3.1 RFID技术
• RFID工作原理 标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感 应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息 (Passive Tag，无源标签或被动标签)，或者主动发送某 一频率的信号(Active Tag，有源标签或主动标签)；解读 器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据 处理。
1.4 物联网的三大特征
一般认为,物联网具有以下的三大特征: 1） 全面感知 • 利用RFID 、传感器、二维码等随时随地获取和采
集物体的信息。 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。
1.4 物联网的三大特征
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
2.3.2 条形码
• 条形码是一种信息的图形化表示方法，可以把信息制 作成条形码，然后用相应的扫描设备把其中的信息输 入到计算机中。
一维条形码
条形码扫描器
2.3.2 条形码
• 条形码分为一维条码和二维条码，一维条形码将宽 度不等的多个黑条和空白，按一定的编码规则排列， 用以表达一组信息的图形标识符。二维条形码是在 二维空间水平和竖直方向存储信息的条形码。它的 优点是信息容量大，译码可靠性高，纠错能力强， 制作成本低，保密与防伪性能好。
物联网体系结构
目
录
1. 物联网的定义 2. 物联网技术体系 3. 物联网的应用
目
录
1. 物联网的定义 2. 物联网技术体系 3. 物联网的应用
1.1 物联网概念
• 物联网的英文名称为“The Internet of Things”，简称 IOT。由该名称可见，物联网就是“物物相连的互联 网”。
2.1 物联网技术概论
• 欧盟于2009年9月发布的《欧盟物联网战略研究路线 图》白皮书中列出13类关键技术，包括：标识技术 、物联网体系结构技术、通信与网络技术、数据和 信号处理技术、软件和算法、发现与搜索引擎技术 、电源和能量储存技术等。
2.2 物联网的层次结构
2.2 物联网的层次结构
• 感知层实现对物理世界的智能感知识别、信息采集处理和 自动控制，并通过通信模块将物理实体连接到网络层和应 用层。
1.3 物联网的发展与形成
• 物联网的发展跟互联网是分不开的，主要两个层面 的意思： 第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，它是在互 联网基础上的延伸和扩展； 第二，物联网是比互联网更为庞大的网络，其网络连 接延伸到了任何的物品和物品之间，这些物品可以通 过各种信息传感设备与互联网络连接在一起，进行更 为复杂的信息交换和通信。
• 从网络结构上看，物联网就是通过Internet将众多信 息传感设备与应用系统连接起来并在广域网范围内 对物品身份进行识别的分布式系统。
1.1 物联网概念
• 物联网的概念是由麻省理工学院Auto-ID研究中心于 1999年提出的。当时基于互联网、RFID技术、EPC 标准，在计算机互联网的基础上，利用射频识别技 术、无线数据通信技术等，构造了一个实现全球物 品信息实时共享的实物互联网。
2.3 物联网感知层关键技术
1. RFID技术 2. 条形码 3. 传感器技术 4. 无线传感器网络技术 5. 产品电子代码EPC
2.3.1 RFID技术
• RFID(Radio Frequency Identification)， 即射频识别， 俗称电子标签。RFID射频识别是一种非接触式的自动 识别技术，可识别高速运动物体并可同时识别多个标签， 操作快捷方便。通过射频信号自动识别对象并获取相关 数据完成信息的自动采集工作 ，RFID是物联网最关键 的一个技术，它为物体贴上电子标签，实现高效灵活的 管理。