物联网概论》总复习

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感知中国
• 2009 年 8 月 温家宝总理在无锡考察传感网产 业发展时明确指示要早一点谋划未来，早一点攻 破核心技术，并且明确要求尽快建立中国的传感 信息中心，或者叫“感知中国联网发展中国的优势
我国1999年就启动了物联网核心传感网技术研 究，研发水平处于世界前列；
《物联网概论》总复习
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考试
• 题型及分值
– 单项选择题（2%*10=20%） – 填空题（2%*10=20%） – 简答题（8%*5=40%） – 论述题（20%*1=20%）
• 考试时间
– 6月14号（15周周五3：00—5：00）
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物联网的定义
• 最初的定义：
– 将各种信息传感设备（如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定 位系统、激光扫描器等种种装置）与互联网结合起来而形成的一个巨大 网络。其目的是让所有的物品都与网络连接在一起，方便识别和管理。
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超高频RFID特点
超高频（UHF）范围为300MHz-3GHz，3GHz以上为微波范围。采用超高频 和微波的RFID系统一般统称为超高频RFID系统，典型的工作频率为： 433MHz，860-960MHz，2.45GHz，5.8GHz，频率波长大概在30厘米左右。 超高频标签可以是有源标签与无源标签两种，通过电磁耦合方式同阅读器 通信。通信距离一般大于1米，典型情况为4-6米，最大可超过10米。 数据传输率高，可以在短时内读取大量的标签。
• 欧盟定义：
– 将现有的互联的计算机网络扩展到互联的物品网络。
• ITU 定义：
– from anytime, any place connectivity for anyone, we will now have connectivity for anything。
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物联网的其他定义
环境监测：通过对人类和环境有影响的各种物质的含量、排放量、以及各
种环境状态参数的检测，跟踪环境质量的变化，确定环境质量水平，为环境 管理、污染治理、防灾减灾等工作提供基础信息、方法指引和质量保证。
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2 RFID技术分析
RFID系统由五个组件构成，包括：传送器、接收器、微处理器、天线、
绿色建筑：物联网技术为绿色建筑带来了新的力量。通过建立以节能为
目标的建筑设备监控网络，将各种设备和系统融合在一起，形成以智能处 理为中心的物联网应用系统，有效的为建筑节能减排提供有力的支撑。
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物联网的应用前景（续）
智能电网：以先进的通信技术、传感器技术、信息技术为基础，以电网设
备间的信息交互为手段，以实现电网运行的可靠、安全、经济、高效、环境 友好和使用安全为目的的先进的现代化电力系统。
在传感网领域，我国是标准主导国之一，专利拥 有量高；
我国是能够实现物联网完整产业链的国家之一； 我国无线通信网络和宽带覆盖率高，为物联网的
发展提供了坚实的基础设施支持； 我国已经成为世界第三大经济体，有较为雄厚的
经济实力支持物联网发展。
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物联网的技术体系框架（3层）
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思想：在S-ALOHA基础上，将若干个时隙组织为一帧，阅 读器按照帧为单元进行识别。
– 每帧开始时，Reader广播帧长度f（时隙个数） – 每个标签随机选择I[0,f-1]，并存储在寄存器SN中； – Reader启动新时隙，若Tag的SN值为0则发送；否则减1 – 若发送成功，进入休眠状态；若冲突，进入等待状态，
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物联网的三大特征
• 全面感知
– 利用RFID 、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息。
• 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。
• 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。
5.8GHz等。按照工作频率的不同，RFID系统集中在低频、高频和超高频
三个区域
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低频RFID特点
低频（LF）范围为30kHz-300kHz，RFID典型低频工作频率有125kHz和 133kHz两个，该频段的波长大约为2500m。低频标签一般都为无源标签， 其工作能量通过电感耦合的方式从阅读器耦合线圈的辐射场中获得，通信 范围一般小于1米。除金属材料影响外，低频信号一般能够穿过任意材料 的物品而不降低它的读取距离。天线匝数较多。 适用于近距离、低速、数据量小的场合：汽车防盗、酒店门锁系统、自动 停车场收费及管理系统等。
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 (Reader)，所以工业界经常将RFID系统分为为阅读器、天线和标签三大组件。
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2 RFID技术分析：频率
RFID频率是RFID系统的一个很重要的参数指标，它决定了工作原理、通
信距离、设备成本、天线形状和应用领域等因素。RFID典型的工作频率有 125KHz、133KHz、13.56MHz、27.12MHz、433MHz、860-960MHz、2.45GHz、
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高频RFID特点
高频（HF）范围为3 MHz -30 MHz，RFID典型工作频率为13.56MHz,该频率 的波长大概为22米，通信距离一般也小于1米。该频率的标签不再需要线 圈绕制，可以通过腐蚀活着印刷的方式制作标签内的天线，采用电感耦合 的方式从阅读器辐射场获取能量。
可以同时读取多个标签，数据传输率较高。 典型应用：图书管理系统、固定资产管理系统、医药物流系统
典型应用：集装箱管理、航空包裹管理、供应链管理
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• 基于帧的分时隙ALOHA防冲突算法（FSA， Framed Slotted Aloha）的实现过程，并 说明如何解决FAS算法固定帧的局限性。
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基于帧的分时隙ALOHA防冲突算法（FSA，Framed Slotted Aloha）
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物联网的应用前景
智能物流：现代物流系统希望利用信息生成设备，如RFID设备、感应器
或全球定位系统等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，并 能够在这个物联化的物流网络中实现智能化的物流管理。
智能交通：通过在基础设施和交通工具当中广泛应用信息、通讯技术来
提高交通运输系统的安全性、可管理性、运输效能同时降低能源消耗和对 地球环境的负面影响。