物联网导论习题解答

物联网指导问题的解答第一章概要一、本章学习目标本章主要把握物联网的起源，了解物联网关键技术及其应用进展的物联网概念和定义，物联网特征，信息处理流程和物联网框架，物联网基本结构，物联网分层框架。二、本章知识点l物联网的概念和定义l物联网的特点l信息处理流程与物联网框架结构l物联网的基本结构，物联网的分层框架三、练习题和解答1 .物联网的含义包括哪些方面？答：物联网或theinternetofthisthings具有下列含义(1)“物联网”仍然是一个网络，是基于现有互联网的网络，应具有互联网的共同性，这些共同性应包括信息的传输、信息交换、信息积累和信息应用。(2)物联网的“物”必须具有互联网终端和端点的特性。 也就是说，“物品”被寻址，“物品”可以“生成信息”，交换信息。(3)可以应用网上的“物品”“发生”信息，或者应用“物品”信息。(4)物联网应服务于人，满足某些方面的需要，不服务于人就没有意义。2 .学术界、中国和国际组织如何界定物质网络？答：学术界的物联网定义如下：(1)面向互联网的定义：“全球化基础设施连接物理和虚拟对象，应用捕获的数据和通信功能。 该基础设施包括现有的发展的互联网和网络，它提供特殊对象的识别、感知和连接能力，开发独立、协作的服务和应用基础。 它们的特征是高度自主的数据收集、事件传输、网络互联和相互作用。 该定义由casa gras (codentiationandsupportactionforglobalrfid-relatedactivitiesandstandardisation，全球rfid运用和标准化的协调支援行动)提出。(2)对象物的定义：在智能空间中，被认识并拟人化的被操作物通过界面连接，与社区、环境、用户进行对话。(3)语义导向的定义：利用适当的建模解决方案描述物体，推理物质网络生成的数据，选择适合物质网络需求的语义执行环境和体系结构，扩展性存储和通信基础设施。 意义定向的定义来源于IPSO (IP for Smart Objects )联盟。我国和国际组织的物联网定义如下：(1)我国的定义：物联网是指通过信息传感器设备，按照约定的协议，将任何物联网，进行信息交换和通信，实现智能的识别、定位、跟踪、监视和管理的网络。 一种基于互联网扩展的网络。(2)EU的定义：将现有的相互连接的计算机网络扩展为相互连接的物品网络。(3)国际电信联盟(ITU )的定义：物联网主要解决物与物(Thing to Thing，T2T )、人与物(Human to Thing，H2T )、人与人(Human to Human，H2H )的互联。3 .物联网的主要特征是什么，让我们简单说明一下。答：知觉、对话和信息处理的特点。(1)物联网的感知特征、感知是物联网的基本特征之一。 “物”的记述和运动状态是通过知觉得到的。 感知手段通过传感器、无线电波识别等设备实时收集“物”的物理参数、化学参数、生物参数、空间参数等，收集到的这些参数表示“物”的属性和运动状态，能够客观、完整地表现“物”。(2)物联网的交互特点。 “物”感知信息必须与特定应用相关联。 也就是说，有必要与相关人员和“物”对话，达成信息共享和信息处理的目的。(3)物联网的信息处理特征。 物联网不仅具有信息的传送和存储能力，还具有信息处理能力是很重要的。 物联网感觉的“物”具有全球性，全球性意味着信息的多样性和大量性，这些多样性、大量性的数据必须通过信息处理为某些特定的应用服务。根据以上特征，物联网中的“物”应该是具有某种特殊性能的“物”，“物”应该具有信息的通信和处理能力，信息的通信和处理应该符合一定的规范和标准，按照一定的通信协议和规范进行通信4 .一般信息处理系统主要由哪些部分组成？ 那个主要角色怎么样？答：信息处理系统一般由源信息采集、源信息处理(或源信息预处理)、信息传递、信息处理和应用三部分组成。源信息收集部使用各种传感器取得监视对象的物理、化学、生物的信息，收集监视对象的图像信息。 源信息的收集首先需要监视对象，其对象是人物、人物或者其他实体，其次，源信息的收集需要传感器并且还包括拍摄等设备，因此，用于源信息的收集的传感器种类非常多。第三，源信息的收集不仅同时收集监视对象的信息，还同时收集多个信息一般地，所收集的源信息需要一定的处理以供通过通信系统进行传送。 这是由于，传感器收集到的信息一般为电压或电流信号，但这样的信号不能从直接通信系统传送，需要经一定的处理、编码转换后来传送。消息转发是指通过通信系统将处理后的源消息转发给消息处理和应用部分。 它主要由通信系统组成，包括有线和无线通信系统。 最简单的传输系统是两条导线。转发到达的信息需要进一步处理，将这个信息转换成人和机器能够理解的信息，例如收集的温度信息，需要转换成具有物理意义的摄氏度和华氏度的温度表现。 处理后的源信息需要应用于向人们提供各种服务。5 .物联网的系统结构主要由哪些部分组成？ 它的主要作用是什么？答：物联网是一个全球性的信息系统，它由执行许多不同任务的子信息系统组成，因此物联网不仅具有信息系统的一般结构，而且具有特殊性。 物联网的主要组成部分是感知控制系统、短距离收敛通信系统、网络通信系统、信息处理和应用系统。感知控制系统一般由多个感知控制器构成。 感测控制器一般由传感器、射频识别装置、图像图形取得装置(照相机、摄像机)等、控制装置构成。 主要完成信息检索或完成某些控制。 感测控制系统通常感测某个区域的信息，并在该区域中执行某种控制。近距离收敛通信系统的作用是收敛感知区域内的各感知控制器所取得的信息，适合于传输通信系统的方式。 并且，接受信息处理和应用系统的信息和命令，完成感知和控制。 目前应用短距离有线无线通信技术来实现。网络通信系统完成全球感知信息的传输、交换和共享。 通过各种无线、有线通信系统构成通信网，在通信网上通过各种主机(计算机)、网络交换机、路由器等构成数据通信网络，实现因特网功能，进而实现单物网络的信息传递、相互作用和共享。信息处理和应用可以将管辖区内感知到的信息应用于处理，处理其他非管辖区感知到的信息，也可以与其他信息处理和应用系统的信息共享相互作用。6 .物联网框架主要由哪一层组成？a :单网络的分层框架由信息的感知控制层、信息的传输网络层和信息的综合应用层构成的3层构成。感知控制层包括三个子层：数据采集子层、短距离通信传输子层和协作信息处理子层。传输网络层将来自感知控制层的信息经由网络通信系统传输到集成应用层。 网络通信系统包括现有的各种公共通信网络、专业通信网络，目前这些通信网络主要有移动通信网、固定通信网、互联网、广播电视网、卫星网等。综合应用层是物联网框架结构的最高水平，是“物”信息综合应用的最终表现。 “物”的信息综合应用与行业密切相关，因行业而异。综合应用层主要分为服务支持层和行业应用层两个子层。 服务支持层主要用于各种行业应用程序的信息联合、信息处理、信息共享、信息存储等，作为共同的信息服务平台的行业应用层主要面向环境、电力、智能、工业、农业、家庭等方面。物联网框架需要公共支撑层，其作用是保障物联网整体的安全、高效运行，主要包括网络管理、QoS管理、信息安全和标识分析等运行管理体系。7 .物联网的关键技术主要是什么？答：物联网的关键技术主要包括RFID和EPC技术、感知控制技术、无线网络技术、中间件技术和智能处理技术等。8 .物联网主要应用于哪些领域？ 让我举几个应用场景。答：物联网主要应用于以下十个领域：物流、交通、家庭、环境监测、金融和服务业、医疗健康、农业、工业、电网和国防军事。应用场景(略)9 .能给我举一个你身边东西的网络应用程序的例子吗？ 这些例子都应用了物联网的哪些技术？答：二代身份证应用了RFID技术。 智能停车场应用了无线传感器技术和RFID技术等。 其他缩写。第二章RFID和EPC代码一、本章学习目标了解RFID、EPC代码和代码的发展过程，掌握FRID的基本结构和基本原理，掌握参数和应用场景，掌握EPC代码的标准结构和各字段的含义和应用，掌握一维和二维代码的特性。二、本章知识点l RFID的构成与特点l标签的分类及关键技术参数、应用领域l GSI编码方式、SSCC编码方式、GLN编码方式l EPC编码规则和标准l编码技术三、练习题和解答什么是RFID？ 让我们简化一下RFID的发展过程。RFID是英语Radio Frequency Identification射频识别的缩写。 RFID技术是利用射频信号来实现非接触式自动识别的技术。1941-1950年，雷达技术创造了RFID技术，从1948年为RFID奠定了理论基础的1951年到1960年，初期RFID技术的探索阶段在实验室研究阶段的1961-1970年，RFID技术的理论进一步发展， 人们从1971年到1980年开始尝试新的应用，RFID技术和产品的研发处于高潮期，各种RFID技术的测试加快，从早期应用出现的1981年到1990年，RFID技术和产品进入商业应用阶段，从1991年开始进行各种规模的应用RFID标准化问题越来越受到重视，RFID的应用更加丰富，从已经成为人们生活的一部分的2000年至今，RFID产品种类丰富，各种标签发展很大，标签成本也不断下降，规模应用行业开始扩大。2. RFID系统主要由哪些部分组成？RFID系统由电子标签、读取器和主机系统组成。3. RFID标签主要由哪些部分组成？ 让我们简单说明一下它的结构。RFID标签由天线、射频电路、控制电路、存储器和电源等构成。标签的基本工作原理：从读写器发送来的射频信号由标签的天线接收后，由射频电路进行解调和解码，得到数据、时钟和能量(电能)，时钟信号在标签系统中进行同步工作，能量用于无源标签的电源。 将获得的数据传送至控制电路以控制存储器的读写操作。 相反，当从标签向读取器/写入器传送数据时，在控制电路(CPU )的控制下将存储的数据传送给射频电路，以进行编码和调制，然后通过天线作为射频信号发送给读取器/写入器。4. RFID标签是如何分类的？ 各类特征如何？答：根据标签中是否内置电源，可分为被动、主动、半主动3种。无源标签的操作电源来自所接收的射频信号的能量。 无源标签采用高频(HF )或超高频(UHF )通信频率。 第一代无源标签采用高频通信，通信中心频率为13.56MHz，通信距离短，最长为1m左右，主要用于非接触标识。 第二代无源标签采用超高频通信，通信频带为860960MHz，通信距离长，可达到35m，支持多标签识别。 目前，第二代被动标签应用最广泛，主要应用于工业自动化、资产管理、物品监控、个人标识等领域。活动标签的内部有电源，也称为活动标签。 因为内部有电源，所以所有的容量都比被动标签大，价格也高。 活动标签通信距离远，超过100米。 活动标签有两种操作模式：活动模式和唤醒模式。半激活标签具有被动和激活标签的各种优点并且在其内部具有电源，但是许多用于通信的电源仍由接收到的射频信号提供以维持计算、控制等辅助功能，以及当标签与存储器内部的数据状态和读取器信息交换时该标签携带传感器，可用于检测环境参数。简述了RFID阅读器的工作原理，分为几类，各类特征如何？RFID的操作原理为：当接收时，天线接收从标签发送来的射频信号，在射频电路中对该信号进行解调、解码，并向控制器、控制器传送该信号，该解码后的数据根据通信接口电路和信息系统协议的请求而进行转换，并且交通通信接口电路将该信号输出至信息系统。当发送时，通信接口将从信息系统发送来的数据传递至控制电路，控制电路将该数据转换成以标签约束的数据格式后，将该数据编码至射频电路中来调制射频信号，并从发送天线发送该数据。RFID读取器通常按其工作频率来分类，RFID读取器被分成低频(LF )，工作频率为125kHz附近的高频(HF )，工作频率为13.54MHz附近的超高频(UHF )，工作频带为850910MHz附近的2.4GHz微波段。不同频率的特征不同，用途也不同。 低频标签比超高频读取器便宜，节能、透过力强，适用于含水成分高的产品。 超高频领导的作用范围广，数据传输速度快，但应用区域无干扰，适合于货物运输和仓库管理监控。6. RFID阅读器的性能参数主要是什么？ 如何防止读书冲突？RFID读取器具有许多参数。 常用的参数主要包括动作频率、输出功率、数据传输速度、输出端口形式、容量、读写速度、包形式、读写数据的安全性等。阅读器应用程序会遇到一个阅读器收到的信息与另一个阅读器收到的信息发生冲突和重复的问题。 一种解决该问题的方法是使用时分多址(TDMA )技术。7 .编码的作用和意义是什么？答：代码的终极目标