《物联网概论》总复习44ppt课件

1、总复习.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周周五3：005：00.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)安装、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种安装与互联网结合起来而构成的一个宏大网络。其目的是让一切的物品都与网络衔接在一同，方便识别和管理。 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 connectivi

2、ty for anything。.物联网的其他定义.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。可靠传送经过无线网络与互联网的交融，将物体的信息实时准确地传送给用户。智能处置利用云计算、数据发掘以及模糊识别等人工智能技术，对海量的数据和信息进展分析和处置，对物体实施智能化的控制。.感知中国2021 年 8 月 温家宝总理在无锡调查传感网产业开展时明确指示要早一点谋划未来，早一点攻破中心技术，并且明确要求尽快建立中国的传感信息中心，或者叫“感知中国中心。.物联网开展中国的优势我国1999年就启动了物联网中心传感网技术研讨，研发程度处于世界前列；在传感网领域，我

3、国是规范主导国之一，专利拥有量高；我国是可以实现物联网完好产业链的国家之一；我国无线通讯网络和宽带覆盖率高，为物联网的开展提供了坚实的根底设备支持；我国曾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开展。.物联网的技术体系框架3层.物联网的运用前景智能物流：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安装与互联网结合起来而构成的一个宏大网络，并可以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：经过在根底设备和交通工具当中广泛运用信息、通讯技术来提高交通运输系统的平安性、可管理性、运输效能同时降低能源耗费和对地球环境的负面影响。 绿色建筑：物联

4、网技术为绿色建筑带来了新的力量。经过建立以节能为目的的建筑设备监控网络，将各种设备和系统交融在一同，构成以智能处置为中心的物联网运用系统，有效的为建筑节能减排提供有力的支撑。.物联网的运用前景续智能电网：以先进的通讯技术、传感器技术、信息技术为根底，以电网设备间的信息交互为手段，以实现电网运转的可靠、平安、经济、高效、环境友好和运用平安为目的的先进的现代化电力系统。环境监测：经过对人类和环境有影响的各种物质的含量、排放量、以及各种环境形状参数的检测，跟踪环境质量的变化，确定环境质量程度，为环境管理、污染治理、防灾减灾等任务提供根底信息、方法指引和质量保证。.2 RFID技术分析RFID系统由五

5、个组件构成，包括：传送器、接纳器、微处置器、天线、标签。传送器、接纳器和微处置器通常都被封装在一同，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。.2 RFID技术分析：频率RFID频率是RFID系统的一个很重要的参数目的，它决议了任务原理、通讯间隔、设备本钱、天线外形和运用领域等要素。RFID典型的任务频率有125KHz、133KHz、13.56MHz、27.12MHz、433MHz、860-960MHz、2.45GHz、5.8GHz等。按照任务频率的不同，RFID系统集中在低频、高频和超高频三个区域.低频LF范围为30kHz-300kHz，R

6、FID典型低频任务频率有125kHz和133kHz两个，该频段的波长大约为2500m。低频标签普通都为无源标签，其任务能量经过电感耦合的方式从阅读器耦合线圈的辐射场中获得，通讯范围普通小于1米。除金属资料影响外，低频信号普通可以穿过恣意资料的物品而不降低它的读取间隔。天线匝数较多。适用于近间隔、低速、数据量小的场所：汽车防盗、酒店门锁系统、自动停车场收费及管理系统等。低频RFID特点.高频HF范围为3 MHz -30 MHz，RFID典型任务频率为13.56MHz,该频率的波长大约为22米，通讯间隔普通也小于1米。该频率的标签不再需求线圈绕制，可以经过腐蚀活着印刷的方式制造标签内的天线，采用电

7、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。典型运用：图书管理系统、固定资产管理系统、医药物流系统高频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系统普通统称为超高频RFID系统，典型的任务频率为：433MHz，860-960MHz，2.45GHz，5.8GHz，频率波长大约在30厘米左右。超高频标签可以是有源标签与无源标签两种，经过电磁耦合方式同阅读器通讯。通讯间隔普通大于1米，典型情况为4-6米，最大可超越10米。数据传输率高，可以在短时内读取大量的标签。典型运用：集装箱管理、航空包裹管理、供应链管

8、理超高频RFID特点.基于帧的分时隙ALOHA防冲突算法FSA，Framed Slotted Aloha的实现过程，并阐明如何处理FAS算法固定帧的局限性。.基于帧的分时隙ALOHA防冲突算法FSA，Framed Slotted Aloha思想：在S-ALOHA根底上，将假设干个时隙组织为一帧，阅读器按照帧为单元进展识别。每帧开场时，Reader广播帧长度f时隙个数每个标签随机选择I0,f-1，并存储在存放器SN中；Reader启动新时隙，假设Tag的SN值为0那么发送；否那么减1假设发送胜利，进入休眠形状；假设冲突，进入等待形状，在下帧中重新尝试。反复上述过程，直到在某帧中Reader没有收

9、到任何Tag.处理FAS算法固定帧的局限性动态自顺应设置帧长度的算法可以处理FAS算法固定帧的局限性。一种根据前一帧通讯获取的空的时隙数目，发生碰撞的时隙数目和胜利识别标签的时隙数目的数量估计当前的标签数并设置下一帧的最优的长度；另一种根据前一时隙的反响动态调整帧长为2的整数倍，这种方法最具代表性的是EPCglobal Gen2规范中设计的Q算法。.EPC技术EPC系统构成一个完好的EPC任务系统由8部分组成: EPC编码EPC标签读写器EPC SavantONS效力器PMLEPC-IS效力器Internet.为什么需求定位？基于位置的效力自动导航搜索周边效力信息基于位置的社交网络：Four

10、square位置信息和我们的生活息息相关位置信息不是单纯的“位置地理位置空间坐标处在该位置的时辰时间坐标处在该位置的对象身份信息.GPS：主要优缺陷优点精度高全球覆盖，可用于险恶环境缺陷启动时间长(3-5分钟)室内信号差需求GPS接纳机.蜂窝基站定位：主要优缺陷优点不需求GPS接纳机，可通讯即可定位启动速度快信号穿透才干强，室内亦可接纳到缺陷定位精度相对较低基站需求有专门硬件，造价昂贵.A-GPSAssisted GPS特点GPS定位和蜂窝基站定位的结合体利用基站定位确定大致范围衔接网络查询当前位置可见卫星大大缩短搜索卫星的时间全程数十秒.7 无线网络分类2G/2.5G/3G:10k/100k

11、/2MWSN802.15.4.7无线衔接的特点信号强度衰减无线信号能量随着传输间隔增长而减弱。非视野传输假设发送者与接纳者之间的途径部分被阻挠，那么称其为非视野传输。无线信号能够会被阻挠物吸收或迅速衰减。信号干扰一样无线频段的信号会相互关扰，例如2.4GHz。外部环境的电磁噪声，例如微波炉、汽车、高压电线。多径传播无线信号由于阻挠物的反射和折射，到达接纳端的时间能够略微不同。无线宽带网络和有线宽带网络的主要区别在于数据链路层和物理层。.为什么需求低速网络协议？物联网背景下衔接的物体，既有智能的也有非智能的。顺应物联网中那些才干较低的节点低速率低通讯半径低计算才干低能量需求对物联网中各种各样的物

12、体进展操作的前提就是先将他们衔接起来，低速网络协议是实现全面互联互通的前提。.蓝牙Bluetooth蓝牙技术是一种短间隔低功耗传输协议，最早始于1994年，由瑞典的爱立信公司研发。采用的是调频技术frequency-hopping spread spectrum，频段范围是2.402GHz-2.480GHz。通讯速率普通能到达1Mbps左右，新的蓝牙规范也支持超越20Mbps的速率。通讯半径从几米到100米左右不等，常见为几米左右。.蓝牙和Wi-Fi区别Wi-Fi的定位目的是为了取代网络运用中的有线设备，可以真正的实现从有线到无线的转变，他可以用来传送各种文件，视频，音频，实现互联网的各种运用

13、。蓝牙主要是为了交换一些个人用户携带设备的有线，如耳机，键盘等。对带宽的要求相对较少，资源拥有量电量，计算资源等等相对较低不是经常运用。.8 无线传感网节点的特点节点功能小计算不能太复杂节点能量少尽量减少不用要传输节点通讯范围小需求多跳网络设计节点内存小不能够保管全部路由表节点任务环境复杂高顺应性协议.8.3 无线传感网组网：网络层设计主要特点无线传感网络路由与传统路由的区别无线传感器网络中的链路是不可靠的无线传感器节点的功能和资源极其受限的，使得节点不能进展很复杂的计算，丈量以及维护庞大的路由表。链路质量成为影响路由协议性能的重要目的。许多无线传感器网络路由协议在其途径选择过程中均思索了链路

14、质量。ETX是广泛运用的途径选择目的，可实现无线传感网典型的链路丈量方法。.ETX：途径选择目的ETX： Expected Transmission Count，传输胜利每个包需求的总传输次数，一条途径的ETX越小代表在这条途径上引起的总传输次数最小。Link throughput 1/ Link ETX.ETX计算假设链路有ACKs和重传P(TX success) = P(Data success) P(ACK success)Link ETX = 1 / P(TX success) = 1 / P(Data success) P(ACK success) 实践计算ETXP(Data suc

15、cess) measured fwd delivery ratio rfwdP(ACK success) measured rev delivery ratio rrevLink ETX 1 / (rfwd rrev).CDMA系统CDMA与GSM并列的第二大挪动通讯系统，也是3G系统的根底。CDMA可以同时区分并分别多个同时传输的信号。CDMA有以下特点：抗干扰性好抗多径衰落严密平安性高容量质量之间可以权衡取舍同频率可在多个小区内反复运用.呼吸效应及处理方案呼吸效应：在CDMA系统中，基站的实践有效覆盖面积会随着干扰信号的加强而减少，反之那么会增大。这种覆盖面积随用户数目的添加而收缩的景象为

16、“呼吸效应。干扰信号同挪动用户的数目是亲密相关的；导致“呼吸效应的主要缘由是CDMA系统是一个自干扰系统；CDMA2000和W-CDMA属于同频自干扰系统，临近用户间自干扰景象明显，从而降低了实践传输速率。TD-SCDMA处理方案：利用低带宽的FDMA和TDMA限制了系统的最大干扰；在单时隙中运用CDMA技术提高系统容量；利用结合检测和SDMA技术对客户终端的信号跟踪；充分利用下行信号能量，最大程度上抑制了客户之间的干扰。TD-SCDMA系统不再是一个自干扰系统，“呼吸效应根本被消除。.TD-CDMA处理的挪动通讯问题续“远近效应：挪动通讯干扰的另一问题。手机用户到基站的间隔不断变化；固定的通

17、讯功率不仅会呵斥严重的功率过剩，且能够构成有害的电磁辐射。如何处理？动态调控功率：手机终端根据本人到基站的通讯间隔动态的调整本人的传输功率，从而尽能够的减少过剩，且依然保证可连通性。.数据库与物联网物联网数据特点：海量性，多态性，关联性及语义性关系数据库系统作为一项有着近半个世纪历史的数据处置技术，仍可在物联网中大展拳脚，为物联网的运转提供支撑。与此同时，结合物联网运用提出的新需求，数据库技术也在进展不断的更新，开展出新的方向。新兴数据库系统NoSQL数据库针对非关系型、分布式的数据存储，并不要求数据库具有确定的表方式，经过防止衔接操作提升数据库性能。.关系数据库系统的缺陷缺乏对真实世界实体的

18、有效表达缺乏对复杂查询的有效处置 缺乏对WEB运用的有效支持(允许延迟、高效存储查询、并发存取.Page 38IPv6地址分类单播地址Unicast Address组播地址Multicast Address任播地址Anycast Address特殊地址地址类型二进制前缀IPv6标识未指定00.0 (128 bits):/128环回地址00.1 (128 bits):1/128组播11111111FF00:/8链路本地地址1111111010FE80:/10站点本地地址1111111011FEC0:/10全局单播（其他）2000:/3.Global Unicast Addressesequiva

19、lent to public IPv4 addressesFixed portion set to 001 The three high-order bits are set to 001. The address prefix for currently assigned global addresses is 2000:/3.Global Routing Prefix Indicates the global routing prefix for a specific organizations site.Subnet ID The Subnet ID is used within an organizations site to identify subnets. Interface ID Indicates the interface on a sp