《物联网通信技术》第1章 课后习题答案

第第页《物联网通信技术》第1章课后习题答案1.结合物联网定义，设计智能家居的概念网络架构。智能家居通过物联网技术将家中的各种设备（如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、影音服务器、影柜系统、网络家电等）连接到一起，提供家电控制、照明控制、远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制等多种功能和手段。2.结合OSI模型，描述智能家居的通信网络协议结构及其功能。采用基于TCP/IP的五层协议，从下向上分别为：物理层、链路层、网络层、传输层和应用层。无线接入点采用物理层、链路层和网络层。物理层（PhysicalLayer）：在由物理信道连接的任一对节点之间，提供一个传送比特流（比特序列）的虚拟比特管道。在发端它将高层接收的比特流变成适合于物理信道传输的信号，在接收端它再将信号恢复成所传输的比特流。物理层提供的仅仅是原始数字比特流传送服务，并不进行差错保护。该层的数据描述基本单位是比特。数据链路层（DataLinkLayer）：负责数据块（帧）的传送，并进行必要的同步控制、差错控制和流量控制，为网络层提供可靠的点到点的通信链路。该层的数据描述基本单位是帧。对于多节点共享信道构成的广播式通信网络来说，数据链路层还需要一个特殊子层用来处理信道访问的问题，这个子层称为介质访问控制（MAC）子层。面向数据帧的传输控制构成另一个子层，称为数据链路控制（DLC）子层，它负责组帧、差错控制及流量控制等操作。网络层（NetworkLayer）：基本功能是把网络中的节点和数据链路有效地组织起来，为终端系统提供透明地传输通路（路径）。该层的数据描述基本单位是数据包，也称为分组。运输层（TransportLayer）：可以看成是用户与网络之间的联络员。它利用低三层所提供的网络服务向高层提供可靠的端到端的透明数据传送。它根据发端和收端的地址定义一个跨过多个网络的逻辑连接，并完成端到端的差错校验和流量控制，使两个终端之间传送的数据单元准确无误地到达对方。该层的数据描述基本单位是数据单元，即运输数据单元。应用层（ApplicationLayer）：是最高一层，直接向用户提供服务，它为用户提供进入开放系统互连环境提供了一个窗口。例如：对于Zigbee节点，其传输层采用TCP/UDP协议，网络层采用IP/ARP协议，数据链路层采用CSMA/CA的MAC子层，物理层采用DSSS+BPSK。对于无线接入节点，具有两种接链路层和物理层，共用一个网络层IP/ARP协议，可以实现两个不同网络之间的互联。3.本章所介绍的多种通信技术是否可以组合应用？简述其原因。从通信协议架构来看，每个技术解决一层某种传输问题，对于不同的网络，其技术是不同的。一种业务传输的传输规程是由固定的通信技术级联完成，同一层不能同时有两个不同的技术来支持相同的功能。对于一种通信业务，同一层的通信技术通常不能组合使用，不同的层的通信技术通常可以组合使用。对于多种不同通信业务，同一层的通信技术可以组合使用，但各自承担不同的传输功能。4.ZigBee可以组成哪些类型的网络？从日常生活中找出适合这些类型的实际案例。星型网、树型网、网状网。（1）星型网：智能家居（2）树型网：智能农业（3）网状网：智能交通5.某物联网络打算采用了RFID读取流水线上的物品信息，采用ZigBee完成不同分捡口读取信息的收集，采用NB-IoT接入因特网。设计出该物联网络的整体结构示意图并，标注出关键设备名称并简述其功能和工作流程。收集流水线上的物品信息，并保存这些信息至管理系统。RFID读卡器读取流水线上的物品上的RFID标签获得物品