《物联网概论》总复习.ppt

1、对物联网的介绍、考试、问题和分数、单项选择题(2%*10=20%)、填空题(2%*10=20%)、简答题(8%*5=40%)和随笔题(20%*1=20%)的一般回顾。考试时间6月14日(星期五3: 15)其目的是将所有项目与网络连接起来，便于识别和管理。欧盟定义：将现有的互联计算机网络扩展到互联货物网络。国际电联的定义：从任何时间、任何地点任何一个人的连接，我们现在将有任何东西的连接。物联网的其他定义、物联网的三大特征、对使用射频识别技术的综合认知、传感器、二维码等。随时随地获取关于物体的信息。通过无线网络和互联网的集成，可靠的交付可以将对象的信息实时、准确地交付给用户。智能处理利用云计算、数

2、据挖掘和模糊识别等人工智能技术来分析和处理海量数据和信息，实现对对象的智能控制。2009年8月，温家宝总理视察无锡传感器网络产业发展时，明确指示要提前规划未来，突破核心技术，明确要求尽快建立中国传感器信息中心，即“感知中国”中心。物联网在发展中国的优势，中国于1999年开始物联网核心传感器网络技术的研究，研发水平处于世界前列；在传感器网络领域，中国是标准领先的国家之一，拥有大量的专利；中国是能够实现物联网完整产业链的国家之一；中国的无线通信网络和宽带覆盖率较高，为物联网的发展提供了坚实的基础设施支撑；中国已经成为世界第三大经济体，有强大的经济实力支撑物联网的发展。物联网的技术体系框架(3层)、

3、物联网的应用前景、智能物流：现代物流系统希望通过将信息生成设备(如射频识别装置、传感器或全球定位系统)与互联网结合，形成一个巨大的网络，并在这个综合物流网络中实现智能物流管理。智能交通：信息和通信技术广泛应用于基础设施和交通运输，以提高交通运输系统的安全性、可管理性和运输效率，减少能源消耗和对全球环境的负面影响。绿色建筑：物联网技术给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，将各种设备和系统整合在一起，形成以智能处理为核心的物联网应用系统，为建筑节能减排提供有力支持。智能电网：以先进的通信技术、传感器技术和信息技术为基础，通过电网设备之间的信息交互，实现电网可靠、安全、经

4、济、高效、环保和安全运行的先进现代电力系统。环境监测：通过检测对人类和环境有影响的各种物质和各种环境状态参数的含量和排放，跟踪环境质量的变化，确定环境质量水平，为环境管理、污染控制、防灾减灾等提供基础信息、方法指导和质量保证。根据射频识别技术分析，射频识别系统由发射器、接收器、微处理器、天线和标签五部分组成。发射器、接收器和微处理器通常封装在一起，也称为阅读器。因此，工业上射频识别系统通常分为阅读器、天线和标签。射频识别技术分析：射频识别频率是射频识别系统的一个非常重要的参数，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。射频识别的典型工作频率为125千赫、133千赫、13.56兆

5、赫、27.12兆赫、433兆赫、860-960兆赫、2.45千兆赫、5.8千兆赫等。根据不同的工作频率，射频识别系统集中在三个领域：低频、高频和超高频。低频范围从30千赫到300千赫。射频识别的典型工作频率为125千赫和133千赫，该波段的波长约为2500米.低频标签一般为无源标签，其工作能量通过电感耦合从阅读器耦合线圈的辐射场获得，通信范围一般小于1米。除了金属材料的影响之外，低频信号通常可以通过任何材料的物品，而不会减小其读取距离。有许多天线转弯。适用于距离短、速度慢、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。低频射频识别的特点是，高频范围为3兆赫至30兆赫，射频

6、识别的典型工作频率为13.56兆赫，该频率的波长约为22米，通信距离一般小于1米。这个频率的标签不再需要线圈缠绕。标签中的天线可以通过蚀刻和印刷制成，并且能量可以通过感应耦合从读取器辐射场获得。可以同时读取多个标签，数据传输速率高。典型应用：图书馆管理系统、固定资产管理系统、医药物流系统和高频射频识别功能。超高频范围为300兆赫至3千兆赫，微波范围在3千兆赫以上。使用超高频和微波的射频识别系统通常被称为超高频射频识别系统，典型工作频率为433兆赫、860-960兆赫、2.45千兆赫和5.8千兆赫，频率波长约为30厘米。超高频标签可以是有源标签和无源标签，它们通过电磁耦合与阅读器通信。通信距离一

7、般在1米以上，一般在4-6米之间，最大可以超过10米。数据传输速率高，可以在短时间内读取大量标签。典型应用：集装箱管理、航空包裹管理、供应链管理、超高频射频识别的特点、基于帧的时隙ALOHA防碰撞算法(FSA)的实现过程，以及如何解决FAS算法在固定帧方面的局限性。基于帧的时隙ALOHA防冲突算法(FSA)，其思想是：在S-ALOHA的基础上，几个时隙被组织成一个帧，并且读取器根据帧单元来识别它们。在每帧开始时，阅读器广播帧长f(时隙数)的每个标签随机选择i0和f-1，并将其存储在寄存器序号中；如果标签的序列号值为0，阅读器将启动一个新的时隙并发送它；否则，减去1；如果传输成功，进入休眠状态；

8、如果有冲突，进入等待状态，并在下一帧重试。重复上述过程，直到阅读器在某一帧中没有接收到任何标签，解决了固定帧算法的局限性。动态自适应设置帧长的算法可以解决固定帧的局限性。该方法根据前一帧通信获取的空时隙数、冲突时隙数和成功标签识别时隙数，估计当前标签数并设置下一帧的最佳长度；另一种方法根据前一时隙的反馈将帧长度动态调整为2的整数倍。最具代表性的方法是EPCglobal Gen2标准中设计的Q算法。工程总承包技术和工程总承包系统构成了一个完整的工程总承包工作体系，由8个部分组成。工程总承包编码工程总承包标签读取器/写入器工程总承包专家系统服务器PML工程总承包信息系统服务器互联网，为什么你需要找

9、到它？基于位置的服务自动导航和搜索周边服务信息基于位置的社会网络：四方形位置信息与我们的生活息息相关，位置信息不是简单的“位置”，地理位置(空间坐标)，时间(时间坐标)，物体(身份信息)，全球定位系统：主要优点和缺点，优势，高精度，全球覆盖，可用于危险环境。缺点：启动时间长(3-5分钟)。室内信号差异需要全球定位系统接收器。蜂窝基站定位：主要优点和缺点：不需要全球定位系统接收机，可以通过通信定位，启动速度快，信号穿透能力强，可以在室内接收。缺点：定位精度相对较低。基站需要特殊的硬件，而且成本昂贵。A-GPS(辅助全球定位系统)功能：全球定位系统定位和蜂窝基站定位相结合，利用基站定位确定大致范围

10、，连接网络查询当前位置，可以看到卫星，大大缩短了搜索卫星的时间数十秒。7无线网络分类，2G/2.5G/:10K/100K/2m，WSN 802.15.4，7无线连接特性，信号强度衰减无线信号能量随着传输距离的增加而降低。如果发送方和接收方之间的路径被部分阻断，则非视距传输称为非视距传输。无线信号可能被障碍物吸收或迅速衰减。信号干扰同一个射频波段的信号会相互干扰，例如2.4千兆赫。微波炉、汽车、高压线等外部环境的电磁噪声。由于障碍物的反射和折射，多径传播无线信号到达接收端的时间可能略有不同。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。你为什么需要低速网络协议？物联网背景下连接的对

11、象既有智能的，也有非智能的。为了适应物联网中低容量的节点，物联网中操作各种对象的前提是先将它们连接起来，而低速网络协议是实现全面互联互通的前提。蓝牙是一种短距离低功耗传输协议，由瑞典爱立信公司于1994年首次开发。采用跳频扩频技术，频率范围为2.402千兆赫-2.480千兆赫，通信速率一般可达1兆位/秒左右，新的蓝牙标准也支持超过20兆位/秒的速率。通信半径范围从几米到大约100米，通常是几米。蓝牙和无线网络的区别在于，无线网络的定位目标是在网络应用中取代有线设备，从而真正实现从有线到无线的转变，它可以用来传输各种文件、视频和音频，并实现互联网的各种应用。蓝牙主要用于替代一些个人用户的便携式设

12、备的电缆，如耳机和键盘。对带宽的要求相对较小，资源所有权(功率、计算资源等)也相对较小。)相对较低，这是不常用的。8、无线传感器网络节点功能小、计算量少、能量少、不必要的传输少、通信范围小、多跳网络设计小、内存小、不可能保存所有路由表、工作环境复杂、协议适应性强；8.3、无线传感器网络：网络层设计、主要特点(无线传感器网络路由与传统路由的区别)无线传感器网络中的链路不可靠，无线传感器节点的功能和资源极其有限，使得节点不可能进行复杂的计算、测量和维护庞大的路由表。链路质量成为影响路由协议性能的一个重要指标。无线传感器网络中的许多路由协议在其路径选择过程中都考虑了链路质量。ETX是一个广泛使用的路

13、由选择指标，可以实现无线传感器网络中典型的链路测量方法。ETX:路径选择指数，ETX:(预期传输计数)，成功传输所需的总传输时间链路吞吐量1/链路ETX，ETX计算，假设链路具有ack和重传p (txsuccess)=p(数据成功)p (acksuccess)链路ETX=1/p (txsuccess)=1/p(数据成功)p (acksuccess)以实际计算ETX P(数据成功)测量的前向链路传输比rfwd p (ack success)测量的后向链路传输比rrev链路ETX 1/(rfwd rrev)，码分多址系统，具有码分多址和全球移动通信系统的第二大移动通信系统，也是3G系统的基础。码分

14、多址可以区分和分离同时传输的多个信号。码分多址具有以下特点：良好的抗干扰性，抗多径衰落，安全性，高容量和高质量，权衡利弊，同一个频率可以在多个小区重复使用，呼吸效应和解决方案，呼吸效应：在码分多址系统中，基站的实际有效覆盖区域会随着干扰信号的增强而减小，反之亦然。这种覆盖范围随用户增加而缩小的现象称为“呼吸效应”。干扰信号与移动用户数量密切相关。“呼吸效应”的主要原因是码分多址系统是一个自干扰系统。CDMA2000和W-CDMA属于同频自干扰系统，相邻用户之间的自干扰现象明显，降低了实际传输速率。时分同步码分多址解决方案：使用低带宽的FDMA和时分多址限制了系统的最大干扰；在单时隙应用码分多址

15、技术提高系统容量；利用联合检测和SDMA技术跟踪客户端的信号；充分利用下行信号能量，最大限度地抑制用户间的干扰。时分同步码分多址系统不再是一个自干扰系统，“呼吸效应”基本消除。TD-CDMA解决了移动通信问题(续)“远近效应”:移动通信干扰的另一个问题。手机用户和基站之间的距离在不断变化；固定的通信功率不仅会造成严重的功率过剩，还会形成有害的电磁辐射。如何解决它？动态功率调节：移动终端根据其与基站的通信距离动态调整其发射功率，以尽可能减少剩余功率，同时保证连通性。数据库与物联网，物联网的数据特征：海量、多态、关联和语义关系数据库系统作为一种已有近半个世纪历史的数据处理技术，仍然可以在物联网领域取得长足的进步，为物联网的运行提供支持。同时，结合物联网应用的新要求，数据库技术也在不断更新和发展新方向。新兴的数据库系统(NoSQL数据库)以非关系和分布式数据存储为目标，不要求数据库具有一定的表模式，通过避免连接操作来提高数据库性能。关系数据库系统的缺点，缺乏对真