物联网导论
1.物联网的概念,特征:物联网(IOT)是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。
它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化三个重要特征。
2.核心技术:感知识别层、网络构建层、管理服务层、综合应用层
3.应用:智能物流、交通、建筑、环境监测
4.自动识别技术有哪些?光符号、语音、生物计量识别技术(虹膜,指纹之别技术)、IC卡技术、条形码技术(ISBN码,二维码)、频射识别技术(RFID)
5.RFID频射识别技术三大组件:标签、天线、阅读器
6.标签的优点:体积小且形状多样、耐环境性、可重复使用、穿透性强、数据安全性。
标签的分类:被动式、主动式、半主动式标签。
7.设计传感器的硬件平台和软件程序时应注意几个方面:低成本与微型化、低功耗、灵活性和扩展性、鲁棒性
8.传感器的分类(常见传感器):温度、湿度、压强、声音、烟、光、磁传感器。
9.操作系统:TinyOS ContikiOS
10.无线传感网的应用:军事监测系统、煤矿监测系统、医疗监测系统
11.定位系统:GPS卫星定位系统、蜂窝基站、室内精确、WiFi基站定位
12.定位技术:基于距离的定位、基于距离差的定位、基于信号特征的定位
13.智能信息设备:PDA、智能手机、电视、车载设备、数字标牌、医疗设备
14.智能设备发展趋势:横向智能化、感知深入化、互联规模化
15.无线网络的两大模式:通过基站接入网络的中心结构模式、无中心模式
16.无线网络的类别:无线广域网、城域网、局域网、个人局域网
17.无线宽带网络的难点:信号强度衰减、非视线传输、同频信号干扰、隐藏终端问题
18.WiFi无线局域网协议802.11
19.CSMA/CD与CSMA/CA的区别:CSMA/CD:带有冲突检测的载波监听多路访问,可以检测冲突,但无法“避免”;CSMA/CA:带有冲突避免的载波侦听多路访问,发送包的同时不能检测到信道上有无冲突,只能尽量‘避免’
20.WiMAX无线城域网协议802.16
21.无线低速网协议 ZigBee 802.15.4
22.ZigBee 802.15.4 特点:低功耗、成本低、时延短、网络容量大、可靠、安全
23.ZigBee协议组件:ZigBee设备对象、用来定义应用层服务的应用对象、应用支持层
24.无线低速网的分类:红外线通信、蓝牙
25.体域网的定义:基于无线传感器网络的,是人体上的或移植到人体内的生物传感器共同形成的一个网络。
26.体域网的特点:规模小,可扩展,近距离,以人体为中心的网络。
动态、混合型的网络。
数据业务多样性、以数据为中心的网络
27.体域网支持三种物理层技术:窄带(NB)、超宽带(UWB)、人体通信(HBC)
28.体域网传感器:植入式传感器、与体液相接触的可穿戴式传感器、无接触可穿戴式传感器
29.体域网的应用:医疗、日常生活、危险场合、竞技体育和娱乐领域应用
30.容迟网络(DTN)特点:稀疏的网络连接、节点的移动性、延迟容忍、错误容忍、
有限的存储空间、不对称数据速率
31.移动通信网络:①模拟语音、②数字语音(GSM、CDMA系统)、③数字语音与数据(TD-SCDMA、W-CDMA、CDMA2000)、④4G多媒体移动通信
32.大数据(BIG DATA)的特点:“3V”量大、种类多、速度快
33.网络存储体系结构:直接附加存储(DAS)、网络附加存储(NAS)、存储区域网络(SAN)
34.数据中心技术:Google File System 、MapReduce、BigTable、Hadoop
35.数据中心的研究热点:服务器成本、网络设备成本、能源设备成本
36.数据库技术在无线传感器网络的重要性:怎样存储传感器产生的数据、怎样分发用户的查询、怎样处理查询并返回结果、怎样消除查询结果中的数据冗余性、不确定性
37.物联网数据的特点:海量性、多态性、关联性、语义性
38.数据存储模式:存储模式(分布式、集中式)、海量存储
39.信息安全指标:可靠性、可用性、保密性、完整性、不可抵赖性、可控性
40.RFID频射识别技术的安全隐患:窃听、中间人攻击、欺骗,克隆,重放、物理破解、篡改信息、拒绝服务攻击、RFID病毒、其他
41.RFID安全保护机制:①早期物理安全机制(灭火、法拉第网罩、主动干扰、阻止标签)②基于密码学的安全机制(哈希锁、随机哈希锁、哈希链、同步方法、树形协议)③新兴隐私保护认证方法(基于PUF方法、基于掩码方法)
42.保护位置隐私的手段:制度约束、隐私方针、身份匿名、数据混淆
43.智能交通系统组成部分:车辆、道路及路旁设施、乘客和行人、服务中心
44.机遇和挑战:①检测、感知、识别技术面临的挑战②通信技术的挑战③信息处理和智能决策的挑战④软件安全性验证的挑战⑤智能交通中驾驶人员的安全和隐私问题⑥标准化和灵活性的矛盾
一、名词解释:
1.IOT:物联网
2.RFID:频射识别技术
3.NFC:近距离无线通信技术
4.WSN:无线传感器网络
5.GPS: 全球定位系统
6.WiFi:无线局域网
7.AP:无线访问接入点
N:局域网
9.GSM: 全球移动通信系统
10.CDMA:码分多址
11.LTE:长期演进技术
12.IEEE802.15.4:无线低速网协议低速率无线个人局域网的物理层和媒体接入控制协议
三、简答题(9小题×6分=54分)
1.物联网的概念。
物联网是一个基于互联网,传统电信网等信息载体,让所有能被独立寻址普通物理对象实现互联互通的网络
2.物联网核心技术分为四层,简述每一层的内容和功能。
核心技术:
感知识别层: 是物联网的核心技术,是联系物理世界和信息世界的纽带
网络构建层 : 把下层(感知识别层)设备接入互联网,供上层服务使用
管理服务层 : 在高性能计算和海量存储技术的支撑下,管理服务层将大规模数据高效,可靠地组织起来,为上层行业应用提供智能的支撑平台
综合应用层 : 通过云计算平台进行信息处理。
应用层可以对感知层采集数据进行计算、处理和知识挖掘,从而实现对物理世界的实时控制、精确管理和科学决策。
3.什么是二维码,请简述其特点。
二维码是用特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间的矩形方阵记录数据符号信息的新一代条码技术,由一个二维码矩阵图形和一个二维码号,以及下方的说明文字组成,具有信息量大,纠错能力强,识读速度快,全方位识读等特点。
4.什么是RFID,并简述其构成。
RFID: 利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到自动识别的目的。
构成:传送器,接收器,微处理器,天线和标签。
5.什么是WSN,简述其硬件组成平台。
无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)是由大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络,以协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息,并最终把这些信息发送给网络的所有者。
硬件组成平台:传感器,微处理器,通信芯片,供能装置
6.目前世界上有哪些卫星定位系统?并简述定位原理。
1.GPS卫星定位系统: 测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离,然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置
2. GLONASS:
3.伽利略 :
4.北斗 : “北斗”的指挥机和终端之间可以双向交流
7.简述常用无线低速网络的分类和特点。
1. 红外线通信技术: 通信距离一般为1米,设备体积小,成本低,功耗低,不需要频率申请
2.蓝牙: 全球范围适用,同时可传输语音和数据,可以建立临时性的对等连接,具有很好的抗干扰能力,模块体积很小、便于集成,低功耗,成本低,时延短
3.ZigBee: 低功耗,成本低,时延短,网络容量大,可靠,安全
4.体域网:规模小,可扩展,近距离,以人为中心的网络;动态,混合型的网络;数据业务多样性,以数据为中心的网络
8.简述智能手机中的常用传感器。
距离传感器,光线传感器,重力感应器,加速度感应器,气压传感器9.3G通信技术和标准有哪些?
标准: TD-SCDMA, W-CDMA和CDMA 2000。