《物联网技术》复习提纲考试时间、地点：2019年1月10日晚7:00-9:00；教3楼132、130教室。

考场安排：（考场：学号范围）3-132：2015******，2017******，2018010131–2018111011；3-130：2018111168-2018111753，201814****，201818****，201855****。

要求：开卷考试，请带好研究生证或学生证等相关证件，独立答题。

注意：可以带纸质资料，不允许携带任何通讯工具、具有上网功能的电子工具（电脑、pad、手机、电子书等），不可共用资料。

物联网概述1.物联网的四层体系架构，各层的主要功能、主要技术、典型设备。

从下到上依次是：①对象感控层：主要功能是感知，通过构建泛在感知环境来获取物理对象的各种行为和状态数据，实现对物理对象的操控。

主要技术包括二维码、RFID/NFC、传感器及其网络、图像/视频和定位等。

典型设备有各类传感器、摄像头和射频识别器等。

②数据传输层：主要功能是交换，通过搭建高效交换传输网络来构建一个多种接入网络、多种技术共存的系统，实现从有线到无线、从网络到终端在内的无缝链接的信息传输能力。

主要技术包括短距离无线通信（NFC、RFID、ZigBee、Bluetooth、Wi-Fi、UWB）、广域网通信（NB-IoT、LORA、5G）等。

典型设备有交换机和路由器等。

③信息整合层：主要功能是理解，通过搭建智能信息处理系统来对网络获取的不确定信息完成重组、清洗、融合等处理，整合为相对准确的结论。

主要技术包括云计算、数据挖掘与深度学习等。

典型设备有数据库等。

④应用服务层：主要功能是服务，通过智能终端享受内容与服务，利用下层提供的基本信息服务能力和丰富精准的信息内容，通过服务组合、适配、协同等完成物联网联动、泛在、无形的服务目标。

主要技术包括智慧物流、智慧城市、车联网、智能安防、智能电网、碳平衡检测、M2M业务、智慧农业等。

典型设备有各种终端设备等。

2.物联网中典型的感知技术及其对应的典型应用系统。

①二维码：是用某种特定的几何图形按一定规律在平面分布的黑白相间的图形记录数据符号信息，通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。

典型应用系统为二维码身份识别、手机二维码支付等。

②RFID：射频识别，俗称电子标签（射频+标签），是一种非接触式的自动识别技术，能够存储信息，能够被附着在物体或包含在物体中，可实现全球范围内的物资跟踪与信息共享。

典型应用系统为居民二代身份证系统和高速公路ETC收费系统等。

③传感器及其网络：传感器能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成；传感器网络是实现大范围感知的有效手段，是感知物理世界的末梢神经网络。

典型应用系统为地磁探测、地震监测、动物生活习性监测、战场评估、医疗状况监控、无人机节点布撒和区域监控、精细农业、深海监控、目标跟踪和检测、森林火灾监控、小区安全监控和交通监控等。

④图像/视频：典型应用系统为校园视频监控系统和中国电信全球眼系统等。

⑤定位：典型应用系统为GPS、Wi-Fi和Beacon等。

3.物联网中典型的无线传输技术，包括短距离传输技术和长距离传输技术。

①短距离传输技术，包括NFC（近场通信）、RFID（射频识别）、ZigBee、Bluetooth （蓝牙）、Wi-Fi、UWB（Ultra Wide Band）等。

②长距离传输技术，包括NB-IoT（窄带物联网）、LoRaWAN（广域无线物联网）、5G。

4.边缘计算和雾计算的概念，对物联网系统的影响。

⑴边缘计算：是一个在靠近物或数据源头的网络边缘侧，融合网络、计算、存储、应用核心能力的开放平台，更适合物联网应用；就近提供边缘智能服务，数据不用再传到遥远的云端，在边缘侧就能解决，更适合实时的数据分析和智能化处理，也更加高效而且安全。

移动边缘计算（Mobile Edge Computing，MEC）是基于5G演进的架构，将移动接入网与互联网业务进行了深度融合。

⑵雾计算：通过把数据采集、分析、处理集中在网络边缘设备，使云端计算、网络、存储能力向网络边缘“下沉”部署，以提供“就近服务”，从而提高IoT尤其是工业互联网的处理效率，并具备支持5G超低延时业务的潜在能力；基于雾计算的IoT架构是将IoT网关处引入具备存储、计算、路由能力的雾计算平台，实现“分布式智能”；雾计算具有灵活的分级处理模式，边缘网络与核心网络的组件都可以作为雾计算基础设施，“边缘提速，核心附能”。

RFID技术1.电感耦合和反射散射RFID系统的工作原理，无源标签如何获得能量和通信。

⑴①电感耦合适用于近距离RFID系统，利用电感（磁）耦合构成射频通道，典型作用距离为10cm左右，工作频率（LF，HF）为125K，6.75M，13.56MHz，利用负载调制方式传输数据。

电感耦合效率较低，适于小电流电路，是低成本RFID系统的主流技术。

②无源标签获得能量的方式：电感耦合中的两个电感线圈L1和L2可以看作变压器的初次级线圈，通过交变磁场H的感应，在L2上产生电压，供tag使用。

③无源标签通信的方式：Tag→Reader利用负载调制，Tag上二进制编码值控制电感线圈上电流的变化，进而引起Reader上电感线圈电压的变化，Reader识别该电压变化，产生信息（属于振幅调制）；Reader→Tag通过ASK数字调制方式进行通信。

⑵①反射散射适用于远距离RFID系统，利用辐射远场区的电磁耦合（电磁波的发射与反射）构成射频通道，典型作用距离为1-10m，工作频率（UHF，MW）为433M，915M，2.4G，5.8GHz，利用反射调制方式传输数据，是目前发展最快的RFID系统，能用于高速移动物体的远距离识别。

反向散射源于雷达技术，电磁波遇到空间目标时，能量的一部分被物体吸收，另一部分以不同强度被散射到各个方向，散射的能量中，一部分反射到发射天线，并被接收和识别，即可获得目标的有关信息。

②无源标签获得能量的方式：Reader发射的功率衰减后到达tag，tag吸收该功率，整流后供电。

③无源标签通信的方式：利用反光镜原理，tag通过“天线开关”控制天线的阻抗，改变天线的反射系数，实现类似ASK的数字调制。

2.LF、HF、UHF系统的工作频率、工作方式、工作距离、适用场景、协议标准。

862（902）-960MHz2.45GHz5.8GHz 合，标签位于阅读器天线辐射的远场区内下大于1米典型情况：4-6米最大：10米以上识别、仓储物流应用、海量物品快速识别、无人超市ISO/IEC18000-5ISO/IEC18000-6ISO/IEC18000-73.EPC编码标准中的字段，各字段描述的信息，可以编码多少物品。

①版本号：标识EPC的版本号，指定EPC编码的长度；EPC96中共8位，可编码256个版本的EPC；②域名管理：标识相关的生产厂商信息；EPC96中共28位，可编码268,435,456个生产厂商；③对象分类：编码物品精确类型；EPC96中共24位，可编码16,777,216类产品；④序列号：用于编码出唯一物品；EPC96中共36位，可编码687,194,767,361个物品单元。

使用96位编码，2.68亿公司可以将1600万种不同的产品分类，其中每个产品类别包含多达6870亿个独立单元。

4.UHFGen2标准中的命令集主要分哪几类，分别完成什么操作？①Select：用于决定哪些标签组将会响应，允许Reader选择将参与下一轮Inventory 的那些标签；②Inventory：用于识别一组中的单个标签，使用时隙随机防碰撞算法来确定存在哪些标签；③Access：用于标签被单个化时，向它们发出单独的命令。

5.EPCGlobal系统的组成和各个功能部件的功能。

如果用户通过扫码得到一个物品的EPC标签，将如何得到该物品的详细信息数据。

⑴①RFID：阅读器和应答器，阅读器具有空中接口、阅读器防碰撞、与计算机网络连接等功能；②本地网络：本地服务器（中间件Savant/ALE），是连接阅读器和应用程序的软件，用来屏蔽不同厂家的RFID阅读器等硬件设备、应用软件系统以及数据传输格式之间的异构性，实现不同的硬件（阅读器等）与不同应用软件系统间的无缝连接与实时动态集成；③Internet网络：ONS服务器和EPCIS服务，ONS提供对象名称解析服务，给Savant指明存储产品信息的服务器（EPCIS），ONS将一个EPC映射到一个或多个URI，通过这些URI可以查找到EPCIS服务器上关于此产品的其它详细信息；EPCIS是作为网络数据库来实现的，EPC被用作数据库的查询指针，EPCIS 提供信息查询的接口，可与已有的数据库、应用程序及信息系统相连接。

⑵阅读器将读到的EPC编码通过本地局域网上传至本地服务器，本地服务器ALE对这些信息进行集中处理，通过查找本地ONS服务或通过路由器到达远程ONS服务器，ONS将一个EPC映射到一个或多个URI，通过这些URI可以查找到EPCIS服务器上关于此产品的其它详细信息，这样本地服务器就可以和找到的EPCIS服务器进行通信了。

6.NFC技术特点，与RFID的异同。

⑴①是一种近距离无线通信技术，工作频率为13.56MHz；②适用于短距离无线通信，使用范围一般为1-4cm，理论上最大为10cm；③具有较低的传输速率，一般为106-424kbps；④使用非接触式点对点连接，无需发现，无需配对；⑤快速省电，以被动方式连接，反应时间只需0.1s，几乎不消耗电量。

⑵无线传感器网络1.无线传感器网络的特点及它与传统网络的区别。

⑴①大规模网络②自组织网络③动态性网络④能量极其有限的网络⑤与应用相关的网络⑥以数据为中心的网络⑵无线传感器网络与传统数据网络（Internet，WLAN）有着不同的技术要求，前者以数据处理为中心，而后者以传输数据为目的。

传统网络把所有和功能相关的处理都放在网络的终端系统上，中间节点仅仅负责数据分组的转发；对于WSNs的每个SensorNode，既要感知事件、收发和转发信息，还要能够处理信息。

2.无线传感器网络MAC层协议分类，竞争型MAC层协议的基本思想。

⑴按分配信道的方式：①竞争型②分配型③混合型按使用的信道数目：①单信道②双信道③多信道按网络类型：①同步网络②异步网络⑵①发送时主动抢占，CSMA方式；②按需分配。

3.WSN中路由模式，信息报告模式，不同的信息报告模式如何影响路由的触发机制？⑴与有线网络和蜂窝式无线网络不同，WSN中没有基础设施和全网统一的控制中心，在这种无中心的环境下，路由可以看成分布式获取网络拓扑信息，以一定准则计算路径并对路径进行维护的过程。