吴功宜_物联网工程导论_第10章：物联网应用
物联网技术及应用吴功宜
第一章1.以下关于EPC研究与物联网关系的描述中错误的是（）A．EPC研究是由Auto-ID实验室完成的B．EPC研究描述了物-物互联的物联网的概念。
C．EPC研究的内容是编码体系、EPC射频识别系统与EPC信息网络系统。
D．基于EPC的物联网需要增加的基础设施是DNS与EPCIS信息网络系统。
2.以下关于ITU与《物联网》研究报告的描述中错误的是（）A．从1997-2005年，ITU共发布了5份“ITU Internet Reports”研究报告。
B．1997年9月ITU发布的研究报告是《挑战网络：电信和互联网》C．2001年9月发布的研究报告是《移动互联网时代》D．2005年11月发布的研究报告是《物联网》3.以下关于ITU发布的《物联网》研究报告的描述中错误的是（）A.研究报告中物联网的英文描述是“Internet of Things”B.世界上小到钥匙、手机，大到汽车、楼房都可以嵌入RFID芯片或者传感器芯片C.通过局域网能够实现物与物之间的信息交互，形成无所不在的“物联网”D.RFID、传感器、智能嵌入式技术以及纳米技术将会在物联网中广泛应用4.以下关于智慧地球的描述中错误的是（）A.IT产业下一阶段的任务是将传感器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁等各种物体中B.智慧地球特别强调物体之间的实时感知能力C.将物联网与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合D.智慧地球=互联网+物联网5.以下哪个不属于IBM提出的六大智慧行动领域（）A．智慧军事B．智慧银行C．智慧电力D．智慧城市6.以下关于欧洲物联网发展的阶段任务的描述中错误的是（）A．第一阶段主要任务：基于RFID技术，实现局部的应用B．第二阶段主要任务：完成传感网与RFID全部产业标准制定，实行部分网络的融合C．第三阶段主要任务：具有可执行指令的RFID标签广泛应用，物体进入半智能化D．第四阶段主要任务：实现人、物、服务与网络的深度融合7.EPoSSL预测物联网发展的第四个阶段的开始时间是（）A. 2010年B．2015年C. 2020年之后D．2050年8.以下关于韩国政府物联网重点发展的四大领域与计划的描述中错误的是（）A.u-City计划，韩国政府与产业龙头携手推动智能城市建设B.UN计划，通过IPv6协议将个人计算机、智能手机、RFID标签、传感器互联起来C.u-IT产业集群计划，通过各地的产业分工，带动地方经济发展D.u-Home计划，推动智能家庭应用的发展9.以下关于我国政府高度重视物联网产业发展的主要原因的描述中错误的是（）A.各国政府都已经制定了物联网各项标准B.希望在新一代信息技术革命中，通过物联网的发展，跻身世界信息技术强国之列C.物联网应用涉及经济与社会的各个方面，关系国家经济命脉与公共安全D.物联网产业会带动规模达到万亿量级相关产业的发展10.以下关于我国发展物联网的有利条件的描述错误的是（）A.发展物联网产业符合我国产业结构调整和转型的需要B.国际上物联网技术与产业的发展尚未起步C.物联网企业在资本市场上收到广泛欢迎，可以得到充足的资金支持D.国内企业的积极参与，各级政府的大力扶植11.以下关于智能物体特征的描述中错误的是（）A.“智能物体”也叫“智能对象”B.“智能物体”是对连接到物联网中的物体的一种抽象C.“智能物体”具有感知、通信和计算能力D.“智能物体”是无生命的，不可以是人12.以下关于智能物体与嵌入式技术关系的描述中错误的是（）A.智能物体的感知、通信与计算能力的大小应该根据物联网应用系统的需求来确定B.智能物体都应该是一种嵌入式电子装备C.嵌入式电子设备可能是功能很复杂的无线传感器节点D.嵌入式系统都要求采用功能很强的微处理器芯片和大容量存储器13.以下关于物联网与互联网的区别的描述中错误的是（）A.物联网是虚拟的B.物联网是将计算机“装到”一切事物中C.物联网实现信息世界与物理世界的融合D.物联网是可反馈、可控制的“闭环”系统14.以下关于物联网关键技术的描述中错误的是（）A.自动感知技术与嵌入式技术B.网络路由与分组技术C.智能数据处理技术与控制技术D.定位技术与信息安全技术15.以下关于智能数据处理技术的描述中错误的是（）A.数据融合B.数据库C.编码体系D.大数据处理16.以下关于物联网产业特点的描述中错误的是（）A.关联性B.带动性C.渗透性D.智能性17.预测到2020年，物联网上物与物互联的通信量和人与人的通信量相比将达到（）A.10:1B.20:1C.30:1D.50:118.以下关于CPS研究的基本特点的描述中错误的是（）A.CPS是云技术的核心技术B.CPS是“人、机、物”深度融合的系统C.CPS是“3C”与物理设备深度融合的系统D.CPS是环境感知、嵌入式计算、网络通信深度融合的系统19.以下关于CPS系统功能的描述中错误的是（）A.“感”是指多感知器协同感知物理世界的状态B.“联”是指连接物理世界与信息世界的各种对象，实现信息交互C.“知”是指通过对感知信息的只能处理，正确、全面地认知物理世界D.“控”是指根据正确的认知，确定控制策略，发出指令控制人的大脑20.以下关于普适计算特点的描述中错误的是（）A.普适计算的重要特征是“无处不在”与“不可见”B.普适计算体现出信息空间与物理空间的融合C.普适计算的核心是“以数据为中心”D.普适计算的重点在于提供面向用户的、统一的、自适应的网络服务第二章1. 以下关于智能物体感知能力与控制能力的描述中错误的是（）A．智能物体在是否需要同时具备感知、控制、执行能力上是有区分的B．应用于桥梁监测的无线传感器网络节点同时具备感知与执行能力C．ETC系统感知节点与执行节点是分开的D．汽车装配线上的智能机器人与机械手感知节点与执行节点是一体的2. 以下关于条码特点的描述中错误的是（）A. 条码用按一定规则排列的、宽度不等的多个黑条和空白来表示一组数据B. 条码分为一维条码与二维条码C. 一维条码一般是垂直方向表达信息D. 一维条码的优点是编码规则简单，条码识读器造价较低3. 以下关于二维条码特点的描述中错误的是（）A．二维条码是在X、Y两个方向存储信息的条形码B．二维条码信息容量大C．二维条码保密与防伪性能好D．二维条码制作成本高4. 以下不属于RFID标签内部结构组成单元的是（）A．RFID芯片B．磁条C．天线D．电路5. 以下关于RFID基本工作原理的描述中错误的是（）A．当导体与电磁场辐射源的距离在1/2波长之内时，导体会受到近场电磁感应的作用B．在近场范围内，电磁场辐射源的近场能量被转移到导体C．导体与辐射源的距离大于1/2波长时，进场效应就消失了D．在自由空间中无线电波向外传播能量的衰减与距离无关6. 以下关于被动式RFID标签工作原理的描述中错误的是（）A．无源RFID标签叫做被动式RFID标签B．无源标签处于标签天线辐射形成的进场范围内，感应电流驱动RFID芯片电路C．芯片电路通过RFID标签天线将存储在标签中的标识信息发送给读写器D．读写器将接收到的标签识别信息传送给主机7. 以下关于有源RFID标签的描述中错误的是（）A．有源RFID标签由内部电池提供能量B．有源RFID标签的优点是作用距离远C．有源RFID标签与RFID读写器之间的距离可以达到上百米D．有源RFID标签的使用时间受到读写器电池寿命的限制8. 以下关于只读式RFID标签特点的描述中错误的是（）A．只读标签内容在标签出厂时已经被写入，在读写器识别过程中智能读出不能写入B．一次性编程只读标签的内容在读写器识别过程中写入C．可重复编程只读标签的内容进过擦除后，可以重新编程写入D．可重复编程只读标签在读写器识别过程中智能读出不能写入9. 以下关于微波标签特点的描述中错误的是（）A．中高频RFID标签通常简称为微波标签B．微波标签分为无源标签和有源标签C．有源标签最大工作距离可以超过百米D．高速公路ETC系统使用的是微波标签10. 以下关于EPC-96I型编码标准的描述中错误的是（）A．用来标识编码标准版本的版本号字段长度为6位B．用来标识产品是由哪个厂家生产的域名管理字段长度是28位C．用来标识是哪一类产品的对象分类字段长度是24位D．用来标识每一件产品的序列号字段长度是36位11. 以下关于传感器的描述中错误的是（）A．由敏感元件和转换元件组成的一种检测装置B．能感受到被测量，并将测量量变换成为电信号（电压、电流等）输出C．传感器可以分为物理传感器、化学传感器两大类D．射线传感器属于化学传感器12. 以下关于智能传感器特点的描述中错误的是（）A．自学习、自诊断能力B．移动能力C．复合感知能力D．自补偿能力13. 以下关于无线自组网Ad hoc 特点的描述错误的是（）A．自组织与独立组网B．有中心控制节点C．多跳路由D．动态拓扑14. 以下关于无线传感器网路特点的描述中错误的是（）A．网络规模B．自组织网络C．拓扑结构的动态变化D．以人为中心15. 以下关于位置信息与位置服务基本概念的描述中错误的是（）A．位置信息涵盖空间、时间与路由三要素B．位置信息是各种物联网应用系统能够实现服务功能的基础C．移动互联网、智能手机与GPS技术的应用带动了基于位置的服务的发展D．位置服务两大功能更=是：确定你的位置，提供适合你的服务16. 以下关于GPS 的基本概念的描述中错误的是（）A．GPS卫星新作是由均匀分布在6个轨道平面上的24颗卫星组成的B．GPS接收机能够稳定的接收到4颗以上卫星的信号时便能够测算出自己的海拔高度C．GPS提供导航、定位、授时和短信服务D．我国在2020年前将建成由覆盖全球30多颗卫星组成的中国北斗卫星导航系统17. 以下关于嵌入式技术的描述中错误的是（）A．嵌入式系统是针对特定的需求开发的专用计算机系统B．嵌入式系统使用Unix操作系统C．无线传感器节点与RFID标签节点都是微小型的嵌入式系统D．目前已经有很多种物联网应用系统用户终端实在现有的智能信息设备上开发的18. 以下关于RFID读写器天线与射频模块功能的描述中错误的是（）A．向近场的无源RFID标签发送电磁波，激活电子标签B．接收无源或者有源标签发送的标识信息C．根据应用系统的指令，向可读写标签发送写信息的指令与数据D．协调多标签读写的操作过程，防止和减少“碰撞”现象的发生19. 以下不属于无线传感器节点组成模块的是（）A．传感器B．处理器C．用户接口D．无线通信20.在以下无线传感器节点无线通信模块的四种状态中，耗电最多的是（）A．发送B．接收C．空闲D．休眠第三章1.以下关于物联网网络层基本概念的描述中错误的是（）A.物联网的“网络层”也称为“网络传输层”B.网络层连接感知层与应用层C.物联网网络层要正确、快速传输感知层的数据与控制指令D.物联网网络层要保证数据传输的安全性2.以下关于物联网网络层特点的描述中错误的是（）A.物联网的网络层一般采用的是异构网络互联的结构B.互联两个异构网络的是一种叫做“路由器”的网络设备C.IP网与非IP网互联需要采用协议变换的方法实现D.物联网网络层涉及的重点要放在如何保证网络通信的安全性上3.以下关于VPN特点的描述中错误的是（）A.VPN是指在按IP协议组建的企业专用传输网络中建立虚拟的数据传输通道B.“虚拟”表示通过“隧道”或“虚电路”的方式建立的一种逻辑网络C.“专用”表示VPN可以接入的网络与主机。
物联网总结吴功宜版
1、物联网的定义、起源、发展及特点；<1>定义：给物联网下准确定义，尚有困难，一是由于物联网理论体系不明晰，二是涉及学科众多。
概括来讲，定义如下：物联网是在互联网、移动通信网基础上，针对不同应用领域需求，利用具有感知、通信与计算能力的智能物体来自动获取相关信息，且能独立寻址，并将其互联起来，实现全面感知，可靠传输，只能处理，构建人与物、物与物互联的智能信息服务系统。
<2>起源，发展：“物联网”概念产生于20世纪90年代，而真正引起各国政府与产业界的重视是在2005年ITU 发布的互联网研究报告《Internet of Things，IOT》之后。
随后，欧盟，日本，韩国及我国都提出了针对本国的物联网发展规划，提出了诸如“智慧地球”“工业4.0”“I-Japan”《物联网“十二五”发展规划》等众多概念与规划。
目前，物联网已经在传统电网，交通，医疗及物流等领域得到了长足发展，但仍存在标准不统一，理论体系不健全，应用范围太窄，成本高及关注度仍待提高等诸多问题。
物联网的前景是美好的，但还有很多路要走。
<3>特点：一是物联网的智能物体具有感知、通信与计算能力；二是可以提供所有对象在任何时间，任何地点的互联；三是目标为实现物理世界与信息世界的融合。
（网络的异构性，规模的差异性，接入的多样性）2、物联网的三层结构模型应用层：①行业应用层：智能电网，交通，环保，医疗，物流，家居；②管理服务层：数据存储/处理，数据挖掘，智能决策，智能控制。
网络层：①核心交换层：专用IP网+VPN+互联网+移动通信网+异构网=>新一代网络；②汇聚层：LAN,WLAN,电话交换网；③接入层：802.15.4标准，蓝牙/zigbee标准，LAN/WLAN移动通信或者M2M接入，光纤/电话线/电力线接入。
感知层：①感知层：各种传感器，RFID 标签与读写设备，PAN，智能手机，GPS，各种专用机器人。
物联网课件 1-物联网工程课程
物联网关键技术
智能数据 处理技术
计算机网络 技术
嵌入式技术
ONS 服务器
互联网
客户
总公司网络
数据中心网络
公司ONS 服务器
分公司、仓库与配送中心网络
总公司 管理网络
Web 服务器 FTP服务器 E-Mail服务器
《物联网工程》课程简介
北京物资学院信息学院 刘军
2015年2月
课程主要内容
★ 物联网产业发展与行业应用 ★ 物联网架构与关键技术 ★ 物联网应用模式与应用解决方案 ★ 物联网与智能物流 ★ 物联网工程应用系统 ★ 物联网工程案例调研与分析
课程特点
多学科知识融合，技术集成的特点 学习思维需要变革：学术，应用 技术研究与工程应用分析相结合 紧密联系物流流程优化 方案、技术、工程与管理相融合 通过案例分析学习工程应用方法
接入路由器1 （8商02店仓.3局/库80域2.网11）
网关
智能收款机 商店安保
嵌入RFID网 摄像探头 上支付手机
商品信息 查询终端
商品信息显示屏
导购机器人
无线局域网 接入点
智能购物车 嵌入RFID的商品
信息安全 技术
位置服务 技术
智能控制 技术
移动通信 技术
感知技术
讨论交流选题
1. 物联网工程应用涉及哪些技术？ 提示：集成了哪些技术
其中哪些技术是物联网核心关键技术 2. 目前我国物联网广泛应用的领域有哪些？ 3. 工业4.0的核心思想与核心技术有哪些？
结束
教学资料
物联网工程导论教学大纲
《物联网工程导论》教学大纲课程编码：课程性质：专业基础课课适用专业：物联网工程专业学分：2学分学时：32学时开设学期：第2学期一、教学目的本课程作为物联网工程专业的基础课，要求学生在了解当今信息化社会的发展的基础上，掌握物联网技术的发展和应用，了解物联网的关键技术，为以后学习物联网关键技术打下基础。
本课程的目的是使学生掌握物联网技术的定义和基本原理及应用，了解物联网技术的发展，了解物联网的关键技术和方法。
本课程的目标：1．了解物联网相关技术基本概念、定义和工程方法；2．掌握感知层、传输层、管理层等应用的典型关键技术；3．熟悉智能交通、智能家居、智能医疗和智能物流等综合应用项目实现方法。
二、重点难点1.重点：本课程的重点是掌握物联网技术的基础理论知识以及在工程应用中采取的典型技术方法。
2.难点：理解物联网时间同步、定位和信号处理的典型算法。
三、教学方法讲授、课堂互动、课堂指导、课后作业和辅导答疑。
四、教学内容第一章物联网概述教学要求：通过本章学习，要求了解物联网的起源和发展，理解物联网的相关概念；掌握物联网的理论基础，掌握物联网的体系结构和主要特点；了解物联网的核心技术和体系标准；了解物联网的应用前景。
教学内容：一、发展的社会背景二、物联网发展的技术背景三、物联网的定义与主要技术特征四、物联网的体系结构五、物联网的关键技术与产业发展第二章RFID与物联网应用教学要求：通过本章学习，掌握目前常用的自动识别技术，了解RFID的历史和现状；掌握RFID的工作原理，RFID系统的构成和工作过程；掌握RFID的技术特点和解决标签冲突的常用方案；理解RFID在物联网中的地位。
教学内容：一、自动识别技术的发展背景二、条形码简介三、磁卡与IC卡应用四、RFID五、RFID应用系统结构与组成六、RFID标签编码标准第三章传感器、智能传感器与无线传感网络技术教学要求：通过本章学习，要求了解传感器发展历史，掌握无线传感器网络的硬件平台，理解无线传感器网络典型操作系统，掌握常用无线组网技术，理解无线传感网的应用。
物联网工程导论教学大纲
物联网工程导论教学大纲第一篇：物联网工程导论教学大纲《物联网工程导论》教学大纲课程编码：1061802 课程性质：专业基础课课适用专业：物联网工程专业学分：2学分学时：32学时开设学期：第2学期一、教学目的本课程作为物联网工程专业的基础课，要求学生在了解当今信息化社会的发展的基础上，掌握物联网技术的发展和应用，了解物联网的关键技术，为以后学习物联网关键技术打下基础。
本课程的目的是使学生掌握物联网技术的定义和基本原理及应用，了解物联网技术的发展，了解物联网的关键技术和方法。
本课程的目标：1．了解物联网相关技术基本概念、定义和工程方法；2．掌握感知层、传输层、管理层等应用的典型关键技术；3．熟悉智能交通、智能家居、智能医疗和智能物流等综合应用项目实现方法。
二、重点难点1.重点：本课程的重点是掌握物联网技术的基础理论知识以及在工程应用中采取的典型技术方法。
2.难点：理解物联网时间同步、定位和信号处理的典型算法。
三、教学方法讲授、课堂互动、课堂指导、课后作业和辅导答疑。
四、教学内容第一章物联网概述教学要求：通过本章学习，要求了解物联网的起源和发展，理解物联网的相关概念；掌握物联网的理论基础，掌握物联网的体系结构和主要特点；了解物联网的核心技术和体系标准；了解物联网的应用前景。
教学内容：一、发展的社会背景二、物联网发展的技术背景三、物联网的定义与主要技术特征四、物联网的体系结构五、物联网的关键技术与产业发展第二章RFID与物联网应用教学要求：通过本章学习，掌握目前常用的自动识别技术，了解RFID的历史和现状；掌握RFID的工作原理，RFID系统的构成和工作过程；掌握RFID的技术特点和解决标签冲突的常用方案；理解RFID 在物联网中的地位。
教学内容：一、自动识别技术的发展背景二、条形码简介三、磁卡与IC卡应用四、RFID五、RFID应用系统结构与组成六、RFID标签编码标准第三章传感器、智能传感器与无线传感网络技术教学要求：通过本章学习，要求了解传感器发展历史，掌握无线传感器网络的硬件平台，理解无线传感器网络典型操作系统，掌握常用无线组网技术，理解无线传感网的应用。
计算机网络-清华大学出版社吴功宜第三版课后习题答案
C,实现流量控制`拥塞控制与网络安全的功能
D.网络层的数据传输单元是分组
9.以下是关于传输层基本概念的描述中错误的是 B
A.相邻的低层是网络层
B.相邻的高层是表示层
C.为分布在不同地理位置计算机进程提供可靠的端端连接与数据传输服务
D.向高层屏蔽低层数据通信的细节
10.以下关于 OSI 环境基本概念的描述中错误的是 B
然后在提示的位置输入 RFC 文档的编号 791 即可,或者可从 RFCEditor 的站点或全球的几个景象
站点得到。
第三章 物理层
一．术语辨析
从给出的 26 个定义中挑出 20 个，并将标识定义的是字母填在对应术语前的空格位置。
1. H 异步传输
2. K 多模光纤
3. O 频带传输
4. X 空中接口
A.第 n+1 层பைடு நூலகம்第 n 层提供服务
B.第 n+1 层为从第 n 层接收的报文添加一个报头
C.n 层报头用以协调相邻节点 n 层之间的协议动作
D.第 n 层与第 n+1 层相互之间没有影响
14.在对 OSI 参考模型中,自下而上第一个提供端-端服务的层次是____D____。
A.物理层 B.数据链路层 C.网络层 D 传输层
15.以下不属于网络体系结构讨论的内容是___C____。
A.网络层次
B.每一层使用的协议
C.协议细节
D.每一层实现的功能
16.TCP/IP 体系中的网络层协议提供的是____A____。
A.无连接不可靠的数据包服务 B 无连接可靠的数据包服务
C.面向连接不可靠的虚电路服务 D.面向连接可靠的虚电路服务 三、问答题 1.请举出生活中的一个例子说明"协议"的基本含义,并说明网络协议三要素"语 法"、"语义"、与"
对物联网工程专业教学体系建设的思考_吴功宜
第21期计算机教育2010年11月10日Computer Education No.21 Nov.10,2010 26文章编号：1672-5913(2010)21-0026-04 中图分类号：G642 文献标识码：A 对物联网工程专业教学体系建设的思考吴功宜(南开大学 信息技术科学学院，天津 300071)摘要：在讨论物联网技术发展的社会背景、技术背景以及物联网技术特征与未来发展趋势的基础上，对物联网工程专业培养目标定位与课程体系建设时需要注意研究的四大关系，即物联网工程专业培养目标、教学体系与社会对专业人才需求的关系，物联网工程专业课程设置与成熟的计算机专业课程体系的关系，基本能力培养与不同学校办学特色的关系，理论教学与能力培养的关系问题进行了系统的讨论。
提出物联网工程专业课程“课程精，实验强”的建设原则，并对物联网工程专业课程体系框架进行了初步的讨论。
关键词：物联网；教学体系；课程建设1 对物联网技术特征的认识任何一项技术的出现都必然有其深厚的技术发展背景与社会发展背景，物联网也绝不会例外。
我们可以从我国社会信息化的发展、信息技术的发展以及互联网技术的发展这三个方面来认识这个问题[1]。
1) 我国经过“九五”、“十五”与“十一五”3个五年计划15年的信息化建设，信息基础设施的建设水平有了很大的提高，信息技术应用水平有了很大的提高，社会对信息化的认知水平也有了很大的提高。
在“十二五”期间，我国将全面推进信息化与工业化的融合。
通过推动物联网的发展来促进社会经济发展模式的转变，充分体现出我国社会信息化深化与发展的趋势。
2) 信息技术为推进物联网研究与产业发展提供了强有力的技术支撑。
计算机技术为物联网提供了计算工具，通信技术为物联网提供了通信手段，微电子技术是物联网发展的基石。
同时，物联网的发展又为信息技术的发展提出了大量研究课题，增添了发展的活力。
3) 2010年7月15日，中国互联网络信息中心(CNNIC)发布的《第26次中国互联网络发展状况统计报告》报告显示，我国网民规模达到4.2亿，居世界第一。
吴功宜 物联网工程导论第 章
《物联网工程导论》
吴功宜 吴英 编著
1
Nankai University
第9章 物联网信息安全技术
2
Nankai University
第
物联网信息安全基本概念9ຫໍສະໝຸດ 物联网信息安全中的四个关系
章
知
物联网信息安全需求
识
物联网信息安全技术研究
点
结
物联网
构
防攻击技术
物联网安全 防护技术
击类攻击 • 信息收集类攻击 • 漏洞类攻击
13
Nankai University
9.2.3 物联网安全防护技术研究
• 防火墙 • 入侵检测与防护 • 安全审计与取证 • 网络防病毒 • 业务持续性规划
14
Nankai University
• 防火墙工作原理示意图
15
Nankai University
25
Nankai University
9.3.2 对RFID系统的攻击方法
• 窃听与跟踪攻击 • 中间人攻击 • 欺骗、重放与克
隆攻击 • 破解与篡改攻击
• 干扰与拒绝服务 攻击
• 灭活标签攻击 • 病毒攻击
26
Nankai University
• 窃听与跟踪攻击
27
Nankai University
密码体系 消息验证与数字签名 公钥基础设施PKI技术
信息隐藏技术 隐私保护技术
网络层:IPSec协议 传输层:SSL协议 应用层:SET协议
Nankai University
9.2.2 物联网中的网络防攻击技术研究 • 物联网中的网络攻击途径示意图
12
物联网1-10吴功宜版
—欧盟的“伽利略（Galileo）”卫星定位系统
—俄罗斯“格洛纳斯（GLONASS）”卫星定位
系统
—中国的“北斗”卫星定位系统
到2020年，由30多颗卫星组成的我国北斗卫星导航定位系统能够提供快速定位、实时导航、短信服务与精密授时等四大功能
组成：空间部分，地面控制部，分用户终端
2）分组交换：在通信过程中，通信双方以分组为单位、使用存储-转发机制实现数据交互的通信方式，被称为分组交换。
分组交换也称为包交换，它将用户通信的数据划分成多个更小的等长数据段，在每个数据段的前面加上必要的控制信息作为数据段的首部，每个带有首部的数据段就构成了一个分组。首部指明了该分组发送的地址，当交换机收到分组之后，将根据首部中的地址信息将分组转发到目的地，这个过程就是分组交换。能够进行分组交换的通信网被称为分组交换网。
4）管理调控智能化
物联网高效可靠组织大规模数据，与此同时，运筹学，机器学习，数据挖掘，专家系统等决策手段将广泛应用于各行各业。
5）应用服务链条化
以工业生产为例，物联网技术覆盖从原材料引进，生产调度，节能减排，仓储物流到产品销售，售后服务等各个环节。
6）经济发展跨越化
物联网技术有望成为从劳动密集型向知识密集型，从资源浪费型向环境友好型国民经济发展过程中的重要动力。
3G支持高速接入业务，室内数据传输速率可以达到2Mbps，在慢步步行时可以达到384kbps，在高速移动环境中可以达到144kbps
3G能够在全球范围内更好地实现无线漫游，提供网页浏览、电话会议、电子商务、音乐、视频等多种信息服务
3G也要考虑与已有2G系统的兼容性
3,4G技术的特点：
4G能够以100Mbps的速度传输高质量的视频图像数据，通话只是4G手机一个基本的功能
物联网工程导论(吴功宜+教授)20140823
26
区别之六：物联网是可反馈、可控制的“闭环”系统
交通路口信息感知
路况信息
交通量数据
交通路口
.
交通信息提示 牌与指示灯 数据挖掘与智能决策
交通状态数据智能处理
交通路口提示牌显示与指示灯控制信息 汽车 汽车路况与交通诱导信息 交通警察
交警指挥信息
反馈控制信息 交通道路通行控制
27
感悟之三：
如果我们对物联网体系结构
物联网工程导论（2012年）
物联网技术与应用（2013年）
解读物联网 （2015年）
7
第二个问题：
导论的定位
8
导论系列丛书写作希望达到的目的：抛砖引玉
初学者— 深入浅出地介绍物联网技术 全貌 低年级学生—了解物联网专业学习的课程 以及相互之间的关系 高年级学生—了解物联网需要进一步研究
的问题 导论教师—深入理解物联网技术内涵与进
2
第一个问题：
导论写作的背景
3
工作基础：
计算机网络教学： 1984年开始讲授本科、硕士与博士课程 网络与信息安全科研： 网络与信息系统、网络与信息安全，P2P、Wi-Fi、WSN、 VANET 学科管理： 计算机、自动化、智能科学、信息安全、微电子、电子科学、 电子信息技术、通信工程、物联网工程、光学工程
核 心 交 换 层 网 络 层 专用IP网络 汇 聚 层 接 入 层
新一代网络
互联网 VPN
互联网
ONS 虚拟专网（VPN） 互联网 无线移动通信网 专用无线通信网 ONS
无线个人区域网 无线局域网 无线城域网 局域网 无线移动通信网 无线通信网 电话交换网
802.15.4标准
6LowPAN 标准
蓝牙标准或 ZigBee标准
物联网工程导论
物联网工程导论一、说明（一）课程性质物联网导论是物联网工程专业的一门重要的专业必修课。
（二）教学目的使学生掌握物联网的基本概念、了解物联网的发展现状、掌握物联网的关键技术，并通过其典型应用领域和案例的学习，使学生对物联网及其应用有一个较清晰的认识，并为学习后续物联网专业课程打下坚实的基础。
并使学生具备较强的运用物联网理论与实践知识分析解决实际问题的能力，为将来从事物联网研究与应用工作打下一定的基础。
（三）教学内容教学主要内容有：物联网关键技术、无线传感器网络、无线通信技术、物联网数据处理技术、物联网中的信息安全与隐私保护、物联网在交通、物流、农业、公共安全、医疗、环保和家居等领域的应用。
（五）教学方式本课程的教学方式主要采用课堂讲授和实验操作，包括：课堂讲授、多媒体演示、实验操作、习题解析、课堂讨论、作业、课外辅导等多种形式相结合，并利用网络教学资源，使学生掌握操作系统的基本知识，理解物联网的关键技术，培养学生运用物联网理论与实践知识分析解决实际问题的能力。
教学方法：采用启发式教学和探究式教学，以学生为主体，鼓励学生自己针对某种操作系统进行分析和研究，以“少而精”为原则，精选教学内容，精讲多练，调动学生学习的主观能动性。
教学手段：充分利用电子教案、CAI课件和网络教学平台等多种教学手段和资源。
考核方式：采用平时考核、作业情况以及期末考试等形式，对学生进行综合评价。
二、本文第1章物联网概述教学要点：了解物联网的起源和发展，澄清物联网的相关概念；掌握物联网的理论基础，掌握物联网的体系结构和主要特点；了解物联网的核心技术和体系标准；了解物联网的发展趋势和应用前景。
重点是物联网的概念、体系结构和核心技术。
难点是物联网的体系结构、核心技术和理论基础。
教学时数：学时：2学时教学内容：第一节物联网的起源和发展第二节核心技术第三节主要特点第四节发展趋势第五节应用前景考核要点：了解物联网的起源和发展、物联网的发展趋势和应用前景，理解物联网的核心技术和体系标准，掌握物联网的理论基础、物联网的体系结构和主要特点。
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我国Internet用户数量增长情况
• 计算机网络与Internet的发展速度非常快 • 2013年1月，CNNIC发布第31次《中国互联网络 发展状况统计报告》 • 截止到2013年12月底，我国网民人数已达到 5.64亿，Internet的普及率为42.1%
计算机网络应用技术教程（第四版）
网络技术在社会发展中的作用
• 21世纪的重要特征：数字化、网络化与信息化 • 基础是支持全社会的、强大的计算机网络 • 计算机网络是计算机学科中发展最迅速的技术 之一，也是计算机应用中最活跃的领域之一 • 计算机网络正改变人们的工作方式、生活方式 与思维方式 • 网络技术发展与应用已成为影响一个国家与地 区政治、经济、军事、科学与文化发展的重要 因素之一
计算机网络应用技术教程（第四版）
前期课程
• 计算机原理 • 计算机体系结构 • 操作系统
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课程学习要求
• 掌握网络与应用的基础知识 • 掌握基本的网络应用技能 • 了解网络技术的发展趋势
计算机网络应用技术教程（nenbaum，Computer Networks (Fifth Edition)，Pearson Education，2011 • Douglas E. Comer，Computer Networks and Internets (Fifth Edition)，Prentice Hall，2009 • James F. Kurose，Keith W. Ross，Computer Networking：A Top-Down Approach (Fourth Edition)，Addison Wesley，2007 • Larry L. Peterson，Bruce S. Davie，Computer Networks：A Systems Approach (Fourth Edition)， Morgan Kaufmann，2007
第10章-物联网中的信息安全技术：物联网安全的保障
智慧的物联网
—感知中国与世界的技术
吴功宜 编著
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Nankai University
第10章
物联网中的信息安全技术 ：物联网安全的保障
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Nankai University
本章的中心思想： • 我们在兴奋地讨论物联网能够给社会发 展带来很多好处的同时,不禁会有些许惆 怅。因为我们知道，物联网是运行在互 联网之上，它是互联网功能的扩展。那 么，我们也就承认了：物联网将面临更 加复杂的信息安全局面。我们必须在研 究物联网应用的同时，从道德教育、技 术保障与法制环境完善的三个角度出发 ，为物联网的健康发展创造一个良好的 环境。
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Nankai University
• 网络犯罪活动的范围将随着互联网 的普及，逐渐从经济发达国家与地 区向一些发展中国家和地区发展。 • 网络攻击开始出现超出传统意义上 的网络犯罪的概念，正在逐渐演变 成某些国家或利益集团的重要的政 治、军事工具，以及恐怖分子活动 工具。
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• 物联网与互联网安全问题之间的关系
物联网安全 互联网安全
信息安全共性技术 物联网信息安全个性技术
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10.2 近年来网络安全形势的演变 10.2.1 互联网安全威胁发展总的趋势
• 受经济利益驱动，网络攻击的动机已 经从初期的恶作剧、显示能力、寻求 刺激，逐步向有组织犯罪方向发展， 甚至是有组织的跨国经济犯罪。 • 网络罪犯正逐步形成了黑色产业链， 网络攻击日趋专业化和商业化。
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Nankai University
10.2.2 近期网络安全威胁的主要特点 • 网络攻击从针对计算机逐步转向终端 用户 • Web应用平台的漏洞是网络攻击主要 的对象与渠道 • 地下交易体系呈现专业化与商业化的 趋势 • 网络病毒、垃圾邮件、网络攻击持续 攀升，智能手机成为新的攻击目标
物联网工程导论课后习题答案
第1章物联网概论1.简述物联网的定义物联网是指通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。
2.简述物联网应具备的三个特征（1）全面感知：利用射频识别、二维码、传感器等感知、捕获、测量技术随时随地对物体进行信息采集和获取；（2）可靠传送：通过将物体接入信息网络，依托各种通信网络，随时随地进行可靠的信息交互和共享；（3）智能处理：利用各种智能计算技术，对海量的感知数据和信息进行分析并处理，实现智能化的决策和控制。
3.简述信息浪潮15年定律的内容“计算模式每隔15年发生一次变革”被称为“15年周期定律”。
4.请解释以下名词：RFID；EPCRFID：Radio Frequency Identification射频识别。
EPC：Electronic Product Code产品电子代码。
5.物联网的三大推动力分别是什么？政府；企业；教育界与科技界。
6.国家提出的战略性新兴产业领域，主要包括哪七个方面？1）、节能环保产业；2）、新一代信息技术产业；3）、生物产业；4）、高端装备制造产业；5）、新能源产业；6）、新材料产业；7）、新能源汽车产业。
第2章物联网应用案例11.请说出数字城市发展的两个阶段数字化是数字城市发展的第一阶段。
在这一阶段，数字城市实现了无纸化、自动化办公，同时网络基础设施建设完成。
信息化是数字城市发展的第二阶段。
政府信息化、产业信息化、领域信息化和社会信息化发展迅速，各个部门内部形成有效的信息系统。
2.什么是智慧城市？智慧城市是充分利用数字化及相关计算机技术和手段，对城市基础设施与生活发展相关的各方面内容进行全方面的信息化处理和利用，具有对城市地理、资源、生态、环境、人口、经济、社会等复杂系统的数字网络化管理、服务与决策功能的信息体系。
3.谈谈数字城市与智慧城市的区别一是关注点不同。
《物联网技术导论与应用》第10章
《物联网技术导论与应用》
10.1.4 密码学基础
3．常见密码算法介绍 DES密码和AES密码都是著名的单钥密码算法。
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《物联网技术导论与应用》
10.1.4 密码学基础
3．常见密码算法介绍 RSA是公钥密码中最著名的一种体系。
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《物联网技术导论与应用》
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《物联网技术导论与应用》
10.3.2 物联网感知层安全
3．RFID的安全问题与技术 采用RFID技术涉及的主要安全问题如下。
目前RFID安全技术主要有物理方法、密码机制以及二者结合的方 法。
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《物联网技术导论与应用》
10.3.3 物联网网络层安全
考虑到物联网本身具有专业性的特征，其基础网络可以是互联网， 也可以是具体的某个行业网络。
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《物联网技术导论与应用》
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《物联网技术导论与应用》
10.1
信息安全基础
10.2
物联网安全概述
10.3
物联网信息安全体系
10.4
物联网信息安全应用举例
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《物联网技术导论与应用》
10.1
信息安全基础
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《物联网技术导论与应用》
信息安全基础
10.1.1 信息安全的概念 10.1.2 信息安全的主要威胁和具体方式 10.1.3 信息安全的解决手段 10.1.4 密码学基础
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《物联网技术导论与应用》
10.3.2 物联网感知层安全
相对于互联网而言，物联网感知层的安全既是新事物，也是物联 网安全的重点。
1．感知层安全机制的建立
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10.2.2 城市智能交通综合管理指挥系统 • 城市智能交通综合管理指挥系统示意图
城市交通状态信息自动采集 城市交通状态数据传输 城市交通状态数据处理
智能交通指挥系统接警大厅
城市交通路口 视频监控探头
公安专网 指挥中心 局域网
通信 服务器
接警座席
接警座席
指挥长 接警座席 数据库 服务器
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10.3.4 无线传感器网络在智能医疗中的应用
• 医疗监控穿戴传感器
• 嵌入无线传感器 结点的救生衬衫
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10.3.5 RFID电子标签在智能医疗中的应用
• RFID在药品与病人治疗过程中的应用
• 智能手术橱柜 与智能纱布
智能手术橱柜
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《物联网工程导论》
吴功宜 吴英 编著
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第10章 物联网应用
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10.1 智能电网 10.1.1 电力与电力系统的基本概念 • 电力系统结构示意图
发电厂 风力发电 太阳能发电
终端用户
输电站
高压线
配电站 电力网络
突发交通 事故
• 视线盲点提醒
（a）十字路口
（b）急拐弯处
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• 辅助车辆驾驶
（a）前方视线有阻挡
（b ）突然出现超车
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• 车载无线自组网（VANET）示意图
车载 无线自组网
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• VANET的组成单元示意图
警用无线集群 通信系统
指挥通信 服务器
交通指示灯与执勤交通警察
城市交通控制与管理
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10.2.3 城市智能交通诱导综合信息服务平台系统
• 城市智能交通诱导综合信息服务平台系统工作原理示意图
交通路口信息感知 感知或计算出通过路 口的车辆数量数据 光学视频监控探头 用模式识别的方法 计算出通过路口的 汽车数量与车速
Web页显示 停车位信息
手机短信通知 和预订停车位
停车位信息发布 公共停车场 信息服务中心 停车位信息采集
停车场 车位诱导 服务
路边停车位 路边 咪表
停车场入口与停车位
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10.2.6 车载网的研究与应用
能够通过车载无线自组网实现车辆主动安全性的应用场景 • 突发交通事故的报警
控制器
传感器
互联网 控制中心
其他车载单元
WiFi
车载网
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• 通过LED显示驾驶员视线盲点区域存在的潜在危险
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10.2.7 物联网技术在民航领域中的应用
• RFID标签在航空行李托运中的应用
• 机场自动导航服务与带导航针的登机导航服务牌
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10.2 智能交通 10.2.1 智能交通的基本概念
• 四通八达的公路网与交通拥堵
(a)四通八达的公路交通网
(b)交通拥堵
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智能交通的特点
• 环保的交通 • 便捷的交通 • 安全的交通 • 高效的交通 • 可视的交通 • 可预测的交通
传输路口车 辆数量数据
交通路口 路口地埋感应线圈
.
识别出通过路口 的车辆数与车速
感知通过路 口的车辆数 车载网系统 交通信息提示 牌与指示灯
计算出 通过路 口的车 辆数、 延时与 通行队 列长度
交通状态数据智能处理 数据挖掘与智能决策
车载 网的 路旁 单元
汽车
交通路口提示牌显示与指示灯控制信息
公安专网
• 2001年美国电力科学研究院提出了“智 能电网（IntelliGrid）”的观念；2003年 提出了《智能电网研究框架》 • 2005年欧洲推出了《欧洲智能电网技术 框架》，提出了超级智能电网（Super Smart Grit）的概念 • 2009年我国国家电网公司提出了“坚强 智能电网”的概念，并计划在2020年基 本建成坚强智能电网
高压线巡检机器人 工程维修车
高压输电线路
电网运行状态自动感知 高压线路 状态信息 GPS定位信息
电网运行状态控制
移动通信网 地面手持接收装置 电网运行状态参数自动采集 移动通信基站 电网运行状态数据传输 网关
测控中心网络
电网运行状态数据处理
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• 变电站状态监控
移动通信网 网关
路况与交通诱导信息 交通警察
移动互联网或移动通信网或广播电台
交警指挥信息
警用无线通信系统
反馈路口显示与 指示灯控制信息
交通道路通行控制
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• 交通诱导信息系统工作原理
信息采集
信息处理
交通控制系统
GIS数据库
诱导信息生成
交通数据处理
调整行车路线
诱导信息发布
公安专网
电视、广播
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智能电网的特点 • 自愈能力 • 安全运行能力 • 兼容能力 • 互动能力 • 优化管理能力
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智能电网建设的基本内容 • 智能电网将能源资源开发、转换、蓄能、输电、配电、 供电、售电、服务 ，以及与能源终端用户的各种电气 设备、用能设施，通过数字化和网络通信系统互联起 来，使用智能控制技术使得整个系统得到优化 • 智能电网能够充分利用各种能源资源，特别是天然气、 风力、太阳能、水力等可再生能源、核能，以及其他 各种能源资源，依靠分布式能源系统、蓄能系统的优 化组合，实现精确供能，将能源利用率与能源供应安 全提高到一个新的水平，使得环境污染与温室气体排 放减低到一个可接受的程度，使得用户成本和效益达 到一种合理的状态
测控中心网络
智能变电站
移动通信基站
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• 配用电管理
供电 电网 变压器 有线电视网 智能电表 互联网 电话交换网 家庭用户 数据传输 移动通信网 电力公司网络 银行网络
收费
220V交流电 用电 计量
家用电器 计费
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• 智能电网的建设涉及到实现电力传输的电网与信息传 输的通信网络的基础设施建设，同时要使用数以亿计 的各种类型的传感器，实时感知、采集、传输、存储、 处理与控制，从电能生产到最终用户用电设备的环境、 设备运行状态、与安全的海量数据 • 物联网与云计算技术能够为智能电网的建设、运行与 管理提供重要的技术支持 • 智能电网也必将成为物联网最有基础、要求最明确、 需求最迫切的一类应用 • 智能电网对社会发展的作用越大，重要性越高，受关 注的程度也就越高，智能电网面临的信息安全形势越 严峻
多品种货物一体化管理 自动分拣系统
自动补货系统
自动配送系统
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• RFID技术在汽车制造中的应用
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• RFID在汽车变速箱生产中的应用
封装 在塑 料外 壳之 中的 RFID 标签
RFID 标签 安装 在变 速箱 外壳 之上
安装在生产线上的读写器读出RFID标签数据
零件装配 材料 与半 成品 库存
合 作 生产商
部件组装
产 品 库 存
产 品 出 货
运 输
经 销 商 / 批 发 商
商 品 库 存
运 输
零 售 商
客 户
其 他 生产商
产品组装
供应商
生产商
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销售商
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10.4.2 智能物流与物联网
• 物联网技术覆盖智能物流运行的全过程 • 智能物流中“虚拟仓库”的概念需要由物联网技术来支持 • 智能物流运行过程的实时监控和实时决策必须由物联网来 支持 智能物流中物流与信息流的关系
UNIVERSITY
挂号处
医院计算机网络（HIS）
网关
老年人与慢性病 患者健康监控 移动医生与护士工作站 远程诊断中心 门诊科室 检验科室 药房 手术室 住院部
医生工作站
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10.3.3 远程医疗技术的研究与发展
• 第一代远程医疗技术：基于电视双向传输的远程医疗技术 • 第二代远程医疗技术：基于卫星通信网与和综合业务数字 网的远程医疗技术 • 第三代远程医疗技术：基于互联网的远程医疗技术 远程医疗的工作场景照片
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• RFID标签在商场与超市中的应用
• 未来商店—real
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• 手机与个人购物助理（PSA）
• 查询商品信息
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• 试听音乐
• 新颖的购物环境
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• 导购机器人
信息流 计划 计划
采购
分析 智能处理
仓储
物流
采集
配送
销售
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• 物流、信息流与资金流的关系
信息流 从资金快速地周转中 获得更大的经济效益 通过信息流促进 物流的快速流动