物联网导论--第1章31
物联网技术导论与实践习题与参考答案
物联网技术导论与实践习题与参考答案第一章习题与答案一．名词解释1．物联网简言之，物联网就是利用条码、射频识别、传感器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，实现人与人、人与物、物与物在任何时间、任何地点的连接，从而进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的庞大网络系统。
2．泛在网泛在网是一种无所不在的网络，它可以使任何人在任何时间、任何地点通过网络获得任何信息，它是一个大通信的概念，是面向经济、社会、企业和家庭全面信息化的概括。
泛在网不是一个全新的网络，它是充分挖掘已有网络的潜能，结合不断出现的新技术，将网络触角不断延伸，实现人与人、人与物、物与物之间按需进行的信息获取、传递、存储、认知、决策等服务的一个庞大网络。
二．单项选择题(在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内)。
1、通过无线网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递给用户，指的是（）。
CA、可靠传递B、全面感知C、智能处理D、互联网2、利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息，指的是（）。
BA、可靠传递B、全面感知C、智能处理D、互联网3、欧盟在（）年制订了物联网欧洲行动计划，被视为“重振欧洲的重要组成部分”。
BA、2008B、2009C、2010D、20044、物联网的概念，最早是由美国的麻省理工学院在（）年提出来的。
AA、1991B、1999C、2000D、20025、三层结构类型的物联网不包括（）。
DA、感知层B、网络层C、应用层D、会话层6、（）年中国把物联网发展写入了政府工作报告。
DA、2000B、2008C、2009D、20107、智慧地球是()提出来的。
DA、德国B、日本C、法国D、美国8、感知中国中心设在（）。
DA、北京B、上海C、九泉D、无锡9、物联网的核心是（）。
AA、应用B、产业C、技术D、标准三、多项选择题(在每小题列出的五个备选项中至少有两个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内)。
《物联网导论》第1章 物联网概述
乐道的是贫困的大妈因为住在网络中心楼上就发财3千 万的故事，还有王菲的相约九八。 1999年我参加原信息产业部一个代表团到日内瓦参观电 信展，正值邮政综合计算机网规划建设期间，因为其 中有邮政指挥这一部分，大家都很关注相关的内容。 展览会上有人极力宣传IoT/IoM等一系列概念，有点闹 笑话的是，那时候我还以为IoM就是Internet of Money， 这么想也有一定的合理性，因为那时候都把金融流和 物流挂在嘴边，几年之后看一篇文章才意识到IoM是 Internet of Media的简写。 2001~2004年跟随倪明选老师做科研，第一个题目就是 利用RFID做位置的感知，基于系统实验发表了 “LANDMARC:Indoor Location Sensing Using Active RFID”
立车辆间网络辅助安全与自动化驾驶。CPS企图超越已 有传感网系统自成一体、计算设备单一、缺乏开放性 等缺点，更注重多个系统间的互联互通，并开发标准 的互联协议和解决方案，同时强调与互联网进行联通， 真正实现开放的、动态的、可控的、闭环的计算和服 务支持。 2009年1月28日，美国总统奥巴马在与美国工商业领袖 举行的“圆桌会议”上，打破这个僵局，他对IBM提 出的“智慧地球”概念给予了非常积极的回应：“经 济刺激资金将会投入到宽带网络等新兴技术中去，毫 无疑问，这就是美国在21世纪保持和夺回竞争优势的 方式。”“智慧地球”主张更透彻的感知，更全面的 互联互通和更深入的智能化。奥巴马的经济振兴计划 的核心就包括兴建高速公路等基础设施，对互联网宽
场、公路、建筑物、交通工具等；另一方面，人们也在 不遗余力地发展包含数据中心、个人计算机、宽带网 络等的信息世界。两者是如此地割裂为两个次元。但 现代经济的发展显然开始要求将计算技术拓展到整个 人类生存和活动的空间，将人类的物理世界网络化、 信息化，实现物理世界与信息系统整合统一。 最先意识到这一点的还是要算美国国家科学基金会 （National Science Foundation），在近几年推出了 Cyber-Physical Systems(CPS)研究计划。CPS追求有效地 连接诸如自动驾驶汽车、机器人、嵌入式医疗器械等 物理设备，在物理设备和网络基础上，通过开发智能 计算、通信，控制及新型传感技术，提供智能化的、 快速响应的、因应用户需求的高质量服务，如结合传 感器网络与移动通信技术的紧急救险与自动导航、建
《物联网导论》习题解答
《物联网导论》习题解答2021年4月第1章概述一、本章学习目标本章主要了解物联网的起源、物联网关键技术及其应用进展；掌握物联网的概念与定义、物联网的特征、信息处理流程与物联网框架结构、物联网的基本结构、物联网的层次框架。
二、本章知识点? 物联网的概念与定义 ? 物联网的特征? 信息处理流程与物联网框架结构? 物联网的基本结构、物联网的层次框架三、习题及解答1. 物联网的含义包含哪些方面？答：“物联网”或“The Internet of Things”具有以下含义：（1）“物联网”依然是一个网，是一个在现有互联网基础上的网，应具有互联网的共性，这些共性应包括信息传输、信息交换、信息存储与信息的应用。
（2）物联网中的“物”应具有英特网中的终端或端点的特性，即“物”可以被寻址，“物”可以“产生”信息、交换信息。
（3）物联网中的“物”“所产生”的信息可以加以应用，或者说，人们可以应用“物”的信息。
（4）物联网应为人服务，能满足人的某些方面的需求，如果不能为人服务，它是没有意义的。
2. 学术界、我国及国际组织对物联网是如何定义的？答：学术界对物联网的定义有以下几个：（1）面向互联网的定义：“全球化的基础设施，连接物理与虚拟的对象，以应用其捕获的数据和通信功能。
这个基础设施包括了现存的和演进的英特网和网络，它将提供特殊的对象识别、感知和连接能力，以作为开发独立的、协作的、服务和应用基础。
这些将是由高度自治的数据捕获、事件传输、网络互联和交互为特征的”。
该定义是由CASAGRAS(Coordination and Support Action for Global RFID-related Activitiesand Standardisation，全球RFID运作及标准化协调支持行动)提出的。
（2）面向物的定义：在智能空间，被辨识的、拟人化操作的物，通过界面连接，与社区、环境和用户进行交互。
（3）面向语义的定义：“利用适当的建模解决方案，对物体进行描述、对物联网产生的数据进行推理、适应物联网需求的语义执行环境和架构、可扩展性存储和通信基础设施。
物联网导论1
计算机技术将和谐的融入生活中。 为人所用，不为人知！
物联网概念的核心内 容
1.2 物联网的定义
物联网概念的提出 物联网的定义
2010 年温总理在十一届人大三次会议上所作政 府工作报告中对物联网做了这样的定义：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。 欧盟定义：将现有的互联的计算机网络扩展到 互联的物品网络。 国际电信联盟(ITU)的定义：物联网主要解决物 品到物品( Thing to Thing, T2T) ,人到物品 (Human to Thing, H2T) ,人到人(Human to Human,H2H)之间的互连。
主要特征
全面感知 可靠传送 智能处理
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
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
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
物联网的两层含义：
无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界 上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到公路设施 等都可以通过互联网进行数据交换。无线射频识 别技术（RFID）、传感器技术、纳米技术、智能 嵌入技术等将得到更加广泛的应用。
物联网概念比较正式 的提出
目前物联网还没有一个精确且公认的定义， 这是因为：
1、理论体系没完全建立，认识不深入
1.2.1 物联网概念的提出
物联网导论
物联网导论物联网导论
第一章：物联网概述
1.1 物联网的定义
1.2 物联网的发展历程
1.3 物联网的应用领域
1.4 物联网的技术特点
第二章：物联网架构与体系结构2.1 物联网架构的基本模型
2.2 传感器层
2.3 网络层
2.4 应用层
2.5 物联网平台
第三章：物联网通信技术
3.1 无线通信技术
3.2 嵌入式系统与物联网通信
3.3 云计算与物联网通信
第四章：物联网安全与隐私保护4.1 物联网安全威胁
4.2 物联网隐私保护技术
4.3 物联网安全标准与规范
第五章：物联网数据分析与应用5.1 物联网数据收集与处理
5.2 物联网数据分析技术
5.3 物联网应用案例
第六章：物联网标准与法律法规6.1 物联网标准化组织
6.2 物联网相关法律法规
6.3 物联网隐私保护法律法规第七章：物联网发展趋势与挑战
7.1 物联网发展趋势
7.2 物联网面临的挑战
7.3 物联网发展前景展望
附件：
附件一、物联网相关术语解释
附件二、物联网相关图表
法律名词及注释：
1：《信息安全技术个人信息安全规范》：指针对个人信息安全管理的规范性文件，以确保个人信息的合法、正当、安全的处理和使用。
2：《网络安全法》：指国家颁布的法律文件，旨在加强我国网络空间安全，保护网络安全和个人信息安全。
3：《数据隐私保护法》：指保护个人信息和数据隐私的相关法律法规，以确保在信息时代个人信息不被滥用和泄露。
物联网导论习题及答案
物联网导论习题第一章物联网概论一、术语辨析从给出的 26 个定义中挑出 20 个，并将标识定义的字母填在对应术语前的空格位置。
1、 HARPANET 2、J 泛在计算3、BITU4、G 智能家居5、KCPS6、NVPN7、O 网关 8、 E 智能环保9、Q 应用层协议 10、AAuto －ID 实验室11、Y 公共服务平台 12、L 物联网13、INII 14 、T 系统集成与软件开发产业 15、Z 战略性新兴产业 16、W 信息处理技术 17、M 承载网 18、R 物联网网络体系结构20、PTCP/IP 协议 RFID 、, 互联网，构建物联网的概念与解决方案的研究机构。
》年度报告的国际组织。
D 、2009 年提出加强物联网管理，保护隐私等十项建议与十二项行动计划的组织。
E 、包括污染源控制，水质监测，空气监测的一类物联网应用。
F 、提出通过 IPv6 协议将智能手机， RFID 标签，传感器等互联组成泛在网的国家。
G 、包括家庭网络，家庭安防，家电智能控制，能源智能计量的一类物联网应用。
H 、对奠定互联网发展基础起到重大作用的网络。
I 、对推动世界各国信息高速公路建设起到重要作用的建设计划。
J 、“普适计算”或“无处不在的计算”术语的另一种表达。
K 、将计算和通信能力嵌入到物理系统，形成信息物理融合系统的技术 L 、实现人与物，物与物互联的智能信息服务网络系统。
M 、为分布式进程通信提供数据传输服务的传输网的另一种名称。
N 、术语“虚拟专用网络”或“虚拟专网络”的英文缩写。
O 、实现 IP 网与非 IP 网互联的网络设备。
P 、互联网的核心协议。
Q 、规定了物联网应用系统中人与物 ，物与物之间信息交互过程的协议 R 、物联网网络层次结构模型与各层协议的集合。
S 、物联网产业链中的上游产业。
19、D 欧盟委员会 提供利用射频标签（ 在 2005 年发布《Internet of Things 提出智慧地球概念的 IT 企业。
物联网导论_第1章_物联网概述
物联网导论_第1章_物联网概述在当今科技飞速发展的时代，物联网（Internet of Things，简称IoT）已经成为了一个热门话题。
物联网是指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。
简单来说，就是让“物”与“网”相连，实现智能化的管理和控制。
物联网的概念最早可以追溯到上世纪 90 年代。
随着技术的不断进步，物联网逐渐从理论走向了实际应用，并在各个领域展现出了巨大的潜力。
物联网的体系架构通常可以分为感知层、网络层和应用层三个主要层次。
感知层是物联网的基础，它由各种传感器和智能终端设备组成，负责采集物理世界中的各种信息。
这些传感器可以感知温度、湿度、压力、光照等环境参数，也可以监测物体的位置、速度、运动状态等。
智能终端设备则包括智能手机、平板电脑、智能家电等，它们能够与传感器进行通信，并将采集到的数据上传到网络层。
网络层是物联网的核心，它负责将感知层采集到的数据传输到应用层。
网络层的通信技术多种多样，包括移动通信网络（如 4G、5G）、卫星通信网络、蓝牙、WiFi 等。
这些通信技术为物联网提供了广泛的覆盖范围和高速的数据传输能力，使得物联网中的设备能够随时随地进行通信。
应用层是物联网的价值体现，它根据不同的应用场景和需求，对感知层采集到的数据进行分析和处理，并为用户提供各种服务和应用。
例如，在智能家居领域，应用层可以根据室内的温度和湿度自动调节空调和加湿器的工作状态；在智能交通领域，应用层可以实时监测道路交通状况，为驾驶员提供最优的行车路线；在工业生产领域，应用层可以对生产设备进行远程监控和故障诊断，提高生产效率和产品质量。
物联网的应用领域非常广泛。
在智能家居方面，人们可以通过手机远程控制家中的灯光、电器、窗帘等设备，实现智能化的生活体验。
比如，当你下班回家的路上，就可以提前打开空调和热水器，让家里变得舒适温暖。
在智能交通领域，物联网技术可以实现车辆的自动驾驶、交通流量的实时监测和智能调度，提高交通运输的效率和安全性。
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。
物联网应用技术导论_第1章_物联网概述
物联网应用技术导论_第1章_物联网概述物联网应用技术导论_第1章_物联网概述本章主要介绍物联网的概念和发展背景。
本章内容包括以下几个方面：物联网定义与特点、物联网的发展历程、物联网的应用领域和前景展望。
一、物联网定义与特点物联网是指通过互联网将各种物品连接起来，实现信息的传递和共享的网络。
它的核心是将传感器、智能设备等与互联网相连接，实现物与物之间的交互和智能化控制。
物联网的特点包括：1.大规模连接：物联网可以实现大量的物品互连，覆盖广泛的应用领域。
2.安全可靠：物联网需要保障数据传输的安全和稳定性，保护用户隐私不被侵犯。
3.智能化控制：物联网可以实现物品之间的智能化控制，提高生产效率和用户体验。
二、物联网的发展历程物联网的概念最早可以追溯到20世纪90年代。
随着信息技术和通信技术的发展，物联网逐渐从概念转为现实。
物联网的发展历程可以分为以下几个阶段：1.物联网的起步阶段：在这个阶段，物联网的应用局限于一些特定行业，如工业自动化和军事领域。
2.物联网的拓展阶段：随着通信技术和互联网的快速发展，物联网的应用开始拓展到更多的行业领域，如农业、交通、医疗等。
3.物联网的普及阶段：随着物联网技术的成熟和成本的降低，物联网开始进入大规模应用阶段。
三、物联网的应用领域物联网的应用领域广泛，涵盖了各个行业和领域。
以下是物联网的几个典型应用领域：1.工业领域：物联网可以实现工厂设备的监测和控制，提高生产效率和质量。
2.农业领域：物联网可以实现农田的智能化管理，实时监测和调控农作物的生长环境。
3.交通领域：物联网可以实现交通工具的智能管理和交通信息的实时传输，提高交通效率和安全性。
4.医疗领域：物联网可以实现医疗设备的远程监测和患者健康数据的传输，提高医疗服务的质量和效率。
四、物联网的前景展望物联网作为一种新兴的技术和应用模式，具有巨大的发展潜力。
未来，物联网将在以下几个方面取得进一步的发展：1.应用领域的拓展：物联网的应用领域将进一步拓展，涵盖更多的行业和领域。
物联网工程导论课后习题答案
兰州理工大学物联网工程导论课后习题参考答案人才v2012-7-19第1章物联网概论 (1)1.简述物联网的定义 (1)2.简述物联网应具备的三个特征 (1)3.简述信息浪潮15年定律的内容 (1)4.请解释以下名词：RFID；EPC (1)5.物联网的三大推动力分别是什么？ (2)6.国家提出的战略性新兴产业领域，主要包括哪七个方面？ (2)第2章物联网应用案例 (2)1.请说出数字城市发展的两个阶段 (2)2.什么是智慧城市？ (2)3.谈谈数字城市与智慧城市的区别 (3)4.智慧城市的构建涵盖了哪五个方面？ (3)5.什么是智慧校园？ (4)6.智慧校园的架构有哪几方面？它们分别是什么？ (4)7.请写出智慧校园的技术方法 (4)8.老年人用物联网信息终端由哪几部分组成？ (5)11.简述微电网的定义以及微电网的基本架构 (5)13.实现智能家居需要几个条件，这些条件是什么？ (6)第3章物联网技术基础 (6)1.简述物联网的三个层次 (6)2简述物联网的八层架构 (7)3.画出物联网的框架模型 (8)4.简述物联网的四大支撑技术 (9)5.RFID基本组成部分有哪些，并说明各个部分的作用是什么 (10)6.名字解释：WSN；Zigbee；WIFI；GPS；PLC；MEMS (10)7.说出Zigbee的技术优势所在 (11)8.简述ZigBee协议与IEEE802.15.4标准的联系与区别 (11)9.什么叫现场总线？它有什么特点？ (12)10.说一下GPS有哪几部分组成 (12)11. PLC（电力线通信）的关键技术是什么？ (12)12.请说出几种常见的微传感器 (12)13.简述物联网的两大技术范畴 (13)14.智能空间应具备的基本要求是什么？ (13)16.请说出什么是物联网终端，它有什么作用？ (14)17.物联网终端的基本原理是什么？ (14)18.请简述云计算的概念 (14)第4章信息处理与软件服务 (15)1、请说出智能系统研究的几个发展阶段 (15)2、Agent是谁什么时候提出的 (15)4、请用图表示出Agent与环境的交互模型 (16)5、说说什么是服务？什么是服务科学？ (16)6、服务科学的相关技术有哪些 (16)7、请简要归纳霍尔三维定律 (17)8、请画出运筹学的工作过程 (18)9、运筹学在服务科学中的应用主要体现在哪几个方面 (18)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。
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。
物联网导论
第一章物联网概论1.物联网是一个基于互联网、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，自治终端互联网化和普适服务智能化3个重要特征2.彭明盛智慧地球3.核心技术，物联网分4层，{感知识别层（射频视频、无线传感器）、网络构建层（无线城网域包括：无线广域网，无线个域网）、管理服务层和综合应用层} 第二章自动识别技术RFID1.射频是吧技术：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2. RFID系统由5个组件构成，包括传送器、接收器、微处理器、无线、标签。
传送器、接收器和微处理器通常都被封装在一起，又统称为阅读器所以RFID系统分为阅读器、无线和标签三大组件。
首先阅读器通过无线发出电子信号，标签接受到信号后发射内部储存的标识信息，阅读器再通过天线接收并识别标签发出的信息，最后阅读器再将识别结果发送给主机3.基于ALOHA的防冲突算法：ALOHA算法是一种随机接入方法，当任意一个标签接收到阅读器广播的识别命令之后，立即以定长信息包形式向阅读器发送其表示符号，在标签发送之间的信号发生叠加导致冲突或部分冲突。
阅读器接收到信号后，检测是否有冲突发生。
如没有冲突发生，阅读器就发送冲突确认，标签接受到冲突确认之后随机独立地等待一段时间后再重新发送以避免冲突，直到发送成功为止。
第三章传感器技术1.传统传感器由敏感元件和转换元件组成2.无线传感器节点不仅包括了传感器部件，而且集成了微型处理器和无线通信芯片3.设计需求（1）低成本与微型化（2）低能耗（3）灵活与扩展性（4）鲁棒性第四章定位系统1.定位系统1.GPS（宇宙空间部分、地面监控系统、用、用户设备部分）2.蜂窝基站定位3.无线室内环境定位4.新兴定位系统2.定位技术1（1）基于距离的定位（2）基于距离的定位（3）基于信号特征的定位第五章智能信息设备1.传统智能设备（①个人计算机②个人数字助理③新时代的智能设备（车载设备、数字标牌、医疗设备、智能电视、）2.物联网设备的智能性（情景感知、任务迁移、智能协作、多通道交互）3.智能设备发展新趋势（更深入的智能化、更透彻的感知、更全面的互联互通）4.第六章互联网1.将数据从发送端发送到接收端接收的过程成为数据交换。
《物联网工程导论》课件第1章
1.1 物联网的定义
物联网自诞生以来便引起了巨大关注，被认为是继计算 机、互联网、移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。 其理念是基于射频识别(RFID)、电子代码(EPC)等技术，在 互联网的基础上构造一个实现全球物品信息实时共享的实物 互联网，即物联网，如图1.1所示。
从1999年概念的提出到2010年的崛起，物联网经历了十 年历程，特别是最近两年其发展极为迅速，不再停留在单纯 的概念、设想阶段，而是逐渐成为国家战略、政策扶植的对 象。表1.2列出了物联网发展历程中的关键点。
表1.2 物联网发展历程中的关键点
2005 年 2009 年初 2009 年 6 月 2009 年 8 月 2009 年 8 月
1.3 物联网的三大推动力
1.3.1 第一大推动力：政府
1998年1月31日，美国副总统戈尔在加利福尼亚科学中 心做了题为《数字地球：展望21世纪我们这颗行星》的长篇 演讲。他在这篇演讲中首次提到并系统阐述了“数字地球” 这个新概念，其构想如图1.3所示。
图1.3 数字地球构想
智慧地球的应用领域如图1.4所示。ຫໍສະໝຸດ 图1.4 智慧地球应用领域
1.3.2 第二大推动力：企业
2008年，IBM提出的“智慧地球”发展战略(如图1.5所 示)，受到美国政府的高度重视。
图1.5 智慧地球的构成
1.3.3 第三大推动力：教育界与科技界
追求先进科学与前沿技术是科学家的天职。
1.4 国家的“战略性新兴产业”解析
一、抓住机遇，加快培育和发展战略性新兴产业 二、坚持创新发展，将战略性新兴产业加快培育成为先 导产业和支柱产业 三、立足国情，努力实现重点领域快速健康发展 四、强化科技创新，提升产业核心竞争力 五、积极培育市场，营造良好市场环境 六、深化国际合作，提高国际化发展水平 七、加大财税金融政策扶持力度，引导和鼓励社会投入 八、推进体制机制创新，加强组织领导
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•核心技术
•综合应用层 •管理服务层 •网络构建层 •感知识别层
•详见第6-9章
• 网络构建层在物联网四层模型中连接感知识别层和
管理服务层，具有强大的纽带作用，高效、稳定
、及时、安全地传输上下层的数据。
•各种网络形式如何应用于物联网 ？ •互联网：IPv6扫清了可接入网络的终端设备在数量上的限制。互联网
物联网导论--第1章31
2020年6月2日星期二
•第1章 •物联网概述
•本章内 容 •1.1 起源与发展
•1.2 核心技术 •1.3 主要特点 •1.4 应用前景
•什么是物联网？物联网的概念是如何产生的？
•1.1 历史进程
•物联网的基本思想出现于20世纪90年代05 国际电信联盟 《ITU互联网报告2005：物联网》，指 出无所不在的“物联网”通信时代即将来临
。
•移动通信网：移动通信网络将成为“全面、随时、随地”传输信息的
有效平台。高速、实时、高覆盖率、多元化处理多媒体数据，为“物品触网
•1.2 核心技术：管理服务层
• 管理服务层位于感知识别和网络构建层之上，综合
应用层之下，是物联网智慧的源泉。人们通常把
物联网应用冠以“智能”的名称，如智能电网、智能交 通、智能物流等，其中的智慧就来自这一层。
（PDA）/ …
•物联网时代新智能设备：数字标牌（实时信息互
动）/智能电视（具有全功能的互联网，个性化体验）/ 智能手机/ …
•物联网环境下智能设备发展新趋势：
•更深入的智能化：纵向（包括传统的智能设备）+ 纵向（融入没有计算能力的简单物理对象） •更透彻的感知：主动感知 (部署传感器) + 被动感知 (发出查询请求) •更全面的互联互通：互联互通 + 信息共享
•信息安全与隐私保护
•RFID安全 •主要安全和隐私隐患：窃听、跟踪、中间人攻击
、欺骗/重放/克隆、物理破解、篡改信息、拒绝服务攻 击、RFID病毒…
•保护手段：物理安全机制/密码学安全机制/PUF…
•位置隐私 •定义：用户对自己位置信息的掌控能力：用户能自
由决定是否发布位置信息，将信息发布给谁，通过何 种方式来发布，以及发布的信息有多详细。
•核心技术
•综合应用层 •管理服务层 •网络构建层 •感知识别层
•详见第5章
•1.2 核心技术：网络构建层
•核心技术
•综合应用层 •管理服务层 •网络构建层 •感知识别层
•详见第6-9章
•1.2 核心技术：网络构建层
• 网络是物联网最重要的基础设施之一。
• 物联网的网络和现有网络有何异同？物联网是下一 代互联网吗？无线网络在物联网中究竟扮演了什么 角色？
•物联网环境下对定位技术的挑战：
✓异构网络、多变环境下的精准定位 ✓大规模应用 ✓基于位置的服务（Location based Services） ✓位置信息带来的信息安全和隐私保护问题
•核心技术
•综合应用层 •管理服务层 •网络构建层 •感知识别层
•详见第4章
•技术举例：智能信息设备
•传统智能设备：个人计算机（PC）/个人数字助理
•各种异构设备利用无线通信模块和协议自组成网，异构网络通过“网关”互 通互联。
•联网终端规模化
•物联网时代每一件物品均具通信功能成为网络终端，5-10年内联网终端规 模有望突破百亿。
•1.3 物联网的主要特点（续）
•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。
•新兴数据库系统（NoSQL数据库）针对非关系型、
分布式的数据存储，并不要求数据库具有确定的表模 式，通过避免连接操作提升数据库性能。
•核心技术
•综合应用层 •管理服务层 •网络构建层 •感知识别层
•详见第10章
•海量信息存储与物联网
•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）
•1.3 主要特点 •1.4 应用前景
•根据信息生成、传输、处理和应用将物联网分为感 知识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层。
•1.2 核心技术：感知识别层
•核心技术
•综合应用层 •管理服务层 •网络构建层 •感知识别层
•1.2 核心技术：感知识别层
• 通过感知识别技术，让物品“开口说话、发布信息” 是融合物理世界和信息世界的重要一环，是物联网
•保护手段：制度制约、隐私方针、身份匿名、数据
混淆
•核心技术
•综合应用层 •管理服务层 •网络构建层 •感知识别层
•详见第14章
•1.2 核心技术：综合应用层
• “实践出真知”，无论任何技术，应用是决定成败的关
键。物联网丰富的内涵催生出更加丰富的外 延应用。
•核心技术
•综合应用层 •管理服务层 •网络构建层 •感知识别层
•2008 IBM “智慧地球”
•2009 “感知中国”
•1.1 历史进程：主线复杂，来源不单 一•RFID
•1999年，美国麻省理工学院（MIT） Auto-ID中心，提出EPC系统及物联 网概念
•普适计算（Pervasive Computing）
•感知与互联
•嵌入式系统
•20世纪90年代末，传感网起步 •2006年，NSF workshop on CPS (Cyber-Physical Systems)信息-物理融合系 统
•困难：只能满足中等规模商业需求
•数据中心不仅包括计算机系统和配套设备（如通
信/存储设备），还包括冗余的数据通信连接/环境控 制设备/监控设备及安全装置，是一大型的系统工程。 通过高度的安全性和可靠性提供及时持续的数据服务 ，为物联网应用提供良好的支持。
•典型的数据中心：Google/Hadoop
•核心技术
欧盟IoT（Internet of Things)和日本U-Japan等概念。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的普通物理对象实现互联 互通的网络。普通对象设备化，自治终端互联化和普适服务智能 化是其三个重要特征。
•物联网的其他定义
•本章内 容
•1.1 起源与发展
•1.2 核心技术
•综合应用层 •管理服务层 •网络构建层 •感知识别层
•数据库与物联网
•物联网数据特点：
•海量性，多态性，关联性及语义性
•关系数据库系统作为一项有着近半个世纪历史的
数据处理技术，仍可在物联网中大展拳脚，为物联网 的运行提供支撑。与此同时，结合物联网应用提出的 新需求，数据库技术也在进行不断的更新，发展出新 的方向。
•综合应用层 •管理服务层 •网络构建层 •感知识别层
•详见第11章
•搜索引擎与物联网
•Web搜索引擎：一个能够在合理响应时间内，
根据用户的查询关键词，返回一个包含相关信息的结 果列表（hits list）服务的综合体。
•传统的Web搜索引擎是基于查询关键词的，对
于相同的关键词，会得到相同的查询结果。
• 当感知识别层生成的大量信息经过网络层传输汇聚 到管理服务层，如果不能有效地整合与利用，那无 异于入宝山而空返，望“数据的海洋”而兴叹。
• 管理服务层解决数据如何存储（数据库与海量存储 技术）、如何检索（搜索引擎）、如何使用（数 据挖掘与机器学习）、如何不被滥用（数据安全
与隐私保护）等问题。
•核心技术
区别于其他网络的最独特的部分。 • 物联网的“触手”是位于感知识别层的大量信息生
成设备，既包括采用自动生成方式的RFID、传感器
、定位系统等，也包括采用人工生成方式的各种智 能设备，例如智能手机、PDA、多媒体播放器、上 网本、笔记本电脑等等。
• 信息生成方式多样化是物联网的重要特征之一
。 • 感知识别层位于物联网四层模型的最底端，是所有
concept of the internet of things is attributed to the original Auto-ID Center, founded in 1999 and based at the time in MIT.
•物联网实际是中国人的发明，整合了美国CPS(Cyber-Physical Systems)、
•核心技术
•综合应用层 •管理服务层 •网络构建层 •感知识别层
•详见第3章
•技术举例：定位系统
•位置信息拓展：所在地理位置+处在该地理位置 的时间+处在该地理位置的对象（人或设备）
•定位系统与技术：GPS，蜂窝基站定位，无线室内
环境定位（红外线/.超声波/蓝牙），新兴定位系统（AGPS/无线AP/网络定位）；距离/距离差/无线信号特征
•核心技术
•综合应用层 •管理服务层 •网络构建层 •感知识别层
•详见第2章
•技术举例：传感器网络
•发展历程：传感器→无线传感器→无线传感器网络
（大量微型、低成本、低功耗的传感器节点组成的多 跳无线网络）
•应用举例：
•VigilNet: 美国弗吉尼亚大学研制的用于军事监测 的系统。传感节点具有自主成网，多跳传输等特点 。 •Mercury:美国哈佛大学研制的可穿戴的医疗监控 传感器。传感器具有设计人性化，高精度感知，连 续长期采集数据等特点。 •GreenOrbs（绿野千传）：森林监测传感网系统， 适用于长期、大规模、自动化的环境监测任务
•数据挖掘技术从大量数据中获取潜在有用的且可
被人理解的模式，基本类型有关联分析，聚类分析，演 化分析等。
•核心技术
•综合应用层 •管理服务层 •网络构建层 •感知识别层
•详见第13章
•应用举例：
•精准农业：实时监测环境数据，挖掘影响产量的重 要因素，获得产量最大化配置方式