吴功宜 物联网工程导论第 章
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。
吴功宜_物联网工程导论_第2章：RFID
有源RFID标签外部封装 （a）无源RFID标签
有源RFID标签内部电路
（b）有源RFID标签
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2. 按标签工作模式进行分类
• 主动式RFID标签 —依靠自身能量主动向RFID读写器发送数据 • 被动式RFID标签 —从RFID读写器发送的电磁波中获取能量， 激活后才能够向RFID读写器发送数据 • 半主动式RFID标签— —自身的能量只提供给RFID标签中的电路使 用，并不主动向RFID读写器发送数据；当它 接收到RFID读写器发送的电磁波激活之后， 才向RFID读写器发送数据
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5. 按封装材料进行分类 • 纸质封装RFID标签 • 塑料封装RFID标签 • 玻璃封装RFID标签
RFID芯片与天线 封装后的纸质RFID标签
钥匙链式
卡片式
耳钉式
脚环式
钮扣式
手表式
手链式
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6. 按标签封装的形状进行分类 • 粘贴在标识物上的薄膜型的自粘贴式标签 • 用户携带、类似于信用卡的卡式标签 • 封装成能够固定在车辆或集装箱上的柱型标签 • 封装在塑料扣中，用于动物耳标的扣式标签 • 封装成钥匙扣中，用于随身携带的身份标识标签 • 封装在玻璃管中，用于人或动物的植入式标签
3. RFID标签工作原理
读写器天线辐射 形成的电磁场
传递能量 读写器 天线 发送信息
标签 天线
RFID读写器 近 场 （a）无源RFID
无源 RFID标签
发送指令 读写器 天线 发送信息 有源 RFID标签 标签 天线
RFID读写器
物联网工程导论(吴功宜+教授)20140823
物联网增加的部分
RFID标签
数据链 路层i 物理层i
RFID读写器
数据链 路层i 物理层i 数据链 路层j 物理层j 数据链 路层j 物理层j
网络层(IP) Ethernet
路由器 传输网
路由器
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感悟之四：
如果我们对支撑物联网发展
的关键技术没有一个深入地 了解，那么我们就无法指导 学生系统地学习物联网知识 与技能。
总公司网络
分公司、仓库与配送中心网络
IPv6 VPN 核心路由器 分公司网络 汇聚路由器 …… 汇聚路由器 配送中心车辆管理网络 配送中心网络 计算机网络 技术 仓库网络 网关
货物配 送车辆 M2M 移动通信网
智能控制 技术
接入路由器n
接入路由器1
移动通信 技术
销售商店或超市网络
销售商店或超市网络n
请求查询EPCIS 服务器地址
返回EPCIS服务器 URL信息 返回EPCIS服务器URL信息
返回EPCIS服务器 URL信息
根据EPCIS服务器URL请求查询IP地址 互联网 DNS服务器 EPCIS 服务器
返回EPCIS服务器的IP地址
根据IP地址向存储EPC码的EPCIS服务器发出查询物品信息请求
社会工作：
城市社会信息化规划，城市信息基础设施建设项目，科研立 项、验收与评奖
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互联网为物联网的发展奠定了坚实的基础
截止到2014年6月底，我国互联网：
网络结点数
Internet主机 主机IP IP地址数 地址数（Lottor,RFC1296） ARPANET 主机数（Mark Lottor,<mkl@>） 早期的ARPANET 主机数（Peter Salus,<phs@>）
吴功宜_物联网工程导论_第5章：网络.
5.2.3 NSFNET对互联网发展的影响 • 从ARPANET到Internet的发展过程
1957年 设立DARPA
1969年
启动ARPANET 1969年
UNIX发布
1980年 TCP/IP标准化
1983年
ARPANET与 MILNET分离
1986年 启动NSFNET
ARPANET与 NSFNET互联
#1 UCLA
SDS SIGMA7
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#4 UTAH
DEC PDP-10
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ARPANET对推动网络技术发展的贡献
• 开展了对计算机网络定义与分类方法的 研究
• 提出了资源子网与通信子网的二级结构 概念
• 研究了分组交换协议与实现技术 • 研究了层次型网络体系结构的模型与协
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ARPANET设计思想
• 通信子网结构与分组交换原理示意图
分组
IMP（路由器） 通信子网
源主机
B
C
发送
进程
A
E
D
目的主机
接收 进程
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• ARPANET最早四个节点的结构
SDS 940
IBM360/75
#3 UCSB
#2 SRI
• 如何发送主机与接收主机之间没有直接连接的通信线 路，那么分组就需要通过中间节点“存储转发”，这 种中间转发节点就是目前广泛使用的路由器
• 每个路由器可以根据链路状态与分组的源地址、目的 地址，通过路由选择算法为每个分组选择合适的传输 路径
• 当目的主机接收到属于一个报文的所有分组之后，再 将分组中多个短的数据字段组合起来，还原成发送主 机发送的报文
计算机网络吴功宜（第三版）课后习题解答（第1-4章）
计算机网络吴功宜（第三版）课后习题解答（第1-4章）计算机网络-清华版_吴功宜(第三版)课后习题解答(第1-4 章)第一章计算机网络概论P421. 请参考本章对现代Internet 结构的描述，解释“三网融合”发展的技术背景。
答：基于Web的电子商务、电子政务、远程医疗、远程教育，以及基于对等结构的P2P网络、3G/4G与移动Internet 的应用，使得Internet 以超常规的速度发展。
“三网融合”实质上是计算机网络、电信通信网与电视传输网技术的融合、业务的融合。
2. 请参考本章对Internet 应用技术发展的描述，解释“物联网”发展技术背景。
答：物联网是在Internet 技术的基础上，利用射频标签、无线传感与光学传感等感知技术自动获取物理世界的各种信息，构建覆盖世界上人与人、人与物、物与物的智能信息系统，促进了物理世界与信息世界的融合。
3. 请参考本章对于城域网技术特点的描述，解释“宽带城域网”发展技术背景。
答：宽带城域网是以IP 为基础，通过计算机网络、广播电视网、电信网的三网融合，形成覆盖城市区域的网络通信平台，以语音、数据、图像、视频传输与大规模的用户接入提供高速与保证质量的服务。
4. 请参考本章对WPAN技术的描述，举出 5 个应用无线个人区域网络技术的例子。
答：家庭网络、安全监控、汽车自动化、消费类家用电器、儿童玩具、医用设备控制、工业控制、无线定位。
5.. 请参考本章对于Internet 核心交换、边缘部分划分方法的描述，举出身边 5 种端系统设备。
答：PDA、智能手机、智能家电、无线传感器节点、RFID 节点、视频监控设备。
7. 长度8B与536B的应用层数据通过传输层时加上了20B的TCP 报头, 通过网络层时加上60B 的IP 分组头，通过数据链路层时加上了18B 的Ethernet 帧头和帧尾。
分别计算两种情况下的数据传输效率。
（知识点在：P33）解：长度为8B的应用层数据的数据传输效率：8/(8+20+60+18) ×100%=8/106×100%=7.55%长度为536B的应用层数据的数据传输效率：536/(536+20+60+18) ×100%=536/634×100%=84.54%8. 计算发送延时与传播延时。
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。
物联网导论(第1章)概述
4.信息处理与应用
经过传输到达的源信息需要进一步处理，将该信息处理为人或机器能理解的信 息，如采集的温度信息，需要将它转换为具有物理含义的摄氏或华氏温度表示。 处理后的源信息需要加以应用为人们提供各种服务。如我们获得了天气温度信息 后，就可以提供气象服务，人们就会知道冷暖、就会根据温度的情况添减衣物。
1.源信息采集
源信息采集就是采用各种传感器获取监测对象的物理的、化学的、生物 的信息，或采集监测对象的图形图像信息。源信息采集首先需要有监测对 象，该对象可是物、人、或者是其他实体；其次，源信息的采集需要传感 器，包括摄影摄像等方面的设备，因此，源信息采集所用的传感器的种类 非常多；第三，源信息的采集不仅仅只采集监测对象的一种信息，可以同 时采集多种信息。
机械工程 仪器仪表
习 题
1. 物联网的含义包含哪些方面？ 2. 学术界、我国及国际组织对物联网是如何定义的？ 3. 物联网的主要特征有哪些？试简要给以说明。 4. 一般的信息处理系统主要由哪些部分构成？其主要作用如何？ 5. 物联网的系统结构主要由哪些部分构成？其主要作用是什么？ 6. 物联网框架主要由哪些层次构成？ 7. 物联网的关键技术主要有哪些？ 8. 物联网主要应用在哪些领域？试举出几个应用场景。 9. 能否举出一些你身边物联网应用的例子？这些例子都应用了物联 网哪些技术？
1.2.2 物联网基本结构
1.2.3物联网层次框架
1.3 物联网关键技术及其应用进展
1.3.1 物联网关键技术 1.3.2 物联网应用
1.3.1 物联网关键技术
物联网的技术基础
（1）RFID （2）EPC （3）短距离通信技术 （4）互联网
物联网的关键技术
（1）RFID与EPC技术 （2）感知控制技术 （3）无线网络技术 （4）中间件技术 （5）智能处理技术
吴功宜_物联网工程导论_第5章：网络
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• 宽带城域网的功能结构
宽带城域网
业务管理系统
网络管理系统
管理平台 VPN 业务平台
Voice 城市宽带 出口
Video
IP data
IDC
国家主干网
核心层 汇聚层 接入层
网络平台
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• 宽带城域网的网络层次结构
路由器/交换机 城市宽带 出口 核心交换环网 OC-48/192 OC-48/192 OC-48/192 汇 聚 层 OC-48/192 核 心 层
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5.3.4 城域网的基本概念 • 宽带城域网应用领域示意图
电子商务 社区网络服务 远程教育 网络银行 Internet
电子政务 宽带城域网
远程医疗
城市公共服务
办公室
云计算平台
家庭网络
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宽带城域网主要技术特征： • 完善的光纤传输网是宽带城域网的基础 • 传统电信、有线电视与IP业务的融合成 为了宽带城域网的核心业务 • 高端路由器和多层交换机是宽带城域网 的核心设备 • 扩大宽带接入的规模与服务质量是发展 宽带城域网应用的关键
地区ISP
地区ISP
地区ISP
地区ISP
地区ISP
地区ISP
地区级
ISP
ISP
ISP
ISP
ISP
ISP
ISP
ISP
ISP
ISP
ISP
ISP
ISP
ISP
ISP
ISP
ISP
本地级
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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
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第9章 物联网信息安全技术
2
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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
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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
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• 防火墙工作原理示意图
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25
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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
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• 窃听与跟踪攻击
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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
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01-物联网工程导论-第一章
智慧地球
1.2 物联网兴起的背景
物联网兴起历史：
1、《未来之路》
2、《ITU互联网报告2005：物联网》 3、IBM-智慧地球
1.2 物联网兴起的背景
中国发展物联网的基础（优势）：
1、世界第一的用户群
2、政府集中优势资源实现和谐社会的决心和能力 3、世界领先的网络技术和基础设施 4、现有“包袱”相对较少(有利于重新规划和规范) 5、中国人追求新奇的用户习惯
传感网
泛在网 （ubiquitous network ）
泛在网”即广泛存在的网络，它以无所不在、无所不包、无所 不能为基本特征，以实现在任何时间、任何地点、任何人、 任何物都能顺畅地通信为目标。 以“无所不在”、“无所不包”、“无所不能”为基本特征， 帮助人类实现“4A”化通信，即在任何时间(anytime)、任何 地点(any-where)、任何人(anyone)、任何物(anything)都能 顺畅地通信 ITU把泛在网络描述为物联网基础的远景。泛在网络由此成为物 联网通信技术的核心。
第一章 物联网概述
本章要点
1、理解【物联网的概念】 2、了解国内外物联网发展概况
3、了解物【联网关键技术】
4、了解【物联网产业】相关
目 录
1.1 物联网的基本概念 1.2 物联网兴起的背景 1.3 国内外物联网发展概况 1.4 物联网关键技术 1.5 物联网产业 1.6 我国物联网发展的机遇与挑战
社会服务：医院、广播、体育场馆„„ 商业服务：旅游、饭店、娱乐、餐饮、银行„„ „„
1.5 物联网产业
物联网产业链：
1.6 我国物联网发展存在的问题
1、标准体系健全难
2、核心技术有待突破：高端芯片
3、缺乏规模效应导致成本过高 4、赢利模式无经验可借鉴 5、CGlobal网络架构
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
吴功宜物联网工程导论第1章物联网概论67
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吴功宜物联网工程导论第1章物联网 概论67
1.2 物联网发展的技术背景
1.2.1 从人类对技术需求 的角度认识物联网 发展的必然性
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吴功宜物联网工程导论第1章物联网 概论67
1.2.2 从网络技术演变的角度认识物联网发展的必然性
• 2010年3月5日，国务院总理温家宝在十一届全 国人大三次会议上作政府工作报告中指出： “国际金融危机正在催生新的科技革命和产业 革命。发展战略性新兴产业，抢占经济科技制 高点，决定国家的未来，必须抓住机遇，明确 重点，有所作为。转变经济发展方式刻不容缓， 大力培育战略性新兴产业”。
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吴功宜物联网工程导论第1章物联网 概论67
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吴功宜物联网工程导论第1章物联网 概论67
1.1.2 物联网与智慧地球
• 智慧地球将传感器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、 隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各 种物体中，并通过超级计算机和云计算组成物联网， 实现人与物的融合。
3. 物联网时代概念的提出
• 从1997年～2005年，ITU从研究互联网/ 移动互联网对电信业发展影响的角度， 发布了七份 “ITU Internet Reports”研 究报告
• “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年国际电信联盟（ITU）发布的互 联网研究报告《物联网（Internet of Things，IOT）》之后
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吴功宜物联网工程导论第1章物联网 概论67
3. 互联网技术发展对物联网形成的影响
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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• 密码学是研究信息安全所必需的一个重要的工具与方 法，但是物联网安全研究所涉及的问题要比密码学应 用广泛得多
入侵检测系统的主要功能： • 监控、分析用户和系统的行为 • 检查系统的配置和漏洞 • 评估重要的系统和数据文件的完整性 • 对异常行为的统计分析，识别攻击类型，
并向网络管理人员报警 • 对操作系统进行审计、跟踪管理，识别
违反授权的用户活动
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安全审计的基本概念 • 安全审计是对用户使用网络和计算机所有活动
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网络攻击取证的基本概念 • 网络攻击取证在网络安全中属于主动防御技术，
它是应用计算机辨析方法，对计算机犯罪的行 为进行分析，以确定罪犯与犯罪的电子证据， 并以此为重要依据提起诉讼 • 针对网络入侵与犯罪，计算机取证技术是一个 对受侵犯的计算机与网络设备与系统进行扫描 与破解，对入侵的过程进行重构，完成有法律 效力的电子证据的获取、保存、分析、出示的 全过程，是保护网络系统的重要的技术手段
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《物联网工程导论》
吴功宜 吴英 编著
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第9章 物联网信息安全技术
2
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第
物联网信息安全基本概念
9
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
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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 • Байду номын сангаас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
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• 窃听与跟踪攻击
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• 中间人攻击
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9.3.3 基于RFID的位置服务与隐私保护 • 隐私的内涵很广泛，通常包括个人信息、身体、
财产，但是不同的民族、不同的宗教信仰、不 同文化的人对隐私都有不同的理解，但是尊重 个人隐私已经成为社会的共识与共同的需要
• 除了RFID之外，各种传感器、摄像探头、手 机定位功能的不正当使用，都有可能造成个人 信息的泄漏、篡改和滥用
物联网信息安全问题的特点：
• 由于物联网应用系统涉及小到每一个家庭，大 到一个国家的电网、金融业，甚至可以成为国 与国之间军事对抗的工具
• 物联网覆盖了从信息感知、通信、计算到控制 的闭环过程，这种影响的广度与深度是互联网 所没有的
• 互联网中的信息安全问题大多都会在物联网中 出现，但是物联网在信息安全中有其独特的问 题，如隐私保护问题
记录分析、审查和发现问题的重要的手段 • 安全审计对于系统安全状态的评价，分析攻击
源、攻击类型与攻击危害，收集网络犯罪证据 是至关重要的技术 • 安全审计研究的内容主要有：物联网网络设备 及防火墙日志审计、操作系统日志审计 • 物联网应用系统对数据的安全性要求高，因此 如何提高安全审计能力是物联网信息安全研究 的一个重大课题
21
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9.2.4 密码学及其在物联网应用的研究 • 数据加密/解密的过程示意图
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• 对称密码体系与非对称密码体系
发送端
密文
接收端
加密算法E
解密算法D
明文
密钥
发送端 加密算法E
相同的密钥 (a)对称加密
密文
密钥
接收端 解密算法D
明文
• 作为共性技术，互联网信息安全的研究 方法与成果可以成为物联网信息安全技 术研究的基础
• 物联网信息安全可以划分为：感知层安 全、网络层安全、应用层安全
• 隐私保护是物联网必须面对的重大问题
7
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9.1.3 物联网信息安全与密码学的关系
• 密码学在网络安全中有很多重要的应用，物联网在用 户身份认证、敏感数据传输的加密上都会使用到密码 技术
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物联网防病毒技术研究 • 物联网研究人员经常在嵌入式操作系统
Android，以及iPhone、iPad等智能手机、 PDA与平板电脑平台上开发物联网移动 终端软件 • 需要注意的一个动向是：目前针对 Android与iPhone、iPad的病毒越来越多， 已经成为病毒攻击新的重点 • 物联网防病毒技术的研究也就显得越来 越重要了
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• 物联网应用系统的运行应该达到“电信级” 与“准电信级” 运营的要求，涉及金融、 电信、社保、医疗与电网的网络与数据 的安全，已经成为影响社会稳定的重要 因素
• 物联网系统的安全性，以及对于突发事 件的应对能力、业务持续性规划是物联 网设计中必须高度重视的问题
击类攻击 • 信息收集类攻击 • 漏洞类攻击
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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
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• 防火墙工作原理示意图
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8
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9.1.4 物联网安全与国家信息安全战略的关系
• 物联网在互联网的基础上进 一步发展了人与物、物与物 之间的交互
• 物联网的安全对国家安全会 产生深刻的影响
9
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9.2 物联网信息安全技术研究 9.2.1 信息安全需求
•可用性 •机密性 •完整性 •不可否认性 •可控性
• 对于隐私的保护手段是当前物联网信息安全研 究的一个热点问题
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保护个人隐私： • 法律法规约束 • 隐私方针 • 身份匿名 • 数据混淆
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明文
公钥
密钥对 产生器
私钥
明文
(b)非对称加密
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9.2.5 网络安全协议研究 • SET结构示意图
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9.3 RFID安全与隐私保护研究 9.3.1 RFID标签的安全缺陷
• RFID标签自身访问的安全性 问题
• 通信信道的安全性问题 • RFID读写器的安全问题
密码学在物联网 安全中的应用
物联网隐私保护技术研究
对RFID应用系统的 攻击方法研究
3
基于RFID的位置服务 与隐私保护
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9.1 物联网信息安全中的四个重要关系问题 9.1.1 物联网信息安全与现实社会的关系
• 网络虚拟世界与现实物理世界的关系
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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
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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
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物联网中可能存在的攻击手段： • 欺骗类攻击 • 拒绝服务攻击与分布式拒绝服务攻
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业务持续性规划技术 • 由于网络基础设施的中断所导致公司业务流程的非计
划性中断 • 造成业务流程的非计划性中断的原因除了洪水、飓风
与地震之类的自然灾害、恐怖活动之外，还有网络攻 击、病毒与内部人员的破坏，以及其他不可抗拒的因 素 • 突发事件的出现，其结果是造成网络与信息系统、硬 件与软件的损坏，以及密钥系统与数据的丢失，关键 业务流程的非计划性中断 • 针对各种可能发生的情况，必须针对可能出现的突发 事件，提前做好预防突发事件出现造成重大后果的预 案，控制突发事件对关键业务流程所造成的影响
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9.2.2 物联网 信息安全 技术内容 与分类
物联网信息安全 研究的内容
物联网安全 体系结构
网络安全 防护技术
密码学及其在 物联网中的应用
网络安全协议
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网络安全威胁 网络安全模型 网络安全评价标准
防火墙技术 入侵检测技术 安全审计技术 网络攻击取证技术
防病毒技术 业务持续性规划技术
• 物联网会遇到比互联网更加严峻的信息安全的 威胁、考验与挑战
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解决物联网信息安全问题
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9.1.2 物联网信息安全与互联网信息安全的关系
• 互联网所能够遇到的信息安全问题，在 物联网大多都会存在，可能只是表现形 式和被关注的程度有所不同