物联网概论

一、绪论1、什么是物联网？简述物联网的概念。

物联网是在互联网概念的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品，进行信息交换和通信的一种网络概念。

物联网的定义是，通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪。

监控和管理的一种网络。

2、物联网的三个技术特征是什么？全面感知、互联互通和只智慧运行。

11、什么是三网融合？“三网融合”是指电信网、广播电视网和计算机通信网的相互渗透、互相兼容并逐步整合成为统一的信息通信网络。

“三网融合”并不意味着这三大网络的物理合一，而是指技术融合、业务融合、行业融合、终端融合及网络融合。

12、什么是传感网？传感网的定义为随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信单元的微小结点，通过自组网的方式构成的网络。

传感网可以看成是传感模块和组网模块共同构成的一个网络。

现在谈到的传感网，一般是指无线传感网络。

13、什么是M2M？M2M即Machine to Machine，是一种以机器终端智能交互为核心、网络化的应用与服务。

目前绝大多数的机器不具备本地或者远程的通信和连网能力，M2M是一种理念，是所有增强机制设备通信和网络能力的总称。

M2M是物联网的雏形，是现阶段物联网的一种表现形式。

14、什么是CPS？CPS即信息物理系统，作为计算进程与物理进程的统一体，是集计算、通信与控制为一体的下一代智能系统。

CPS是在环境感知的基础上，深度融合计算、通信和控制能力的可控、可信、可扩展的网络物理设备系统。

CPS通过计算进程和物理进程相互影响的反馈循环，实现深度融合和实时交互，以安全、可靠、高效和实时的方式检测或者控制一个物理实体。

二、物联网体系结构1、物联网从上到下依次可以划分为哪三层？感知层、网络层和应用层2、感知层的功能是什么？感知层主要解决人类社会和物理世界数据捕获和数据收集的问题，用于完成信息的采集、转换、收集和整理。

即信息获取和短距离传输。

4、数据采集主要有哪两种方式？分别解释这两种方式。

自动识别技术：自动识别技术是一种高度自动化的信息与数据采集技术。

自动识别技术就是应用一定的识别装置，通过被识别物体和识别装置之间的接近活动，自动地获取被识别物体的相关信息，并提供给后台的计算机处理系统来完成相关后续处理的一种技术。

自动识别技术是以计算机技术为基础发展起来的综合性技术，它是信息数据识读、自动输入计算机网络系统的重要方法和手法。

传感器技术：在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域可靠信息的主要途径和手段。

传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件或化学组成，并将探知的信息传毒给其他装置或器官。

5、什么是自组织网络？与无线传感网络有什么关系？自组织网络就是无网络基础设施的网络，一般没有固定的路由器，网络中的节点可随意移动，并能以任意方式相互通信。

无限传感网络就是一种自组织网络，有随机部署在监测区域内的大量传感器节点组成，通过无线通信的形成一个多跳自组织网络。

6、信息短距离传输发生在物联网的哪一层？主要有几种方式？信息短距离传输发生在物联网的感知层。

其方式主要有ZigBee技术、蓝牙技术、RFID 技术、IrDA技术、NFC技术、UWB技术等。

7、网络层的功能是什么？物联网的网络层是在现有的网络和互联网基础上建立起来的。

网络层与目前的移动通信网、互联网、企业内部网、各类专网等网络一样，主要承担着数据传输的功能。

8、接入网在物联网的哪一层？主要有哪几种方式？接入网在物联网的网络层中，包括无线接入技术、光纤接入技术、同轴接入技术、电力接入技术等。

12、物联网中间件的作用是什么？中间件是一种独立的系统软件，处于操作系统和应用程序之间，总的作用的是为出于自己上层的应用软件提供运行和开发的环境，屏蔽操作系统的复杂性，是程序设计者面对相对简单而统一的开发环境，减轻软件开发者的负担。

三、全球物品编码6、什么是一维条码和二维条码？一维条码是怎么构成的？一维条码是由一组规则排列的条、空以及对应的字符组成的标记，“条”指对光线反射率较低的部分，“空”指对光线反射率较高的部分，这些条和空组成的数据表达一定的信息，并能够用特定的设备识读，转换成与计算机兼容的二进制和十进制信息。

二维条码是在一维条码无法满足实际需求的前提下产生的。

二维码能够在横向和纵向两个方向同时表达信息，使用某种特定的几何图形按照一定规律咋二维平面上分布的黑白相间的图形。

一维条码由左右空白区、起始符、数据区、校验符、终止符、供人体读字符、中间分隔符等部分构成。

7、条码的6种代码形式是什么？全国贸易项目代码（GTIN）、系列货运包装箱代码（SSCC）、全球位置标识代码（GLN）、全球可回收资产标识代码（GRAI）、全球单个资产标识代码（GIAI）、全球服务标致代码（GSRN）。

8、简述EAN-13条码的编码容量。

EAN-13条码前三位是国家前缀码，条码的编码容量为1000个国家；第四位到第七位是厂商代码，条码的编码容量为10000个厂商；第八位到第十二位为商品项目代码，条码的容量为1000000个商品项目；第十三位为校验码，因此全球总计有1000000000000个商品项目的编码容量。

四、射频识别系统1、什么是自动识别技术？自动识别技术市一中高度自动化的信息或数据采集技术，是机器识别对象的总舵技术的总称。

2、自动识别系统由哪几部分构成？标签、读写器和计算机网络。

4、说明条码识别的工作原理、工作流程和工作特点。

条码是由宽度不同、反射率不同的条（黑）和空（白），按照一定的编码规则编制而成，用以表达一组数字或字母符号信息的图形标识符。

条码识别就是把条码中的数据读取出来。

工作流程为扫描和译码。

特点：速度快、准确率高、可靠性强、寿命长、成本低廉等。

5、说明磁卡识别的工作原理、制作标准、应用领域及存在的问题。

工作原理：磁卡上有磁条，磁条记录信息的方法是变化磁的磁性，一步解码器可以识读到磁性变化，并将它们准换为字母或数字的形式。

制作标准：卡基尺寸标准，长(85.47~85.72)mm，宽(53.92~54.03)mm，厚度0.76mm，误差不超过0.03mm；印刷工艺，根据用户的不同需求，有胶印。

丝印、打印等多种印刷方式，同时根据需求还可以在卡片上增加烫金、烫银等特殊工艺专版，以达到用户所需的最佳质量及视觉需求。

应用领域：银行卡、证券、保险、零售服务、社会安全、交通旅游、医疗、特殊证件、教育、娱乐等各种方面。

磁卡的安全性和保密性较差，有雨磁条上的信息比较容易独处，非法修改下磁条上的内容也比较容易。

6、说明IC卡识别的工作原理、分类方法，比较磁卡和IC 卡的优缺点。

IC卡分接触式IC卡和非接触式IC卡，接触式IC卡是集成电路卡，它利用现代先进的微电子技术，将大规模集成电路芯片嵌在一块小小的塑料卡片之中。

IC卡通过表面9个金属触电与读卡器进行物理连接，来完成通信和数据的交换。

IC卡主要氛围存储卡、加密存储卡、CPU卡、超级智能卡。

与磁卡相比IC卡具有存储容量大、安全保密性好、具有数据处理能力、使用寿命长等优点。

7、说明射频识与别的条码识别、磁识别、IC卡识别的异同点。

8、说明射频识别系统的组成。

射频识别系统由电子标签、读写器、计算机网络组成。

11、射频识别的主要工作频率是什么？射频识别的主要工作频率是0~135kHz、6.78MHz、13.56 MHz、869.0 MHz、915.0 MHz、2.45GHz、5.8GHz14、电子标签的技术参数和功能模块是什么？电子标签的技术参数：标签激活的能量要求、标签信息的读写速度、标签信息的传输速率、标签信息的容量、标签的封装尺寸、标签的读写距离、标签的可靠性、标签的价格。

功能模块：仅有存储功能、含有微处理器。

15、读写器的技术参数、功能模块和设计要求是什么？读写器的技术参数：工作频率、输出功率、输出接口、读写器优先与电子标签优先、读写器的识别能力、读写器对有源电子标签的管理、读写器的适应性、应用软件的控制功能。

功能模块：天线、射频模块、控制模块和接口。

设计要求：读写器的基本功能和应用环境、读写器的电器性能、读写器的电路设计。

五、传感器与无线传感网1、什么是传感器？传感器由哪几部分构成？传感器市一种以一定的精确度把“被测量”转换为与之有确切对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置，是传感系统的一个组成部分，它是被测量信号输入的第一道关口。

即传感器是测量系统中的一种前置部件，他将输入变量转换为可供测量的信号。

传感器由敏感元件、转换元件和转换电路组成。

3、简述传感器的分类方法。

主要按工作原理、用途、输出信号、材料、工艺和能量的转换的方式分类。

的应变式传感器。

电阻应变式传感器利用电阻应变片将应变转换为电阻的变化，这种传感器有在弹性元件上粘贴电阻应变敏感元件构成。

在测试时，将电阻应变片用粘合剂牢固地粘贴在被测试件的表面上。

随着试件受力变形，应变片的敏感栅也获得同样的形变，从而使电阻应变片敏感栅的电阻随之发生变化。

由于电阻变化是与试件应变成比例的，因此如果通过一定的测量线路将这种电阻应变转换为的电压或电流的变化，兵营记录仪表将这种变化显示记录下来，就能知道被测应变量的大小。

优点：分辨率高，能测量极微小的应变；误差较小，一般小于1%；尺寸小、重量轻；测量范围大，从弹性变形一直到可塑性变形；即可测量静态，也可测快速应变力；具有电气测量的一切优点；能在各种严酷环境中工作。

缺点：对于大应变有较大的非线性、输出信号较弱。

典型的应变式传感器有应变式压力传感器、应变式加速度传感器。

7、简述光电传感器的工作原理和优点，举例说明典型的光电传感器。

光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。

光电传感器首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。

优点：检测距离长、对被测量物体的限制少、响应时间短、分辨率高、可实现非接触的检测、可实现颜色判别、便于调整。

典型的光电传感器有烟尘浊度监测仪、光敏电阻和CCD图像传感器。

8、简述超声波传感器的工作原理和优点，举例说明典型的超声波传感器。

超声波传感器是利用超声波能在不同的介质中传播，可以被介质反射和折射的特性制作的。

由发射传感器、接收传感器等组成，通过换能器完成超波能量和电震动能量的转换来实现。

优点：可以探测物体(组织)的内部、探测深度大、探测范围广、能工作在各种环境、精度较高、无接触探测、测量速度快。

常见应用：医学方面(B超)、液体测试。

半导体传感器。

半导体传感器是利用半导体材料各种物理和化学特性制成的传感器。

半导体传感器利用了近百种物理效应和材料特性，种类繁多，具有类似于人的眼、而、鼻、舌、皮肤等的多种感觉功能。