太原理工大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計(jì)考試總結(jié)

1、1. 物聯(lián)網(wǎng)工程1.概念：物聯(lián)網(wǎng)工程是研究物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施與管理的工程科學(xué)，要求物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)人員根據(jù)既定的目標(biāo)，依照國(guó)家、行業(yè)或企業(yè)規(guī)范，制定物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的方案，協(xié)助工程招投標(biāo)，開(kāi)展設(shè)計(jì)、實(shí)施、管理與維護(hù)等工程活動(dòng)。2.內(nèi)容：1.數(shù)據(jù)感知系統(tǒng)2.數(shù)據(jù)接入與傳輸系統(tǒng)3.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)4.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)5.應(yīng)用系統(tǒng)6.控制系統(tǒng)7.安全系統(tǒng)8.機(jī)房9.網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)3.物聯(lián)網(wǎng)工程目標(biāo)：以工程的管理方法為指導(dǎo)，集成已有應(yīng)用平臺(tái)，建設(shè)相關(guān)領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用4.物聯(lián)網(wǎng)工程的特點(diǎn)：涉及的相關(guān)領(lǐng)域繁多，背景知識(shí)相當(dāng)龐雜；以應(yīng)用為導(dǎo)向的技術(shù)集成；5.工程”的字典釋義：泛指某項(xiàng)需要投入巨大人力和物力的工作。即

2、物聯(lián)網(wǎng)工程是需要投入巨大人力和物力的一項(xiàng)工作。6.王良民教授給出“工程”的定義：工程是科學(xué)和數(shù)學(xué)的某種應(yīng)用，通過(guò)這一應(yīng)用，使自然界的物質(zhì)和能源的特性能夠通過(guò)各種結(jié)構(gòu)、機(jī)器、產(chǎn)品、系統(tǒng)和過(guò)程，以最短的時(shí)間和精而少的人力做出高效、可靠且對(duì)人類(lèi)有用的東西。7. “工程”的特點(diǎn)：1.工程是需要將科學(xué)與實(shí)踐結(jié)合，綜合使用多個(gè)技術(shù)方法來(lái)構(gòu)建一個(gè)新的系統(tǒng)，這個(gè)新的系統(tǒng)在客觀上是一個(gè)創(chuàng)造物。2.工程活動(dòng)應(yīng)該包括確立正確的工程理念、制定一系列合理決策、正確設(shè)計(jì)、合理構(gòu)建和運(yùn)行等子活動(dòng)，其結(jié)果往往又具體地體現(xiàn)為特定形式的一個(gè)或一組新的創(chuàng)造物。3.發(fā)現(xiàn)、發(fā)明和制造：被發(fā)現(xiàn)的物體是客觀存在的、發(fā)明是從無(wú)到有的制造、制

3、造是一個(gè)可重復(fù)的過(guò)程。8.由“工程”衍生出一系列相關(guān)概念：工程原理：是工程實(shí)施過(guò)程中的基本方法及一般性原理，是抽象化的規(guī)律；工程項(xiàng)目：是一個(gè)工程實(shí)施的實(shí)例，是具體化的工程；工程設(shè)計(jì)：指為工程項(xiàng)目的建設(shè)提供技術(shù)依據(jù)的設(shè)計(jì)文件和圖紙的整個(gè)活動(dòng)過(guò)程，是建設(shè)項(xiàng)目工程期的一個(gè)重要階段；9. “工程”的特征：1. 工程是有原理的；2. 工程項(xiàng)目是通過(guò)建造項(xiàng)目目標(biāo)來(lái)完成的；3. 工程實(shí)施要與環(huán)境協(xié)調(diào)一致；4. 工程設(shè)計(jì)還是可優(yōu)化的；10.物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)人才的工作內(nèi)容：不是設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)所涉及的所有內(nèi)容，而應(yīng)該是尋找合適的、最優(yōu)的工程方法和關(guān)鍵技術(shù)，選擇已有系統(tǒng)部件的優(yōu)化組合，搭建適合于特定應(yīng)用領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)服

4、務(wù)平臺(tái)；11.物聯(lián)網(wǎng)工程的關(guān)鍵技術(shù)主要分為四個(gè)方面（謝金龍）： 1.感知層，終端的數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸、終端網(wǎng)絡(luò)的部署和協(xié)同等，以無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的RFID為代表；（1.感知節(jié)點(diǎn)2. 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)3.射頻識(shí)別技術(shù)4. 條碼技術(shù)5.智能IC卡技術(shù)6.光學(xué)字符識(shí)別技術(shù)7.聲音識(shí)別/語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)8.中間件技術(shù)） 2.網(wǎng)絡(luò)層，異構(gòu)的接入網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)的核心網(wǎng)絡(luò)，包括基礎(chǔ)的NGN核心網(wǎng)和3G、Wi-Fi、藍(lán)牙等接入技術(shù)；（1.異構(gòu)網(wǎng)融合技術(shù)2.遠(yuǎn)程控制技術(shù)3.存儲(chǔ)資源管理技術(shù)4.互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)5. 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議技術(shù)6. M2M技術(shù)7. 無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)8. 云計(jì)算技術(shù)） 3.應(yīng)用層，由中間件、信息開(kāi)放平臺(tái)和服務(wù)支撐

5、子層以及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域示范系統(tǒng)等。第四，涉及各層的公共技術(shù)。（1.智能交通 2.智能電網(wǎng) 3.車(chē)聯(lián)網(wǎng)4.智能農(nóng)業(yè)5.智能家居 6.智能旅游7.智能醫(yī)療）4.公共技術(shù)：（1.全球定位技術(shù)2.嵌入式技術(shù)3.GPS原理4.信息安全5.室內(nèi)無(wú)線(xiàn)定位技術(shù)6.海量信息存儲(chǔ)7.遙感技8.智能決策支持系統(tǒng)（DSS）2. 物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計(jì)1. 物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計(jì)的定義：指的是在系統(tǒng)、科學(xué)的方法指導(dǎo)下，按照工程化的方法，對(duì)特定領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求給出完善的技術(shù)設(shè)計(jì)、設(shè)備和產(chǎn)品的合理選擇、方案的完善實(shí)現(xiàn)，以保證建設(shè)成滿(mǎn)足用戶(hù)需求的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的過(guò)程。2.物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計(jì)方法：借助軟件工程和網(wǎng)絡(luò)工程中的生存周期理論來(lái)進(jìn)行，利用

6、生存周期的迭代模型展開(kāi)。其中迭代周期設(shè)計(jì)方法：四階段、五階段、六階段周期法四階段迭代周期構(gòu)成：構(gòu)思與規(guī)劃、分析與設(shè)計(jì)階段、實(shí)施與構(gòu)建階段、運(yùn)行與維護(hù)階段五階段迭代周期構(gòu)成：需求分析、通信分析、邏輯網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、實(shí)施六階段迭代周期構(gòu)成：需求分析、邏輯設(shè)計(jì)、物理設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)優(yōu)化、實(shí)施及測(cè)試、監(jiān)測(cè)及性能優(yōu)化組成3.物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計(jì)的技術(shù)架構(gòu)：物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計(jì)技術(shù)架構(gòu)主要按照物聯(lián)網(wǎng)的分層體系結(jié)構(gòu)來(lái)確定，包括感知層技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)、應(yīng)用層技術(shù)和公共技術(shù)，其中公共技術(shù)涵蓋物聯(lián)網(wǎng)各層，而在感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層又分別包含若干細(xì)化的技術(shù)。 4.物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計(jì)階段可分為7個(gè)階段1.問(wèn)題定義與規(guī)劃2.可行性研

7、究與需求分析3.邏輯網(wǎng)絡(luò)與總體架構(gòu)設(shè)計(jì)4.物理網(wǎng)絡(luò)與功能模塊設(shè)計(jì)5.設(shè)備選型與施工方案設(shè)計(jì)6.實(shí)現(xiàn)測(cè)試與工程實(shí)施7.運(yùn)行與維護(hù)管理等。5.物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則1.應(yīng)圍繞設(shè)計(jì)目標(biāo)開(kāi)展設(shè)計(jì)工作2.應(yīng)充分考慮應(yīng)用性要求3.應(yīng)在需求、成本、時(shí)間、技術(shù)等多種因素之間尋求最好的平衡和折中4.應(yīng)優(yōu)先選用最簡(jiǎn)單、最可行的解決方案5.應(yīng)避免簡(jiǎn)單照抄其他設(shè)計(jì)方案的做法6.應(yīng)具有可預(yù)見(jiàn)性和可擴(kuò)展性7.應(yīng)用有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的人員主導(dǎo)設(shè)計(jì)工作6.物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計(jì)的約束條件：政策、預(yù)算、時(shí)間、技術(shù)約束3. 物聯(lián)網(wǎng)工程監(jiān)理概念：物聯(lián)網(wǎng)工程監(jiān)理是指在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)過(guò)程中，為用戶(hù)提供建設(shè)方案論證、系統(tǒng)集成商確定、物聯(lián)網(wǎng)工程質(zhì)量控制等

8、服務(wù)，其核心職責(zé)是工程質(zhì)量控制，包括工程材料的質(zhì)量、設(shè)備的質(zhì)量、實(shí)施的質(zhì)量等。監(jiān)理單位為具有資質(zhì)的第三方，通常通過(guò)招標(biāo)確定。監(jiān)理人員進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控的主要工作包括：1.審查建設(shè)方案是否合理，所選設(shè)備質(zhì)量是否合理。2.審查基礎(chǔ)建設(shè)是否完成，通信線(xiàn)路敷設(shè)是否合理。3.審查信息系統(tǒng)硬件平臺(tái)是否合理，是否具有可擴(kuò)展性，軟件平臺(tái)是否統(tǒng)一、合理。4.審查應(yīng)用軟件的功能、使用方式是否滿(mǎn)足達(dá)到需求。5.審查培訓(xùn)計(jì)劃是否完整，培訓(xùn)效果是否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。6.協(xié)助用戶(hù)進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)收。4.工程、科學(xué)與技術(shù)的概念和特點(diǎn)工程：人們綜合運(yùn)用科學(xué)理論和技術(shù)的方法與手段，有組織、系統(tǒng)化地改造客觀世界的具體實(shí)踐活動(dòng)，以及所取得的實(shí)際

9、成果。特點(diǎn)：1.工程所追求的目標(biāo)是社會(huì)實(shí)現(xiàn)2.工程是按照一定的目標(biāo)和規(guī)則對(duì)科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)的動(dòng)態(tài)整合3.工程活動(dòng)是一個(gè)通過(guò)技術(shù)集成創(chuàng)新的過(guò)程4.工程本身是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)?？茖W(xué)：表示人類(lèi)對(duì)客觀存在及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的正確認(rèn)識(shí)。特點(diǎn)：1.客觀性2.驗(yàn)證性3.傳承性4.局限性技術(shù)：是解決生產(chǎn)和生活中實(shí)際問(wèn)題的各種物質(zhì)手段和經(jīng)驗(yàn)、技能、知識(shí)、方法等要素構(gòu)成的有機(jī)系統(tǒng)。特點(diǎn)：1.技術(shù)是自然屬性和社會(huì)屬性的統(tǒng)一2.技術(shù)是主體要素和客體要素的統(tǒng)一（百度 ）科學(xué)、技術(shù)、工程、應(yīng)用的區(qū)別和聯(lián)系（PPT）從事科學(xué)工作的科學(xué)家更偏重于理論研究；從事技術(shù)應(yīng)用的技術(shù)員和從事工程設(shè)計(jì)的工程師則更貼近實(shí)際應(yīng)用和實(shí)踐；從事生產(chǎn)應(yīng)用

10、的產(chǎn)業(yè)工人則完成的是重復(fù)制造過(guò)程；5.物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)系、區(qū)別（百度）區(qū)別：互聯(lián)網(wǎng)，即廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)及單機(jī)按照一定的通訊協(xié)議組成的國(guó)際計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)?；ヂ?lián)網(wǎng)是指將兩臺(tái)計(jì)算機(jī)或者是兩臺(tái)以上的計(jì)算機(jī)終端、客戶(hù)端、服務(wù)端通過(guò)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的手段互相聯(lián)系起來(lái)的結(jié)果。物聯(lián)網(wǎng)定義為通過(guò)各種信息傳感設(shè)備，如傳感器、RFID技術(shù)等各種裝置與技術(shù)，實(shí)時(shí)采集任何需要監(jiān)控、連接、互動(dòng)的物體或過(guò)程，采集其聲、光、熱、電、力學(xué)等各種需要的信息，與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)。其目的是實(shí)現(xiàn)物與物、物與人，所有的物品與網(wǎng)絡(luò)的連接，方便識(shí)別、管理和控制。 聯(lián)系：物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)

11、。其用戶(hù)端延伸和擴(kuò)展到了任何物體與物體之間，進(jìn)行信息交換和通信。6.物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用項(xiàng)目的分類(lèi)：應(yīng)用層：智能化的應(yīng)用服務(wù)體系網(wǎng)絡(luò)層：融合化的網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)設(shè)施感知層：無(wú)處不在的末端感知網(wǎng)絡(luò)7. 物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計(jì)階段的文檔構(gòu)成及重要性1.物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計(jì)與實(shí)施的主要文檔：1.需求分析文檔2.可行性研究報(bào)告3.招標(biāo)文件4.投標(biāo)文件5.邏輯網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)文檔6.物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)文檔7.實(shí)施文檔8.測(cè)試文檔9.驗(yàn)收?qǐng)?bào)告2.文檔的作用（1）提高整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的能見(jiàn)度。（2）提高設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)效率。（3）記錄設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的有關(guān)信息，便于協(xié)調(diào)以后的系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、使用和維護(hù)，同時(shí)作為設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)人員在一定階段的工作成果和結(jié)束標(biāo)志（

12、即某一階段告一段落的標(biāo)志）。（4）可提供與整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行、維護(hù)和培訓(xùn)有關(guān)的信息，便于管理人員、設(shè)計(jì)人員、操作人員和用戶(hù)之間的協(xié)作、交流與了解，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)活動(dòng)更科學(xué)、更有成效。（5）文檔便于潛在用戶(hù)了解軟件的功能，性能等各項(xiàng)指標(biāo)，為他們選購(gòu)符合自己需要的軟件提供必要依據(jù)。3.文檔的分類(lèi)：（1）開(kāi)發(fā)文檔（2）管理文檔（3）用戶(hù)文檔4.高質(zhì)量的文檔至少應(yīng)該具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1.針對(duì)性2.精確性3.清晰性4.完整性。5.靈活性。（一般地，文檔的內(nèi)容通常包含文字、圖表及公式等）8.物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)（分層架構(gòu)）及構(gòu)成：感知層、網(wǎng)絡(luò)（傳輸）層、應(yīng)用（處理和應(yīng)用）層；9.ZigBee、6LoWPANZ

13、igBee標(biāo)準(zhǔn)：ZigBee標(biāo)準(zhǔn)是一種新興的短距離無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，它是基于協(xié)議棧，主要針對(duì)低速率的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的。它功耗低，是最具有可能應(yīng)用在工控場(chǎng)合的無(wú)線(xiàn)方式。它和2.4 GHz頻帶提供的數(shù)據(jù)傳輸速率為250 kbps，915 MHz頻帶提供的數(shù)據(jù)傳輸速率為40 kbps，而868 MHz頻帶提供的數(shù)據(jù)傳輸速率為20 kbps。它采用跳頻技術(shù)和擴(kuò)頻技術(shù)。6LoWPANA安全：6LoWPAN是一種基于IPv6的低速無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，即。將IP協(xié)議引入無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)一直被認(rèn)為是不現(xiàn)實(shí)的(不是完全不可能)。迄今為止，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)只采用專(zhuān)用協(xié)議，因?yàn)镮P協(xié)議對(duì)內(nèi)存和帶寬要求較高，要降低它的運(yùn)行環(huán)境要求以適應(yīng)

14、微控制器及低功率無(wú)線(xiàn)連接很困難?；趯?shí)現(xiàn)IPv6通信的IETF 6LoWPAN草案標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布有望改變這一局面。6LoWPAN所具有的低功率運(yùn)行的潛力使它很適合應(yīng)用在從手持機(jī)到儀器的設(shè)備中，而其對(duì)AES(Advanced Encryption Standard, AES)-128加密的內(nèi)置支持為強(qiáng)健的認(rèn)證和安全性打下了基礎(chǔ)。6LoWPAN的設(shè)計(jì)目標(biāo)包括：1. 完整性：大多數(shù)網(wǎng)需要對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行某形式的完整性保護(hù)；2. 機(jī)密性：哪些收集敏感信息的6LoWPANA網(wǎng)需要機(jī)密性保護(hù)；3. 保護(hù)網(wǎng)絡(luò)：如需要保護(hù)靠電池的供電段設(shè)備免受DoS攻擊；從工程實(shí)現(xiàn)的角度，6LoWPAN系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)主要解決以下

15、問(wèn)題：1. 現(xiàn)有特定協(xié)議實(shí)現(xiàn)的障礙（不同層次）；2. 安全強(qiáng)度與開(kāi)銷(xiāo)的折中；3. 6LoWPANA設(shè)備啟動(dòng)時(shí)的安全考慮；4. 密鑰管理問(wèn)題；5. 使用鏈路層安全的考慮；6. 網(wǎng)絡(luò)層安全實(shí)施的困難；（工作組主要討論如何把IPv6協(xié)議適配到IEEE 802.15.4 MAC層和PHY層協(xié)議棧上的工作）10 RFID系統(tǒng)的組成？RFID系統(tǒng)主要包括讀寫(xiě)器、電子標(biāo)簽及后臺(tái)支撐系統(tǒng)。（RFID是一種利用無(wú)線(xiàn)電波與電子標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸交換的技術(shù)）11.RFID系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)1. RFID安全性特征與選型2. RFID的物理攻擊防護(hù)3. RFID系統(tǒng)安全識(shí)別與認(rèn)證4. RFID系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)原則12單一RFID

16、標(biāo)簽的識(shí)別與多個(gè)RFID標(biāo)簽的同時(shí)識(shí)別問(wèn)題？這個(gè)和頻段有關(guān)系, 如果低頻125K的 一般一次一個(gè)標(biāo)簽；高頻13.56MHz通過(guò)一些好的防碰撞算法, 可以讀到上100個(gè)標(biāo)簽；超高頻902-928MHz 的讀寫(xiě)器UR6258配合好一點(diǎn)的天線(xiàn)一次可以讀300-500個(gè)標(biāo)簽.13. 在進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)物理設(shè)備選型時(shí)，一般的設(shè)計(jì)和選擇原則是什么？從技術(shù)的角度考慮，應(yīng)考慮哪些內(nèi)容？物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備選型的原則：（選擇）1. 產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)：需求分析說(shuō)明書(shū)、邏輯網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；2. 成本因素：購(gòu)置成本、安裝成本、使用成本；3. 原有設(shè)備的兼容性：4. 產(chǎn)品的延續(xù)性5. 設(shè)備可管理性6. 廠商的技術(shù)支持7. 產(chǎn)品的備品備件庫(kù)

17、8. 綜合滿(mǎn)意度分析設(shè)備選型通常遵循以下原則：（設(shè)計(jì)）1. 廠商的選擇：盡可能選取同一廠家，根據(jù)用戶(hù)承受能力確定設(shè)備品牌；2. 擴(kuò)展性考慮：主干設(shè)備應(yīng)預(yù)留擴(kuò)展能力，低端設(shè)備則夠用即可；3. 可靠性：4. 可管理性5. 安全性6. QoS控制能力7. 標(biāo)準(zhǔn)性和開(kāi)放性：支持業(yè)界通用的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議；8. 方案選型物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的選擇：（內(nèi)容）1. RFID設(shè)備的選擇；2. 傳感器設(shè)備與傳感網(wǎng)的選擇 ；3. 光纖傳感設(shè)備的選擇；4. 中間件的選擇 ；5. 路由器、交換機(jī)等通用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的選擇；6. 傳輸介質(zhì)的選擇； 14感知系統(tǒng)的常用設(shè)備和方法有哪些？電子標(biāo)簽或配置傳感裝置等（維碼標(biāo)簽和識(shí)讀器、RFID標(biāo)簽和讀