《物聯(lián)網(wǎng)概論》總復(fù)習(xí)44ppt課件

1、總復(fù)習(xí).考試題型及分值單項(xiàng)選擇題2%*10=20%填空題2%*10=20%簡(jiǎn)答題8%*5=40%論述題20%*1=20%考試時(shí)間6月14號(hào)15周周五3：005：00.物聯(lián)網(wǎng)的定義最初的定義：將各種信息傳感設(shè)備如射頻識(shí)別(RFID)安裝、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等種種安裝與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來(lái)而構(gòu)成的一個(gè)宏大網(wǎng)絡(luò)。其目的是讓一切的物品都與網(wǎng)絡(luò)銜接在一同，方便識(shí)別和管理。 歐盟定義：將現(xiàn)有的互聯(lián)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展到互聯(lián)的物品網(wǎng)絡(luò)。ITU 定義：from anytime, any place connectivity for anyone, we will now have connectivi

2、ty for anything。.物聯(lián)網(wǎng)的其他定義.物聯(lián)網(wǎng)的三大特征全面感知利用RFID 、傳感器、二維碼等隨時(shí)隨地獲取物體的信息?？煽總魉徒?jīng)過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的交融，將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳送給用戶。智能處置利用云計(jì)算、數(shù)據(jù)發(fā)掘以及模糊識(shí)別等人工智能技術(shù)，對(duì)海量的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)展分析和處置，對(duì)物體實(shí)施智能化的控制。.感知中國(guó)2021 年 8 月 溫家寶總理在無(wú)錫調(diào)查傳感網(wǎng)產(chǎn)業(yè)開展時(shí)明確指示要早一點(diǎn)謀劃未來(lái)，早一點(diǎn)攻破中心技術(shù)，并且明確要求盡快建立中國(guó)的傳感信息中心，或者叫“感知中國(guó)中心。.物聯(lián)網(wǎng)開展中國(guó)的優(yōu)勢(shì)我國(guó)1999年就啟動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)中心傳感網(wǎng)技術(shù)研討，研發(fā)程度處于世界前列；在傳感網(wǎng)領(lǐng)域，我

3、國(guó)是規(guī)范主導(dǎo)國(guó)之一，專利擁有量高；我國(guó)是可以實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)完好產(chǎn)業(yè)鏈的國(guó)家之一；我國(guó)無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)和寬帶覆蓋率高，為物聯(lián)網(wǎng)的開展提供了堅(jiān)實(shí)的根底設(shè)備支持；我國(guó)曾經(jīng)成為世界第三大經(jīng)濟(jì)體，有較為雄厚的經(jīng)濟(jì)實(shí)力支持物聯(lián)網(wǎng)開展。.物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系框架3層.物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)用前景智能物流：現(xiàn)代物流系統(tǒng)希望利用信息生成設(shè)備，如RFID設(shè)備、感應(yīng)器或全球定位系統(tǒng)等種種安裝與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來(lái)而構(gòu)成的一個(gè)宏大網(wǎng)絡(luò)，并可以在這個(gè)物聯(lián)化的物流網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)智能化的物流管理。智能交通：經(jīng)過(guò)在根底設(shè)備和交通工具當(dāng)中廣泛運(yùn)用信息、通訊技術(shù)來(lái)提高交通運(yùn)輸系統(tǒng)的平安性、可管理性、運(yùn)輸效能同時(shí)降低能源耗費(fèi)和對(duì)地球環(huán)境的負(fù)面影響。 綠色建筑：物聯(lián)

4、網(wǎng)技術(shù)為綠色建筑帶來(lái)了新的力量。經(jīng)過(guò)建立以節(jié)能為目的的建筑設(shè)備監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，將各種設(shè)備和系統(tǒng)交融在一同，構(gòu)成以智能處置為中心的物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用系統(tǒng)，有效的為建筑節(jié)能減排提供有力的支撐。.物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)用前景續(xù)智能電網(wǎng)：以先進(jìn)的通訊技術(shù)、傳感器技術(shù)、信息技術(shù)為根底，以電網(wǎng)設(shè)備間的信息交互為手段，以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠、平安、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和運(yùn)用平安為目的的先進(jìn)的現(xiàn)代化電力系統(tǒng)。環(huán)境監(jiān)測(cè)：經(jīng)過(guò)對(duì)人類和環(huán)境有影響的各種物質(zhì)的含量、排放量、以及各種環(huán)境形狀參數(shù)的檢測(cè)，跟蹤環(huán)境質(zhì)量的變化，確定環(huán)境質(zhì)量程度，為環(huán)境管理、污染治理、防災(zāi)減災(zāi)等任務(wù)提供根底信息、方法指引和質(zhì)量保證。.2 RFID技術(shù)分析RFID系統(tǒng)由五

5、個(gè)組件構(gòu)成，包括：傳送器、接納器、微處置器、天線、標(biāo)簽。傳送器、接納器和微處置器通常都被封裝在一同，又統(tǒng)稱為閱讀器(Reader)，所以工業(yè)界經(jīng)常將RFID系統(tǒng)分為為閱讀器、天線和標(biāo)簽三大組件。.2 RFID技術(shù)分析：頻率RFID頻率是RFID系統(tǒng)的一個(gè)很重要的參數(shù)目的，它決議了任務(wù)原理、通訊間隔、設(shè)備本錢、天線外形和運(yùn)用領(lǐng)域等要素。RFID典型的任務(wù)頻率有125KHz、133KHz、13.56MHz、27.12MHz、433MHz、860-960MHz、2.45GHz、5.8GHz等。按照任務(wù)頻率的不同，RFID系統(tǒng)集中在低頻、高頻和超高頻三個(gè)區(qū)域.低頻LF范圍為30kHz-300kHz，R

6、FID典型低頻任務(wù)頻率有125kHz和133kHz兩個(gè)，該頻段的波長(zhǎng)大約為2500m。低頻標(biāo)簽普通都為無(wú)源標(biāo)簽，其任務(wù)能量經(jīng)過(guò)電感耦合的方式從閱讀器耦合線圈的輻射場(chǎng)中獲得，通訊范圍普通小于1米。除金屬資料影響外，低頻信號(hào)普通可以穿過(guò)恣意資料的物品而不降低它的讀取間隔。天線匝數(shù)較多。適用于近間隔、低速、數(shù)據(jù)量小的場(chǎng)所：汽車防盜、酒店門鎖系統(tǒng)、自動(dòng)停車場(chǎng)收費(fèi)及管理系統(tǒng)等。低頻RFID特點(diǎn).高頻HF范圍為3 MHz -30 MHz，RFID典型任務(wù)頻率為13.56MHz,該頻率的波長(zhǎng)大約為22米，通訊間隔普通也小于1米。該頻率的標(biāo)簽不再需求線圈繞制，可以經(jīng)過(guò)腐蝕活著印刷的方式制造標(biāo)簽內(nèi)的天線，采用電

7、感耦合的方式從閱讀器輻射場(chǎng)獲取能量?？梢酝瑫r(shí)讀取多個(gè)標(biāo)簽，數(shù)據(jù)傳輸率較高。典型運(yùn)用：圖書管理系統(tǒng)、固定資產(chǎn)管理系統(tǒng)、醫(yī)藥物流系統(tǒng)高頻RFID特點(diǎn).超高頻UHF范圍為300MHz-3GHz，3GHz以上為微波范圍。采用超高頻和微波的RFID系統(tǒng)普通統(tǒng)稱為超高頻RFID系統(tǒng)，典型的任務(wù)頻率為：433MHz，860-960MHz，2.45GHz，5.8GHz，頻率波長(zhǎng)大約在30厘米左右。超高頻標(biāo)簽可以是有源標(biāo)簽與無(wú)源標(biāo)簽兩種，經(jīng)過(guò)電磁耦合方式同閱讀器通訊。通訊間隔普通大于1米，典型情況為4-6米，最大可超越10米。數(shù)據(jù)傳輸率高，可以在短時(shí)內(nèi)讀取大量的標(biāo)簽。典型運(yùn)用：集裝箱管理、航空包裹管理、供應(yīng)鏈管

8、理超高頻RFID特點(diǎn).基于幀的分時(shí)隙ALOHA防沖突算法FSA，F(xiàn)ramed Slotted Aloha的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，并闡明如何處理FAS算法固定幀的局限性。.基于幀的分時(shí)隙ALOHA防沖突算法FSA，F(xiàn)ramed Slotted Aloha思想：在S-ALOHA根底上，將假設(shè)干個(gè)時(shí)隙組織為一幀，閱讀器按照幀為單元進(jìn)展識(shí)別。每幀開場(chǎng)時(shí)，Reader廣播幀長(zhǎng)度f(wàn)時(shí)隙個(gè)數(shù)每個(gè)標(biāo)簽隨機(jī)選擇I0,f-1，并存儲(chǔ)在存放器SN中；Reader啟動(dòng)新時(shí)隙，假設(shè)Tag的SN值為0那么發(fā)送；否那么減1假設(shè)發(fā)送勝利，進(jìn)入休眠形狀；假設(shè)沖突，進(jìn)入等待形狀，在下幀中重新嘗試。反復(fù)上述過(guò)程，直到在某幀中Reader沒(méi)有收

9、到任何Tag.處理FAS算法固定幀的局限性動(dòng)態(tài)自順應(yīng)設(shè)置幀長(zhǎng)度的算法可以處理FAS算法固定幀的局限性。一種根據(jù)前一幀通訊獲取的空的時(shí)隙數(shù)目，發(fā)生碰撞的時(shí)隙數(shù)目和勝利識(shí)別標(biāo)簽的時(shí)隙數(shù)目的數(shù)量估計(jì)當(dāng)前的標(biāo)簽數(shù)并設(shè)置下一幀的最優(yōu)的長(zhǎng)度；另一種根據(jù)前一時(shí)隙的反響動(dòng)態(tài)調(diào)整幀長(zhǎng)為2的整數(shù)倍，這種方法最具代表性的是EPCglobal Gen2規(guī)范中設(shè)計(jì)的Q算法。.EPC技術(shù)EPC系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)完好的EPC任務(wù)系統(tǒng)由8部分組成: EPC編碼EPC標(biāo)簽讀寫器EPC SavantONS效力器PMLEPC-IS效力器Internet.為什么需求定位？基于位置的效力自動(dòng)導(dǎo)航搜索周邊效力信息基于位置的社交網(wǎng)絡(luò)：Four

10、square位置信息和我們的生活息息相關(guān)位置信息不是單純的“位置地理位置空間坐標(biāo)處在該位置的時(shí)辰時(shí)間坐標(biāo)處在該位置的對(duì)象身份信息.GPS：主要優(yōu)缺陷優(yōu)點(diǎn)精度高全球覆蓋，可用于險(xiǎn)惡環(huán)境缺陷啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)(3-5分鐘)室內(nèi)信號(hào)差需求GPS接納機(jī).蜂窩基站定位：主要優(yōu)缺陷優(yōu)點(diǎn)不需求GPS接納機(jī)，可通訊即可定位啟動(dòng)速度快信號(hào)穿透才干強(qiáng)，室內(nèi)亦可接納到缺陷定位精度相對(duì)較低基站需求有專門硬件，造價(jià)昂貴.A-GPSAssisted GPS特點(diǎn)GPS定位和蜂窩基站定位的結(jié)合體利用基站定位確定大致范圍銜接網(wǎng)絡(luò)查詢當(dāng)前位置可見衛(wèi)星大大縮短搜索衛(wèi)星的時(shí)間全程數(shù)十秒.7 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)分類2G/2.5G/3G:10k/100k

11、/2MWSN802.15.4.7無(wú)線銜接的特點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度衰減無(wú)線信號(hào)能量隨著傳輸間隔增長(zhǎng)而減弱。非視野傳輸假設(shè)發(fā)送者與接納者之間的途徑部分被阻撓，那么稱其為非視野傳輸。無(wú)線信號(hào)能夠會(huì)被阻撓物吸收或迅速衰減。信號(hào)干擾一樣無(wú)線頻段的信號(hào)會(huì)相互關(guān)擾，例如2.4GHz。外部環(huán)境的電磁噪聲，例如微波爐、汽車、高壓電線。多徑傳播無(wú)線信號(hào)由于阻撓物的反射和折射，到達(dá)接納端的時(shí)間能夠略微不同。無(wú)線寬帶網(wǎng)絡(luò)和有線寬帶網(wǎng)絡(luò)的主要區(qū)別在于數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。.為什么需求低速網(wǎng)絡(luò)協(xié)議？物聯(lián)網(wǎng)背景下銜接的物體，既有智能的也有非智能的。順應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)中那些才干較低的節(jié)點(diǎn)低速率低通訊半徑低計(jì)算才干低能量需求對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中各種各樣的物

12、體進(jìn)展操作的前提就是先將他們銜接起來(lái)，低速網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是實(shí)現(xiàn)全面互聯(lián)互通的前提。.藍(lán)牙Bluetooth藍(lán)牙技術(shù)是一種短間隔低功耗傳輸協(xié)議，最早始于1994年，由瑞典的愛立信公司研發(fā)。采用的是調(diào)頻技術(shù)frequency-hopping spread spectrum，頻段范圍是2.402GHz-2.480GHz。通訊速率普通能到達(dá)1Mbps左右，新的藍(lán)牙規(guī)范也支持超越20Mbps的速率。通訊半徑從幾米到100米左右不等，常見為幾米左右。.藍(lán)牙和Wi-Fi區(qū)別Wi-Fi的定位目的是為了取代網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用中的有線設(shè)備，可以真正的實(shí)現(xiàn)從有線到無(wú)線的轉(zhuǎn)變，他可以用來(lái)傳送各種文件，視頻，音頻，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的各種運(yùn)用

13、。藍(lán)牙主要是為了交換一些個(gè)人用戶攜帶設(shè)備的有線，如耳機(jī)，鍵盤等。對(duì)帶寬的要求相對(duì)較少，資源擁有量電量，計(jì)算資源等等相對(duì)較低不是經(jīng)常運(yùn)用。.8 無(wú)線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)節(jié)點(diǎn)功能小計(jì)算不能太復(fù)雜節(jié)點(diǎn)能量少盡量減少不用要傳輸節(jié)點(diǎn)通訊范圍小需求多跳網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)內(nèi)存小不能夠保管全部路由表節(jié)點(diǎn)任務(wù)環(huán)境復(fù)雜高順應(yīng)性協(xié)議.8.3 無(wú)線傳感網(wǎng)組網(wǎng)：網(wǎng)絡(luò)層設(shè)計(jì)主要特點(diǎn)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)路由與傳統(tǒng)路由的區(qū)別無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的鏈路是不可靠的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的功能和資源極其受限的，使得節(jié)點(diǎn)不能進(jìn)展很復(fù)雜的計(jì)算，丈量以及維護(hù)龐大的路由表。鏈路質(zhì)量成為影響路由協(xié)議性能的重要目的。許多無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議在其途徑選擇過(guò)程中均思索了鏈路

14、質(zhì)量。ETX是廣泛運(yùn)用的途徑選擇目的，可實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳感網(wǎng)典型的鏈路丈量方法。.ETX：途徑選擇目的ETX： Expected Transmission Count，傳輸勝利每個(gè)包需求的總傳輸次數(shù)，一條途徑的ETX越小代表在這條途徑上引起的總傳輸次數(shù)最小。Link throughput 1/ Link ETX.ETX計(jì)算假設(shè)鏈路有ACKs和重傳P(TX success) = P(Data success) P(ACK success)Link ETX = 1 / P(TX success) = 1 / P(Data success) P(ACK success) 實(shí)踐計(jì)算ETXP(Data suc

15、cess) measured fwd delivery ratio rfwdP(ACK success) measured rev delivery ratio rrevLink ETX 1 / (rfwd rrev).CDMA系統(tǒng)CDMA與GSM并列的第二大挪動(dòng)通訊系統(tǒng)，也是3G系統(tǒng)的根底。CDMA可以同時(shí)區(qū)分并分別多個(gè)同時(shí)傳輸?shù)男盘?hào)。CDMA有以下特點(diǎn)：抗干擾性好抗多徑衰落嚴(yán)密平安性高容量質(zhì)量之間可以權(quán)衡取舍同頻率可在多個(gè)小區(qū)內(nèi)反復(fù)運(yùn)用.呼吸效應(yīng)及處理方案呼吸效應(yīng)：在CDMA系統(tǒng)中，基站的實(shí)踐有效覆蓋面積會(huì)隨著干擾信號(hào)的加強(qiáng)而減少，反之那么會(huì)增大。這種覆蓋面積隨用戶數(shù)目的添加而收縮的景象為

16、“呼吸效應(yīng)。干擾信號(hào)同挪動(dòng)用戶的數(shù)目是親密相關(guān)的；導(dǎo)致“呼吸效應(yīng)的主要緣由是CDMA系統(tǒng)是一個(gè)自干擾系統(tǒng)；CDMA2000和W-CDMA屬于同頻自干擾系統(tǒng)，臨近用戶間自干擾景象明顯，從而降低了實(shí)踐傳輸速率。TD-SCDMA處理方案：利用低帶寬的FDMA和TDMA限制了系統(tǒng)的最大干擾；在單時(shí)隙中運(yùn)用CDMA技術(shù)提高系統(tǒng)容量；利用結(jié)合檢測(cè)和SDMA技術(shù)對(duì)客戶終端的信號(hào)跟蹤；充分利用下行信號(hào)能量，最大程度上抑制了客戶之間的干擾。TD-SCDMA系統(tǒng)不再是一個(gè)自干擾系統(tǒng)，“呼吸效應(yīng)根本被消除。.TD-CDMA處理的挪動(dòng)通訊問(wèn)題續(xù)“遠(yuǎn)近效應(yīng)：挪動(dòng)通訊干擾的另一問(wèn)題。手機(jī)用戶到基站的間隔不斷變化；固定的通

17、訊功率不僅會(huì)呵斥嚴(yán)重的功率過(guò)剩，且能夠構(gòu)成有害的電磁輻射。如何處理？動(dòng)態(tài)調(diào)控功率：手機(jī)終端根據(jù)本人到基站的通訊間隔動(dòng)態(tài)的調(diào)整本人的傳輸功率，從而盡能夠的減少過(guò)剩，且依然保證可連通性。.數(shù)據(jù)庫(kù)與物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)特點(diǎn)：海量性，多態(tài)性，關(guān)聯(lián)性及語(yǔ)義性關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)作為一項(xiàng)有著近半個(gè)世紀(jì)歷史的數(shù)據(jù)處置技術(shù)，仍可在物聯(lián)網(wǎng)中大展拳腳，為物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)提供支撐。與此同時(shí)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用提出的新需求，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)也在進(jìn)展不斷的更新，開展出新的方向。新興數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)針對(duì)非關(guān)系型、分布式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并不要求數(shù)據(jù)庫(kù)具有確定的表方式，經(jīng)過(guò)防止銜接操作提升數(shù)據(jù)庫(kù)性能。.關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的缺陷缺乏對(duì)真實(shí)世界實(shí)體的

18、有效表達(dá)缺乏對(duì)復(fù)雜查詢的有效處置 缺乏對(duì)WEB運(yùn)用的有效支持(允許延遲、高效存儲(chǔ)查詢、并發(fā)存取.Page 38IPv6地址分類單播地址Unicast Address組播地址Multicast Address任播地址Anycast Address特殊地址地址類型二進(jìn)制前綴IPv6標(biāo)識(shí)未指定00.0 (128 bits):/128環(huán)回地址00.1 (128 bits):1/128組播11111111FF00:/8鏈路本地地址1111111010FE80:/10站點(diǎn)本地地址1111111011FEC0:/10全局單播（其他）2000:/3.Global Unicast Addressesequiva

19、lent to public IPv4 addressesFixed portion set to 001 The three high-order bits are set to 001. The address prefix for currently assigned global addresses is 2000:/3.Global Routing Prefix Indicates the global routing prefix for a specific organizations site.Subnet ID The Subnet ID is used within an organizations site to identify subnets. Interface ID Indicates the interface on a sp