物聯網工程導論期末復習題

簡答題理解物聯網的定義和技術特征，需要注意那三個基本的問題？P14物聯網是在互聯網基礎上發(fā)展起來的，它與互聯網在基礎設施上有一定程度的重合，但它不是互聯網概念、技術與應用的簡單擴展?；ヂ摼W擴大了人與人之間信息共享的深度與廣度，而物聯網更加強調它在人類社會生活的各個方面、國民經濟的各個領域廣泛與深入地應用。物聯網的主要特征是：全面感知、可靠傳輸、智能處理。物聯網的技術特征有哪些？p14-171.物聯網中的智能物體具有感知、通信與計算能力“智能物體”是對連接到物聯網中的人與物的一種抽象對智能物體感知、通信與計算能力的理解對物聯網標識符的理解智能物體與嵌入式技術的關系2.物聯網可以提供所有對象在任何時間、任何地點的互聯3.物聯網的目標是實現物理世界與信息世界的融合什么中間件軟件？P29(我國學術界一般認可的定義是)中間件是指網絡環(huán)境下處于操作系統(tǒng)、數據庫等系統(tǒng)軟件和應用軟件之間的一種起連接作用的分布式軟件，主要解決異構網絡環(huán)境下分布式應用軟件的互連與互操作問題，提供標準接口、協議，屏蔽實現細節(jié)，提高應用系統(tǒng)易移植性第2章RFID與物聯網應用簡答題RFID標簽讀寫器設計中需要注意哪些問題？P64標簽身份識別與標簽數據傳輸加密/解密問題標簽數據傳輸錯誤問題多標簽讀取過程中的“碰撞”問題有源標簽電源狀態(tài)管理問題標簽與天線位置對讀寫效果的影響EPC編碼體系與UID編碼體系有何不同。P73日本的UID標準與ECP標準在使用的無線通信頻率、編碼位數、網絡運行環(huán)境與應用領域等方面存在著差異。UID標準使用的無線通信頻率為與，EPC標準使用UHF頻段。UID的U-code采用的基本長度是128位，EPC標準則采用96位長度。U-code可以兼容各種標識編碼體系，如條形碼的JAN碼、UPC碼、EAN碼，書籍的ISBN、ISSN碼，IPv4或IPv6地址，電話號碼等。UID標準主要用于產品追溯與移動支援、旅游指南，EPC標準主要是針對供應鏈的流通環(huán)節(jié)。讀寫器的主要功能有哪些？p62讀寫器與RFID標簽之間的通信。讀寫器與計算機之間的通信。能夠實現在有效區(qū)域內實現對多個RFID標簽同時讀寫的能力。能夠對固定或移動RFID標簽進行識別和讀寫。能夠校驗讀寫過程中錯誤信息。能夠識別有源RFID標簽與電池相關的電量信息。第3章傳感器、智能傳感器與無線傳感器網絡技術傳感器靜態(tài)性能技術指標包括哪些？（每個指標作簡單介紹）P88線性度：指傳感器輸出量與輸入量之間的實際關系曲線偏離擬合直線的程度。靈敏度：靈敏度是傳感器靜態(tài)特性的一個重要指標。其定義為輸出量的增量Δy與引起該增量的相應輸入量增量Δx之比。分辨率：傳感器能檢測到輸入量最小變化量的能力稱為分辨率遲滯：傳感器在輸入量由小到大(正行程)及輸入量由大到小(反行程)變化期間其輸入輸出特性曲線不重合的現象稱為遲滯。重復性：重復性是指傳感器在輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次變化時，所得特性曲線不一致的程度。漂移：傳感器的漂移是指在輸入量不變的情況下，傳感器輸出量隨著時間變化，此現象稱為漂移。測量范圍：傳感器所能測量到的最小輸入量與最大輸入量之間的范圍稱為傳感器的測量范圍。精度：傳感器的精度是指測量結果的可靠程度，是測量中各類誤差的綜合反映，測量誤差越小，傳感器的精度越高。無線傳感器網絡涉及哪些關鍵技術？P99-103網絡拓撲控制與路由協議介質控制訪問協議節(jié)點定位技術時鐘同步技術數據融合與數據處理技術嵌入式操作系統(tǒng)無線傳感器網絡安全技術ZigBee技術特點有哪些？P108ZigBee網絡節(jié)點工作周期短、收發(fā)數據量小，不傳輸數據時處于“睡眠狀態(tài)”。傳輸數據時由擔任“協調器”的節(jié)點喚醒。采取這種工作模式的優(yōu)點是節(jié)省電能，從而延長網絡工作時間。ZigBee采用碰撞避免機制并為需要固定帶寬的通信業(yè)務預留專用時間片，以避免發(fā)送數據的沖突。由于在MAC層采用確認機制，保證了節(jié)點之間通信的可靠性。ZigBee協議結構簡單，實現協議的專用芯片價格低廉，系統(tǒng)軟件結構力求簡單，從而降低系統(tǒng)的造價。ZigBee標準與藍牙標準的延時參數相比，ZigBee節(jié)點的休眠/工作狀態(tài)轉換需要15ms，入網時間需要30ms，而藍牙節(jié)點的入網時間要3~10s。1個ZigBee網絡最多容納1個主節(jié)點和254個從節(jié)點，一個區(qū)域中可以有100個ZigBee網絡。ZigBee提供了數據完整性檢查與加密算法，以保證網絡的安全。第4章物聯網智能設備與嵌入式技術簡答題嵌入式系統(tǒng)有哪些主要特點？P124微型機應用和微處理器芯片技術的發(fā)展為嵌入式系統(tǒng)研究奠定了基礎嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展適應了智能控制的需求嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展促進了芯片、操作系統(tǒng)、軟件編程語言與體系結構研究的發(fā)展嵌入式系統(tǒng)的研究體現出多學科交叉融合的特點設計無線傳感器網絡系統(tǒng)應用軟件時需要注意哪些問題？P116面向應用適應性能量優(yōu)化模塊化可管理可穿戴計算機有哪些特點？P140非限制性非獨占性可覺察性可控性環(huán)境感知性交流性第5章計算機網絡與互聯網技術1.分組交換數據交換技術在工作時具有哪些特征？P158網絡中沒有一個中心控制節(jié)點，聯網計算機獨立地完成數據接收、轉發(fā)、接收的功能。發(fā)送數據的主機預先將待發(fā)送的數據封裝成多個短的、有固定格式的分組如果發(fā)送主機和接收主機之間沒有直接連接的通信線路，那么分組就需要通過中間節(jié)點“存儲轉發(fā)”。這中間節(jié)點就是目前廣泛使用的路由器。每個路由器可以根據鏈路狀態(tài)與分組源地址、目的地址，通過路由選擇算法為每個分組選擇合適的傳輸路徑。當目的主機接收到屬于一個報文的所有分組之后，再將分組中多個短的數據字段組合起來，還原成發(fā)送主機原本的報文。2.ARPANET對推動網絡技術發(fā)展的貢獻主要表現在哪幾個方面？P161開展了對計算機網絡定義與分類方法的研究；提出了資源子網與通信子網的二級結構概念；研究了分組交換協議與實現技術；研究了層次型網絡結構體系的模型與協議體系；開展了TCP/IP協議與網絡互聯技術的研究；3.計算機網絡具有哪些主要特征（要展開解釋）？P165組建計算機網絡的主要目的是實現計算機資源的共享計算機資源主要指計算機的硬件、軟件與數據資源。網絡用戶不但可以使用本地計算機資源，而且可以通過網絡訪問遠程計算機資源，可以調用網中多臺計算機協同完成一項任務。互聯網計算機的系統(tǒng)是自治系統(tǒng)互聯網計算機分布在不同的地理位置，他們之間沒有明確的主從關系，每臺計算機既可以聯網工作，也可以脫網獨立地工作。聯網的計算機之間的通信必須遵守共同的網絡協議計算機網絡是由多個互聯的主機組成的，主機之間要做到有條不紊的交換數據，每個主機都必須遵守一些事先規(guī)定的通信規(guī)則。局域網的主要技術特征有哪些？P170局域網覆蓋有限的地理范圍，它適用于機關、校園、工廠等有限范圍內的計算機、終端與各類信息處理設備聯網的需求；局域網能提供高數據傳輸速率（10Mbps~100Gbps）、低誤碼率的高質量數據傳輸環(huán)境；局域網一般屬于一個單位所有，易于建立、維護與擴展；決定局域網性能的三個因素是：拓撲、傳輸介質、介質訪問控制方法；局域網可以用于辦公室、家庭個人計算機的接入，園區(qū)、企業(yè)與學校的主干網絡，以及大型服務器集群、存儲區(qū)域網絡、云計算服務器集群的后端網絡。寬帶城域網技術的主要特征表現在哪些方面？P168(1)完善的光纖傳輸網是寬帶城域網的基礎；(2)傳統(tǒng)電信、有線電視和IP業(yè)務的融合成為寬帶城域網的核心業(yè)務；(3)高端路由器和多層交換機是寬帶城域網的核心設備；(4)擴大寬帶接入的規(guī)模和服務質量是寬帶城域網的關鍵應用。第8章物聯網數據處理技術物聯網數據的特點有哪些（必須展開）？P240-241海量：當越來越多的物聯網應用系統(tǒng)建立起來之后，物聯網節(jié)點的數量將是非常多的，他們所產生的數據量也一定是海量。多態(tài)：我們需要使用多種傳感器去觀測不同的數據。而不同的數據有不同的數值范圍、不同的表示格式、不同的單位、不同的精度。動態(tài)：不同的時間、不同的傳感器測量的數值都可能有變化。而不同的數據有不同的數值范圍、不同的表示格式、不同的單位、不同的精度。關聯：物聯網中的數據之間不可能是相互獨立的，一定存在著關聯性。物聯網中的數據之間在空間、時間維度上存在著緊密的關聯性。物聯網數據兩種存儲方式分別有哪些優(yōu)點和缺點？P242分布式存儲：優(yōu)點：通常用戶只會對某一部分數據感興趣，因此數據查詢過程限制在匯聚節(jié)點與存儲節(jié)點范圍內，可以減少不必要的大范圍查詢的通信量，以節(jié)約能量。缺點：一旦存儲的數據量超過存儲節(jié)點的能力，就會造成數據丟失；同時，存儲節(jié)點本身能量消耗大，一旦存儲節(jié)點能量耗盡，就會導致網絡不能正常工作。集中式存儲結構：優(yōu)點：所有采集的數據都存儲在計算和存儲資源配置較高的匯聚節(jié)點，計算工作量較大的查詢任務由匯聚節(jié)點承擔，不需要分散到整個網絡中的中繼節(jié)點。缺點：由于所有的數據都必須通過多跳的傳感節(jié)點多次轉發(fā)，因此中繼節(jié)點不能保證轉發(fā)數據不被丟失，不能夠解決數據的重復和冗余，因此數據轉發(fā)過程的能量優(yōu)化問題。無線傳感器網絡數據管理系統(tǒng)與傳統(tǒng)的數據庫系統(tǒng)有很大差異，這些差異主要表現在哪幾個方面？P246無線傳感器網絡數據管理系統(tǒng)結構主要有哪幾種？（每種類型必須展開講）P247集中式結構：在集中式結構中，數據查詢和無線傳感器網絡內部的感知數據傳輸是分開的。在這種結構中，節(jié)點首先將感知數據按事先指定的方式，通過無線傳感器網絡傳輸到中心服務器，數據統(tǒng)一由中心服務器進行處理。分布式結構：分布式結構是建立在所有傳感器節(jié)點都具有很強的通信、存儲與處理能力，每個節(jié)點都具有獨立處理數據查詢命令的能力的基礎上。半分布式結構：由于傳感器節(jié)點具有一定的計算和存儲能力，節(jié)點可以對原始數據進行一定的處理，因此采用大量分布式傳感器節(jié)點將數據發(fā)送到多個中間處理器的思路，設計出分布與集中相結合的半分布式結構數據管理系統(tǒng)。層次結構：分為兩個層次：無線傳感器網絡層和代理網絡層。在無線傳感器網絡層，每個傳感器節(jié)點都具有一定的計算和存儲能力，可以完成接收命令、本地計算、數據傳送等工作。代理網絡層的節(jié)點具有更強的存儲、計算和通信能力。什么是云計算？P254云計算是一種利用互聯網實現隨時隨地、按需、便捷的訪問共享計算設施、存儲設備、應有程序等資源的計算模式。云計算有哪些特點？P255(1)彈性服務：云計算服務的規(guī)模可以快速伸縮，可以自動適應用戶業(yè)務的動態(tài)變化；(2)資源池化：資源以共享資源池的方式統(tǒng)一管理，資源的放置、管理與分配策略對用戶透明；(3)按需服務：云計算以服務的方式，根據用戶需求自動分配資源，而不需要系統(tǒng)管理員干預；(4)服務可計費：云計算可以監(jiān)控用戶的資源使用量，并根據資源的使用情況對服務收費；(5)泛在接入：用戶可以利用各種終端設備(如PC、筆記本計算機、智能手機和各種移動終端)隨時隨地通過互聯網訪問云計算服務。根據對傳感器數據的操作級別，可將數據融合技術分為哪些分類？P264*(1)數據級融合：數據級融合是最底層的融合，操作對象是傳感器通過采集得到的數據，因此是面向數據的融合。這類融合大多數情況下僅依賴于傳感器類型，不依賴于用戶需求。在目標識別的應用中，數據融合為像素級融合，進行的操作包括對像素數據進行分類和組合，以及去除圖像中的冗余信息。(2)特征級融合：特征級融合是面向監(jiān)測對象特征的融合。通過特征提取將數據表示為一系列的反映事物屬性的特征向量；(3)決策級融合：決策級融合是面向應用的融合。根據應用需求，決策級融合的操作提取監(jiān)測對象數據特征參數、對特征參數進行判別與分類，并通過邏輯運算獲取滿足應用需求的決策信息。第9章物聯網信息安全技術1.請描述物聯網信息安全與互聯網信息安全的關系。P274互聯網所能遇到的信息安全問題，在物聯網大多都會存在，可能只是表現形式和被關注的程度有所不同作為互聯網與物聯網的信息安全的共性技術，互聯網信息安全的研究方法與成果可以作為物聯網信息安全技術研究的基礎。借鑒互聯網信息安全研究方法，物聯網的信息安全研究從層次上可以分為：感知層安全、網絡層安全與應用層安全。隱私保護是物聯網必須面對的重大問題。目前，物聯網信息安全的研究重點針對兩大安全隱患：RFID安全、位置信息安全。2.物聯網中網絡攻擊方法中非服務攻擊有哪些基本形式？P280攻擊者可能使用各種方法對網絡通信設備（如路由器、交換機或移動通信基站、無線局域網的接入點設備或無線路由器）發(fā)起攻擊，造成網絡通信設備嚴重阻塞，導致網絡癱瘓。制造RFID標簽發(fā)送的數據包，占用大量通信線路帶寬，造成標簽與讀寫器通信線路出現沖突、擁塞，以致造成通信中斷。對無線傳感器網絡節(jié)點之間、RFID標簽與讀寫器之間的無線通信進行干擾，使得通信中斷，破壞傳輸網絡與接入網絡的正常工作。捕獲個別傳感器節(jié)點，破壞通信協議，再放回到傳感器網絡中，利用植入的惡意軟件，有目的造成網絡路由錯誤和數據傳輸錯誤、制造擁塞、耗盡其它節(jié)點的能量，使得傳感器網絡不能正常工作，最終崩潰。攻擊EPC信息網絡系統(tǒng)中的對象名字服務（ONS）體系或服務器，制造錯誤信息，甚至使得整個RFID系統(tǒng)癱瘓。攻擊者采取攻擊網關的方法，使得物聯網系統(tǒng)癱瘓。利用病毒對物聯網中設備實施攻擊，或竊取設備中存儲、傳輸的