物联网

1、 什么是物联网：把任何物品通过射频识别、红外GPS 等，按约定的协议和互联网连接起来，进行信息交换和共享，以实现智能化识别和管理的一种网络。物联网、传感网、泛在网的区别和联系：a 、 泛在网、物联

1、 什么是物联网：把任何物品通过射频识别、红外GPS 等，按约定的协议和互联

网连接起来，进行信息交换和共享，以实现智能化识别和管理的一种网络。

物联网、传感网、泛在网的区别和联系：

a 、 泛在网、物联网和传感网是依次包容的关系。

b 、 传感器网络专注于物与物之间的末端联系，它专注于物理世界信息的感知

和采集，专注于网络的分发和汇聚效率；专注于低速高效，低功低耗。

c 、 物联网是面向物与物和人与物的网络，它包含多种感知单元（传感器、

RFID 等等），同时支持一种或几种网络通信方式，为现实世界提供服务和

应用。 2、

3、 物联网的框架结构：分为软件（应用服务层）和硬件（网络传输层和感知控制

层）

什么是EPC ：EPC 最终目标是为每一个商品建立全球的、开放的编码标准。

EPC 编码由版本号、产品域名管理、产品分类部分和序列号四个字段组成。

EPC 的系统结构：全球电子产品编码体系、EPC 识别系统、信息网络系统

ONS 对象名称解析服务器，它用来把EPC 转化成IP 地址，用来定位相应的计算机和完成相应的信息交互服务。PML 实体标识语言服务器中，存储用PML 语言描述的实物信息，如实物名称、种类、性质、生产日期、生产厂家信息、实物存放位置、实物的使用说明等。

条形码分为一维条形码（密度低容量小）和二维条形码（密度高容量大）。

RFID 系统组成：4、 5、 6、 7、 8、 9、

10、 RFID 系统主要由应答器、阅读器和高层组成。其中应答器是集成电路芯片形式，

而集成芯片又根据它的封装不同表现的形式也不太一样。阅读器用于产生射频

载波完成与应答器之间的信息交互的功能。高层功能是信息的管理和决策系统。

11、 应答器是由天线、编/解码器、电源、解调器、存储器，控制器以及负载电路

组成。从应答器传送信息到阅读器，状态数据在CPU 的控制下，从存储器中取出经过编码器和负载调制单元发送到阅读器。

12、 应答器能源不同可以分为：无源（被动式）应答器、半无源（半被动式）应答

器和有源（主动式）应答器。

13、 典型的阅读器包含有高频模块(发送器和接收器) 、控制单元、振荡电路以及阅

读器天线几部分。

14、 RFID 频率分类：LF （125-134khz ）、HF （13.56MHZ ）、UHF （868-915mhz ）

15、 阅读器的组成部分：

16、 从模拟信号转换成数字信号分为三个阶段：

抽样：每隔一个相等的时间间隙，采集连续信号的一个样值。

② 量化：将量值连续分布的样值，归并到有限个取值范围内。

③ 编码：用二进制数字代码，表达这有限个值域（量化区）。

17、 (1) 天线方向性 ：发射天线的基本功能之一是把从馈线取得的能量向周围空

间辐射出去，基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射。波瓣宽度：方向图通常都有两个或多个瓣，其中辐射强度最大的瓣称为主瓣，其余的瓣称为副瓣或旁瓣。

18、 RFID 中间件基本构成：

19、 传感器技术：是物联网的基础技术之一，处于物联网构架的感知层。传感器：

是一种能把特定的被测信号，按一定规律转换成某种可用信号输出的器件或装置，以满足信息的传输、处理、记录、显示和控制等要求。

20、 静态特性：指被测量的值处于稳定状态时的输 出和输入关系。衡量静态特性

的重要指标是线性度、灵敏度、迟滞和重复性等。动态特性：输出对随时间变化的输入量的响应特性。

21、 气敏传感器：指将被测气体浓度转换为与其成一定关系的电量输出的装置或器

件。

22、 智能传感器的三个优点：

A 、通过软件技术可实现高精度的信息采集，而且成本低；

B 、具有一定的编程自动化能力；

23、 功能多样化。

22、 IEEE1451标准通过规定的软件接口通过对象模型、数据模型、网络通讯模型实

现。

23、 智能传感器发展趋势：（1）向高精度发展（2）向高可靠性、宽温度范围发展

（3）向微型化发展（4）向微功耗及无源化发展（5）向智能化数字化发展（6） 向网络化发展

23、 MEMS ：由微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、通讯接口和电源等部件

组成的一体化的微型器件系统。

24、 输入通道的特点：⑴ 输入通道的结构类型取决于传感器送来的信号大小和类

型。⑵ 输入通道的主要技术指标是信号转换精度和实时性，后者为实时检测和控制系统的特殊要求。⑶ 输入通道是一个模拟、数字信号混合的电路，其功耗小，一般没有功率驱动要求。 ⑷ 被测信号所在的现场可能存在各种电磁干扰。

输出通道的特点：⑴ 通道的结构取决于系统要求，其中的信号有数字量和模拟量两大类，要用到的转换器件是D ／A 转换器。⑵ 微机输出信号的电平和功率都很小，而被控装置所要求的信号电平和功率往铰比较大，因此在输出通道中要有功率放大，即输出驱动环节。⑶ 输出通道连接被控装置的执行机构，

各种电磁干扰会经通道进入被控装置，因此必须在输出通道中采取抗干扰措施。

25、 短距离无线通信的重要特征和优势：1. 低成本2. 低功耗3. 对等通信

26、 短距离无线通信技术标准：ZigBee 、超宽频(Ultra Wide Band)、短距通信(NFC)、WiMedia 、GPS 、DECT 、无线1394和专用无线系统等。

27、 ZigBee 技术主要用于无线个域网（WPAN ），主要应用在短距离范围之内并且数据传输速率不高的各种电子设备之间。ZigBee 技术特点主要包括：1. 数据传输速率低

2. 功耗低3. 低成本4. 网络容量大5. 有效范围小6. 工作频段灵活

28、 无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）是由部署在检测区域内的大量的微型传感器节点通过无线电通信形成的一个多跳的自组织网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域内被监测对象的信息，并发送给观察者。

29、 蓝牙技术的特点和优点在于：Bluetooth 工作在全球开放的2.4GHzISM 频段使用跳频扩频技术在有效范围内可越过障碍物进行连接，没有特别的通信视角和方向要求。组网简单方便 低功耗、通信安全性好 数据传输带宽可达1Mbps 一台蓝牙设备可同时与其他7台蓝牙设备建立连接支持语音传输。

30、 Wi-Fi 技术是属于无线局域网的一种，通常是指符合IEEE 定义的一个无线网络通信的工业标准（IEEE 802.11）。

31、 无线局域网采用的传输媒体主要有两种——无线电波和红外线。根据调制方式的不同，无线电波方式又可分为扩展频谱方式和窄带调制方式。

32、 无线传感器网络的特点：1．大规模网络2．自组织网络3．多跳路由4. 动态性网络5．以数据为中心的网络6．兼容性应用的网络

33、 传感器节点的限制：1．电源能量有限2．通信能力有限3．计算和存储能力有限。

34、 TinyOS的技术特点：组件化编程、事件驱动模式、轻量级线程、两级调度方式、分阶段作业、主动消息通信。

35、 一个nesc 编写的程序由一个或多个组件构成或连接而成。

组件分两种：

Module 组件（模块）：实现某种逻辑功能；

Configuration 组件（配件）：将各个组件连接起来成为一个整体

36、 一个组件可以提供接口（provides ），也可以使用接口（uses ）。提供的接口描述了该组件提供给上一层调用者的功能，而使用的接口则表示该组件本身工作时需要的功能。

接口是一组相关函数的集合，它是双向的并且是组件间的唯一访问点。接口声明了两种函数：

命令（command ）：接口的提供者必须实现它们；

事件（event ）：接口的使用者必须实现它们 。

37、 接口具有双向性：nesC 的接口有双向性：它们描述多功能的两个组件（供给者和使用者）之间的交互渠道。

38、

39、 模块定义如下：

module

implementation { translation-unit }

40、 nesc 的三种连接语句：endpoint1=endpoint2、endpoint1 -> endpoint2 、endpoint1 <- endpoint2

41、 所有程序都需要一个顶层配件，通常是以应用程序的名字命名。BlinkAppC 就是Blink 程序的配件，也是nesC 编译器产生可执行文件的源头。而BlinkC 则提供Blink 程序的逻辑实现。BlinkAppC 是用来连接BlinkC 模块和Blink 所需的其他功能组件。

42、 路由协议分类：(1)根据传输过程中采用路径的多少，可分为单路径路由协议和多路径路由协议。(2)根据节点在路由过程中是否有层次结构、作用是否有差异，可分为平面路由协议和层次路由协议。(3)根据路由建立时机与数据发送的关系，可分为主动路由协议、按需路由协议和混合路由协议。(4)根据是否以地理位置来标识目的地、路由计算中是否利用地理位置信息，可分为基于位置的路由协议和非基于位置的路由协议。(5)根据是否以数据来标识目的地，可分为基于数据的路由协议和非基于数据的路由协议。(6)根据节点是否编址、是否以地址标识目的地，可分为基于地址的路由协议和非基于地址的路由协议。

43、 Flooding 和Gossiping 两个路由协议是传统网络中最为经典和简单的路由协议，它们都是基于洪泛机制的路由协议，可以应用到无线传感器网络中。Flooding 路由协议不要求维护网络的拓扑结构和相关路由计算，仅要求传感器网络节点在接收到信息后以广播的方式向邻居节点转发数据包，邻居节点重复执行上述过程（转发时除去刚刚发送给它们的节点），直到数据包到达目的地或者该数据包的生命周期结束。特别指出的是，无线传感器网络中数据包的生命周期TTL ，一般预先设定这个数据包所转发的最大跳数。

44、 简单的无结构路由协议：SPIN 路由协议SPIN （信息协商的传感器协议）是无线传感器网络中一种基于数据中心的自适应通信路由协议，其通过节点之间的协商以建立传输路径。SPIN 协议的设计目标是能够解决Flooding 以及Gossiping 协内爆、重叠及资源利用不合理现象。SPIN 协议在路由建立时，一共采用了3种类型的数据包：ADV 、REQ 与DATA 。

45、 树类路由协议：LEACH

46、 拓扑控制的意义：① 影响整个网络的生存时间② 减小节点间通信干扰，提高网络通信效率 ③为路由协议、时间同步提供基础④ 影响数据融合⑤ 弥补节点失效的影响 。

47、 路由协议时需要考虑到以下关键问题：① 节点部署。部署方案：一、手工

二、随机② 数据精确性前提下的能耗③ 以数据为中心的数据报告模型④ 鲁棒性与容错性⑤ 网络动态性⑥ 资料融合⑦ 快速收敛性

48、 无线传感器网络测距技术：测距即测量两个节点之间的距离，一般常采用物理信号测量方式，如无线电、声波和磁场等。根据各种物理信号的优缺点，常用的方法有到达时间测量法（TOA ）、到达时间差测量法（TDOA ）、到达信号强度测量法（RSS ）等。

49、 测距中用到的基本术语: ① 接收新信号强度指示（Received Signal

Strength Indicator，RSSI ）：节点接收到无线信号的强度的大小，称为接收信号的强度指示。② 到达角度（Angle of Arrival，AOA ）：节点接收到的信号相对于自身

轴线的角度，称为信号相对接收节点的到达角度。③ 视线关系（Line of Sight，LOS ）：两个节点间没有障碍物间隔，能够直接通信，称为两个节点间存在视线关系 4非视线关系（NLOS ，no LOS）：两个节点之间存在障碍物。

50、 路由协议分类：p47

51、 拓扑控制的设计目标：p80

55、 无线传感器网络目标跟踪的基本过程：跟踪与定位不同，主要目的不是追求定位的精度，而是需要对移动的目标或者时间进行动态的监测。基于无线传感器网络的目标跟踪过程大致包括3个阶段：检测、定位和通告，每个阶段需要不同的技术来实现。

56、 传感器节点定位的基本术语：p102

56、 ZigBee 是一种新兴的短距离、低功耗、低数据速率、低成本、低复杂度的无线网络技术[6,7]。采取了IEEE 802.15.4强有力的无线物理层所规定的全部优点：省电、简单、成本又低的规格；增加了逻辑网络、网络安全和应用层。主要应用领域包括工业控制、消费性电子设备、汽车自动化、家庭和楼宇自动化、医用设备控制等场合。ZigBee 无线可使用的频段有3个，分别是2.4GHz 的ISM 频段、欧洲的868MHz 频段、以及美国的915MHz 频段，而不同频段可使用的信道分别是16、1、10个，在中国采用

2.4G 频段，是免申请和免使用费的频率。

57、Zigbee 堆栈容量和设备：ZigBee 标准规定可以在一个单一的网络中容纳65535个节点，所有的ZigBee 网络节点都属于以下三种类型中的一种：Co-ordinator 、Router 、End Device。

58、Co-ordinator 在网络层的任务是：（1）选择网络所使用的频率通道，通常应该是最安静的频率通道；（2）开始网络；（3）将其他节点加入网络；（4）Co-ordinator 通常还会提供信息路由，安全管理和其他的服务。

59、 树形拓扑中的通讯规则：（1）每一个节点都只能和他的父节点和子节点之间通讯；（2）如果需要从一个节点向另一个节点发送数据，那么信息将沿着树的路径向上传递到最近的祖先节点然后再向下传递到目标节点。 这种拓扑方式的缺点就是信息只有唯一的路由通道，另外信息的路由是由协议栈层处理的，整个的路由过程对于应用层是完全透明的。

60、 ZigBee 优势：（1）数据传输率低：10Kb/s～250Kb/s（2）功耗低（3）成本低

（4）网络容量大（5）时延短 （6）网络的自组织、自愈能力强，通信可靠；（7）数据安全（8）工作频段灵活

61、 ZigBee 无线网络的形成：首先，由ZigBee 协调器建立一个新的ZigBee 网络。一旦一个新网络被建立，ZigBee 路由器与终端设备就可以加入到网络中了。网络形成后，可能会出现网络重叠及PAN ID冲突的现象。协调器可以初始化PAN ID冲突解决程序，改变一个协调器的PAN ID与信道，同时相应修改其所有的子节点。加电后，若子节点曾加入过网络，则该设备会执行孤儿通知程序来锁定先前加入的网络。接收到孤儿通知的设备检查它的邻居表，并确定设备是否是它的子节点，若是，设备会通知子节点它在网络中的位置，否则子节点将作为一个新设备来加入网络。而后，子节点将产生一个潜在双亲表，并尽量以合适的深度加入到现存的网络中。