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复习提纲物联网概述1.物联网的四层体系架构，各层的主要功能、主要技术、典型设备。对象感控层、数据传输层、信息整合层、应用服务层对象感控层的作用是获取物理对象（人、机器、物品）的各种行为和状态数据。通过控制器实现对物理对象的控制。感知层的主要技术是：频射技术（RFID）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术、二维码。典型的设备包括：手机摄像头、各种传感器、扫码枪等。数据传输层在物联网中起到了承上启下的作用，具有纽带作用。它不仅向上负责将感知层感知到的信息传输到信息整合层，还负责感知层传递命令。数据传输层的主要技术：WiFi、蓝牙、ZigBee、NFC、NB-IOT。典型的设备包括：集成蓝牙功能、NFC功能的各种设备。信息整合层的作用是对网络获取的不确定信息完成重组、清洗、融合等处理，整合为相对准确的结论。信息整合层的主要技术是：数据挖掘、机器学习、深度学习。应用服务层的作用是使用信息整合层整合的各种有用的数据。典型的应用包括：智能安防、智能电网、环境检测等。2.物联网中典型的感知技术及其对应的典型应用系统。二维码：手机摄像头扫描、购物软件、社交交友软件RFID：基于RFID的“二代身份证”的多用途系统构想传感器：医疗健康、城市建设、交通监控图像/视频：中国电信全球眼系统3.物联网中典型的无线传输技术，包括短距离传输技术和长距离传输技术。短距离传输技术：WiFi、蓝牙、低功耗蓝牙技术BLE、ZigBee、UltraWideBand-UWB、NFC长距离传输技术：NB-IOT、LORA、5G4.边缘计算和雾计算的概念，对物联网系统的影响。边缘计算是一种在物理上靠近数据生成的位置处理数据的方法。因为随着物联网的不断普及，如果源源不断的数据全部传输到云端，云端服务器将面临巨大的存储压力，为此边缘计算提供了解决办法，边缘计算更适合物联网应用。就近提供边缘智能服务，数据不用再传到遥远的云端，在边缘测就能解决，更适合实时的数据分析和智能化处理，也更加高效而且安全。雾计算通过把数据采集、分析、处理集中在网络边缘设备，使云端计算、网络、存储能力向网络边缘“下沉”部署，以提供“就近服务”，从而提高物联网尤其是工业互联网的处理效率。雾计算将给物联网系统带来的影响：（1）更高的业务灵活性。使用合适的工具，开发人员可以快速开发雾应用并在需要时进行部署。（2）更好的安全性。使用自己的IT环境的其他部分使用的相同策略、控件和过程来保护雾气节点。（3）更深入的洞察力和隐私控制。在本地分析敏感数据，而不是将其发送到云端进行分析。（4）降低运营成本。通过在本地处理选定的数据来节省网络带宽，而不是将其发送到云端进行分析。RFID技术1.电感耦合和反射散射RFID系统的工作原理，无源标签如何获得能量和通信。RFID系统由电子标签、阅读器、天线、计算机系统四部分组成。电感耦合RFID系统工作原理：天线发射信号来形成有效的电磁场覆盖区域，电子标签进入磁场后，接收阅读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量通过标签天线发送出存储在芯片中的产品信息。天线接收到标签的返回信号后再由阅读器解析并送到中央信息系统进行有关数据处理。这种方式是基于电磁感应原理。反射散射RFID系统工作原理：天线发射高频电磁波，当标签进入电磁波的有效范围内时，天线发射的电磁波回碰到标签同时携带回标签信息。天线接受返回的信息并由阅读器进行解析后送到中央信息系统进行有关数据处理。这种方式是基于雷达反射原理。无源标签由标签天线和标签专用芯片组成。无源标签通过与天线形成空间交变磁场实现耦合，进而获得能量。标签依靠获得的能量通过标签天线将存储在标签内的信息发送给天线。依据的是电磁感应原理。2.LF、HF、UHF系统的工作频率、工作方式、工作距离、适用场景、协议标准。LF系统的工作频率：30KHz-300KHz。工作方式：电感耦合方式,标签需要位于阅读器天线辐射的近场区内工作距离：10cm适用场景：门禁、防盗追踪、动物识别协议标准：ISO18000-2、ISO11784HF系统的工作频率：3MHz-30MHz、典型频率13.56MHz。工作方式：电感耦合方式，标签需要位于阅读器天线辐射的近场区内工作距离：10cm(ISO1444),1.5m(ISO1569)适用场景：会员卡、门禁卡、身份证协议标准：ISO1444、ISO1569、ISO18000-3ISO14443UHF系统的工作频率：860MHz-960MHz。工作方式：反向散射耦合方式，标签位于阅读器天线辐射的远场区内工作距离：1m适用场景：无人超市、海量物品快速识别、移动车辆识别协议标准：ISO18000-6、ISO18000-73.EPC编码标准中的字段，各字段描述的信息，可以编码多少物品。EPC二进制编码由版本号（header）、域名管理码（EPCManagerNumber）、对象种类（ObjectClass）、序列号（SerialNumber）组成。版本号（header）：标识EPC的长度、类型、结构、版本号，它使得以后的EPC可有不同的长度或类型。域名管理码（EPCManagerNumber）：负责描述与此EPC相关的生产厂商的信息，例如“可口可乐公司”。对象种类（ObjectClass）：记录产品精确类型的信息，例如：美国生产的330ml罐装柠檬味可乐(可口可乐的一个种类)。序列号（SerialNumber）：唯一标识货品，它会精确的告诉我们所说的究竟是哪一罐330ml罐装减肥可乐。EPC编码的二进制格式有96位、170位等多种，其中版本号(Header)是固定的8位，其余三段数据的长度是不固定的。编码的物品的数目是，域名管理码、对象种类、序列号这三个字段各自编码物品数的乘积。4.UHFGen2标准中的命令集主要分哪几类，分别完成什么操作？Select命令集、Inventory命令集、Access命令集。Select命令集：只有select一条指令。读写器对电子标签的读写操作前，需应用相关的命令，选择符合用户定义的标签。使符合用户定义的标签进入相应的状态，而其他不符合用户定义的标签仍处于非活动状态，这样可有效地先将所有的标签按各自的应用分成几个不同的类。以利于进一步的标签操作命令。Inventory命令集：有Query,QueryAdjust、QueryRep、ACK、NAK五条命令。盘存是将所有符合选择条件的标签循环扫描一遍，标签将分别返回其EPC号。用户利用该操作可以首先将所有符合条件的标签的EPC号读出来。并将标签分配到各自的应用块中。盘存操作中有许多参数，并且是一个扫描的循环，在一个盘存扫描中，会组合应用到几条不同的盘存命令，故一个盘存又被称为一个盘存周期。Access命令集：有Req_RN，Read、Write、Kill、Lock、Access、BlockWrite、BlockErase七条指令。用户应用该组命令完成对电子标签的各项读取或写入操作。该命令集包括电子标签的密码校验、读标签、写标签、锁定标签及灭活标签等5.EPCGlobal系统的组成和各个功能部件的功能。如果用户通过扫码得到一个物品的EPC标签，将如何得到该物品的详细信息数据。EPCGlobal系统的组成包括：EPC编码、EPCTagandReader、EPC中间件、EPC信息服务（EPCIS）、对象名称解析服务（EPCONS）、EPCDS。EPC编码：用来唯一标识供应链中流通的商品。EPCTagandReader：RFID系统包括RFIDTag（电子标签）和阅读器。RFIDTag中封装了RFID的芯片用于收发信号的天线，芯片中记录了EPC码。阅读器用于读取EPCTag中存储的物品的信息、空中接口、阅读器防碰撞、与计算机网络连接。EPC中间件:EPC中间件负责阅读器和后端电脑系统之间的信息交换，处理实时的信息和事件，或上传给后端系统，或者下传给阅读器。屏蔽不同厂家的RFID阅读器等硬件设备、应用软件系统以及数据传输格式之间的异构性。实现不同的硬件与不同应用软件系统间的无缝连接和实时动态集成。EPC信息服务（EPCIS）：提供信息查询的接口，可与已有的数据库、应用程序及信息系统相连接。对象名称解析服务（EPCONS）：ONS将一个EPC映射到一个或多个URI，通过这些URI可以查找到EPCIS服务器上关于此产品的其他详细信息。EPCDS：EPCDS包括对象名称服务ONS以及配套服务。其作用就是通过EPC码以取得EPC数据的位置。阅读器将读到的EPC编码通过本地局域网上传到本地服务器，本地服务器ALE对这些信息进行集中处理。本地服务器通过查找本地ONS服务将一个EPC映射到一个或多个URI，如果本地ONS服务器查找不到URI，就通过路由器到达远程ONS服务器查询这些URI。本地服务器通过查询到的URI与EPCIS服务器进行通信获取物品的详细信息。6.NFC技术特点，与RFID的异同。NFC技术特征：与RFID一样，NFC信息也是通过频谱中无线频率部分的电磁感应耦合方式传递，但两者之间还是存在很大的区别。首先，NFC是一种提供轻松、安全、迅速的通信的无线连接技术，其传输范围比RFID小。其次，NFC与现有非接触智能卡技术兼容，已经成为得到越来越多主要厂商支持的正式标准。再次，NFC还是一种近距离连接协议，提供各种设备间轻松、安全、迅速而自动的通信。与无线世界中的其他连接方式相比，NFC是一种近距离的私密通信方式。NFC、红外线、蓝牙同为非接触传输方式，它们具有各自不同的技术特征，可以用于各种不同的目的，其技术本身没有优劣差别。NFC手机内置NFC芯片，比原先仅作为标签使用的RFID更增加了数据双向传送的功能，这个进步使得其更加适合用于电子货币支付的;特别是RFID所不能实现的，相互认证和动态加密和一次性钥匙(OTP)能够在NFC上实现。NFC技术支持多种应用，包括移动支付与交易、对等式通信及移动中信息访问等。通过NFC手机，人们可以在任何地点、任何时间，通过任何设备，与他们希望得到的娱乐服务与交易联系在一起，从而完成付款，获取海报信息等。NFC设备可以用作非接触式智能卡、智能卡的读写器终端以及设备对设备的数据传输链路，其应用主要可分为以下四个基本类型：用于付款和购票、用于电子票证、用于智能媒体以及用于交换、传输数据。NFC与RFID的不同：第一、NFC将非接触读卡器、非接触卡和点对点功能整合进一块单芯片，而rfid必须有阅读器和标签组成。RFID只能实现信息的读取以及判定，而NFC技术则强调的是信息交互。通俗的说NFC就是RFID的演进版本，双方可以近距离交换信息。NFC手机内置NFC芯片，组成RFID模块的一部分，可以当作RFID无源标签使用进行支付费用;也可以当作RFID读写器，用作数据交换与采集，还可以进行NFC手机之间的数据通信。第二、NFC传输范围比RFID小，RFID的传输范围可以达到几米、甚至几十米，但由于NFC采取了独特的信号衰减技术，相对于RFID来说NFC具有距离近、带宽高、能耗低等特点。第三、应用方向不同。NFC看更多的是针对于消费类电子设备相互通讯，有源RFID则更擅长在长距离识别。随着互联网的普及，手机作为互联网最直接的智能终端，必将会引起一场技术上的革命，如同以前蓝牙、USB、GPS等标配，NFC将成为日后手机最重要的标配，通过NFC技术，手机支付、看电影、坐地铁都能实现，将在我们的日常生活中发挥更大的作用。无线传感器网络1．无线传感器网络的特点及它与传统网络的区别。无线传感器网络特点：大规模：为了获取精确信息，在检测区域通常部署大量的传感器节点。自组织：在传感器网络应用中，通常情况下传感器节点被放置在没有基础结构的地方，传感器节点的位置不能预先精确设定，节点之间的相互邻居关系预先也不知道。传感器节点具有自组织的能力，能够自动进行配置和管理，通过拓扑控制机制和网络协议自动形成转发监测数据的多跳无线网络系统。动态性：传感器网络的拓扑结构可能因为某些因素而改变。以数据为中心：与应用相关：能量极其有限：需要单独为每个传感器节点进行供电