物联网简答

物联网定义：通过射频识别RFID装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的三大特征全面感知：利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体信息可靠传递：通过无线网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递给用户智能处理：利用云计算、数据挖掘以及模糊识别等人工智能技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制物联网数据特点是：海量、多态、关联物联网结构:感知识别层、网络构建层、管理服务层、综合应用层感知层是物联网发展和应用的基础，RFID技术、传感和控制技术、短距离无线通信技术是感知层的主要技术网络构建层存在各种网络形式，通常使用的网络形式有：互联网、无线宽带网、无线低速网、移动通信网管理服务层解决数据如何存储（数据库与海量存储技术）、如何检索（搜索引擎）、如何使用（数据挖掘与机器学习）、如何不被滥用（数据安全与隐私保护）等问题。条形码或者条码（barcode）是将宽度不等的多个黑条和空白，按一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符一维条形码只是在一个方向（一般是水平方向）表达信息，而在垂直方向则不表达任何信息优点是：编码规则简单，条形码识读器造价较低缺点是：数据容量较小，一般只能包含字母和数字；条形码尺寸相对较大，空间利用率较低，条形码一旦出现损坏将被拒读二维条形码是在水平和垂直方向的二维空间存储信息优点：信息容量大、译码可靠性高、纠错能力强、制作成本低、保密与防伪性能好IC卡工作的基本原理是：射频读写器向IC卡发一组固定频率的电磁波，卡片内有一个IC串联谐振电路，其频率与读写器发射的频率相同，这样在电磁波激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷；在这个电荷的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内存储，当所积累的电荷达到2V时，此电容可作为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接受读写器数据。生物识别技术就是，通过计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合，利用人体固有的生理特性，（如指纹、脸像、红膜等）和行为特征（如笔迹、声音、步态等）来进行个人身份的鉴定基于生理特征的识别技术：指纹识别、虹膜识别、视网膜识别、面部识别、掌纹识别、手形识别、红外温谱图、人耳识别、味纹识别、基因（DNA）识别基于行为特征的生物识别技术：步态识别、击键识别、签名识别兼具生理特征和行为特征的语音识别蓝牙技术规范标准IEEE802.15，频带2.4GHz，带宽为1Mb/s以时分方式进行全双工通信基带协议是电路交换和分组交换的组合距离：Class1为100m、Class2为10m、Class3为2-3m蓝牙设备分主设备和从设备；主设备具有输入端；蓝牙匹配规则：主设备与主设备之间、主设备与从设备之间，是可以互相匹配在一起的；而从设备与从设备是无法匹配的ZigBee是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通信技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。NFC，NearFieldCommunication，近距离无线通讯技术。是一种短距离的高频无线通信技术，允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输交换数据。由免接触式射频识别（RFID）演变而来，并向下兼容RFID。和RFID不同，NFC采用了双向的识别和连接。在20cm距离内工作于13.56MHz频率范围第一代移动通信：模拟语音第二代移动通信：数字语音第三代移动通信技术：数字语音与数据第四代移动通信：多媒体移动通信RFID系统由标签、阅读器和数据传输和处理系统三部分组成。EPC系统由三个部分组成：EPC编码体系RFID系统EPC信息网络系统传感器节点由四部分组成传感器模块：负责区域内信息的采集和数据转换处理器模块：负责控制整个传感器节点的操作，存储和处理本身采集的数据以及其他节点发来的数据无线通信模块：负责与其他传感器节点进行无线通信，交换控制信息和收发采集数据能量供应模块：提供运行所需的能量，通常采用微型电池在国内，云计算被定义为：“云计算将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算能力、存储空间和各种软件服务云计算的本质特征包括：虚拟化，即把软件、硬件等IT资源进行虚拟化，抽象成标准化的虚拟资源，放在云计算平台中统一管理，保证资源的无缝扩展；多粒度和多尺度，即灵活的面对需求，提供不同的服务；不确定性，因为云计算是一个人参与的计算，是群体智能的体现，表现出自然界不确定性特征；软计算，即如何让网络明白一些定量、定性的转换，如一些大约的量词等。GPS由空间部分、地面控制系统和用户设备部分三部分组成。空间部分:GPS的空间部分是由24颗卫星组成，卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上的卫星,并能在卫星中预存的导航信息地面控制系统:地面控制系统由监测站、主控制站、地面天线所组成,主控制站位于美国科罗拉多州春田市。地面控制站负责收集由卫星传回之讯息,并计算卫星星历、相对距离,大气校正等数据用户设备部分:用户设备部分即GPS信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行中间件(middleware)是一类连接软件组件和应用的计算机软件，它包括一组服务，以便于运行在一台或多台机器上的多个软件通过网络进行交互。网络存储结构大致分为三种：DASNASSAN谷歌文件系统GFS的设计思想：1.部件错误不再被当作异常，而是将其作为常见的情况加以处理。2.按照传统的标准，文件都非常大。长度达几个GB的文件是很平常的。因此对大型文件的管理一定要能做到高效，对小型文件也必须支持，但不必优化。3.大部分文件的更新是通过添加新数据完成的，而不是改变已存在的数据。4.工作量主要由两种读操作构成：对大量数据的流方式的读操作和对少量数据的随机方式的读操作。5.工作量还包含许多对大量数据进行的、连续的、向文件添加数据的写操作。所写的数据的规模和读相似。一旦写完，文件很少改动。在随机位置对少量数据的写操作也支持，但不必非常高效6.系统必须高效地实现定义完好的大量客户同时向同一个文件的添加操作的语义。MEMS：MicroElectroMechanicalSystems，微机电系统，是由微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、通信接口和电源等部件组成的一体化的微型器件系统。传统的关系数据库在应对海量数据处理上仍有许多不足。主要表现在：①缺乏对海量数据的快速访问能力②缺乏海量数据访问灵活性③对非结构化数据处理能力薄弱④海量数据导致存储成本、维护管理成本不断增加⑤海量数据缺乏快速备份与灾难恢复机制语义网的体系结构共有七层1.第一层：Unicode和URI2.第二层：XML+NS+xmlschema3.第三层：RDF+rdfschema4.第四层：Ontologyvocabulary5.第五至七层：Logic、Proof、Trust搜索引擎分类全文搜索引擎：从互联网提取各个网站的信息，建立起数据库，并能检索与用户查询条件相匹配的记录，按一定的排列顺序返回结果，如Google，百度搜索目录索引：严格意义上不能称只为真正的搜索引擎，只是按目录分类的网站链接列表，如Yahoo、新浪分类目录搜索元搜索引擎（METASearchEngine）接受用户查询请求后，同时在多个搜索引擎上搜索，并将结果返回给用户；著名的元搜索引擎如InfoSpace、Dogpile、Vivisimo等。搜索引擎的工作原理通常为：首先，用爬虫Spider进行全网搜索，自动抓取网页；然后，将抓取网页进行索引，记录与检索有关的属性，中文搜索引擎中还需要首先对中文进行分词；最后，接受用户查询请求，检索索引文件并按照各种参数进行复杂的计算，产生结果并返回给用户搜索引擎一般由四个部分组成：搜索器：功能是在互联网中漫游，发现和搜集信息；索引器：功能是理解搜索器所搜索到的信息，从中抽取出索引项，用于表示文档以及生成文档库索引表；检索器：其功能是根据用户的查询在索引库中快速检索文档，进行相关度评价，对将要输出的结果排序，并能按用户的查询需求合理反馈信息；用户接口：其作用是接纳用户查询、显示查询结果、提供个性化查询项数据挖掘的任务主要是关联分析、聚类分析、分类、预测、时序模式和偏差分析等。数据挖掘流程①定义问题：清晰地定义出业务问题，确定数据挖掘的目的。②数据准备：选择数据--在大型数据库和数据仓库目标中提取数据挖掘的目标数据集；数据预处理--进行数据再加工，包括检查数据的完整性及数据的一致性、去噪声，填补丢失的域，删除无效数据等。③数据挖掘：根据数据功能的类型和和数据的特点选择相应的算法，在净化和转换过的数据集上进行数据挖掘。④结果分析：对数据挖掘的结果进行解释和评价，转换成为能够最终被用户理解的知识。⑤知识的运用：将分析所得到的知识集成到业务信息系统的组织结构中去。IOT定义：通过射频识别RFID装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。SOA：Service-OrientedArchitecture，面向服务的体系架构，是一种松耦合的软件组件技术，它将应用程序的不同功能模块化，并通过标准化的接口和调用方式联系起来，实现快速可重用的系统开发和部署蓝牙技术是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。ZigBee是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通信技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。CDMA：CodeDivisionMultipleAccess，码分多址，是在数字移动通信进程中出现的一种先进的无线扩频通信技术，它能够满足市场对移动通信容量和品质的高要求，具有频谱利用率高、话音质量好、保密性强、掉话率低、电磁辐射小、容量大、覆盖广等特点，可以大量减少投资和降低运营成本。OFDM：OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，正交频分复用技术。其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。M2M：Machine/Man-to-Machine/Man，是一种以机器智能交互为核心的、网络化的应用与服务。简单地说，M2M是指机器之间的互联互通。广义上来说，M2M可代表机器对机器、人对机器、机器对人、移动网络对机器之间的连接与通信，它涵盖了所有实现在人、机器、系统之间建立通信连接的技术和手段。RFID：无线射频识别（RadioFrequencyIdentification），俗称电子标签，一种非接触式的自动识别技术，它利用射频信号及其空间耦合的传输特性，实现对静止或移动物品的自动识别。EPC：产品电子代码（ElectronicProductCode），为每一件单品建立全球的、开放的标识标准，实现全球范围内对单件产品跟踪与追溯ONS：对象名称解服务器（ObjectNamingServicer），它用来把EPC码转化成IP地址，用来定位相应计算机和完成相应信息交互服务PML：实体标识语言（PhysicalMarkupLanguage），通常用来描述实物信息，如名称、种类、性质、生产日期、生产厂家信息、存放位置、使用说明等。传感器：