物联网技术导论_总复习综述

物联网技术导论总复习本课共18讲4大部分第一篇概述和感知层第1章物联网概述第2章自动识别技术与RFID第3章传感器技术第二篇网络构建第4章定位系统+智能信息设备第5章互联网第6章无线网络：无线低速网络移动通信技术无线宽带第三篇管理服务数据库系统物联网中间件信息安全第四篇综合应用智能电网+交通+医疗+绿色建筑监测+物流+绿色建筑感知层解决的是人类世界和物理世界的数据获取的问题。网络层解决的是感知层所获得的数据在一定范围内，通常是长距离的传输问题。解决的是信息处理和人机界面的问题。主要完成数据的管理和处理第一章概述和感知层1.1起源与发展，基本概念1.2核心技术1.3主要特点1.4应用前景第2章自动识别技术与RFID标识技术：光符号识别语音识别虹膜识别指纹识别IC卡：按不同方式的分类自动识别技术一维和二维条码的特点RFID的历史，工作原理，大概的系统组成，低频（LF）范围为30kHz-300kHz，RFID典型低频工作频率有125kHz和133kHz两个高频（HF）范围为3MHz-30MHz，RFID典型工作频率为13.56MHz超高频（UHF）范围为300MHz-3GHz，典型的工作频率为：433MHz，860-960MHz，2.45GHz，5.8GHzRFID常用协议CSMA协议:载波监听多路访问/冲突检测CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetect）“边听边说”，即一边发送数据，一边检测是否产生冲突。1,载波监听：指每一个站在发送数据之前先要检测一下总线上是否忙，如果忙则暂时不发送数据，以免发生碰撞。2,碰撞检测：（也称冲突检测）就是计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小。基于帧的分时隙的ALOHA协议，Q协议、随机二进制树协议和查询二叉树协议。第4章定位和位置服务位置信息的三要素：空间时间身份信息四种定位系统：1.卫星定位：GPS的系统组成，定位原理，典型应用和优缺点。2.蜂窝基站定位：3.无线室内环境定位技术：基于距离（差）的定位距离测量的两种方法ToA,TDoA的原理和优缺点基于测量信号接收到达角度AOA的原理基于信号特征的定位RSSI：4.新兴定位系统：A-GPS，网络定位24rttrPdPGGd第5章互联网技术TCP/IP的5层模型OSI七层模型第6章数据融合和数据库1，数据融合：是指利用计算机对按时序获得的若干观测信息，在一定准则下加以自动分析、综合，以完成所需的决策和评估任务而进行的信息处理技术。2，数据融合的分类：低层（数据级或像素级）直接在采集到的原始数据层上进行的融合中层（特征级）对原始信息进行特征提取后进行的融合高层（决策级）通过不同类型的感测数据综合判断同一个目标数据库的发展数据库发展阶段大致划分为如下几个时间阶段：人工管理阶段文件系统阶段数据库系统阶段高级数据库阶段数据库的种类数据模型是数据库系统的核心和基础。数据库技术从开始到现在一共经历了三个发展阶段：•第一代是网状、层次数据库系统•第二代是关系数据库系统，•第三代是以面向对象数据模型为主要特征的数据库系统。第7章服务和应用定义：云计算是一种商业计算模型。它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力、存储空间和信息服务。云安全云存储云平台云终端云计算公共云：泛指部署在公共计算平台中，对公共开放的云计算平台。私有云：部署在企业内部，为某一公司所私有的云计算平台，旨在整合其公司内部IT资源的云计算系统。混合云：公共云与私有云之结合。云计算的组成2，智能决策智能决策是应用人工智能(ArtificialIntelligence,AI)相关理论方法，融合传统的决策数学模型和方法而产生的具有智能化推理和求解的决策方法.3，数据仓库DataWarehouse是研究如何从面向主题的、集成的、稳定的、不同时间的数据集合中进行决策控制的技术4，数据挖掘DataMining是通过分析每个数据，从大量数据中寻找其规律的技术第7章服务和应用2第8章物联网的中间件物联网中间件：是介于前端读写器硬件模块与后端应用软件之间的重要环节，是物联网应用运作的中枢。物联网中间件起到一个中介的作用，它屏蔽了前端硬件的复杂性，并将采集的数据发送到后端的网络，分为硬件+软件。中间件的使用则是解决不同平台、不同环境、不同数据库的统一访问、统一存取的最佳方案。我们可以采用不同的中间件技术解决方案集成应用程序和后台数据,提高数据共享的程度,提高应用程序的效率。关键技术：1，网关：网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。网关是在传输层上实现网络互连的网络互连设备，用于两个高层协议不同的网络互连。2，两个重要的嵌入式中间件平台嵌入式Web：CGI是通用网关接口（CommonGatewayInterface）的缩写。它是Web服务器主机与外部扩展应用程序交互的一种标准接口。它提供了将参数传递给程序并将结果返回给浏览器的一种机制。JavaVM：JavaVM（Java虚拟机）有良好的跨平台特性3，数据库中间件,就是指连接应用程序和数据库的软件。数据库中间件允许开发人员通过单一的、定义好的API访问另一台计算机上的资源,如数据库服务器。第10章物联网安全技术1.物联网信息安全中的四个重要关系问题物联网信息安全与现实社会的关系物联网信息安全与互联网信息安全的关系物联网信息安全与密码学的关系物联网安全与国家信息安全战略的关系2.物联网的安全问题的分层研究第11章位置服务和时间同步位置服务：LBS能够支持需要动态地理空间信息的应用，通过和移动互联网的结合，可以提供从寻找旅馆、急救服务到导航等的服务。常见的例子：1、信息查询（旅游景点、交通情况、商场等）2、车队管理3、急救服务4、道路辅助和导航5、资产管理6、人员跟踪移动的I-kids7、定位广告时间同步TPSN（Timing-syncProtocolforSensorNetworks）类似于传统网络的NTP时间同步协议，采用发送者与接收者之间进行成对同步的工作方式，提供全网范围内节点的时间同步第12章移动通信发展1G(1980s)AMPSTACSNMSOthers语音业务2G(1992-2000)CDMAIS95GSM(全球通)TDMAIS136PDC语音业务低速数据业务2.5G(2000-2004)CDMA20001xGPRSEGPRS数据业务3G(2004-至今)UMTS/WCDMACDMA2000-EVDOTD-SCDMAWiMAX宽带业务技术业务多媒体重要概念：1.MIMO2.OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)3.LTE（LongTermEvolution）下行有100M，IPV6,移动通信发展与应用趋势21世纪前10年的无线通信技术1-10米无线互联红外、蓝牙、超宽带UWB10-100米无线通信技术无线局域网WLAN、无线自组织网络大范围无线移动通信技术蜂窝通信系统GSM、CDMA、3G、4G宽带无线接入系统WiMax公众通信行业应用个人与家庭网络无线网络的分类覆盖范围传输速率（bps）PANLANMANWAN1G100M10M1M100k10k802.15.3超宽带802.15.1蓝牙3G802.11.b802.15.4Zigbee4G2G802.11.g/a10米100米第13章短距离无线通信技术3种技术特征对比协议标准Wi-FiZigbeeBluetoothIEEE版本802.11g802.15.4802.15.1频带2.4GHz868/915MHz,2.4GHz2.4GHz信道14个22MHz16个2Hz79个1MHz展频技术OFDMDSSSFHSS编码方式BPSK,QPSKBPSK(+ASK),O-QPSKGFSK传输速度54Mb/s250Kb/s24Mb/s网络拓扑ESS树状网状星状星状数据加密AESAESAES最大节点数2007655368认证机制WPA2CBC-MAC共享密匙传输距离/m100-100010010表2传播时间对比协议标准蓝牙ZigBeeWi-FiIEEE版本802.15.1802.15.3802.11g最大传输率/(Mb/s)0.720.2554位传播时间/us1.3940.0185最大数据载荷/bytes3393158数据头/bytes158/83158编码效率/(%)94.4176.5297.18第14章综合应用1.智能电网（smartpowergrids），以物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网.2.ITS（IntelligentTransportationSystems）是将先进的电子、信息、传感与检测、自动控制、系统工程等技术综合运用于地面交通，建立起安全、实时、准确、高效的地面运输系统.3.智能医疗是将物联网应用于医疗领域，借助数字化、可视化、自动感知、智能处理技术，实现感知技术、计算机技术、通信技术、智能技术与医疗技术的融合，将有限的医疗资源提供给更多的人共享综合应用24.智能物流是利用集成智能化技术，使物流系统能模仿人的智能，具有思维，感知，学习，推理判断和自行解决物流中某些问题的能力5.智能建筑是集现代科学技术之大成的产物。其技术基础主要由现代建筑技术、现代电脑技术现代通讯技术和现代控制技术所组成6.物联网环境监测应用是指通过运用各种物联网技术，能够对影响环境质量因素代表值进行实时在线测定，确定环境质量（或污染程度）及其变化趋势，预警和管控环境质量的物联网行业应用