物联网导论习题解答
物联网导论习题解答
第1章概述
一、本章学习目标
本章主要了解物联网的起源、物联网关键技术及其应用进展；掌握物联网的概念与定义、物联网的特征、信息处理流程与物联网框架结构、物联网的基本结构、物联网的层次框架。
二、本章知识点
●物联网的概念与定义
●物联网的特征
●信息处理流程与物联网框架结构
●物联网的基本结构、物联网的层次框架
三、习题及解答
1. 物联网的含义包含哪些方面？
答：“物联网”或“The Internet of Things”具有以下含义：
（1）“物联网”依然是一个网，是一个在现有互联网基础上的网，应具有互联网的共性，这些共性应包括信息传输、信息交换、信息存储与信息的应用。
（2）物联网中的“物”应具有英特网中的终端或端点的特性，即“物”可以被寻址，“物”可以“产生”信息、交换信息。
（3）物联网中的“物”“所产生”的信息可以加以应用，或者说，人们可以应用“物”的信息。
（4）物联网应为人服务，能满足人的某些方面的需求，如果不能为人服务，它是没有意义的。
2. 学术界、我国及国际组织对物联网是如何定义的？
答：学术界对物联网的定义有以下几个：
（1）面向互联网的定义：“全球化的基础设施，连接物理与虚拟的对象，以应用其捕获的数据和通信功能。这个基础设施包括了现存的和演进的英特网和网络，它将提供特殊的对象识别、感知和连接能力，以作为开发独立的、协作的、服务和应用基础。这些将是由高度自治的数据捕获、事件传输、网络互联和交互为特征的”。该定义是由CASAGRAS(Coordination and Support Action for Global RFID-related Activities and Standardisation，全球RFID运作及标准化协调支持行动)提出的。
（2）面向物的定义：在智能空间，被辨识的、拟人化操作的物，通过界面连接，与社区、环境和用户进行交互。
（3）面向语义的定义：“利用适当的建模解决方案，对物体进行描述、对物联网产生的数据进行推理、适应物联网需求的语义执行环境和架构、可扩展性存储和通信基础设施。”。面向语义的定义来源于IPSO (IP for Smart Objects)联盟。
我国及国际组织对物联网的定义为：
（1）我国的定义：物联网是指通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。
（2）欧盟定义：将现有的互联的计算机网络扩展到互联的物品网络。
（3）国际电信联盟(ITU)的定义：物联网主要解决物品到物品( Thing to Thing, T2T)，人到物品(Human to Thing，H2T)，人到人(Human to Human，H2H)之间的互连。
3. 物联网的主要特征有哪些？试简要给以说明。
答：感知、交互和信息处理特征。
（1）物联网的感知特征，感知是物联网的基本特征之一。“物”的描述以及运动状态是通过感知得到的。感知的手段是采用监测的方法，即通过传感器、射频识别等设备对“物”的物理参数、化学参数、生物参数、空间参数等进行实时采集，所采集的这些参数表征了“物”的属性及运动状态，能客观、完整地描述“物”。
（2）物联网的交互特征。“物”的感知信息需要与特定的应用相联系，也就是需要与相关的人或“物”进行交互，以达到信息共享或信息处理的目的。
（3）物联网的信息处理特征。物联网不但应具有信息传送与存储能力，而且更重要的是具有信息处理能力。物联网感知的“物”是具有全局性，而全局性意味着信息的多样性和海量性，这些多样性、海量性的数据必须通过信息处理来为某个特定的应用服务。
基于以上特征，物联网中的“物”已不是简单的物，它应是装备某种特殊性能的“物”，因此“物”应具有信息通信与处理能力，信息的通信与处理应符合一定的规范和标准，按照一定的通信协议和规范进行通信，并且“物”要有能被全局识别或定位的唯一标识和编码。
4. 一般的信息处理系统主要由哪些部分构成？其主要作用如何？
答：一个信息处理系统一般由源信息采集与源信息处理（或源信息预处理）、信息传送和信息处理及应用三部分构成。
源信息采集就是采用各种传感器获取监测对象的物理的、化学的、生物的信息，或采集监测对象的图形图像信息。源信息采集首先需要有监测对象，该对象可是物、人、或者是其他实体；其次，源信息的采集需要传感器，包括摄影摄像等方面的设备，因此，源信息采集所用的传感器的种类非常多；第三，源信息的采集不仅仅只采集监测对象的一种信息，可以同时采集多种信息。
一般来说采集的源信息需要经过一定的处理才能通过通信系统的传输传送出去。这是因为传感器采集的信息一般是一个电压或电流信号，而这样一个信号不能直接由通信系统传送，需经过一定的处理、编码、变换才能传送。
信息传送就是将经过处理的源信息通过通信系统传送到信息处理与应用部分。它主要由通信系统组成，包括有线与无线通信系统。最简单的传输系统是两根导线。
经过传输到达的源信息需要进一步处理，将该信息处理为人或机器能理解的信息，如采集的温度信息，需要将它转换为具有物理含义的摄氏或华氏温度表示。处理后的源信息需要加以应用为人们提供各种服务。
5. 物联网的系统结构主要由哪些部分构成？其主要作用是什么？
答：物联网是全球性的信息系统，它是由众多的、完成不同任务的子信息系统组成的，因此，物联网不但具有信息系统的一般结构，而且也有其特殊性。物联网的主要由感知控制系统、短距离汇聚通信系统、网络通信系统以及信息处理与应用系统组成。
感知控制系统一般由多个感知控制器构成。感知控制器一般由传感器、射频
识别设备、图像图形获取设备（摄像、摄影机）等，以及控制装置组成。主要完成信息的获取，或完成某种控制。感知控制系统一般感知某一区域的信息，或在该区域实施某种控制。
短距离汇聚通信系统的作用是将感知区域内的各个感知控制器所获取的信息进行汇聚，以适合传送通信系统的方式。另外，还接收信息处理与应用系统的信息或命令完成感知和控制。目前应用短距离有线、无线通信技术实现。
网络通信系统完成全球性的感知信息的传送与交换与共享。由各种无线、有线通信系统组成通信网，在通信网上由各种主机（计算机）、网络交换机、路由器等组成数据通信网络，以实现互联网功能，进而实现物联网的信息传送、交互与共享。
信息处理与应用是将管辖区域内感知获取的信息进行处理与应用，它还可以处理应用其他非管辖区感知到信息，同时也可与其他的信息处理与应用系统的信息共享与交互。
6. 物联网框架主要由哪些层次构成？
答：物联网的层次框架由三个层次构成，即由信息的感知控制层、信息的传送网络层和信息的综合应用层构成。
感知控制层包含三个子层次，即数据采集子层、短距离通信传输子层和协同信息处理子层次。
传输网络层是将来自感知控制层的信息通过网络通信系统传送到综合应用层。网络通信系统包括了现有的各种公用通信网络、专业通信网络，目前这些通信网主要有移动通信网、固定通信网、互联网、广播电视网、卫星网等。
综合应用层是将物联网框架结构的最高层次，是“物”的信息综合应用的最终体现。“物”的信息综合应用与行业有密切的关系，依据行业的不同而不同。
综合应用层主要分为两个子层次，即服务支撑层和行业应用层。服务支撑层主要用于各种行业应用的信息协同、信息处理、信息共享、信息存储等，是一个公用的信息服务平台；行业应用层主要面向诸如环境、电力、智能、工业、农业、家居等方面的应用。
另外，物联网框架还应有公共支撑层，其作用是保障整个物联网安全、有效地运行，主要包括了网络管理、QoS管理、信息安全和标识解析等运行管理系统。
7. 物联网的关键技术主要有哪些？
答：物联网的关键技术主要有：RFID与EPC技术、感知控制技术、无线网络技术、中间件技术和智能处理技术等。
8. 物联网主要应用在哪些领域？试举出几个应用场景。
答：物联网主要应用在以下10大领域，它们是物流、交通、家居、环境监测、金融与服务业、医疗健康、农业、工业、电网和国防军事。
应用场景（略）
9. 能否举出一些你身边物联网应用的例子？这些例子都应用了物联网哪些技术？
答：二代身份证，应用了RFID技术。智能停车场，应用了无线传感器技术和RFID技术等。其他略。
第2章RFID与EPC编码
一、本章学习目标
了解RFID、EPC编码和条码的发展过程，掌握FRID的基本构成与基本原理、参数与应用场合；掌握EPC编码的标准结构与各字段的含义与应用；掌握一维与二维条码的特性。
二、本章知识点
●RFID的构成与特点
●标签的分类与主要技术参数、应用领域
●GSI编码体系、SSCC编码结构、GLN编码结构
●EPC编码规则及标准
●条码技术
三、习题及解答
1. 什么是RFID？试简述RFID发展历程。
答：RFID是英语Radio Frequency Identification 射频识别的缩写。RFID技术是利用射频信号实现无接触自动识别的技术。
1941-1950年，雷达技术催生了RFID技术，1948年奠定了RFID的理论基础；1951-1960年，早期RFID技术的探索阶段，处于实验室研究阶段；1961-1970年，RFID技术的理论得到进一步发展，人们开始尝试一些新应用；1971-1980年，RFID技术与产品研发处于高潮期，各种RFID技术测试加速，出现了早期应用；1981-1990年，RFID技术及产品进入商业应用阶段，各种规模应用开始出现；1991-2000年，RFID标准化问题日趋得到重视，RFID应用更加丰富，已成为人们生活中的一部分；2000年-至今，RFID产品种类更加丰富，各类标签得到大力发展，标签的成本也不断降低，规模应用行业开始扩张。
2. RFID系统主要由哪些部分构成？
答：RFID系统由电子标签、阅读器和主机系统构成。
3. RFID标签主要由哪些部分构成？试简述其的工作原理。
答：RFID标签由天线、射频电路、控制电路、存储器和电源等组成。
标签的基本工作原理：从读写器发送的射频信号经过标签的天线接收后，由射频电路进行解调和解码，获得数据、时钟和能量（电能），时钟信号供标签系统进行同步工作，能量用于无源标签的电源。获得的数据送给控制电路用于控制存储器的读写操作。相反，如果从标签向读写器传送数据时，存储中存储的数据在控制电路(CPU)的控制下，传送到射频电路，经过编码、调制后经天线以射频信号的方式发送给读写器。
4. RFID标签是如何分类的？各类的特点如何？
答：根据标签是否有内置电源，可将其分为被动式、主动式和半主动式三类。
被动式标签的工作电源由接收的射频信号的能量获得。被动式标签采用高频(HF)或超高频(UHF)通信频率。第一代被动式标签采用采用高频通信，通信中心频率为13.56MHz，通信距离较短，最长仅为1m左右，主要用于非接触式标识。第二代被动式标签采用超高频通信，通信频段为860~960MHz，通信距离较长，可达到3~5m，并支持多标签识别。目前，第二代被动式标签是应用最广的，主要用于工业自动化、资产管理、物品监控、个人标识等领域。
主动式标签内部具有电源，因此又称为有源标签。因其内部自带电源，所有它的体积比无源标签大，价格也昂贵。主动式标签的通信距离较远，可达百米以上。主动式标签有主动式和唤醒式两种工作模式。
半主动式标签具有被动式和主动式标签的各种优点，内部携带电源，但该电源的用作多为维持存储器内部数据状态和标签与阅读器信息交互时的计算、控制等辅助工作，通信所用的电源依然由接收到的射频信号提供。这种标签可以携带传感器、可用于检测环境参数。
5. 试述简述RFID阅读器的工作原理，可分几类，各类特点如何？
答：RFID的工作原理如下：接收时，天线接收标签发送的射频信号，经射频电路解调、解码后送到控制器、控制器将解码后的数据按照通信接口电路的要求及信息系统协议的要求进行转换，交通信接口电路输出到信息系统。
发送时，通信接口将信息系统送来的数据交给控制电路，控制电路将其转换为标签约定的数据格式后，交射频电路该数据进行编码、并调制为射频信号，然后送天线发送出去。
RFID阅读器一般是按照其工作的通信频率分类的，RFID阅读器分为低频(LF)、工作频点在125kHz附近；高频(HF)，工作频点在13.54MHz附近；超高频(UHF)，工作频段为850~910MHz附近；2.4GHz微波频段。
不同频率有不同的特点，其用途也不同。低频标签比超高频阅读器更便宜，更节能，穿透力更强，更适合于含水成分较高的物品。超高频阅读器作用范围较广，传输数据的速率较快，但应用区域不能有太多的干扰，适合于监测货物的运输及仓库管理。
6. RFID阅读器的性能参数主要有哪些？如何防止阅读冲突？
答：RFID阅读器，它有很多参数，常用的参数主要有：工作频率、输出功率、数据传输速率、输出端口形式、容量、读写速度、封装形式、读写数据的安全性等。
在阅读器的应用中会出现阅读器冲突的问题，即一个阅读器接收到的信息和另一个阅读器接收到的信息发生冲突，产生重叠。解决该问题的方式是使用时分多址(TDMA)技术。
7.编码有何作用和意义？
答：编码的终极目标就是将物质与信息编码之间建立完全的一一对应关系。普遍认为，这种结合并非是简单的组合，而是一种全新的具有极强生命力的事物。
作为编码技术的一个典型的应用是在物流领域兴起的物流信息技术，物流信息技术对于加快物流各个环节提供了必要的信息技术，包括计算机、网络、信息编码技术、自动识别、电子数据交换、全球定位系统以及地理信息系统等技术。这些技术的综合应用对于改变传统物流企业业务的运作水平，完善物流管理中的管理手段、管理组织结构以及企业决策管理起到了积极的作用。
8. 试简述EPC编码的主要组织。
答：针对编码标准，目前已形成了两大协会组织：一是欧洲产品编码协会(European Article Numbering Association，EANA)，二是美国和加拿大的统一代码委员会(Uniform Code Council，UCC)。两大组织合并以后，形成了EAN?UCC组织，该组织于2005年后改名为GS1(Global Standard )，可认为是全球第一商务标准化组织，提供全球统一标识系统。
中国物品编码中心（ANCC）成立于1988年，由国务院授权统一组织、协调、管理全国的条码工作。1991年，代表中国加入国际物品编码协会，是目前全世界140个国家（地区）编码组织之一，负责在我国推广应用EAN?UCC系统。依据EAN?U CC系统规则，编码中心经过二十多年的工作摸索与探索，研究制定了一套适合我国国情的、技术上与国际接轨的产品与服务标识系统—ANCC全球统
一标识系统，简称“ANCC系统”。
9. 试述GTIN、SSCC和GLN代码的结构。
答：GTIN是为全球贸易项目提供唯一标识的一种代码，称其位代码结构。GTIN有GTIN-14、GTIN-13、GTIN-12和GTIN-8四种不同的编码结构。这四种结构可以对不同包装形态的商品进行唯一编码。标识代码无论应用在哪个领域的贸易项目上，每一个标识代码必须以整体方式使用。完整的标识代码可以保证在相关的应用领域内全球唯一。
图2.1 GTIN的四种代码结构
SSCC系列货运包装箱代码(Serial Shipping Container Code，SSCC)的代码结构如表2.1所示。系列货运包装箱代码是为物流单元（运输和/或储藏）提供唯一标识的代码，具有全球唯一性。物流单元标识代码由扩展位、厂商识别代码、系列号和校验码四部分组成，是18位的数字代码。它采用UCC/EAN-128条码符号表示。
表2.1 SSCC的结构
种类扩展厂商识别代码系列号校验位结构一N1N2N3N4N5N6N7N8N2N3N4N5N6N7N8N9N10N11N12N13N14N15N16N17N18
结构二N1N2N3N4N5N6N7N8N9N10N11N12N13N14N15N16N17N18
结构三N1N2N3N4N5N6N7N8N9N10N11N12N13N14N15N16N17N18
结构四N1N2N3N4N5N6N7N8N9N10N11N12N13N14N15N16N17N18 GLN参与方位置代码(Global Location Number，GLN)是对参与供应链等活动
的法律实体、功能实体和物理实体进行唯一标识的代码。参与方位置代码由厂商识别代码、位置参考代码和校验码组成，用13位数字表示，其结构如表2.2所示。表2.2 参与方位置代码结构
结构厂商识别代码位置参考代码校验码
结构1 N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7N8N9N10N11N12N13
结构2 N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8N9N10N11N12N13
结构3 N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9N10N11N12N13
10. EPC编码有哪些规则？试简述之。
答：企业在对商品进行编码时，必须遵守编码唯一性、稳定性及无含义性原则。
（1）唯一性
唯一性原则是商品编码的基本原则。是指相同的商品应分配相同的商品代码，基本特征相同的商品视为相同的商品；不同的商品必须分配不同的商品代码。基本特征不同的商品视为不同的商品。
（2）稳定性
稳定性原则是指商品标识代码一旦分配，只要商品的基本特征没有发生变化，就应保持不变。同一商品无论是长期连续生产、还是间断式生产，都必须采用相同的商品代码。即使该商品停止生产，其代码也应至少在4年之内不能用于其他商品上。
（3）无含义性
无含义性原则是指商品代码中的每一位数字不表示任何与商品有关的特定
信息。有含义的代码通常会导致编码容量的损失。厂商在编制商品代码时，最好使用无含义的流水号。
对于一些商品，在流通过程中可能需要了解它的附加信息，如生产日期、有效期、批号及数量等，此时可采用应用标识符（AI）来满足附加信息的标注要求。应用标识符由2～4位数字组成，用于标识其后数据的含义和格式。
11. 试简述条码的基本原理，常用的条码有哪些？
答：条码是将线条与空白按照一定的编码规则组合起来的符号，用以代表一定的字母、数字等资料。在进行辨识的时候，是用条码阅读机扫描，得到一组反射光信号，此信号经光电转换后变为一组与线条、空白相对应的电信号，经解码后还原为相应的文数字，再传入电脑。条码辨识技术已相当成熟，其读取的错误率约为百万分之一，首读率大于98%，是一种可靠性高、输入快速、准确性高、成本低、应用面广的资料自动收集技术。目前应用最多的是一维和二维条码。
12. 试比较一维、二维条码的特性。
答：
13. 试述EPC编码的标准和结构。
答：EPC标签编码标准对应于EPCglobal 最新发布的EPC Tag Data Standard v1.9版本中。EPCglobal的主要目标是实现任何物理系统的唯一标示，因此协议首先规定了EPC编码标准，并且实现跟现有的编码体系之间的兼容问题。编码
标准覆盖两大问题：
第一，电子产品编码的规格，包括EPCglobal框架下各个层次的表示以及与GS 1关键字和其它现存编码之间的对应关系。
第二，定义Gen 2 标准下RFID电子标签的数据规格，包括EPC用户数据、控制信息和标签制造信息。
EPC的目标是实现对任何物理实体全球统一的标识，它将需要追踪或其它应用的信息系统指向物理目标。
EPC 的目标是为每一物理实体提供唯一标识，它是由一个版本号和另外三段数据（依次为域名管理者、对象分类、序列号）组成的一组数字。其中EPC 的版本号标识EPC 的长度或类型；域名管理者是描述与此EPC相关的生产厂商的信息；序列号唯一标识货品。
14. 谈谈你对校园一卡通的认识与体会。
略
第3章传感器技术
一、本章学习目标
本章应掌握传感器的基本概念、所应用的物理定律、基本结构、分类和要求、掌握传感器的特性与技术指标，了解传感器的应用领域与发展趋势。了解电阻式与变磁阻式传感器、电容式传感器与磁电式传感器、压电式传感器与热电式传感器、光电式传感器与光纤传感器、化学传感器与生物传感器的基本原理，掌握常用的它的应用范畴。了解MEMS传感器与智能传感器的构成与特点。
二、本章知识点
●传感器概念与定义
●传感器的物理定律
●传感器基本结构、传感器敏感元件
●传感器分类与要求
●传感器特性与性能指标
电阻式与变磁阻式传感器、电容式传感器与磁电式传感器、压电式传感器与热电式传感器、光电式传感器与光纤传感器、化学传感器与生物传感器的基本、MEMS 传感器与智能传感器
三、习题及解答
1. 国家标准GB7665—87对传感器是如何定义的？试述传感器的狭义与广义定义。
答：国家标准GB7665—87对传感器给出了明确的定义：“能感受规定的被测量（物理量、化学量、生物量等），并按照一定规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件(Sensing Element)和转换元件(Transduction Element)组成。”
传感器狭义定义：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件或装置。
传感器广义定义：凡是利用一定的物质（物理、化学、生物等）法则、定理、定律、效应等进行能量转换与信息转换，并输出与输入严格—一对应的器件或装置均。
2. 传感器工作的物理基础的基本定律和法则主要有哪些类型？请给以简述。
答：传感器之所以具有能量信息转换的机能，在于它的工作机理是基于各种物理的、化学的和生物的效应，并受相应的定律和法则所支配。传感器工作的物理基础的基本定律和法则有以下四种类型：
（1）守恒定律
主要有能量、动量、电荷量等守恒定律。这些定律是我们探索、研制新型传感器时、或在分析、综合现有传感器时，部必须严格遵守的基本法则。
（2）场定律
包括运动场、电磁场的感应定律等。其相可作用与物体在空间的位置及分布状态有关。—般可由物理方程给出，这些方程可作为许多传感器工作的数学模型。如，利用静电场定律研制的电容式传感器；利用电磁感应定律研制的自感、互感、电涡流式传感器。
（3）物质定律
它是表示各种物质本身内在性质的定律，如欧姆定律。通常以这种物质所固有的物理常数给予描述。因此，这此常数的大小决定着传感器的主要性能。例如，利用半导体物质法则——压阻、热阻、磁阻、光阻、湿阻等效应，可分别做成压敏、热敏、磁做、光敏、湿敏等传感器件。
（4）统计法则
它是把微观系统与宏观系统联系起来的物理法则。这些法则，常常与传感器的工作状态有关，是分析某些传感器的理论基础。
3. 试画出传感器的基本结构，并对各主要部分给以简要说明。
答：传感器是一种能把非电输入信息转换成电信号输出的器件或装置。传感器一般由敏感元件和转换元件组成。其基本结构如图3.1所示。敏感元件构成传感器的核心。
图3.1 传感器基本结构
敏感元件的主要作用是将被测的非电量转换为有用的非电量，以便于转换元件将其转换为电量；转换元件的作用是将有用的非电量转换为有用的、可测量的电量；测量电路的作用是将有用的电量给予度量，以便于用电量的形式表示被测的非电量；辅助电源，用来对传感器提供工作电源。
4. 传感器的主要敏感元件有哪些？
5. 传感器是如何分类和要求的？
答：传感器应用于不同领域，它的品类众多，分类也较多，可以按基本效应来分、也可以按照传感机理来分，等等。
传感器，通常都必须满足快速、准确、可靠并经济地实现信息转换的基本要求。即：足够的容量；灵敏度高，精度适当；响应速度快，工作稳定、可靠性好；适用性和适应性强，体积小，重量轻，动作能量小，对被测对象的状态影响小，
内部噪声小而又不易受外界干扰的影响，其输出力求采用通用或标难形式；使用经济，成本低，寿命长，便于使用、维修和校准。
6. 传感器的应用领域主要有哪些？
答：传感器主要应用领域为：工业自动化，航空航天，资源探测与环境保护，医学，家电，军事等。
7. 试述传感器的特性与指标。
答：传感器的特性主要有静态特性和动态特性。静态特性表示传感器在被测输入量各个位处于稳定状态时的输出——输入关系。静态特性主要应考虑其非线性和随机变化等因素；动态特性是反映传感器对随时间变化的输入量的响应特性。
静态特性包括线性度、回差（滞后）、重复性、灵敏度、分辨率、阈值、稳定性、漂移、静态误差（精度）这些指标。
8. 简述电阻式与变磁阻式传感器的基本原理、应用领域。
答：通过电阻参数的变化来测量非电量的传感器称为电阻式传感器(Resistive Transducer)。它用来测力、加速度、位移和应变测量。
变磁阻式传感器(Variable Reluctance Transducer)是一种利用磁路磁阻变化引起传感器线圈的电感（自感或互感）变化来检测非电量的机电转换装置。常用来检测位移、振动、力、应变、流量、密度等物理量。
上述两类传感器广泛应用在机械、冶金、石油、建筑、交通、水利、生物、医学和宇航等部门的自动测量与控制或科学实验中。
9. 简述电容式传感器与磁电式传感器的基本原理、应用领域。
答：电容式传感器(Capacitance Transducer)是将被测非电量的变化转换为电容量变化的一种传感器。应用于位移、加速度、力和压力、物位等领域的测量。
磁电式传感器(Magnetoelectric Transducer)是利用电磁感应原理，将输入运动速度或磁量的变化变换成感应电势输出的传感器。磁电式传感器各要用于振动测量，可应用在航空发动机、各种大型电机、空气压缩机、机床、车辆、轨（轨道）忱（枕木）振动台、化工设备、各种水、气管道、桥梁、高层建筑等的振动监测上。
10. 简述压电式传感器与热电式传感器的基本原理、应用领域。
答：压电式传感器(Piezoelectric Sensor)是以具有压电效应的压电器件为核心组成的传感器。压电器件已被广泛应用在超声、通信、宇航、雷达和引爆等领域，并与激光、红外、微声等技术相结合，成为一种重要器件。
热电式传感器(Thermoelectric Sensor)是利用转换元件电磁参量随温度变化的特件、对温度和与温度有关的参量进行检测的装置。其中将温度变化转换为电阻变化的称为热电阻传感器；将温度变化转换为热电势变化的称为热电偶传感器。这两种热电式传感器应用非常广泛。热电式传感器广泛应用于工业、农业、医疗等领域中。
11. 简述光电式传感器与光纤传感器的基本原理、应用领域。
答：光电式传感器(Photoelectric Sensor)是以光为测量媒介、以光电器件为转换元件的传感器，它具有非接触、响应快、性能可靠等优良特性。激光技术和图像技已应用于传感器。在非接触测量领域光电式传感器具有非常重要的作用，在各个领域得到广泛应用。
光纤传感器是通过被测量对光纤内传输光进行调制，使传输光的强度（振幅）、相位、频率或偏振等特性发生变化，再通过对被调制过的光信号进行检测，从而得出相府被测量的传感器。光纤传感器可用于位移、振动、转动、压力、弯曲、
应变、加速度、电流、磁场、电压、湿度、温度、声场、流量、浓度、PH位等70多个物理量的测量、应用十分广泛。
12. 简述化学传感器与生物传感器的基本原理、应用领域。
答：能将各种物质的化学特性，如成分、浓度等，定性或定量地转变成电信号输出的装置称为化学传感器(Chemical Sensor)。化学传感器的应用领域非常广泛，可应用在化工、生物、医疗、环境保护等领域。
生物传感器(Biosensor)处指用生物活性材料，如酶、蛋出质、DNA、抗体、抗原、生物膜等作为感受器，通过其生化效应来检测被测量的传感器，是发展生物技术必不可少的一种先进的检测方法与监护方法，也是物质分子水平的快速、微量分析方法。生物传感器与国民经济的诸多领域关系非常密切，广泛应用在生化、医学、生物工程、环境、食品、工业控制与军事等领域。
13. 简述MEMS传感器与智能传感器的基本构成，MEMS传感器有何优点？
答：微电子机械系统(Micro-Electro-Mechanical System)技术简称MEMS技术，是指可批量生产的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，包括接口、通信和电源等集成于一体的微型器件或系统。MEMS是随着半导体集成电路精细加工技术和超精密机械加工技术的发展而发展起来的，具有小型化、集成化的特点。目前已发展成了一门独立的新兴学科。
MEMS传感器具有以下优点：
第一，极大地提高了传感器性能。在信号传输前就可放大信号，从而减少扰和传输噪声，提高信噪比；在芯片上集成反馈线路和补偿线路，可改善输出的线性度和频响特性，降低温差，提高灵敏度；
第二，具有阵列特性。可以在一块芯片上集成敏感元件、放大电路和补偿电路，可将多个相同的敏感元件集成在一个芯片上；
第三，具有良好的兼容性，便于与微电子器件集成封装；
第四，利用成熟的硅微半导体工艺制造可批量生产，成本低廉。
智能传感器是一种以微处理器为核心单元，具有检测、判断和信息处理功能的传感器。
智能传感器具有多种功能，且可靠性好、一体化集成度高、体积小、适宜大批量生产、使用方便、性价比高。它是传感器发展的必然趋势。目前广泛使用的智能式传感器是通过传感器的智能化来实现的。
第4章无线传感器网络
一、本章学习目标
本章主要掌握无线传感器网络的基本构成与特点，了解无线传感器网络的关键技术与应用难点。了解IEEE 802.15.4标准及ZigBee协议规范，了解无线传感器网络的路由协议与拓扑控制、节点定位、时间同步的原理与算法。
二、本章知识点
●IEEE 802.15.4标准、ZigBee协议规范
●无线传感器网络的路由协议与拓扑控制
●节点定位
●无线传感器网络时间同步
三、习题及解答
1．什么是无线传感网络？无线传感网络的“三要素”指的是什么？
答：无线传感器网络就是部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成的，通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络的网络系统，其目的是协作感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发送给观察者。
传感器，感知对象和观察者是无线传感器网络具有三个要素。
2. 一个无线传感器节点主要由哪些部分构成？各部分的功能是什么？
答：一个无线传感器节点一般由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和电源模块四部分构成。
传感器模块的功能是负责采集监测区域内的信息，并进行数据格式的转换，将原始的模拟信号转换成数字信号，不同的传感器采集不同的信息；处理器模块一般由嵌入式系统构成，用于处理存储传感器采集的信息数据并负责协同传感器节点各部分的工作。处理器模块还具有控制电源工作模式的功能，实现节能。处理器模块中还负责处理由其他节点发来的数据；无线通信模块的基本功能是将处理器输出的数据通过无线信道与其它节点或基站通信。一般情况下，无线通信模块具有低功耗、短距离通信的特点；电源模块就用来为传感器节点提供能量，一般都是采用微型电池供电。
3. 无线传感器网络系统结构是怎样的？请画图给予说明。
答：无线传感器网络系统通常由大量的传感器节点(Sensor node)、汇聚节点(Sink node)和管理节点。大量传感器节点随机部署在监测区域(Sensor field)，通过自组织的方式构成网络。传感器节点采集的数据通过其它传感器节点以逐跳的方式在网络中传输，传输过程中数据可被多个节点处理，经过多跳路由后到达汇聚节点，最后通过互联网或者卫星到达数据处理中心。同样，数据处理中心也可以沿着相反的方向，通过管理节点对传感器网络进行管理，发布监测任务以及收集监测数据。无线传感器网络系统结构如图所示。
数据处理中心
4．无线传感器网络协议体系主要由哪些层构成？简述各层的主要任务。
答：无线传感器网络协议体系是对网络及其部件应完成功能的定义与描述。它由网络通信协议、传感器网络管理以及应用支撑技术组成。
网络通信协议由物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层组成。物理层的功能包括信道选择、无线信号的监测、信号的发送与接收等。无线传感器网络采用的传输方式可以是无线、红外或者光波等。物理层的设计目标是以尽可能少的能量损耗获得较大的链路容量。数据链路层的主要任务是建立一条无差错的通信链路，该层一般包括媒体访问控制(MAC)子层与逻辑链路控制(LLC)子层，其中MAC层规定了不同用户如何共享信道资源，LLC层负责向网络层提供同意的服务接口。网络层的主要功能是完成分组路由、网络互连等功能。传输层负责数据流的传输控制，提供可靠高效的数据传输服务。
网络管理技术主要是对传感器节点自身的管理以及用户对传感器网络的管理。网络管理模块是网络故障管理、计费管理、配置管理、性能管理的总和。其他还包括网络安全模块、移动控制模块、远程管理模块。传感器网络的应用支撑技术为用户提供各种应用支撑，包括时间同步、节点定位，以及向用户提供协调应用服务接口。
5. 无线传感器网络的关键技术有哪些？
答：无线传感器网络的关键技术主要有以下几个方面：通信协议；WSN的支撑技术；自组织管理技术；
6. ZigBee与IEEE802.15.4有何关系？
答：ZigBee是一种基于IEEE802.15.4标准的高层技术，该技术的物理层和MAC(Medium Access Control，MAC介质访问控制)直接引用IEEE 802.15.4。ZigBee协议规范的基础是IEEE 802.15.4，这两者之间有着非常密切的关系。可以说ZigBee是IEEE 802.15.4协议的代名词，是一种短距离、低功耗的无线通信技术。
7. IEEE802.15.4标准主要有哪些性能？
答：该标准具有以下主要性能：
（1）频段、数据传输速率及信道个数：在868MHz频段，传输为20kbit/s，信道数为1个；在915MHz频段，传输为40kbit/s，信道数为10个；在2.4GHz 频段，传输为250kbit/s，信道数为16个。
（2）通信范围
室内：通信距离为10m时，传输速率为250kbit/s；
室外：当通信距离为30~75m时，传输速率为40kbit/s；当通信距离为300m 时，传输速率为20kbit/s。
（3）拓扑结构及寻址方式：支持点对点及星形网络拓扑结构；支持65536个网络节点；支持64bit的IEEE地址，8bit的网络地址。
（4）应用领域：可应用于传感器网络、现场控制等领域。
8. IEEE802.15.4标准的物理层及拓扑结构是如何定义的？
答：IEEE802.15.4物理层定义了无线信道和MAC层之间的接口，提供物理层数据服务和物理层管理服。
网络层支持星形、树形和网状拓扑结构。若采用星形拓扑结构组网，整个网络有一个协调器设备来进行整个网络的控制。协调器能够启动和维持网络正常工作，使网络内的终端设备实现通信。
若采用网状和树形拓扑结构组网，协调器则负责启动网络以及选择关键的网
络参数。在树形网络中，路由器采用分级路由策略来传送数据和控制信息。网状网络中，设备之间使用完全对等的通信方式，在此网络结构中，路由器不发送通信信标。
9. 试简述IEEE802.15.4标准物理层的主要功能。
答：主要完成以下功能：激活和去激活无线收发器功能；对当前信道进行能量检测；发送链路质量指示；载波侦听多址接入/冲突避免；信道频率的选择；
数据发送与接收；媒质访问控制方式的空闲信道评估。
10. ZigBee的频段是如何划分的？采用了何种扩频和调制方式？
IEEE802.15.4标准采用了三个频段，每个频段包含若干个信道，各信道划分如下：
868MHz频段：f c=868.3MHz，k=0，1个信道；
915MHz频段：f c=906+2(k-1)MHz，，10个信道；
2.4GHz频段：f c=2405+5(k-11)MHz，，16个信道；
采用了DSSS(直接扩频序列)和模拟调制技术。
11. ZigBee支持几种拓扑结构？
答：ZigBee可以支持星形、网状和混合状拓扑等多种网络拓扑结构。
12. WSN路由协议具有哪些特点和性能指标？
答：WSN的路由协议具有以下特点：节点的能量消耗小且均衡；网络拓扑信息有限、计算资源有限；以数据为核心；与应用密切相关。
评价一个WSN路由协议设计性能指标，一般包含WSN的生命周期、传输延迟、路径容错性、可扩展性等性能指标。
13. WSN路由协议是如何分类的？它们的基本思想是什么？
答：从具体应用的角度出发，根据不同应用对WSN各种特性的敏感度不同，可将路由协议分为4种类型，它们分别是：
1）能量感知型：能量感知型路由协议从数据传输中的能量消耗出发，讨论最优能量消耗路径以及最长网络中存期等问题。
2）查询型
在诸如环境检测、战场评估等应用中，需要不断查询传感器访点采集的数据，查询节点（汇聚节点）发出查询命令，传感器节点向查询节点报告采集的数据。在这类应用中，通信流量主要是查询节点和传感器节点之间的命令和数据传输，同时传感器行点的采集信息在传输路径上通常要进行数据融合，以减少通信负荷，来节省能量。
3）地理位置型
在诸如目标跟踪类应用中，住住需要唤醒距离跟踪目标最近的传感器检点，以得到关于目标的精确位置等相关信息。在这类应用中，通常需要知到目的节点的精确或者大致地理位置。把节点的位置信息作为路内选择的依据，不仅能够完成节点路由功能，还可以降低系统专门维护路由协议的能耗。
4）可靠型
WSN的某些应用对通信的服务质量有较高要求，如可靠性和实时性等。在WSN中，链路的稳定性难以保让、通信信道质量比较低，拓扑变化比较频繁，
要实现服务质量保证，需要设计相应的可靠的路由协议。以下分别介绍这些协议。
14. 试述WSN的拓扑控制与优化具有的作用。
答：WSN的拓扑控制与优化具有以下几个方面的作用：良好的网络拓扑结构可以延长WSN的生命周期；可有效减弱节点间通信干扰，通信效率；为路由
协议的实施提供基础数据；可以更好地进行数据融合及有利于提高网络的鲁棒性。
15. WSN的节点定位在WSN的应用中具哪些重要的作用？
答：定位可以确定WSN节点的确切的地理位置，为感知提供更为全面的信息，尤其是对于环境监测、突发事件的监控、目标的跟踪等方面，节点的定位对于WSN的有效运行也具有非常重要作用，对于提高路由控制、网络管理、网络的覆盖质量等方面都有非常大的帮助。
16. 试构建一WSN，应用三边测量法、三角测量法和极大似然估计法对其所构建的WSN中的未知节点进行定位。
解：参见《4.4.1节点定位的基本原理》。
17. 试述质心算法的基本原理。如何提高算法的精确度？
答：质心是指多边形的几何中心，多边形顶点坐标的平均值就是质心节点的坐标。
质心算法为一种估计算法，估计的精确度与信标节点的密度以及分布有很大关系，密度越大，分布越均匀，定位精度越高。
18. WSN的时间同步有何作用与意义？
答：WSN作为一个分布式系统，它们中的结点间相互协同工作时需要相互
通信，要求结点间的时钟同步。因此，时间同步对分布式系统的协同工作非常重要。WSN的时间同步对TDMA调度机制、多传感器节点的数据融合和测距定位等应用都具有非常重要的基础作用。
第5章短距离通信技术与信息融合
一、本章学习目标
掌握数据终端间的通信及接口特性，了解常用的RS232C、485、USB和CAN 工业总线等串行通信接口，掌握蓝牙、红外及超宽带通信技术的基本概念和通信原理。
物联网与信息融合具有非常密切的关系，本章还应掌握信息融合基本概念与原理，了解信息融合数据、传感器管理和无线传感器网络的数据融合相关的概念和原理。
二、本章知识点
●数据终端间的通信及接口特性
●RS232C、485、USB和CAN工业总线等串行通信接口
●蓝牙、红外及超宽带通信技术
●信息融合基本概念与原理
●无线传感器网络的数据融合
三、习题及解答
1．数据通信的接口中的定义了哪四种特性？
答：数据通信的接口中定义了机械特性、电气特性、功能特性和过程特性。
2．简述RS-485总线的特点及典型应用场合。
答：RS-485接口标准的抗干扰能力强、传输速率高、传输距离远。采用双绞线，不用调制解调器等通信设备的情况下，当传输速率为100kbit/s时，传输距离可达1200m；在9600bit/s时，传输距离可达15km。在传输距离为15m时，它的最大传输速率可达10Mbit/s。
RS-485允许在平衡电缆上连接32个发送器/接收器，因此它的应用非常广泛，尤其在工业现场总线等方面，同时也是物联网中物联网终端常用的接口方式。RS-485串行通信接口可用集成芯片实现，目前常用的芯片有MAX485/MAX491等。
3. USB接口具有哪些特点？
答：USB具有以下特点：使用方便，USB的传输速率快，功耗低、性能稳定，操作系统的支持性与灵活性。
4. 简述CAN总线的特点。
答：CAN总线属于总线式串行通信网络，由于采用了许多新技术以及独特的设计，与一般的通信总线相比，它的数据通信具有突出的性能、可靠性、实时性和灵活性。其特点可以概括如下：
（1）通信方式灵活。（2）CAN网络上的节点信息分成不同的优先级，以满足和协调各自不同的实时性要求；（3）采用非破坏性总线仲裁技术，当多个节点同时发送信息时，按优先级顺序通信，大大节省总线冲突仲裁时间，避免网络瘫痪；（4）CAN通过报文滤波实现点对点、一点对多点及全局广播等几种方式传送数据，无需专门的“调度”；（5）传输速率最高可以达到1Mbit/s(40m)，直接传输距离最远可以达到10km(传输速率在5kbit/s以下)；（6）CAN上的结点数主要取决于总线驱动电路，目前可达110个。报文标志符可达2032种(CAN2.0A)，扩展标准(CAN2.0B)的报文标志符几乎不受限制；（7）短帧，传输时间短，抗干扰能力强,检错效果好。其中每帧字节数最多为8个，能够满足工业领域的一般要求，也能保证通信的实时性；（8）CAN每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，保证了通信的可靠性；（9）CAN总线通信接口中集成了
CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成数据通信的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等；（10）通信介质可以为双绞线、同轴电缆或光纤，选择灵活；（11）网络结点在错误严重的情况下可以自动关闭输出功能，使总线上其他节点的操作不受影响；（12）已经实现了标准化、规范化（国际标准ISO11898）。
5. CAN总线的通信协议有哪些？
答：CAN的通信协议基于如下5条基本规则进行通信协调：
1）总线访问
CAN是共享媒体的总线，对媒体的访问机制类似于以太网的媒体访问机制，即采用载波监听多路访问(Carrier Sense Multiple Access, CSMA)的方式。CAN控制器只能在总线空闲时开始发送，并采用硬同步，所有CAN控制器同步都位于帧起始的前沿。为避免异步时钟因累计误差而错位，CAN总线在硬同步后，还应在满足一定条件的跳变下进行重新同步。
2）非破坏性的位仲裁方式
CAN总线是由两条导线构成的，总线上的状态（信号）由两条导线上的电压决定，当处于隐性状态（即隐性电平）时，两条导线上的电压为0V；当处于显性状态（即显性电平）时，两条导线上的电压不低于2.5V。
当总线空闲时呈隐形电平，此时任何一个节点都可以向总线发送一个显性电平作为一个帧的开始。如果有两个或两个以上的节点同时发送，就会产生总线冲突。CAN总线解决总线冲突的办法比以太网的CSMA/CD方法有很大的改进。
3）编码/解码
帧起始域、仲裁域、控制域、数据域和CRC序列均使用位填充技术进行编码。在CAN总线中，每连续5个同状态的电平插入一位与它相补的电平，还原时每5个同状态的电平后的相补电平删除，从而保证了数据的透明。
4）出错标注
当检测到位错误、填充错误、形式错误或应答错误时，检测出错条件的CAN 控制器将发送一个出错标志。
5）超载标注
一些CAN控制器会发送一个或多个超载帧以延迟下一个数据帧或远程帧的发送。
6. 短距离无线通信技术主要有哪些？这些技术与物联网的关系如何？
答：技术主要有蓝牙、红外技术、超宽带无线技术、WI-FI技术以及无线传感网络等。在物联网中，经常需要和物理空间较小范围的感知层物联网终端进行灵活的接入，实现感知控制层与网络传输层的通信。这就需要采用一种非接触式的近距离无线通信来承载信息的传输。
7. 简述蓝牙技术的特点。
答：蓝牙技术具有功耗低、通信速率高、传输距离短、工作频段不受限制、可靠性高、通信距离短、可灵活组网、自动搜索、成本低廉和技术成熟、应用范围广等特点。
8. 蓝牙的通信距离与发送功率有何关系？
答：蓝牙的通信距离与发射功率有关，一般，发射功率越大，则通信距离越远，蓝牙通信典型的通信距离为10m。蓝牙有100mW，25mW 和1mW三个典型的发射功率。当发射功率为100mW时，其传输距离为100m；2.5mW时，为10m；1mW时，则为10cm。非常适合不同应用场合的短距离无线通信，尤其适
用于物联网的传感器的数据采集。
9. 蓝牙物理信道采用何种技术？该技术有何优点？
答：采用跳频(HF)和分多址(TDMA)技术，以实现抗干扰和抑制信号衰减。
10. 什么是红外线？IrDA是如何规定红外通信波长的？
答：红外线(Infrared)是一种波长范围在750nm至1mm频谱范围之间的电磁波，它的频率高于微波而低于可见光，是一种人的眼睛看不到的光线。红外通信一般采用红外波段内的近红外线，即采用为0.75μm至25μm之间的电磁波波长进行无线通信的。
1993年成立的红外数据协会(Infrared Data Association，IrDA)，为了保证不同厂商生产的红外产品能够获得最佳的通信效果，IrDA制定的红外通信协议将红外数据通信所采用的光波波长的范围限定在850nm至900nm之间。
11. 简述红外通信的特点。
答：红外通信具有以下特点：红外通信具有极强的保密性；避免了常规无线电波之间的相互干扰；可以承载高速数据的传输；设备结构简单、成本低、耗电少，能进行高速数据通信；红外通信设备比无线电波通信设备便宜、简单。
12. UWB是如何定义的？
答：1989年美国国防部高级研究计划署(DARPA)首次使用UWB术语，并规定若一个信号在-20dB处的绝对带宽大于1.5GHz或分数带宽大于25%，则这个信号就是UWB信号。
2002年美国联邦通信委员会(FCC)颁布了UWB的频谱规划。规定只要一个信号在-10dB处的绝对带宽大于0.5GHz或分数带宽大于20%，则这个信号就是UWB信号。
13. 试简述UWB通信的特点。
答：超宽带无线通信系统的主要性能特点表现在以下几个方面：系统结构和硬件电路简单；具有较好的隐蔽性及较高的处理增益；多径分辨能力强；传输速率高；空间传输容量大；与其它系统有良好的同频段共存性；便于多功能一体化。
14. 信息融合与物联网的关系如何？
答：物联网与信息融合具有非常密切的关系，物联网中的各种感知设备就是多源信息的获取设备，物联网中的应用层的功能实质就是对多源信息的融合与决策。因此，信息融合成为了物联网学科中必不可少的理论与应用工具。
15. 在无线传感器网络中，通过多传感器间的协同信息融合可以达成哪些目标？
答：在无线传感器网络中，信息（或数据）呈现出多源特征，通过多传感器间的协同信息融合可以达成以下目标：
（1）去除信息的冗余性：去除信息的冗余性意味着同一个信息可能被不同的的传感器节点获取，需要剔除这些不必要的重复信息。
（2）信息的互补性：一个或一种传感器获取信息的一个或一种特征，而多种或多个传感器可获取信息的多个特征。
（3）信息处理的及时、与低成本性：采用多个传感器协同工作可以及时采集处理信息、可以充分利用传感器节点的计算资源降低信息处理成本。
16. 无线传感器网络的信息融合技术可以分为哪三个方面？
答：无线传感器网络的信息融合技术可以分为以下三个方面：
（1）与路由相结合的信息（数据）融合；
（2）基于方向组播树的信息融合；
（3）基于性能的信息融合。
物联网导论习题解答
物联网导论习题解答 第1章概述 一、本章学习目标 本章主要了解物联网的起源、物联网关键技术及其应用进展；掌握物联网的概念与定义、物联网的特征、信息处理流程与物联网框架结构、物联网的基本结构、物联网的层次框架。 二、本章知识点 ●物联网的概念与定义 ●物联网的特征 ●信息处理流程与物联网框架结构 ●物联网的基本结构、物联网的层次框架 三、习题及解答 1. 物联网的含义包含哪些方面？ 答：“物联网”或“The Internet of Things”具有以下含义： （1）“物联网”依然是一个网，是一个在现有互联网基础上的网，应具有互联网的共性，这些共性应包括信息传输、信息交换、信息存储与信息的应用。 （2）物联网中的“物”应具有英特网中的终端或端点的特性，即“物”可以被寻址，“物”可以“产生”信息、交换信息。 （3）物联网中的“物”“所产生”的信息可以加以应用，或者说，人们可以应用“物”的信息。 （4）物联网应为人服务，能满足人的某些方面的需求，如果不能为人服务，它是没有意义的。 2. 学术界、我国及国际组织对物联网是如何定义的？ 答：学术界对物联网的定义有以下几个： （1）面向互联网的定义：“全球化的基础设施，连接物理与虚拟的对象，以应用其捕获的数据和通信功能。这个基础设施包括了现存的和演进的英特网和网络，它将提供特殊的对象识别、感知和连接能力，以作为开发独立的、协作的、服务和应用基础。这些将是由高度自治的数据捕获、事件传输、网络互联和交互为特征的”。该定义是由CASAGRAS(Coordination and Support Action for Global RFID-related Activities and Standardisation，全球RFID运作及标准化协调支持行动)提出的。 （2）面向物的定义：在智能空间，被辨识的、拟人化操作的物，通过界面连接，与社区、环境和用户进行交互。 （3）面向语义的定义：“利用适当的建模解决方案，对物体进行描述、对物联网产生的数据进行推理、适应物联网需求的语义执行环境和架构、可扩展性存储和通信基础设施。”。面向语义的定义来源于IPSO (IP for Smart Objects)联盟。 我国及国际组织对物联网的定义为： （1）我国的定义：物联网是指通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。
物联网导论必做题(附答案)
一、单项选择题（在每小题列出的四个备选项中只有一个是最符合题目要求的，请将其代码 写在题后的括号内。） 1.根据信息生成、传输、处理和应用的原则，可以把物联网分为四层：感知识别层、网络构建层、（C）和综合应用层。 A)物理层B)会话层C)管理服务层D)表示层 2.工业界经常将RFID系统分为（A）、天线和标签三大组件。 A)阅读器B)扫描仪C)转换器D)主机 3.传感器作为信息获取的重要手段，与通信技术、计算机技术构成了（B）的三大支柱。 A)网络技术B)信息技术C)感知识别D)物联网技术 4.在传感器的硬件平台和软件程序设计时应考虑低成本与微型化、低功耗、灵活性与扩展性和（D）。 A)经济性B)高效性C)舒适性D)鲁棒性 5.具体而言，位置信息包括三大要素：所在的地理位置、处在该地理位置的（C）、处在该地理位置的对象（人或设备）。 A)空间B)事件C)时间D)场景 6.GPS系统由三大部分组成：宇宙空间部分、地面监测部分和（B）部分。 A)空中接收B)用户设备C)管理控制部分D)连接传输 7.物联网设备的智能性就体现在这些异构的设备所构成的系统具有（C）、任务迁移、智能协作和多通道交互四个方面。 A)数据接收B)任务发布C)情境感知D)系统管理 8.随着物联网感念的诞生和发展，智能设备也有了新的理解和定位，即横向智能化、（A）和互联规模化。 A)纵向智能化B)管理深入化C)感知深入化D)互联微型化 9.组成无线网络的基本元素包括无线网络用户、无线连接和（A）。 A)基站B)数字终端C)PDA D)移动设备 10.无线网络的类别包括无线广域网、无线城域网、无线局域网和无线（A）局域网。 A)个人B)大众C)集体D)宽带 11.由于所使用的波长较短，对障碍物的衍射较差，因此两个使用（B）通信的设备之间必须相互可见，通信距离一般为一米左右。 A)蓝牙B)红外C)ZigBee D)WiFi 12.一个主蓝牙设备最多可以同时和（C）个从设备通信。 A)5B)6C)7D)8 13.移动通信经历了三代的发展：模拟语音、（C）和数字语音与数据。 A)单向语音B)双向语音C)混合语音D)数字语音 14.GSM蜂窝网络从蜂窝大小的角度可以分为4种：宏蜂窝、微蜂窝、微微蜂窝和（D）。 A)小蜂窝B)中蜂窝C)大蜂窝D)伞蜂窝 15.网络化存储是存储大规模数据的一种方式，能够提供高可靠行和（A）。 A)灵活性B)经济性C)扩展性D)安全性 16.网络存储体系结构主要分为直接附加存储、（B）和存储区域网络三种，每种体系结构都用到了存储介质、存储接口等多方面的技术。 A)间接附加存储B)网络附加存储C)直接访问存储D)间接访问存储 17.关系数据库的缺点表现在以下几个方面：缺乏对真实世界实体的有效表达，缺乏对（C）的有效处理，以及缺乏对Web应用的有效支持。 A)复杂应用B)网络问题C)复杂查询D)网络安全
物联网期中考试 答案
━ 防灾科技学院 2013~ 2014学年 第二学期期中考试 物联网技术导论 试卷（A 卷） 使用班级 1150421/422/423/424/425/426 答题时间 120分钟 一、 单项选择题（共15小题，每题1分，共15分。请将答案写在答题纸上） 1．以下不是物联网特征的是( C )。 A. 全面感知 B. 可靠传递 C. 海量存储 D. 智能处理 2．RFID 是一种( B )自动识别技术。 A. 接触式 B. 非接触式 C. 读写 D. 非读写 3．动物追踪使用最合适的标签是( B )标签 。 P63 课件上 A. 高频 有源 B. 低频 无源 C. 低频 有源 D. 高频 无源 4．图书管理的标签应该用什么类型的标签？ ( D) P63 A. 高频 有源 B. 低频 无源 C. 低频 有源 D. 高频 无源 5．以下不是RFID 阅读器功能的是( D )。 课件 A. 激活标签 B. 处理标签信息，传递给主机 C. 向标签里写数据 D. 主动干扰 6. 利用RFID 、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息，指的是物联网的哪个特征?（B ） P3 A. 可靠传递 B. 全面感知 C. 智能处理 D. 海量存储 7．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，指的是物联 网的哪个特征?（C ）。 A. 可靠传递 B. 全面感知 C. 智能处理 D. 海量存储 8．RFID 属于物联网的哪个层？ ( A ) A. 感知层 B.网络层 C.业务层 D.应用层 9．下列哪项3G 标准属于我国自主知识产权的技术标准？ ( C ) A. WCDMA B .CDMA2000 C .TD-SCDMA D .TD-LTE 10．物联网技术是基于射频识别技术而发展起来的新兴产业，射频识别技术主要是基于什么方式进行信息传输的?( A ) A ．电场和磁场 B ．同轴电缆 C ．双绞线 D ．声波 11．（A ）标签工作频率是30-300kHz 。 P63 A. 低频电子标签 B.高频电子标签 C. 特高频电子标签 D.微波标签 12．低频RFID 卡的作用距离（A ）。 A. 小于10cm B. 1 ～ 20m C. 3～8m D. 大于10m 13．RFID 的防碰撞算法中哪个应用最广泛？（C ）P69 A. SDMA B. FDMA C. TDMA D. CDMA 14．空分多路法用（A ）来防止碰撞？ A. 定向天线 B. 频率复用 C. 定时双工 D. 码分复用 15． 以下哪些信息不是在HLR 中存储的？（D ） A. 开户信息 B. 用户目前所处位置信息 C. 签约业务 D. 移动设备身份信息
物联网导论答案
第一章 1.1试述物联网的起源与发展： 物联网理念最早可追溯到比尔盖茨1995年《未来之路》一书。只是当时受限于无线网络，硬件和传感设备的发展，未引起重视。1998年MIT提出了EPC系统的物联网构想。1999年，建立在物品编码。RFID技术和互联网的基础上，美国AUTO-ID中心首先提出物联网概念。奥巴马任总统后，于2009年1月28日举行“圆桌会议”，IBM提出“智慧地球”概念。 2009年，欧盟执委会发表《Internet of Things-An action plan for Europe》物联网行动方案，加强物联网开发管理应用。 2009年，韩国通信委员会出台一系列政策发展物联网。 2009年，日本制定《i-Japan战略2015》。 2009年8月7日，温家宝在无锡提出“感知中国”战略构想。11月，发表《让科技引领中国可持续发展》讲话。 我国高层发表一系列重要讲话，报告和相关政策措施表明：大力发展物联网产业将成为今后一项具有国家战略意义的重要决策。 1.2物联网技术的核心技术及主要特点 感知识别层。联系物理世界和信息世界。通过无线传感网络对物质性质、环境状态、行为形式等信息开展大规模、长期、实时的获取。信息生成方式多样化。 网络构建层。可以将下层数据接入互联网，供上层使用。具有强大的枢纽作用，高效、稳定、及时、安全的传输上下层数据。 管理服务层。将大规模数据高效可靠的组织，为上层行业提供智能的支撑平台。在信息的安全与隐私保护方面还存在缺陷。 综合应用层。以“物”或物理世界为中心，实现物物互联。 各个核心技术既相互独立又联系紧密。其技术的选择都以应用为导向，根据具体需求和环境选择还是的感知技术、联网技术和信息处理技术 1.3试述物联网应用前景 在看了第一章之后，我对物联网的未来应用前景有了更深入透彻的了解，比如在智能物流方面。不光中国，全球的其他任何一个有交易，有买卖的地方都会存在物流，但就现在物流的行业形势和前景，每年都会为买卖双方带来不必要的经济损失，这主要原因在于没有合适的库存产品来满足双方的需求，同时由于生产商——供应商——零售商这个产业链条的各个步骤的效率问题。然而有了物联网，在这各个环节之间以及买卖双方之间的一系列矛盾、以及低效率的问题，大多都可以解决，这个技术主要依靠于互联网和射频识别，这两个技术支撑整个物流行业。这样，在商品的生产，运输，上架，交易以及商品质量上实现全程的智能化和人工可操作化，即可以即时的了解到商品的地理位置，以及商品在查询时的状况，让商家可以对情况进行了解和备案。同时还可以减少各公司在人工操作上的一些不必要的经济开销，节约成本，虽然这可能会带来比如失业等社会问题，但是在以后的，这些应该也是可以解决的。就智慧物流的整体优势来说，大大提高了现行物流的效率，减少成本。 另外，还有的就是物联网在智能交通上的应用，，让交通资源得到最高效率的应用，并解决交通拥堵的问题。道路基础设施中的传感器和车载传感设备能够实时监控交通流量和车辆状态，通过泛在移动通信网络蒋信息传送至管理中心。看未来，所有车辆都能预先知道并避开交通拥堵，延最快的路线到达目的地，减少二氧化碳的排放，拥有实时的交通和天气信
最新物联网概论期末试题
D.物联网 卡（A）可分为：有源(Active)标签和无源(Passive)标签。 按供电方式分 B.按工作频率分 C.按通信方式分 D.按标签芯片分 智能物流系统（ILS）与传统物流显著的不同是它能够提供传统物流所不能提 C ） 数码仓储应用系统 B.供应链库存透明化 物流的全程跟踪和控制 D.远程配送 运用云计算、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 A）。 A B．全面感知 C．智能处理 D．互联网 下列哪项不是物联网体系构架的是（B） 感知层 B.物理层 C.网络层 D.应用层 三层结构类型的物联网不包括（D）。 D B．网络层C．应用层D．会话层 射频识别系统（RFID）阅读器（Reader）的主要任务是（D ） 控制射频模块向标签发射读取信号，并接受标签的应答，对其数据进行处理 存储信息 识别响应的信号 云计算最大的特征是：B 计算量大 B 通过互联网进行传输 C 虚拟化 D 可扩展性 物联网节点之间的无线通信，一般不会受到下列因素的影响。（D） 节点能量 B.障碍物 C.天气 D.时间 下列哪项不是物联网体系构架原则 D 多样性原则 B时空性原则 C安全性原则 D复杂
18.人们常说，横在物联网应用前面的有三座大山，下列哪一个不是所说的“三座大山”D A.微型化、低成本 B.网络技术 C.实时处理海量感知信息并将其存储 D.处理器 19.下列哪项不是物联网体系构架原则 D A 多样性原则 B时空性原则 C安全性原则 D复杂性原则 20.下列哪项不是物联网的组成系统 B A. EPC编码体系 B. EPC解码体系 C.射频识别技术 D.EPC信息网络系统 二、判断题（本大题共20小题，每题0.5分，共20分） 21.云计算不是物联网的一个组成部分。（×） 22.RFID技术具有无接触、精度高、抗干扰、速度快以及适应环境能力强等显著优点，可广泛应用于诸如物流管理、交通运输、医疗卫生、商品防伪、资产管理以及国防军事等领域，被公认为二十一世纪十大重要技术之一。（√） 23.RFID是物联网的灵魂。（×） 24.目前物联网没有形成统一标准，各个企业、行业都根据自己的特长定制标准，并根据企业或行业标准进行产品生产。这为物联网形成统一的端到端标准体系制造了很大障碍。（√） 物联网标准体系可以根据物联网技术体系的框架进行划分，即分为感知延伸层标准、网络层标准、应用层标准和共性支撑标准。（√） 25.传感器网：由各种传感器和传感器节点组成的网络。（√） 26.家庭网：用户在基于个人环境的背景下使用的网络。（×） 27.国际电信联盟不是物联网的国际标准组织。（×） 28.感知延伸层技术是保证物联网络感知和获取物理世界信息的首要环节，并将现有网络接入能力向物进行延伸。（√）29.物联网中间件平台：用于支撑泛在应用的其他平台，例如封装和抽象网络和业务能力，向应用提供统一开放的接口等。（√） 30.物联网服务可以划分为行业服务和公众服务。（√） 31.物联网公共服务则是面向公众的普遍需求，由跨行业的企业主体提供的综合性服务，如智能家居等。（√） 32.物联网共性支撑技术是不属于网络某个特定的层面，而是与网络的每层都有关系，主要包括：网络架构、标识解析、网络管理、安全、QoS等。（√） 33.奥巴马将“新能源”和“物联网”作为振兴经济的两大武器，投入巨资深入研究物联网相关技术。（√） 34.2010年12月，欧盟委员会以政策文件的形式，对外发布了欧盟“数字红利”利用和未来物联网发展战略。（×） 35.2009年8月7日，温家宝考察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心。强调“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术，把传感系统和3G中的TD技术结合起来”。（√） 36.2010年1月，传感(物联)网技术产业联盟在无锡成立。（√） 37.物联网已被明确列入《国家中长期科学技术发展规划(2006-2020年)》和2050年国家产业路线图。（√） 38．1999年， Electronic Product Code (EPC) global的前身麻省理工Auto-ID 中心提出“ Internet of Things”的构想。（√） 39．2006年，国际电信联盟（ITU）发布名为《Internet of Things》的技术报告。（×） 40．RFID技术、传感器技术和嵌入式智能技术、纳米技术是物联网的基础性技术。（√） 41．1998年，英国的工程师Kevin Ashton提出现代物联网概念。（√）42．“物联网”是指通过装置在物体上的各种信息传感设备，如RFID装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等等，赋予物体智能，并通过接口与互联网相连而形成一个物品与物品相连的巨大的分布式协同网络。（√）
《物联网技术概论》试题-A.doc
《物联网技术概论》试题（A） ???????????????????????????????? 一、单选题（1分×20 =20分）(在每小题列出的备选项中只有一个是符合题目要求的，错选、多选或未选均无分) 1.物联网的核心技术是什么？ A. 传感控制技术 B. 人工智能技术 C. 无线网络技术 D. 无线射频识别技术（RFID） 2.如果物联网的相关产品被广泛的使用，在使用之前，您最关注其产品的什么因素呢？ A. 收费方式 B. 技术高低 C. 产品服务 D. 其它 3.智慧地球(Smarter Planet)是谁提出的（） A.无锡研究院 B. 温总理 C.IBM D.奥巴马 4. 物联网(Internet of Things)这个概念最先是由谁最早提出的（） A. MIT Auto-ID中心的Ashton教授 B.IBM C.比尔盖茨 D.奥巴马 5.被称为世界信息产业第三次浪潮的是（） A. 计算机 B. 互联网 C. 传感网 D.物联网 6.IBM提出的物联网构架结构类型是（） A.三层 B.四层 C.八横四纵 D.五层 7. 在以太网中采用下列哪一种网络技术？ A. FDDI B. CSMA/CD C. MAC D. ATM 8、ADSL的中文意思是什么？ A．调制解调器 B．交换机 C．路由器 D．非对称数字用户线路 9、目前校园网中主流接入Internet的方式是什么？ B．光纤以太网接入 C．Frame—Relay(帧中继) D．Cable Modem 10. 哪种无线技术标准与旧无线标准的兼容性最强，且性能更高？ A. 802.11n B. 802.11b C. 802.11a D. 802.11g 11.以下哪个技术不属于自动识别技术？（） A.RFID射频识别技术 B.无线通信技术 C.虹膜识别技术 D.手写识别技术 12.物联网中常提到的“M2M”概念不包括下面哪一项？（） A. 机器到人（Machine to Man） B.人到机器（Man to Machine） C. 人到人（Man to Man） D.机器到机器（Machine to Machine） 13.云计算（Cloud Computing）的概念是由谁提出的（） A.GOOGLE B.微软 C.IBM D. 腾讯
物联网导论作业答案
作业题集 （一）物联网概述 1、填空题 1）物联网是一个基于（互联网）、（传统电信）等信息承载体，让所有能够被（独立）的普通的物理对象实现（互联互通）的网络，它具有（普通对象设备化）、（自治终端互联化）和（普适服务智能化）三个重要特征。 2）智慧地球（Smarter Planet）是（彭明盛）提出的。 3）物联网分为4层，分别是：（感知识别层）、（网络构建层）、（管理服务层）和（综合应用层）。 4）蓝牙协议的标准为（）。 5）RFID技术属于物联网4层中的（感知识别层）。 2、选择题 1）下面哪项技术不属于信息技术的三大支柱之一。D A、传感器 B、通信技术 C、计算机技术 D、无线技术 2）不属于物联网存在的问题是（B）。 A、制造技术 B、IP地址问题 C、终端问题 D、安全问题 3）下列哪一项不属于物联网的应用范畴C A、智能电网 B、医疗健康 C、智能通信 D、金融与服务业 3、判断题 1）2009年8月7日胡锦涛总书记在江苏无锡调研时提出感知中国的概念。【错】 2）物联网理念最早可以追溯到比尔.盖茨在1995年的《未来之路》。【对】 4、问答题 1）物联网概念产生的背景有哪些因素 答：物理世界的联网需求和信息世界的扩展需求 2）对于物联网，可以从那几个方面来理解 答：○1物与物之间的信息交流○2普通网络和泛在网络机器网络构架 ○3云计算方式的智能处理
3）简要说明一下物联网目前面临的主要挑战有哪些 答：○1摆脱智能手机○2创新的备用电源/低耗电方案 ○3对巨量资源的驾驭能力○4挖掘新的能量来源 4）简要介绍一下物联网相关的技术问题。 答：○1射频识别技术○2传感器与无线传感器网络技术○3大规模数据和大规模计算问题 （二）感知识别层 1、填空题 1）RFID系统分为（阅读器）、（天线）和（标签）三大组件。 2）感知识别技术，是融合（物理世界）和（信息世界）的重要一环。 3）射频识别技术（RFID）是利用（RFID ）通过（射频信号）实现（空间耦合）信息传递并通过所传递的信息达到（自动识别）的目的。 4）RFID系统中，标签根据是否内置电源，分为三类：（被动式标签）、（主动式标签）和（半主动式标签）。 5）位置信息包括三大要素：（所在的地理位置）、（处在该地理位置的时间）、（处在该地理位置的对象）。 6）Android是基于（Linux）内核的软件平台和操作系统，早期是由（ Google对象）开发。 7）现代传感器的“三化”发展路线为（微型化），（智能化）和（网络化）。 8）传感器技术发展史的两条主线为（低功耗无线传感节点）和（微型化传感节点）。 2、选择题 1）二维码目前不能表示的数据类型（C）。 A、文字 B、数字 C、二进制 D、视频 2）RFID卡的读取方式（B）。 A、CCD或光束扫描 B、电磁转换 C、无线通信 D、电擦除、写入 3）RFID卡（D）可分为：有源（Active）标签和无源（Passive）标签。 A、按供电方式分 B、按工作频率分 C、按通信方式分 D、按标签芯片分 4）定位技术中，ToA和TDoA测量法至少需要（C）个基站才能完成定位。
物联网导论复习
第一章：概述 物联网概念 物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息载体，让所有能被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。普通对象设备化，自治终端互联化和普适服务智能化是其三个重要特征。 物联网的特征（特点） （1）普通对象设备化，自治终端互联化和普适服务智能化是其三个重要特征； （2）联网终端规模化：物联网时代每一件物品均具通信功能成为网络终端，5-10年内联网终端规模有望突破百亿； （3）感知识别普适化：无所不在的感知和识别将传统上分离的物理世界和信息世界高度融合； （4）异构设备互联化：各种异构设备利用无线通信模块和协议自组成网，异构网络通过“网关”互通互联。 （5）管理处理智能化：物联网高效可靠组织大规模数据，与此同时，运筹学，机器学习，数据挖掘，专家系统等决策手段将广泛应用于各行各业。 （6）应用服务链条化：以工业生产为例，物联网技术覆盖从原材料引进，生产调度，节能减排，仓储物流到产品销售，售后服务等各个环节。 物联网的起源与发展具有来源多样性 物联网的核心技术(四层) 根据信息生成、传输、处理和应用将物联网分为感知识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层。 物联网的发展趋势 （1）更广泛的互联互通：互联互通的对象从人延伸到物体互联互通方式的扩展； （2）更透彻的感知：通信功能使传感器能够协同工作； （3）更深入的智能：多传感器实现“人多力量大”的智能；多维感知数据实现“防患于未然”的智能；大数据挖掘实现“见微知著”的智能； 物联网的应用领域 （1）智能交通：通过在基础设施和交通工具当中广泛应用信息、通讯技术来提高交通运输系统的安全性、可管理性、运输效能同时降低能源消耗和对地球环境的负面影响。
答案2014-2015-1物联网技术导论试卷A
2014-2015学年第1学期 2014物联网工程专业 物联网技术导论试卷（A）卷 一、填空（每题1分，共20分） 1．人、物或者物理世界 2．感知识别层、综合应用层 3．空、译码 4．射频信号，自动识别 5．功耗、价格、体积 6．叠加、冲突或碰撞 7．高频、超高频、超高频 8．IP地址、端口号 9．地理位置（空间坐标）、处在该位置的时刻（时间坐标） 10．GPS，GLONASS，伽利略、北斗 11．802.11 12．横向智能化、互联规模化 13．信号强度衰减、多径传播 14．源用户的MAC地址；与接入点相连的路由器的MAC地址 15．网络应用、个人用户携带设备 16．TD-SCDMA3G、W-CDMA、CDMA2000、TD-LTE、FDD-LTE 17．海量性、多态性 18．网络附加存储、存储区域网络 19．缆线系统、可靠性分级 20．隐私方针、数据混淆 二、单项选择题(每个2分，共20分) ABCAC CCABA １
三、简答题（每个3分，共30分） 1．物联网的四层体系结构模型 答：根据信息生成、传输、处理和应用的原则，将物联网分为感知识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层 2．RFID标签冲突 答：多个标签同时处于阅读器识别范围之内或多个标签同时向阅读器发送标志信号时，信号将产生叠加而导致阅读器不能正常解析标签发送的信号，将发生标签信 号冲突。解决冲突问题的方法被称为防冲突算法。 3．无线传感网 答：传感网是网络化催生的全新的传感器应用模式。无线传感网是由部署在监测区域的大量微型、低成本、低功耗的传感器节点组成的多跳无线网络，用于长期、实 时、自动化的环境监测。 4．摩尔定律 答：计算机硬件的发展通常遵循摩尔定律：集成电路上可容纳的晶体管数量，约每隔18个月增加一倍，性能也将提升一倍。 5．蓝牙和Wi-Fi区别 答：Wi-Fi的定位目标是为了取代网络应用中的有线设备，能够真正的实现从有线到无线的转变。蓝牙主要是为了替换一些个人用户携带设备的有线，如耳机，键盘等。 6．数据中心 答：数据中心是一整套复杂的设施。它不仅仅包括计算机系统和其它与之配套的设备（例如通信和存储系统），还包含冗余的数据通信连接、环境控制设备、监控设备以及各种安全装置。 7．多径效应 答：多径效应（multipath effect）：指受障碍物反射，使得电磁波经不同路径传播后，各分量场到达接收端时间不同，按各自相位相互叠加而造成干扰，使得原来的信 号失真，或者产生错误。 ２
(完整word版)物联网概论期末试题
2012－2013 学年第 1 学期 课程名称： 《物联网概论》 专业名称： 物联网应用技术 第 1 页 共 3 页 --------------------------- 装 ---------------------- 订 ---------------------- 线 ------------------------------- 班级： 姓名： 学号：
2012－2013 学年第 1 学期 课程名称： 《物联网概论》 专业名称： 物联网应用技术 第 2 页 共 3 页 --------------------------- 装 ---------------------- 订 ---------------------- 线 ------------------------------- 班级： 姓名： 学号：
2012－2013 学年第 1 学期 课程名称： 《物联网概论》 专业名称： 物联网应用技术 第 3 页 共 3 页 --------------------------- 装 ---------------------- 订 ---------------------- 线 ------------------------------- 班级： 姓名： 学号：
2012－2013 学年第 1 学期 课程名称： 《物联网概论》 专业名称： 物联网应用技术 第 4 页 共 3 页 --------------------------- 装 ---------------------- 订 ---------------------- 线 ------------------------------- 班级： 姓名： 学号：
物联网导论必做题(附答案)
、单项选择题（在每小题列出的四个备选项中只有一个是最符合题目要求的 ，请将其代 码写在题后的括号内。） 1?根据信息生成 、传输、处理和应用的原则，可以把物联网分为四层 :感知识别层、网络 构建层、（C ） 和综合应用层。 A ）物理层 B ）会话层 C ）管理服务层 D ）表示层 2?工业界经常将 RFID 系统分为（A ）、天线和标签三大组件。 A ）阅读器 B ）扫描仪 C ）转换器 D ）主机 3?传感器作为信息获取的重要手段 ， 与通信技术、计算机技术构成了 （B ）的三大支 柱。 A ）网络技 术 B ）信息技术 C ）感知识别 D ）物联网技术 4?在传感器的硬件平台和软件程序设计时应考虑低成本与微型化 、低功耗、灵活性与扩展 性和（D ）。 A ）经济性 B ）高效性 C ）舒适性 D ）鲁棒性 5?具体而言，位置信息包括三大要素：所在的地理位置、处在该地理位置的 （C ）、处 在该地理位置的对象（人或设备）。 6. GPS 系统由三大部分组成：宇宙空间部分、地面监测部分和 （B ）部分。 8. 随着物联网感念的诞生和发展 ，智能设备也有了新的理解和定位 A ）空间 B ）事件 C ）时间 D ）场景 A ）空中接收 B ）用户设备 C ）管理控制部分 D ）连接传输 7?物联网设备的智能性就体现在这些异构的设备所构成的系统具有 （C ）、任务迁移、 智能协作和多通道交互四个方面 A ）数据接收 B ）任务发布 C ）情境感知 D ）系统管理 ，即横向智能化
（A ）和互联规模化 (D )。 构都用到了存储介质、存储接口等多方面的技术 。 A ）纵向智能化 B ）管理深入化 C ）感知深入化 D ）互联微型化 9?组成无线网络的基本元素包括无线网络用户 、无线连接和（A ）。 A ）基站 C)PDA D ）移动设备 10. 无线网络的类别包括无线广域网 、无线城域网、无线局域网 和无线 A ）局域网。 A ）个人 B ）大众 C ）集体 D ）宽带 11. 由于所使用的波长较短 ，对障碍物的衍射较差，因此两个使用 B ）通信的设备之间 必须相互可见，通信距离一般为一米左右 A ）蓝牙 B ）红外 C)ZigBee D)WiFi 12.一个主蓝牙设备最多可以同时和 （C 个从设备通信。 A)5 B)6 C)7 D)8 13.移动通信经历了三代的发展：模拟语音、 （C ）和数字语音与数据。 A ）单向语音 B ）双向语音 C ）混合语音 D ）数字语音 14.GSM 蜂窝网络从蜂窝大小的角度可以分为 4种：宏蜂窝、微蜂窝、微微蜂窝和 A ）小蜂窝 B ）中蜂窝 C ）大蜂窝 D ）伞蜂窝 15.网络化存储是存储大规模数据的一种方式 ，能够提供高可靠行和 (A )。 A ）灵活性 B ）经济性 C ）扩展性 D ）安全性 16.网络存储体系结构主要分为直接附加存储 、（B ）和存储区域网络三种，每种体系结 A ）间接附加存储 B ）网络附加存储 C ）直接访问存储 D ）间接访问存储 17.关系数据库的缺点表现在以下几个方面 :缺乏对真实世界实体的有效表达 ，缺乏对
《物联网技术导论》试卷
课程考试（查）试卷 （2016——2017学年度第一学期） 课程名称：物联网技术导论实训考试时间：90分钟 试卷类型：命题教师签名： 教研室主任签名：主管系部主任签名： 一.填空题（每空1分，共40分） 1.物联网就是“”。具有两层含义：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间和。 2.吸引了百万人关注的剑桥大学特洛伊计算机实验室的咖啡壶事件发生在年。 3.物联网的战略意义体现主要体现在、、及科技发展需求。 4.物联网的主要应用领域有：、、、、、、、、等。 5.物联网定义是指通过、、、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议。把任何物体与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现的一种网络。 6.物联网至少应该具备三个关键特征：一是，各类终端实现“”；二是，电信网、互联网等融合实现“”；三是，云计算等技术对海量数据“”。 7.传感器是把转换成易于测量、传输、处理的电学量（如电压、电流、电容等）的一种元件。常见的传感器包括、、、传感器等。 8.当今移动通信处于2G 、3G 、4G 三代技术并存，2G 主要代表是和；3G 主要代表是、、和、4G 主要代表是和。 9.典型的短距离无线通信网络协议有、、、、红外线数据协会）无线协议及WSN （wirelesssensornetwork ，无线传感器网络）等无线低速网络技术。 二．名词解析（每题10分，共20分） 1.中间件 2.M2M ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 学号：姓名：考位号：班级： 装订线（答题不得超过此线）
《物联网导论》答案
1.请说出智能系统研究的几个发展阶段： 符号智能阶段，以物理符号为研究对象。 .链接智能阶段，以人工神经元网络的连接机制为对象。 现场智能阶段，以智能体与环境之间的现场交互为研究内容。 社会智能阶段，以智能体社会包括环境智能体的社会性交互求解机制为研究内容。 2.简述物联网三个特征 （1）全面感知：利用射频识别，二维码，传感器等感知，捕获，测量技术随时随地对物体进行信息采集和获取。 （2）可靠传输：通过将物体接入信息网络，依托各种网络，随机随地进行可靠的信息交互和共享。 （3）智能处理：利用各种智能计算技术，对海量的感知数据和信息进行分析并处理，实现智能化的决策和控制 3.请解释以下名词： RFID：利用射频信号的空间耦合来实现无接触信息传递。 EPC: 产品电子代码（EPC）是由标头、厂商识别代码、对象分类代码、序列号等数据字段组成的一组数字。 产品电子代码是下一代产品标识代码，它可以对供应链中的对象（包括物品、货箱、货盘、位置等）进行全球唯一的标识。EPC 存储在RFID标签上，这个标签包含一块硅芯片和一根天线。读取 EPC标签时，它可以与一些动态数据连接，例如该贸易项目的原产地或生产日期等 WSN:指无线传感网络， Zigbee:是一种信息传递的网络协议 WiFi: 是一种信息传递的网络协议 GPS:空间卫星全球定位系统 PLC:利用电力线传输数据和语音信号的一种通信方式 MEMS:包括微型机构，微型传感器，微型执行器，处理电路的微机电系统 4国家提出的战略新兴领域主要包括哪七个方面？ 节能环保产业，新一代信息技术产业，生物产业，高端装备制造业，新能源产业，新材料产业，新能源汽车产业 5智慧城市的构建涵盖哪五个方面？ 智慧基础设施，智慧政府，智慧公共服务，智慧产业，智慧人文， 6.智慧校园的架构有哪几个方面？他们分别是什么？ 感知层：通过各种无线传感网络收集各类信息 网络层：实现更广泛的互连功能，能够把感知层的信息无障碍，高可靠，高安全的进行传输。 平台层：IDC互联数据中心汇聚各种信息，V AE垂直应用环境平台对各种智慧应用集成，形成统一的框架系统。 业务应用平台：“通过信息处理和智能分析形成对各领域的具体解决方案。 7.请简要归纳霍尔三维定律。 是由逻辑维（规划，拟定方案，系统研究，生产，安装，运转，更新）， 时间维（明确问题，设计指标，系统综合，系统优化，决策，实施）， 知识维（社会科学，工程技术）组成， 8.老年人用物联网信息终端有哪几个方面组成？ 身体状态检测仪，短信报警，短信发送装置，ZIGBEE路由器，紧急救护，直观监测语音
物联网技术导论A卷答案-2012
试题编号： 重庆邮电大学2011-2012学年第一学期 物联网技术导论试卷（期末）（A卷）（闭卷） 一、填空题（本大题共10小题，每空1分，共16分） 1.物联网的三个重要特征是普通对象__设备化____、自治终端__互联化____和普适服 务智能化。 2.RFID标签根据是否内置电源，可分为三种类型，分别是被动式标签、_主动式标签 和___半主动式标签____。 3.关于RFID标签防冲突算法，分时隙ALOHA算法的信道利用率是纯ALOHA的 ___2_______倍，阅读器在每一个时隙开始时广播二进制前缀的算法是_查询__二进制树算法。 4.与传统的传感器不同，无线传感器节点不仅包括了传感器部件，而且集成了___微 型处理器_________和__无线通信芯片____等。 5.IEEE 802.11协议典型使用的频段有两个，其一是2.4GHz频段，其二是5GHz频段。 6.无线网络技术在物联网中占有重要地位。按照传输范围由大到小的顺序，可将无线 网络分为无线广域网、无线城域网、_无线局域_网和___无线个域____网。 7.IEEE 802.15.4网络中的每个设备都具有一个全球唯一的MAC扩展地址，该地址长 度为__64_____位；当设备成功入网后，将会被协调器分配一个短地址，该地址长度为___16____位。 8.ISA100.11a、Wireless Hart和WIA-PA这三种工业物联网标准中，由我国主导制定 的是___WIA-PA_________标准。三个标准的物理层都是直接采用IEEE_802.15.4_______标准。 物联网技术导论试卷（A卷）第1页（共8页）
物联网导论习题及答案
物联网导论习题 第一章物联网概论 一、术语辨析 从给出的26个定义中挑出20个,并将标识定义的字母填在对应术语前的空格位置。 1、 H ARPANET 2、 J 泛在计算 3、 B ITU 4、 G 智能家居 5、 K CPS 6、 N VPN 7、 O 网关 8、 E 智能环保 9、 Q 应用层协议 10、 A Auto－ID实验室 11、 Y 公共服务平台 12、 L 物联网 13、 I NII 14、 T 系统集成与软件开发产业 15、 Z 战略性新兴产业 16、 W 信息处理技术 17、 M 承载网 18、 R 物联网网络体系结构 19、 D 欧盟委员会 20、 P TCP/IP协议 A、提供利用射频标签(RFID、,互联网,构建物联网的概念与解决方案的研究机构。 B、在2005年发布《Internet of Things》年度报告的国际组织。 C、提出智慧地球概念的IT企业。 D、2009年提出加强物联网管理,保护隐私等十项建议与十二项行动计划的组织。 E、包括污染源控制,水质监测,空气监测的一类物联网应用。 F、提出通过IPv6协议将智能手机,RFID标签,传感器等互联组成泛在网的国家。 G、包括家庭网络,家庭安防,家电智能控制,能源智能计量的一类物联网应用。 H、对奠定互联网发展基础起到重大作用的网络。 I、对推动世界各国信息高速公路建设起到重要作用的建设计划。 J、“普适计算”或“无处不在的计算”术语的另一种表达。 K、将计算与通信能力嵌入到物理系统,形成信息物理融合系统的技术。 L、实现人与物,物与物互联的智能信息服务网络系统。 M、为分布式进程通信提供数据传输服务的传输网的另一种名称。 N、术语“虚拟专用网络”或“虚拟专网络”的英文缩写。 O、实现IP网与非IP网互联的网络设备。 P、互联网的核心协议。 Q、规定了物联网应用系统中人与物 ,物与物之间信息交互过程的协议。 R 、物联网网络层次结构模型与各层协议的集合。 S、物联网产业链中的上游产业。 T、物联网产业链中的中游产业。 U、物联网产业链中的下游产业。 V、对网络拓扑,设备与链路状态,设备的硬件与软件配置数据的管理。 W、海量数据存储,数据挖掘与图像视频智能分析技术。 X、无线传感器网络,异构网络融合技术。
物联网技术导论试题(物联网_朱凌云)
重庆理工大学考试试卷 2014 ～2015 学年第一学期 班级1431-1、1431-2 学号姓名考试科目物联网技术导论A卷闭卷共 4 页 ····································密························封························线···························注意：答案必须全部写在答题纸上，否则不予给分！
5．全球四大定位系统包括中国的、美国的、欧洲的“伽利略”以及俄罗斯的“格洛纳斯”。 重庆理工大学考试试卷 2014 ～2015 学年第一学期 班级1431-1、1431-2 学号姓名考试科目物联网技术导论A卷闭卷共 4 页 ····································密························封························线···························注意：答案必须全部写在答题纸上，否则不予给分！
重庆理工大学考试试卷 2014 ～2015 学年第一学期 班级1431-1、1431-2 学号姓名考试科目物联网技术导论A卷闭卷共 4 页····································密························封························线··························
重庆理工大学考试试卷 2014 ～2015 学年第一学期 班级1431-1、1431-2 学号姓名考试科目物联网技术导论A卷闭卷共 4 页····································密························封························线·························
物联网工程导论课后习题答案
兰州理工大学 物联网工程导论课后习题参考答案 人才v 2012-7-19
第1章物联网概论 (1) 1.简述物联网的定义 (1) 2.简述物联网应具备的三个特征 (1) 3.简述信息浪潮15年定律的内容 (1) 4.请解释以下名词：RFID；EPC (1) 5.物联网的三大推动力分别是什么？ (2) 6.国家提出的战略性新兴产业领域，主要包括哪七个方面？ (2) 第2章物联网应用案例 (2) 1.请说出数字城市发展的两个阶段 (2) 2.什么是智慧城市？ (2) 3.谈谈数字城市与智慧城市的区别 (3) 4.智慧城市的构建涵盖了哪五个方面？ (3) 5.什么是智慧校园？ (4) 6.智慧校园的架构有哪几方面？它们分别是什么？ (4) 7.请写出智慧校园的技术方法 (4) 8.老年人用物联网信息终端由哪几部分组成？ (5) 11.简述微电网的定义以及微电网的基本架构 (5) 13.实现智能家居需要几个条件，这些条件是什么？ (6) 第3章物联网技术基础 (6) 1.简述物联网的三个层次 (6) 2简述物联网的八层架构 (7) 3.画出物联网的框架模型 (8) 4.简述物联网的四大支撑技术 (9) 5.RFID基本组成部分有哪些，并说明各个部分的作用是什么 (10) 6.名字解释：WSN；Zigbee；WIFI；GPS；PLC；MEMS (10) 7.说出Zigbee的技术优势所在 (11) 8.简述ZigBee协议与IEEE802.15.4标准的联系与区别 (11) 9.什么叫现场总线？它有什么特点？ (12) 10.说一下GPS有哪几部分组成 (12)
11. PLC（电力线通信）的关键技术是什么？ (12) 12.请说出几种常见的微传感器 (12) 13.简述物联网的两大技术范畴 (13) 14.智能空间应具备的基本要求是什么？ (13) 16.请说出什么是物联网终端，它有什么作用？ (14) 17.物联网终端的基本原理是什么？ (14) 18.请简述云计算的概念 (14) 第4章信息处理与软件服务 (15) 1、请说出智能系统研究的几个发展阶段 (15) 2、Agent是谁什么时候提出的 (15) 4、请用图表示出Agent与环境的交互模型 (16) 5、说说什么是服务？什么是服务科学？ (16) 6、服务科学的相关技术有哪些 (16) 7、请简要归纳霍尔三维定律 (17) 8、请画出运筹学的工作过程 (18) 9、运筹学在服务科学中的应用主要体现在哪几个方面 (18)