物联网关键技术及其应用
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2017 NO.17
SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION7
科 技 前 沿
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科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 当代社会的快速发展,带动了信息行业、通信行业的进步,充分提高了当下社会大众信息交流沟通的能力,随时随地的信息交换模式已经突破了传统的时间、空间限制,逐渐成为未来信息传输的主要形式。物联网借助传感设备、计算机网络等将信息通讯连接起来,并借助智能控制、定位识别等实现了监管功能。物联网的基础是已经发展成熟的互联网体系,是建立在互联网之上进行的信息扩展建设。物联网的主要应用技术在于智能感知、信息交换、通信识别。物联网中需要加强射频识别装置、感应设备、定位系统的分析,将对应互联网与相关设备信息合理连接,从而实现综合化管理的控制。
1 物联网概述
1.1 互联网与物联网的关系
一般状况下,物联网可看作是互联网的扩展升级,其应用基础仍是互联网。但是前者更加具有智能化、全面化、自动化的特点,可充分实现智能化连接,保证信息的传输不会受时间、空间的限制。人和人之间的交流沟通,一般借助互联网实现,是虚拟和实际生活的桥梁;而物联网连接属于人与物、物与物之间的连接,是现实世界和理论世界的连接。1.2 架构分析
物联网处理问题需要经过三个过程:全面感知、可靠传输、智能计算,与此相对应我们可以将物联网分为三层,分别是用于相关数据感知的感知层,用于传输数据的网络层和进行信息处理的应用层。
感知层是物联网的基础层次,位于三层结构中的最底层,用于识别物体、采集信息,是联系物理世界与虚拟信息世界的纽带。该层的主要特点是:嵌入智能、标识感知、协同互动。为了实现物联网的感知能力,需要加强对感知层的重视,作为信息获取、感知并汇聚的主要设备,感知节点十分重要,对数据传输、终端形态的展现具有重大影响,如M2M终端、RFID终端、传感器、网关要求等。
2 物联网关键技术分析
2.1 RFID技术
RFID(Radio Frequency Identification)技术是构建“物联网”的关键技术,也叫射频识别技术,属于非接触的自动识别技
DOI:10.16661/https://www.wendangku.net/doc/641640616.html,ki.1672-3791.2017.17.001
物联网关键技术及其应用
刘冠秀
(商丘师范学院信息技术学院 河南商丘 476000)
摘 要:计算机时代带动了物联网技术的发展。作为信息行业发展的必然趋势,物联网由于自身的突出优势,已经受到各界人士的关注。该文对物联网的关键技术及其重要性进行了探讨,指出了其现存问题,并总结了物联网的相关应用和未来的发展前景。关键词:物联网 关键技术 网络融合 智能控制中图分类号:TP391.44
文献标识码:A
文章编号:1672-3791(2017)06(b)-0001-02
术,借助射频信号对对象的相关数据进行整合,进而实现对象识别、数据获取等目的,该技术主要用于控制、检测和跟踪物体。为了合理区分不同的物体,需要加强对各个对象的编码落实,对应各个对象的编码需要保证具有针对性、唯一性。需要引起注意的是特殊物品对ID的安全性、隐私性等方面均有严格要求。
RFID系统包括RFID标签、RFID读写器、RFID系统软件、RFID中间件、后台应用程序。实际上,RFID系统就是RFID读写器与RFID标签之间用无线电频率进行通信的无线通信系统。RFID标签是信息的载体,应置于要识别的物体上或者由个人携带;RFID读写器可以具有读写功能,不过一般取决于系统所用的RFID标签的性能;RFID系统软件是在标签和读写器之间进行通信所必需的功能集合;中间件属于读写装置和后台处理之间的软件,借助该部分设备可充分连接RFID软件和后台系统;经由标签发出对应指令,经读写器、中间件处理后形成标准数据。借助该系统可充分实现对设备、物体的定位、控制、跟踪、检测等方面需求。2.2 无线传感技术
传感网络技术作为信息获取的重要核心技术,以其自动识别、安全可靠和可以动态跟踪的特点,实现真正物与物对话的应用。它是一种包括多个节点形成的无线系统,需要借助固定设备进行支撑、部署处理,可避免传统有线网络的束缚。无线传感技术中,单个节点可以进行环境感应,经本地信息处理、无线信息发射可以实现对数据的有效控制处理。一般射频发射频率较低,单个节点的传输中需要考虑距离影响。2.3 中间件技术
中间件是连接两个独立的应用程序或独立系统的软件或服务程序,用于管理计算机资源和网络通信,它能使相连接的系统即使拥有不同的接口仍然能相互交换信息,具有屏蔽系统异构性的作用。目前,物联网中的中间件技术有RFID中间件、嵌入式中间件、M2M中间件等,其中最具代表性的是RFID中间件。
RFID中间件扮演RFID标签和应用程序之间的中介角色,从应用程序端使用中间件所提供的一组通用的应用程序接口(Application Programming Interface,API),即能读取RFID标签数据。RFID中间件是一种面向消息的中间件(Message-Ori-ented Middleware,MOM),信息(Information)是以消息(Message)的形式从一个程序传送到另一个或多个程序。信息可以
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以异步(Asynchronous)的方式传送,所以传送者不必等待回应。面向消息的中间件包含的功能不仅是传递信息,还必须包括解译数据、安全性、数据广播、错误恢复、定位网络资源、找出符合成本的路径、消息与要求的优先次序以及延伸的除错工具等服务。2.4 云计算技术
云计算是实现物联网的核心。运用云计算技术可以使物联网中数以兆计的各类物品的实时动态管理和智能分析变得可能。物联网通过将射频识别技术、传感技术、嵌入式技术等新技术充分运用在各行业之中,将各种物体充分连接,并通过无线网络将采集到的各种实时动态信息送达计算机处理中心进行汇总、分析和处理。
从物联网的结构看,云计算也将成为物联网的重要环节。物联网的四大组成部分:感应识别、网络传输、管理服务和综合应用,其中中间两个部分就会利用到云计算,特别是“管理服务”这一项,因为这里有海量的数据存储和计算的要求。物联网强调物物相连,设备终端与设备终端相连,云计算能为连接到云上设备终端提供强大的运算处理能力,以降低终端本身的复杂性。
云计算技术涉及系统较广,包括软件、硬件和存储设备等部分,是虚拟化的硬件设备设施,可为后期物联网提供合理的信息参考。云计算技术是提高计算机资源、计算能力的保障,为后期大量信息提供了有效支撑管理。2.5 异构网络技术
异构网络(Heterogeneous Network)是一种类型的网络,其是由不同制造商生产的计算机、网络设备和系统组成的,大部分情况下运行在不同的协议上支持不同的功能或应用。
异构网络将相互重叠的不同类型网络融合起来以构成异构网络,从而满足未来终端的业务多样性需求。为了可以同时接入到多个网络,移动终端应当具备可以接入多个网络的接口,这种移动终端被称为多模终端,由于多模终端可以接入到多个网络中,因此会涉及到不同网络之间的切换。与同构网络(Homogeneous Wireless Networks)中的水平切换(Horizontal Handoff,HHO)不同,这里称不同通信系统之间的切换为垂直切换(Vertical Handoff,VHO)。异构网络在无线通信领域引起了普遍的关注,也已成为下一代无线网络的发展方向。2.6 信息安全技术
物联网无处不在的数据感知、以无线通信为主的信息传输、智能化的信息处理会引起人们对信息安全和隐私保护问题的关注。从技术上讲物联网存在很多网络安全隐患。由于物联网在很多场合都需要无线传输,这种暴露在公开场所之中的信号很容易被窃取,也更容易被干扰,这将直接影响到物联网体系的安全。
3 物联网技术的应用
物联网的发展前景广阔,需要考虑各行各业的要求,将人与物、物与物之间的联系实现智能控制。当下物联网技术的发展仍处于上升阶段并逐步朝着智能化方向发展,但是物联网技术同预期发展目标仍有一定差距。当下物联网技术的主要应用领域包括:智能物流、智能交通、智能电网、智能家居、智能医疗等,下面仅对关键部分进行分析。
3.1 智能物流
智能物流是利用RFID与传感器技术实现对物品从采购、入库、调拨、配送、运输等环节全过程的准确信息,将制造、采购、库存、运输的成本降到最低,同时将各个环节可能造成的浪费也降到最低,利用信息流精确控制物流过程,使利润最大化。物联网技术可以覆盖智能物流运行的全过程,如智能物流的虚拟仓库、运行过程中的实时监控及实时决策都需要物联网技术的支持。智能物流托管站是智能物流的应用之一,它是指一种无人交接式的快递配送,不需要快递员跟收件人交接就可以接收快递件,是一种智能柜,当快递员配送快递件时,放进智能柜后系统会自动发送一条短信通知收件人收件,极为方便。3.2 智能交通
智能交通系统(Intelligent Transportation System,简称ITS)是未来交通系统的发展方向,它将先进的信息技术、数据通信技术、电子传感技术、定位技术及控制技术等有效地集成,并运用于整个交通管理系统,从而建立一种在大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。借助智能交通可充分实现对交通致死率的有效防治,降低堵塞状况等引起的危害,提高交通监管力度,降低能源消耗和对环境的负面影响,提高整体环境的有效管理控制。3.3 智能电网
智能电网就是电网的智能化,也被称为“电网2.0”,它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上,通过先进的传感和测量技术、云计算技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。
在智能电网中,需要考虑发电、输电和变电要求,及时进行通信传感设备的优化,提高整体设备使用效率的合理性,便于智能电网的有效管理,提高其稳定性、合理性,便于后续监控工作的充分落实。
4 结语
在物联网技术中,需要充分考虑智能识别、云计算、网络融合等技术的应用,加强对信息技术的考虑,物联网技术是工业化、信息化发展的必然产物,当下物联网的应用仍处于起步阶段,其关键技术的研发仍需进行优化。
参考文献
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物联网关键技术
物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网的英文名称叫“The Internet of things”。顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：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延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 物联网 .定义/特征 内涵 英文名：Internet of Things（IOT），也称为Web of Things。 物联网是指通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别（RFID）技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。 特征 和传统的互联网相比，物联网有其鲜明的特征。 首先，它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。 其次，它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于其数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。 还有，物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式。 “物”的涵义 这里的“物”要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的范围： 1、要有相应信息的接收器； 2、要有数据传输通路； 3、要有一定的存储功能； 4、要有CPU； 5、要有操作系统； 6、要有专门的应用程序； 7、要有数据发送器； 8、遵循物联网的通信协议； 9、在世界网络中有可被识别的唯一编号。 “中国式”定义 物联网(Internet of Things)指的是将无处不在（Ubiquitous）的末端设备（Devices）和设施（Facilities），包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”(Enabled)的，如贴上RFID的各种资产（Assets）、
物联网技术及应用课后习题答案
物联网技术课后习题答案 第一章 1.“智慧地球”是由IBM公司提出的，并得到美国总统奥巴马的支持。 2.RFID属于物联网的感知层。 3.物联网有四个关键性的技术，其中传感技术能够接受物品“讲话”的内容。 4.物联网存在的问题有：技术标准问题，安全问题，协议问题，IP地址问题，终端问题共五大问题。制造技术不是。 5.物联网的理念是基于互联网、射频识别技术（RFID）、电子标签，在计算机互联网的基础上，利用射频识别技术，无线数据通信技术等，构造一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网。 6.中国的第一个提出建设物联网的城市是无锡。2009年8月温家宝总理来到无锡“物联网”技术研发中心考察，指出要尽快突破核心技术，把传感器技术和3G技术的发展结合起来。 7.物联网包含体系结构有三层，分别是感知层，网络层和应用层。基于应用服务设想，物联网可分为感知、传输、支撑、应用四大部分。其中感知和传输属于硬件系统中的感知层和网络层，支撑和应用属于软件系统中的应用层。 8.物联网的显着特点是技术高度集成，学科复杂交叉和综合应用广泛。 9.物联网，较直接的说，就是把实际金额所有的物体连接起来形成的网络，其关键技术有RFID、传感技术、无线网络技术和人工智能技术，其核心是智能技术，能让物品开口说话的是RFID。物联网的关键技术有：RFID，传感技术，无线网络技术，虚拟化技术与云计算 简答题 1.简述物联网的定义，分析物联网的“物”的条件。P8 答：物联网是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。特别注意的是物联网中的“物”，不是普通意义的万事万物，这里的“物”要满足以下条件：1、要有相应信息的接收器；2、要有数据传输通路；3、要有一定的存储功能；4、要有处理运算单元(CPU)；5、要有操作系统；6、要有专门的应用程序；7、要有数据发送器；8、遵循物联网的通信协议；9、在世界网络中有可被识别的唯一编号。 2.简述15年周期定律和摩尔定律。 答：十五年周期定律：计算模式每隔15年发生一次变革。摩尔定律：集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。 3.名词解释：RFID，EPC，ZigBee。 答：RFID (Radio Frequency Identification)即射频识别，俗称电子标签，一种自动识别技术，可以快速读写、长期跟踪管理，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信对目标加以识别。EPC(Electronic Product Code)，即产品电子代码，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的跟踪与追溯。ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。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。 4.简述物联网的体系结构。 答：物联网可以简要分为核心层、接入层，软件核心层主要是应用层，硬件接入层包括网络层和感知层。感知层一般包括RFID感应器、传感器网关、接入网关、RFID标签、传感器节点、智能终端等，网络层包括无线传感网、移动通讯网络、互联网、信息中心、网管中心等；软件应用层是为了管理、维护物联网以及为完成用户的某种特定任务而编写的各种程序的总和。 5.分析物联网的关键技术和应用难点。 答：关键技术为RFID、无线网络技术、传感技术、人工智能技术。应用难点在于其技术标准问题、数据安全问题、IP地址问题、终端问题。6举例说明物联网的应用领域及前景。 答：物联网应用领域很广，几乎可以包含各行各业。目前在环境保护、社区服务、商务金融等方面，例如“移动支付”、“移动购物”、“手机钱包”、“手机银行”、“电子机票”等，前景广阔可观，应用潜力巨大，无论是服务经济市场，还是国家战略需要，物联网都能占据重要地位 第二章 一、选择题 1. EPC-256Ⅰ型的编码方案为_____C_____。 A) 版本号2 位，EPC 域名管理21 位，对象分类17 位，序列号24 位 B) 版本号2 位，EPC 域名管理26 位，对象分类13 位，序列号23 位 C) 版本号8 位，EPC 域名管理32 位，对象分类56 位，序列号160 位 D) 版本号8 位，EPC 域名管理32 位，对象分类56 位，序列号128 位2．EPC 条形码的编码方式有一维条码与二维条 码两种，其中二维条码_____C_____。 A) 密度高，容量小 B) 可以检查码进行错误侦测，但没有错误纠正 能力 C) 可不依赖资料库及通讯网路的存在而单独 应用 D) 主要用于对物品的标识 3. 模拟信号到转换成数字信号的三个阶段为 ____A______。 A) 抽样-量化-编码B) 抽样-编码-量化 C) 编码-抽样-量化D) 量化-编码-抽样 4.下列因素不会影响读写器识别电子标签有效 距离的是_____D______。 A) 读写器的发射功率B) 系统的工作频率 C) 电子标签的封装形式D) 阅读器和应答器耦 合的方式 5. 下列哪种情况会导致极化损失最大 ____B_____。 A) 用+ 45° 极化天线接收垂直极化或水平极化 波 B) 用水平极化的接收天线接收垂直极化的来 波 C) 用垂直极化天线接收+45° 极化或-45°极 化波 D) 用线极化天线接收任一圆极化波 二、填空题 1. 目前的EPC 系统中应用的编码类型主 要有三种：__64___位、__96___位和__256___位， 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。 2. EPC 系统由___产品电子编码体系（EPC） _、___射频识别系统__及__高层信息网络系统_ 三部分组成。 3. RFID 系统主要由____应答器_、___阅读 器_和____高层__组成。其中阅读器用于产生____ 射频载波_完成与_____应答器__之间的信息交互 的功能。 4. 应答器具体可以分为____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__。 5. RFID 的种类有__近场天线___,__远场天线 _,___偶极子天线_____,__微带贴片天线 ______,___RFID 电感耦合射频天线_______五种。 三、简答题 1、什么是EPC 中文称为产品电子代码，是国际条码组织推出 的新一代产品编码体系。 2、请简要叙述EPC系统的组成，以及各个部分 的英文简写 EPC系统有产品电子编码体系、RFID系统及高 层信息网络系统三部分组成，共六个方面。产 品电子编码体系:EPC编码标准RFID系统:EPC 标签,识读器,高层信息网络系统:Savant（神经 网络软件）,对象名称解析服务,实体标记语言。 EPC载体、读写器、EPC产品管理中间件、网 络、ONS、PML服务器、数据库等。 其中ONS ( Object Naming Servicer，对象名称 解服务器)，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 ( Physical Markup Language，实体标识语 言)服务器中，存储用PML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。 3、EPC编码有几项技术要求每项要求具体如何 EPC数字信息代表了该产品的生产地区、生产 商、生产日期、产品属性等数据信息。 目前的EPC系统中应用的编码类型主要有三 种：64位、96位和256位，EPC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，版本号字段代表了产品所使用的EPC的 版本号，这一字段提供了可以编码的长度。 产品域名管理字段标识了该产品生产厂商的具 体信息，如厂商名字，负责人以及产地。 产品的分类字段部分可以使商品的销售商能够 方便地对产品进行分类。序列号用于对具体单 个产品进行编码。对于具体的编码标准现在已 经推出有：EPC-96Ⅰ型，EPC-64Ⅰ型、Ⅱ型、 Ⅲ型，EPC-256Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型等编码方案。 4、条形码分为几种请简要说明每种条形码的特 点 条形码可以有一维的，还有二维条形码，黑条 和空白的排列就代表了商品的产品属性等特征 信息，因而在许多领域有广泛的应用，因其各 自特点差异，其用途也各不相同，日常我们多 见到的是一维条码。 在EPC条形码的编码方式中在水平和垂直方向 的二维空间存储信息的条码，称为二维条码 （2-dimensional bar code），可直接显示英文、 中文、数字、符号、图形；存储数据量大，可 存放1k字符，可用扫描仪直接读取内容，无需 另接数据库；保密性高（可加密）；安全级别最 高时，损污50%仍可读取完整信息。 5、RFID系统基本组成部分有哪些 标签，应答器，阅读器，天线和中间件。 关键组件主要有应答器、阅读器和处理软件二 维条形码。 6、电子标签分为哪几种简述每种标签的工作原 理（没查到） 7、RFID产品的基本衡量参数有哪些 阅读器性能参数：工作频率、作用距离、数据 传输速率、安全要求、存储容量与成本，RFID 系统的连通性，多电子标签同时识读性。 天线部分：天线效率，方向性系数，增益系数， 波瓣宽度，方向图 8、简述天线的工作原理。 天线是一种以电磁波形式把前端射频信号功率 接收或辐射出去的装置，是电路与空间的界面 器件，用来实现导行波与自由空间波能量的转 化，在电磁能量的转换过程中，完成信息的交 互。 无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线 （电线）输送到天线，由天线以电磁波形式辐 射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接下 来，并通过馈线送到无线电接收机。 9、对于抛物面天线，已知它的抛物面直径为 2m，中心工作波长为2cm，根据统计出来的经 验数据，请计算其增益近似为多少。 答：对于抛物面天线，可用下式近似计算其增 益：G（dBi）= 10 lg { 4.5 ×（D / λ0）2} 式中，D为抛物面直径；λ0为中心工作波长； 4.5是统计出来的经验数据。 现在D=2m，中心工作波长λ0=0.02m，代入公 式得G=95.42 dBi。 如果已知天线长度0.5 ，G(dBi)=10lg{2×0.5/2} 10、RFID天线主要分为哪几种各自的特点如何 近场天线：设计比较简单，一般采用工艺简单， 成本低廉的线圈型天线。 远场天线：工作距离较远，一般位于读写器天 线的远场。 偶极子天线：可靠性极高，高增益，高功率， 窄频带场合使用。 微带贴片天线：质量轻，体积小，剖面薄，成 本低，易于大量生产。 第三章 一、选择题 1. 在我们每个人的生活里处处都在使用着 各种各样的传感器，下列使用到光电传感器 的是____C_______。 A) 电视机B) 燃气热水器报警 C) 数码照相机D) 微波炉 2. 根据传感技术所蕴涵的基本效应， 可以将传感器分为三种类型，下列类型中 ___D_______不在其中。 A) 物理型B) 化学型 C) 生物型D) 自然型 3. 下列特性中，_____C______不是气敏传感 器的特性之一。 A) 稳定性B) 选择性 C) 互换性D) 电源电压特性 4. 具有很高的线性度和低的温度漂移的传 感器是____B_______。 A) 温度传感器B) 智能传感器 C) 超声波传感器D) 湿度传感器 5. 在微电子机械系统(MEMS)中，材料以 _____A______为主。 A) 硅B) 钨 C) 铁D) 钼 二、填空题 1. 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。___敏感元件_____ 与__转换元件___是传感器的两个基本元件， 2. 传感器的输出量对于随时间变化的输入量的 响应特性称为传感器的___动态特性________，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。 3. 湿度传感器按照结构分类法可分为____电阻 式_______和___电容式________两种基本形式，其 湿度传感器的敏感元件分别为___湿敏电阻 ________和__湿敏电容_________。 4. 超声波传感器的主要性能指标有___工作频 率________、___工作温度________和___灵敏度 ________。 5. 传感器信号处理的主要目的是，根据传感器 输出信号的特点采取不同的信号处理方 法来提高测量系统的__测量精度_________和___ 线性度________。 三、简答题 1.简述传感器的基本原理及组成 基本原理：把特定的被测信号，按一定规律转 换成某种可用信号输出。 组成：敏感元件及转换元件 2.简述传感器的静态特性和动态特性 静态特性：是指被测量的值处于稳定状态时的 输出与输入关系。 动态特性：是指其输出对随时间变化输入量的 响应特性。 3.简述超声波传感器的系统组成及工作原理。 系统组成：发送传感器，接收传感器，控制部 分与电源部分。 工作原理：超声波是一种在弹性介质中的机械 振荡，有两种形式：横向振荡（横波）及纵向 振荡（纵波）。超声波可以在气体、液体及固体 中传播，其传播速度不同。另外，它也有折射
物联网发展现状及趋势分析
物联网发展现状及趋势分 析 Last revision on 21 December 2020
物联网发展现状及趋势分析物联网是新一代信息技术的高度集成和综合运用，对新一轮产业变革和经济社会绿色、智能、可持续发展具有重要意义。因其具有巨大增长潜能，已是当今经济发展和科技创新的战略制高点，成为各个国家构建社会新模式和重塑国家长期竞争力的先导。一、什么是物联网（一）物联网的定义物联网是新一代信息技术的重要组成部分，指的是将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。其英文名称是“The Internet of things”，也称作“The Internet of everything”。顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。其含义有两层意思：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延伸和扩展的网络;第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，“物联网概念”是在“互联网概念”的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信的一种网络概念。1991年美国麻省理工学院（MIT）的Kevin Ashton教授首次提出物联网的概念。1999年MIT建立了“自动识别中心（Auto-ID Center）”，提出“万物皆可通过网络互联”，阐明了物联网的基本含义。早期的物联网是依托射频识别（RFID）技术的物流网络。2005年11月，国际电信联盟（ITU）发布《ITU互联网报告2005：物联网》，引用了“物联网”的概念。物联网的定义和覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。2009年欧盟执委会发表了欧洲物联网行动计
物联网关键技术的理解和比较
物联网关键技术的理解和比较 朱凌亮 B13111028 目录 第一章：物联网关键技术的简介 第二章：物联网的发展过程 第三章：物联网关键技术之感知技术 第四章：物联网关键技术之网络通信技术 第五章：物联网关键技术之数据融合与智能技术第六章：物联网关键技术之纳米技术 第七章：物联网现存问题 第八章：物联网的发展前景
物联网关键技术的简介 物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络，是新一代信息技术的重要组成部分，近年来发展迅速，具有广 阔的应用前景。作为动态的全球网络基础设施，它的根本是物与物、人与物之间的信息传递 与控制。物联网技术是一项综合性的技术,涵盖了从信息获取、传输、存储、处理直至应用的 全过程，其关键在于传感器和传感网络技术的发展和提升，根据侧重点不同物联网技术的划 分标准也不同，国际电信联盟的报告分为四大关键性技术：感知技术、网络通信技术、数据 融合与智能技术、纳米技术。 物联网是将无处不在的末端设备和设施，包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、 工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等和“外在使能”的，如贴上RFID的各 种资产、携带无线终端的个人与车辆等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”，通过各种无线/有线的长距离/短距离通讯网络实现互联互通（M2M)、应用大集成、以及基于云计算的SaaS 营运等模式，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、 预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等 管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。 从1999年Ashton教授在研究RFID时最美国召开的移动计算和网络国际会议首先提出物联网(Internet of Things)这个词，2005年在突尼斯举行的信息社会世界峰会上，国际电信联盟正式 提出了物联网的概念，到现如今各国政府重视下一代的技术规划，纷纷将物联网作为信息技 术发展的重点。IBM更是提出“智慧的地球”的最新策略，并且希望在基础建设的执行中，植入“智慧”的理念，从而带动经济的发展和社会的进步，希望以此掀起“互联网”浪潮之 后的又一次科技产业革命。 一般而言，可以将物联网从技术架构上来分为三层：感知层、网络层和应用层。感知层 由各种传感器以及传感器网关构成，包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、 二维码标签、RFID 标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳 鼻喉和皮肤等神经末梢，它是物联网识别物体、采集信息的来源，其主要功能是识别物体， 采集信息。网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平 台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。应用层是物联 网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。 技术的发展与进步促成了物联网的快速发展，而其中的关键技术对物联网更是具有不同凡响 的影响和意义。 物联网的发展过程 1990年物联网的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机——Networked Coke Machine。 1991年美国麻省理工学院（MIT）的Kevin Ash-ton教授首次提出物联网的概念。 1995年比尔盖茨在《未来之路》一书中也曾提及物联网，但未引起广泛重视。 1999年美国麻省理工学院建立了“自动识别中心（Auto-ID）”，提出“万物皆可通过网络互联”，阐明了物联网的基本含义。早期的物联网是依托射频识别（RFID）技术的物流网络，随着技术和应用的发展，物联网的内涵已经发生了较大变化。 2003年，美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生2004年 日本总务省（MIC）提出u-Japan计划，该战略力求实现人与人、物与物、人与物之间的连接，希望将日本建设成一个随时、随地、任何物体、任何人均可连接的
物联网关键技术和应用
中科院孙利民：物联网关键技术和应用 2009年11月21日10:53 来源：人民网―无线频道 为全面探讨和分享全球物联网产业链成熟度和最新发展情况，特别是物联网作为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮在全球的部署和运营情况。由天地互连公司主办的“2009无线技术世界暨物联网国际高峰会议”于2009年11月19日-20日在北京国宾酒店顺利举办。 中科院软件所研究员孙利民在大会上发表了题为《物联网关键技术和应用》题演讲。 中科院软件所研究员孙利民 以下为演讲实录： 孙利民：大家好，我来自中科院软件所。我给大家报告的题目是《物联网的关键技术》，前面中科院的侯老师和几个运营商都谈论了物联网，特别是侯老师谈了物联网上层的概念和发展趋势，运营商从产业界去谈物联网，包括我们Intel谈到了云计算，这是支撑物联网很好的技术。 我以前是从无线传感器网络的，我从这个角度谈一下对于物联网的认识。 首先，谈一下我们对于物联网的理解和关键技术，以及一些典型的应用。现在物联网非常热闹，包括了我们的股市，前一段时间听起来与这个相关的都在发生波动。其实有两个事情是相关的，第一个是IBM的云计算提出了这个概念之后，受到了美国政府的重视，特别是奥巴马政府是作为将来的一个救市重要的发展方向。在中国，温总理在8月7日到无锡中科院的高新微纳传感网工程技术研发中心时，对该中心对感知中国传感网络的发展做了很好的规划。 其实这个概念在很早就提出来了，最早从我们的资料上看到，是98年MIT的Kevin，他提出了物联网这个概念。他当时的概念是希望把RFID和其他的传感器，与我们平常用到的物品放在一起，嵌入到这些设备里面，使日常的物品联在一起，形成一个比较简单的物联网。然后是由世界上的四个大学，他们成立了RFID的分布式的中心，这个中心研究的方向，就是以RFID为基础，构建一个全球性的RFID的架构，对我们的物品能够进行实时的跟踪。在05年的ITU研究报告，就是比较正式的RFID，比较全面正确的认识了物联网相关的内容和知识。美国对于物理上的物联网认识比较多一点，IBM加上了网络，是在物体上，包括了桥梁、火车、隧道等都加上传感器，通过传感器获取物体的自身状态、周围的环境状态，是把计算的能力、联网的能力都融入进来。它是物体或者是上网，它能够更有智能化。 这是09年欧洲报告上的东西，他们在这个定义里面叫做Internet of Things。他们认为是物理和虚拟的实体，这个实体是可标识的，在时间和空间上是可移动的。他认为是这样的概念，它具有一些属性，包括了可标识、可通信、可信息交换的，这是任何一个物体都具有的。到上层可以创建、可以管理、可以毁灭其他的物体。
物联网的关键技术汇总
物联网的关键技术 摘要 物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络，是新一代信息技术的重要组成部分，近年来发展迅速，具有广阔的应用前景[1]。作为动态的全球网络基础设施，它的根本是物与物、人与物之间的信息传递与控制。物联网技术是一项综合性的技术,涵盖了从信息获取、传输、存储、处理直至应用的全过程，其关键在于传感器和传感网络技术的发展和提升，根据侧重点不同物联网技术的划分标准也不同，国际电信联盟的报告分为四大关键性技术：标签物品的RFID、感知事物的传感网络技术、思考事物的智能技术、微缩事物的纳米技术[2]。本文首先介绍这些技术的基本原理和发展，并就其中的几个核心技术进行详细的认识和探究,同时分析技术应用背后面临的问题和挑战，为物联网的发展提出更具前瞻性的建议。 关键词：物联网关键技术RFID
Abstract The Internet of things is a based on the information such as the Internet, the traditional telemunication network bearer, so that all can be independently addressable ordinary physical objects to achieve interoperability of networks is an important part of the new generation of information technology, the rapid development in recent years, with a broad Prospects. As a dynamic global network infrastructure, it is simply the transmission of information and control things and things, between persons and things. Things technology is an integrated technology, covering the information obtained from the transmission, storage, processing until the whole process of the application, the key lies in the sensor and sensor network technology development and promotion, according to the different focus of networking technology different criteria for the classification, the International Telemunication Union report is divided into four key technologies: label items RFID, sensor network technology perceive things, think about things smart technology, miniature things nanotechnology. This paper describes the basic principles and development of these technologies and a detailed understanding and exploring on a few of the core technology, and analyzes the problems and challenges facing the technology behind the application, put forward more proactive proposals for the development of things. Key words：Web of Things，key technology，RFID
“物联网与智慧城市关键技术及示范”重点专项2019年度项目申报指南
附件6 “物联网与智慧城市关键技术及示范”重点专项 2019年度项目申报指南 为落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》提出的任务，国家重点研发计划启动实施“物联网与智慧城市关键技术及示范”重点专项。根据本重点专项实施方案的部署，现发布2019年度项目申报指南。 本重点专项总体目标是：围绕网络强国战略与社会经济转型需求，重点突破智慧城市“感—联—知—用—融”的基础理论与关键技术，基于自主研发技术和产品构建物联网与智慧城市一体化服务系统，在京津冀、珠三角、长江经济带、一带一路等典型城市（群）开展集成创新与融合服务的示范应用，支撑具有中国城市特色的国家新型智慧城市分级分类示范建设，提升城市治理能力和公共服务水平，推动我国成为智慧城市技术创新与产业应用的全球引领者。推动物联网与智慧城市规模化发展和“三融五跨”共享，形成完善产业生态链，使我国物联网与智慧城市技术研究、标准规范与产业应用达到国际领先水平。 2019年，专项将以推动智慧城市集成应用示范创新、形成核心共性关键技术解决方案为主要目标，按照“特大城市”“城市群”“中小城市”“国家新区”等四类不同智慧城市重大需求，启动若 —1—
干应用示范任务，开展具有示范效应和辐射作用的集成创新应用示范；另按照智慧城市“感—联—知—用—融”的共性关键技术体系，启动若干共性关键技术与平台任务，支撑应用示范城市的集成创新。启动11个研究任务，拟安排国拨经费总概算为2.6亿元。共性关键技术类项目须自筹配套经费，配套经费总额与国拨经费总额比例不低于1:1；应用示范类项目须自筹配套经费，配套经费总额与国拨经费总额比例不低于2:1。 项目统一按指南二级标题（如1.1）的研究方向组织申报。项目实施周期不超过3年。申报项目的研究内容须涵盖该二级标题下指南所列的全部考核指标。除特殊说明外，拟支持项目数均为1~2项。项目下设课题数不超过5个，参与单位总数不超过10个。项目设1名项目负责人，项目中每个课题设1名课题负责人。 指南中“拟支持项目数为1~2项”是指：在同一研究方向下，申报项目评审结果前两位评价相近、技术路线明显不同的情况时，可考虑支持前两个项目，两个项目将采取分两个阶段支持的方式，第一阶段完成后将对两个项目执行情况进行评估，根据评估结果确定后续支持方式。 1.面向不同类型城市的重大场景应用示范 特大城市创新应用示范 1.1智慧城市物联泛在接入网关及平台应用示范（应用示范类） 研究内容：面向智慧城市精细化综合管理中众多设施物联化—2—
物联网技术在工程机械领域的应用分析
物联网技术在工程机械领域的应用分析 摘要：在客观阐述物联网的概念和特征基础上，指出了物联网技术在工程机械行业的促进作用，并介绍了工程机械物联网的概念、关键技术、体系架构和应用。把物联网技术渗透到传统工程机械行业，使传统工程机械走进了“智能机器”时代，能实现工程机械的智能化识别、定位、跟踪、远程状态监测与故障诊断和信息管理。 关键词：物联网；工程机械；远程监控；GPS/GPRS 物联网作为信息产业的第三次革命性创新，加速了信息化进程，推动了传统产业的升级并且催生了新兴产业。工程机械产业是我国基础设施建设的支撑产业，企业的国际化进程不断加快，中国也成为世界工程机械企业竞争的中心。在信息化与工业化深度融合的潮流中，工程机械智能化成为引领行业发展的主旋律，物联网技术将成为未来实现工程机械智能化、促进工程机械产业升级的核心技术之一。本文首先阐述了物联网的概念、特点，物联网技术对促进工程机械产业信息化和智能化的作用，其次提出了工程机械物联网的体系结构和关键技术，最后指出了物联网技术在工程机械领域的应用方向。 1.物联网的概念 1995年，比尔·盖茨在《未来之路》一书中曾提及有关物联网的描述，但“物联网”概念的真正出现是在1999年，由麻省理工学院Auto-ID中心提出，物联网被定义为：把所有物品通过射频识别等信息
传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。2005年，国际电信联盟(ITU)发布了一份题为《The Internetof things》的年度报告，正式将“物联网”称为“the Internet of Things”，对物联网概念进行了扩展，提出了任何时刻、任何地点、任意物体之间互联(Any Time、Any Place、Any Things Connection)，无所不在的网络(Ubiquitous networks)和无所不在的计算(Ubiquitous computing)的发展愿景[1]。随后，美国、欧洲、日本、韩国相继提出了自己的物联网发展规划。2010年，温家宝总理在《政府工作报告》中明确指出，利用物联网技术加快推动经济发展的转变。 物联网是互联网和通信网的网络延伸和应用拓展，是多学科技术、思维、应用创新的结合与升华。其基本特征可简单概括为全面感知、可靠传送和智能处理[2]。全面感知即利用射频识别、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;可靠传送即通过将物体接入信息网络，依托各种通信网络，随时随地进行可靠的信息交互和共享;智能处理即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。 2.物联网技术促进工程机械产业升级 工程机械作为装备制造业的重要组成部分，各国都非常重视其发展，对工程机械智能化水平要求越来越高。当前物联网技术开始在很多领域开展试点应用，包括智能电网、智能交通、远程医疗、智能家居等。虽然在各个行业普及物联网技术在短期内很难实现，但是工程机械由于在技术运用的成熟度、资本及企业标准易于统一等方面的优
物联网关键技术及其应用
科技资讯 2017 NO.17 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION7 科 技 前 沿 1 科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 当代社会的快速发展,带动了信息行业、通信行业的进步,充分提高了当下社会大众信息交流沟通的能力,随时随地的信息交换模式已经突破了传统的时间、空间限制,逐渐成为未来信息传输的主要形式。物联网借助传感设备、计算机网络等将信息通讯连接起来,并借助智能控制、定位识别等实现了监管功能。物联网的基础是已经发展成熟的互联网体系,是建立在互联网之上进行的信息扩展建设。物联网的主要应用技术在于智能感知、信息交换、通信识别。物联网中需要加强射频识别装置、感应设备、定位系统的分析,将对应互联网与相关设备信息合理连接,从而实现综合化管理的控制。 1 物联网概述 1.1 互联网与物联网的关系 一般状况下,物联网可看作是互联网的扩展升级,其应用基础仍是互联网。但是前者更加具有智能化、全面化、自动化的特点,可充分实现智能化连接,保证信息的传输不会受时间、空间的限制。人和人之间的交流沟通,一般借助互联网实现,是虚拟和实际生活的桥梁;而物联网连接属于人与物、物与物之间的连接,是现实世界和理论世界的连接。1.2 架构分析 物联网处理问题需要经过三个过程:全面感知、可靠传输、智能计算,与此相对应我们可以将物联网分为三层,分别是用于相关数据感知的感知层,用于传输数据的网络层和进行信息处理的应用层。 感知层是物联网的基础层次,位于三层结构中的最底层,用于识别物体、采集信息,是联系物理世界与虚拟信息世界的纽带。该层的主要特点是:嵌入智能、标识感知、协同互动。为了实现物联网的感知能力,需要加强对感知层的重视,作为信息获取、感知并汇聚的主要设备,感知节点十分重要,对数据传输、终端形态的展现具有重大影响,如M2M终端、RFID终端、传感器、网关要求等。 2 物联网关键技术分析 2.1 RFID技术 RFID(Radio Frequency Identification)技术是构建“物联网”的关键技术,也叫射频识别技术,属于非接触的自动识别技 DOI:10.16661/https://www.wendangku.net/doc/641640616.html,ki.1672-3791.2017.17.001 物联网关键技术及其应用 刘冠秀 (商丘师范学院信息技术学院 河南商丘 476000) 摘 要:计算机时代带动了物联网技术的发展。作为信息行业发展的必然趋势,物联网由于自身的突出优势,已经受到各界人士的关注。该文对物联网的关键技术及其重要性进行了探讨,指出了其现存问题,并总结了物联网的相关应用和未来的发展前景。关键词:物联网 关键技术 网络融合 智能控制中图分类号:TP391.44 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)06(b)-0001-02 术,借助射频信号对对象的相关数据进行整合,进而实现对象识别、数据获取等目的,该技术主要用于控制、检测和跟踪物体。为了合理区分不同的物体,需要加强对各个对象的编码落实,对应各个对象的编码需要保证具有针对性、唯一性。需要引起注意的是特殊物品对ID的安全性、隐私性等方面均有严格要求。 RFID系统包括RFID标签、RFID读写器、RFID系统软件、RFID中间件、后台应用程序。实际上,RFID系统就是RFID读写器与RFID标签之间用无线电频率进行通信的无线通信系统。RFID标签是信息的载体,应置于要识别的物体上或者由个人携带;RFID读写器可以具有读写功能,不过一般取决于系统所用的RFID标签的性能;RFID系统软件是在标签和读写器之间进行通信所必需的功能集合;中间件属于读写装置和后台处理之间的软件,借助该部分设备可充分连接RFID软件和后台系统;经由标签发出对应指令,经读写器、中间件处理后形成标准数据。借助该系统可充分实现对设备、物体的定位、控制、跟踪、检测等方面需求。2.2 无线传感技术 传感网络技术作为信息获取的重要核心技术,以其自动识别、安全可靠和可以动态跟踪的特点,实现真正物与物对话的应用。它是一种包括多个节点形成的无线系统,需要借助固定设备进行支撑、部署处理,可避免传统有线网络的束缚。无线传感技术中,单个节点可以进行环境感应,经本地信息处理、无线信息发射可以实现对数据的有效控制处理。一般射频发射频率较低,单个节点的传输中需要考虑距离影响。2.3 中间件技术 中间件是连接两个独立的应用程序或独立系统的软件或服务程序,用于管理计算机资源和网络通信,它能使相连接的系统即使拥有不同的接口仍然能相互交换信息,具有屏蔽系统异构性的作用。目前,物联网中的中间件技术有RFID中间件、嵌入式中间件、M2M中间件等,其中最具代表性的是RFID中间件。 RFID中间件扮演RFID标签和应用程序之间的中介角色,从应用程序端使用中间件所提供的一组通用的应用程序接口(Application Programming Interface,API),即能读取RFID标签数据。RFID中间件是一种面向消息的中间件(Message-Ori-ented Middleware,MOM),信息(Information)是以消息(Message)的形式从一个程序传送到另一个或多个程序。信息可以
物联网技术及应用课后习题答案
叮叮小文库 - 物联网技术课后习题答案 第一章 1.“智慧地球”是由IBM公司提出的，并得到美国总统奥巴马的支持。 2.RFID属于物联网的感知层。 3.物联网有四个关键性的技术，其中传感技术能够接受物品“讲话”的内容。 4.物联网存在的问题有：技术标准问题，安全问题，协议问题，IP地址问题，终端问题共五大问题。制造技术不是。 5.物联网的理念是基于互联网、射频识别技术（RFID）、电子标签，在计算机互联网的基础上，利用射频识别技术，无线数据通信技术等，构造一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网。 6.中国的第一个提出建设物联网的城市是无锡。2009年8月温家宝总理来到无锡“物联网”技术研发中心考察，指出要尽快突破核心技术，把传感器技术和3G技术的发展结合起来。 7.物联网包含体系结构有三层，分别是感知层，网络层和应用层。基于应用服务设想，物联网可分为感知、传输、支撑、应用四大部分。其中感知和传输属于硬件系统中的感知层和网络层，支撑和应用属于软件系统中的应用层。 8.物联网的显著特点是技术高度集成，学科复杂交叉和综合应用广泛。 9.物联网，较直接的说，就是把实际金额所有的物体连接起来形成的网络，其关键技术有RFID、传感技术、无线网络技术和人工智能技术，其核心是智能技术，能让物品开口说话的是RFID。物联网的关键技术有：RFID，传感技术，无线网络技术，虚拟化技术与云计算 简答题 1.简述物联网的定义，分析物联网的“物”的条件。P8 答：物联网是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。特别注意的是物联网中的“物”，不是普通意义的万事万物，这里的“物”要满足以下条件：1、要有相应信息的接收器；2、要有数据传输通路；3、要有一定的存储功能；4、要有处理运算单元(CPU)；5、要有操作系统；6、要有专门的应用程序；7、要有数据发送器；8、遵循物联网的通信协议；9、在世界网络中有可被识别的唯一编号。 2.简述15年周期定律和摩尔定律。 答：十五年周期定律：计算模式每隔15年发生一次变革。摩尔定律：集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。 3.名词解释：RFID，EPC，ZigBee。 答：RFID (Radio Frequency Identification)即射频识别，俗称电子标签，一种自动识别技术，可以快速读写、长期跟踪管理，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信对目标加以识别。EPC(Electronic Product Code)，即产品电子代码，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的跟踪与追溯。ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。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。 4.简述物联网的体系结构。 答：物联网可以简要分为核心层、接入层，软件核心层主要是应用层，硬件接入层包括网络层和感知层。感知层一般包括RFID感应器、传感器网关、接入网关、RFID标签、传感器节点、智能终端等，网络层包括无线传感网、移动通讯网络、互联网、信息中心、网管中心等；软件应用层是为了管理、维护物联网以及为完成用户的某种特定任务而编写的各种程序的总和。 5.分析物联网的关键技术和应用难点。 答：关键技术为RFID、无线网络技术、传感技术、人工智能技术。应用难点在于其技术标准问题、数据安全问题、IP地址问题、终端问题。6举例说明物联网的应用领域及前景。 答：物联网应用领域很广，几乎可以包含各行各业。目前在环境保护、社区服务、商务金融等方面，例如“移动支付”、“移动购物”、“手机钱包”、“手机银行”、“电子机票”等，前景广阔可观，应用潜力巨大，无论是服务经济市场，还是国家战略需要，物联网都能占据重要地位第二章 一、选择题 1. EPC-256Ⅰ型的编码方案为_____C_____。 A) 版本号2 位，EPC 域名管理21 位，对象 分类17 位，序列号24 位 B) 版本号2 位，EPC 域名管理26 位，对象 分类13 位，序列号23 位 C) 版本号8 位，EPC 域名管理32 位，对象 分类56 位，序列号160 位 D) 版本号8 位，EPC 域名管理32 位，对象 分类56 位，序列号128 位 2．EPC 条形码的编码方式有一维条码与二维条 码两种，其中二维条码_____C_____。 A) 密度高，容量小 B) 可以检查码进行错误侦测，但没有错误纠正 能力 C) 可不依赖资料库及通讯网路的存在而单独 应用 D) 主要用于对物品的标识 3. 模拟信号到转换成数字信号的三个阶段为 ____A______。 A) 抽样-量化-编码B) 抽样-编码-量化 C) 编码-抽样-量化D) 量化-编码-抽样 4.下列因素不会影响读写器识别电子标签有效 距离的是_____D______。 A) 读写器的发射功率B) 系统的工作频率 C) 电子标签的封装形式D) 阅读器和应答器耦 合的方式 5. 下列哪种情况会导致极化损失最大 ____B_____。 A) 用+ 45° 极化天线接收垂直极化或水平极化 波 B) 用水平极化的接收天线接收垂直极化的来 波 C) 用垂直极化天线接收+45° 极化或-45°极 化波 D) 用线极化天线接收任一圆极化波 二、填空题 1. 目前的EPC 系统中应用的编码类型主 要有三种：__64___位、__96___位和__256___位， 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。 2. EPC 系统由___产品电子编码体系（EPC） _、___射频识别系统__及__高层信息网络系统_ 三部分组成。 3. RFID 系统主要由____应答器_、___阅读 器_和____高层__组成。其中阅读器用于产生____ 射频载波_完成与_____应答器__之间的信息交互 的功能。 4. 应答器具体可以分为____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__。 5. RFID 的种类有__近场天线___,__远场天线 _,___偶极子天线_____,__微带贴片天线 ______,___RFID 电感耦合射频天线_______五种。 三、简答题 1、什么是EPC 中文称为产品电子代码，是国际条码组织推出 的新一代产品编码体系。 2、请简要叙述EPC系统的组成，以及各个部分 的英文简写 EPC系统有产品电子编码体系、RFID系统及高 层信息网络系统三部分组成，共六个方面。产 品电子编码体系:EPC编码标准RFID系统:EPC 标签,识读器,高层信息网络系统:Savant（神经 网络软件）,对象名称解析服务,实体标记语言。 EPC载体、读写器、EPC产品管理中间件、网 络、ONS、PML服务器、数据库等。 其中ONS ( Object Naming Servicer，对象名称 解服务器)，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 ( Physical Markup Language，实体标识语 言)服务器中，存储用PML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。 3、EPC编码有几项技术要求？每项要求具体如 何？ EPC数字信息代表了该产品的生产地区、生产 商、生产日期、产品属性等数据信息。 目前的EPC系统中应用的编码类型主要有三 种：64位、96位和256位，EPC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，版本号字段代表了产品所使用的EPC的 版本号，这一字段提供了可以编码的长度。 产品域名管理字段标识了该产品生产厂商的具 体信息，如厂商名字，负责人以及产地。 产品的分类字段部分可以使商品的销售商能够 方便地对产品进行分类。序列号用于对具体单 个产品进行编码。对于具体的编码标准现在已 经推出有：EPC-96Ⅰ型，EPC-64Ⅰ型、Ⅱ型、 Ⅲ型，EPC-256Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型等编码方案。 4、条形码分为几种？请简要说明每种条形码的 特点 条形码可以有一维的，还有二维条形码，黑条 和空白的排列就代表了商品的产品属性等特征 信息，因而在许多领域有广泛的应用，因其各 自特点差异，其用途也各不相同，日常我们多 见到的是一维条码。 在EPC条形码的编码方式中在水平和垂直方向 的二维空间存储信息的条码，称为二维条码 （2-dimensional bar code），可直接显示英文、 中文、数字、符号、图形；存储数据量大，可 存放1k字符，可用扫描仪直接读取内容，无需 另接数据库；保密性高（可加密）；安全级别最 高时，损污50%仍可读取完整信息。 5、RFID系统基本组成部分有哪些？ 标签，应答器，阅读器，天线和中间件。 关键组件主要有应答器、阅读器和处理软件二 维条形码。 6、电子标签分为哪几种？简述每种标签的工作 原理（没查到） 7、RFID产品的基本衡量参数有哪些？ 阅读器性能参数：工作频率、作用距离、数据 传输速率、安全要求、存储容量与成本，RFID 系统的连通性，多电子标签同时识读性。 天线部分：天线效率，方向性系数，增益系数， 波瓣宽度，方向图 8、简述天线的工作原理。 天线是一种以电磁波形式把前端射频信号功率 接收或辐射出去的装置，是电路与空间的界面 器件，用来实现导行波与自由空间波能量的转 化，在电磁能量的转换过程中，完成信息的交 互。 无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线 （电线）输送到天线，由天线以电磁波形式辐 射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接下 来，并通过馈线送到无线电接收机。 9、对于抛物面天线，已知它的抛物面直径为 2m，中心工作波长为2cm，根据统计出来的经 验数据，请计算其增益近似为多少。 答：对于抛物面天线，可用下式近似计算其增 益：G（dBi）= 10 lg { 4.5 ×（D / λ0）2} 式中，D为抛物面直径；λ0为中心工作波长； 4.5是统计出来的经验数据。 现在D=2m，中心工作波长λ0=0.02m，代入公 式得G=95.42 dBi。 如果已知天线长度0.5 ，G(dBi)=10lg{2×0.5/2} 10、RFID天线主要分为哪几种？各自的特点如 何？ 近场天线：设计比较简单，一般采用工艺简单， 成本低廉的线圈型天线。 远场天线：工作距离较远，一般位于读写器天 线的远场。 偶极子天线：可靠性极高，高增益，高功率， 窄频带场合使用。 微带贴片天线：质量轻，体积小，剖面薄，成 本低，易于大量生产。 第三章 一、选择题 1. 在我们每个人的生活里处处都在使用着 各种各样的传感器，下列使用到光电传感器 的是____C_______。 A) 电视机B) 燃气热水器报警 C) 数码照相机D) 微波炉 2. 根据传感技术所蕴涵的基本效应， 可以将传感器分为三种类型，下列类型中 ___D_______不在其中。 A) 物理型B) 化学型 C) 生物型D) 自然型 3. 下列特性中，_____C______不是气敏传感 器的特性之一。 A) 稳定性B) 选择性 C) 互换性D) 电源电压特性 4. 具有很高的线性度和低的温度漂移的传 感器是____B_______。 A) 温度传感器B) 智能传感器 C) 超声波传感器D) 湿度传感器 5. 在微电子机械系统(MEMS)中，材料以 _____A______为主。 A) 硅B) 钨 C) 铁D) 钼 二、填空题 1. 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。___敏感元件_____ 与__转换元件___是传感器的两个基本元件， 2. 传感器的输出量对于随时间变化的输入量的 响应特性称为传感器的___动态特性________，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。 3. 湿度传感器按照结构分类法可分为____电阻 式_______和___电容式________两种基本形式，其 湿度传感器的敏感元件分别为___湿敏电阻 ________和__湿敏电容_________。