物联网知识点

绪论

物联网定义:

按照规定的协议,将具有“感知、通信、计算”功能的智能物体、系统、信息资源互联起来,实现对物理世界“泛在感知、可靠传输、智慧处理”的智能服务系统

物联网的主要技术特征:

  • 物联网的智能物体具有感知、通信与计算能力
  • 物联网可以提供所有对象在任何时间、任何地点的互联
  • 物联网的目标是实现物理世界与信息世界的融合

物联网与互联网的比较:

联系:

1.从计算机网络到互联网、移动互联网、物联网

2.技术与产业的传承

区别:

1. 物联网数据是通过自动方式获取的/人工方式生成

2.物联网是虚拟与现实的结合/网络虚拟世界

3.物联网是将计算机“装到”一切事物中/一切交给计算机

4. 物联网提供行业性的服务/公共信息服务

5. 物联网实现信息世界与物理世界的融合/人与人之间交互共享

6. 物联网是可反馈、可控制的“闭环”系统

物联网体系结构:

感知层:采集与感知数据,主要涉及传感器、RFID、多媒体信息采集、二维码和实时定位等技术。

网络层:根据物联网网络结构的特点,需要将网络层进一步划分为三个子层:接入层、汇聚层与核心交换层

  • 接入层连接各种传感器、传感网、感知设备与执行设备,将感知数据传送到汇聚层,并将控制指令反馈给执行设备
  • 汇聚层聚合接入层的用户流量,实现感知数据与控制指令的路由、转发与交换
  • 核心交换层连接应用层,为物联网提供一个高速、安全与保证服务质量的数据传输环境

应用层:

可以进一步分为管理服务层与行业应用层

  • 管理服务层位于网络层与行业应用层之间
  • 管理服务层为行业应用层提供服务

一维码与二维码

ENA编码:

用数字“1”来表示条码的一个“暗”或“条”部分

而用“0”来表示条码的一个“亮”或“空间”部分

起始符(3位):101

左侧数据区(42位):每个字符7位,>6左A

规则,<6左B规则

中间分隔符(5位):01010

右侧数据区(35位):C规则

校验符(7位):

检查码C之计算步骤如下:

C1 = N1+ N3+N5+N7+N9+N11 :即奇数位之和。

C2 = (N2+N4+N6+N8+N10+N12)×3:即偶数位之和的3倍。

CC = (C1+C2) 取个位数。

C (检查码) = 10 - CC  (若值为10,则取0)

终止符(3位):101

二维条形码的特点:

 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

二维码可以分为:堆叠式/行排式二维条码、矩阵式

磁条卡与IC

识别卡:在特定的使用群体中,用来标识个体和存储个体信息的介质,在同一个群体中有唯一性,同时具有群体属性,只能在特定环境中使用。

磁条卡:

IC卡也叫集成电路卡,是将一个专用的集成电路芯片镶嵌于塑料基片中,封装而成的卡。

接触类/非接触类

RFID射频识别技术

什么是RFID技术?

射频识别RFID是一种以无线方式传递数据的技术

射频识别RFID 是一种非接触式的自动识别技术, 它利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场) 实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。

RFID系统组成:

RFID系统一般由电子标签(Tag)、天线(Antenna)、阅读器(Reader)和计算机系统 (Computer)四部分组成。

电子标签:

RFID标签中存储一个唯一编码,当RFID标签进入读写器的作用区域,就在标签天线两端产生感应电势差,并在标签芯片通路中形成微弱电流。如果这个电流强度超过一个阈值,就将激活RFID标签芯片电路工作,从而对标签芯片中的存储器进行读/写操作。电子标签由标签专用芯片和标签天线组成。芯片用来存储物品的数据,天线用来收发无线电波

天线:

天线是RFID标签和读写器之间实现射频信号空间传播和建立无线通讯连接的设备。

RFID系统中包括两类天线,一类是RFID标签上的天线。另一类是读写器天线,目前的天线产品多采用收发分离技术来实现发射和接收功能的集成。

读写设备:

读写器是对RFID标签进行读/写操作的设备,主要包括射频模块和数字信号处理单元两部分。一方面,RFID标签返回的微弱电磁信号通过天线进入读写器的射频模块中转换为数字信号,再经过读写器的数字信号处理单元对其进行必要的加工整形,最后从中解调出返回的信息,完成对RFID标签的识别或读/写操作;另一方面,上层中间件及应用软件与读写器进行交互,实现操作指令的执行和数据汇总上传。

计算机系统:

计算机系统除计算机硬件外,主要由应用软件和中间件组成。

应用软件是直接面向用户的人机交互界面,中间件是实现RFID硬件设备与应用系统之间数据传输、过滤、数据格式转换的一种中间程序,将RFID读写器读取的各种数据信息,经过中间件提取、解密、过滤、格式转换、导入企业的管理信息系统。

RFID系统的分类:

  1. 有源、无源、半有源

无源RFID读写距离近,价格低。在阅读器的读出范围之内时,电子标签从阅读器发出的射频能量中提取其工作所需的电源,一般可做到免维护,成本很低并具有很长的使用寿命。

有源电子标签的工作电源完全由内部电池供给,同时标签电池的能量供应也部分地转换为电子标签与阅读器通讯所需的射频能量。有源RFID可以提供更远的读写距离,但是需要电池供电,成本要更高一些,适用于远距离读写的应用场合。

半有源射频标签内的电池供电仅对本身耗电很少的标签电路供电。标签未进入工作状态前,一直处于休眠状态。当标签进入阅读器的读出区域时,受到阅读器发出的射频信号激励,进入工作状态时,标签与阅读器之间信息交换的能量支持以阅读器供应的射频能量为主。

简言之,就是近距离激活定位,远距离识别及上传数据。

  1. 按应用频率分类:低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)、微波(MW)
  2. 依据内存读写功能分类

只读式:应用于门禁管理、车辆管理、物流管理、动物管理

一次写入多次读取式:应用于资产管理、生物管理、药品管理、危险品管理、军品管理。

可重复读写式:应用于航空货运及行李管理、客运及捷运票证、信用卡服务等等。

  1. 按封装材料进行分类:纸质封装RFID标签、塑料封装RFID标签、玻璃封装RFID标签
  2. 按标签封装的形状进行分类

粘贴在标识物上的薄膜型的自粘贴式标签

用户携带、类似于信用卡的卡式标签

封装成能够固定在车辆或集装箱上的柱型标签

封装在塑料扣中,用于动物耳标的扣式标签

封装成钥匙扣中,用于随身携带的身份标识标签

封装在玻璃管中,用于人或动物的植入式标签

传感器技术

传感器的定义:

传感器(sensor)是由敏感元件和转换元件组成的一种检测装置,能感受到被测量,并能将检测和感受到的信息,按一定规律变换成为电信号输出。

传感器的组成:

传感器一般由敏感元件,转换元件,转换电路,辅助电源四部分组成。

敏感元件:传感器中能直接感受或响应被测量,并输出与被测量有确定关系的物理量信号的部分;

转换元件:传感器中能将敏感元件输出的物理量信号转换为电信号的部分;

转换电路:传感器中把转换元件输出的电信号转换为便于显示、记录、处理和控制的有用电信号的部分;

转换元件和转换电路一般还需要辅助电源供电。

传感器的分类:

按能量的供给方式分类:有源传感器、无源传感器

按被测量对象分类:

速度(加速度),力(力矩、压力),流速,液位,温度,湿度,光,电压,电流,浓度,气体成分,位移等传感器

按传感器制备材料分类:

陶瓷传感器,半导体传感器,复合材料传感器,金属材料传感器,高分子材料传感器,纳米材料传感器,生物材料传感器等

按工作原理分类:物理传感器、化学传感器、

物理传感器可以进一步分为:力传感器、热传感器、声传感器、光传感器、电传感器、磁传感器与射线传感器等7类

力传感器是能感受外力并将其转换成可用输出信号的传感器

光传感器:(1)图像传感器(2)光纤传感器

电传感器可以分为:电阻式、电容式、电感式传感器

磁传感器是最古老的传感器,指南针是磁传感器的最早的一种应用,磁传感器将磁信号转化成为电信号输出

射线传感器是将射线强度转换出可输出的电信号的传感器

射线传感器可以分为:X射线传感器、γ射线传感器、β射线传感器、辐射剂量传感器

射线传感器已经在环境保护、医疗卫生、科学研究与安全保护领域广泛使用

生物传感器是由生物敏感元件和信号传导器组成

生物敏感元件可以是生物体、组织、细胞、酶、核酸或有机物分子

任何一种传感器只要具备以下属性之一者都可以称为纳米传感器。这些属性是:

传感器大小是纳米级的;

传感器灵敏度是纳米级的;

传感器与被观测物之间的相互作用距离是纳米级的

传感网技术

无线自组网是由一组带有无线收发装置的可移动节点所组成的一个临时性多跳自治系统。

每个节点既能够计算,又能够作为路由器参与组网与转发数据

Ad hoc网络的特点

自组织与独立组网、无中心、多跳路由、动态拓扑、无线传输的局限与节点能量的限制、网络生存时间的限制

无线传感器网络特点

网络规模、自组织网络、拓扑结构的动态变化、以数据为中心

无线传感器节点模块的功能

传感器模块:传感器完成监控区域内信息感知和采集

处理器模块:负责控制整个传感器节点的操作,存储和处理传感器采集的数据,以及其他节点传送来的数据

无线通信模块:负责与其他传感器节点进行无线通信,网络层模块负责完成数据包的传输路由选择,介质访问控制模块负责协调多节点对公共通信信道的访问控制,无线收发器模块负责数据信号的发送和接收

选择题

物联网

第一份题目

一、单选题

1.“智慧地球       公司提出的,并得到奥巴马总统的支持。

AIntel 

B IBM  

CTI 

D Google 

2.迄今为止最经济实用的一种自动识别技术是        

A条形码识别技术

B语音识别技术

C生物识别技术

DIC卡识别技术

3.RFID 属于物联网的       层。

A应用

B网络

C业务

D感知

4.以下     项用于存储被识别物体的标识信息?

A天线

B电子标签

C读写器

D计算机

5.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        

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

5.下列        项不属于物联网十大应用范畴?

A智能电网

B医疗健康

C智能通信

D金融与服务业

7.200987日温家宝总理在江苏无锡调研时提出下面        概念

A感受中国

B感应中国

C感知中国

D感想中国

8.以下关于一维条形码特点的描述错误的是        

A一维条形码编码规则简单,识读器造价低

B一维条形码在垂直方向上表示存储的信息

C数据容量小,一般只包含数字和字母

D一维条形码一旦出现损坏将被拒读

9.智慧城市是             结合的产物。

A数字乡村  物联网

B数字城市   互联网

C数字城市   物联网

D数字乡村  局域网

二.多选题(共1题,10.0分)

1.射频识别技术主要是基于               方式进行信息传输的。

A声波

B电场

C双绞线

D磁场

 

第二份题目

  • 单选题(共9题,81.0分)

1.利用RFID 、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息,指的是()。

A可靠传递

B全面感知

C智能处理

D互联网

2.三层结构类型的物联网不包括()。

A感知层

B网络层

C应用层

D会话层

3.感知中国中心设在()。 

A北京

B上海

C九泉

D无锡

4.物联网的核心是()。 

A应用

B产业

C技术

D标准

5.光敏传感器接受() 信息,并转化为电信号。

A

B

C

D位置

6.()标签工作频率是30-300kHz

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

7.()抗损性强、可折叠、可局部穿孔、可局部切割。

A二维条码  

B磁卡  

CIC   

D光卡

8.矩阵式二维条码有()。

APDF417   

BCODE49  

CCODE 16K   

  1. QR Code

10.哪个不是QR Code条码的特点()。

A超高速识读  

B全方位识读

C行排式

D能够有效地表示中国汉字、日本汉字

 

二.多选题(共2题,19.0分)

1.下列哪些项是传感器的组成元件()。  

A敏感元件    

B转换元件          

C变换电路     

D电阻电路

2.RFID系统一般由()组成。

A天线     

B电子标签     

C读写器     

D计算机

 

 

第三份题目

一.单选题(共10题,50.0分)

1 物联网的概念最早是()年提出来的。

A、 1998

B 1999

C、 2000

D、 2010

2 我国开始传感网的研究是在()年。

A 1999

B、 2000

C、 2004

D、 2005

3 下列哪一项不属于物联网十大应用范畴?( )

A、 智能电网         

B、医疗健康

C 智能通信     

D、 金融与服务业

4 哪个不是物理传感器()。

A、 视觉传感器

B 嗅觉传感器

C、 听觉传感器

D、 触觉传感器

5 RFID卡的读取方式()。

A、 CCD或光束扫描

B、 电磁转换

C 无线通信

D、 电擦除、写入

6 计算模式每隔()年发生一次变革。

A、 10

B、 12

C 15

D、 20

7 哪个不是智能尘埃的特点()。

A、 广泛用于国防目标

B、 广泛用于生态、气候

C、 智能爬行器

D 体积超过1立方米

8 超高频RFID卡的作用距离()。

A、 小于10cm

B、 1  20cm

C 38m

D、 大于10m

9 机器人中的皮肤采用的是()。

A、 气体传感器

B、 味觉传感器

C、 光电传感器

D 温度传感器

10 RFID卡()可分为:只读(R/O)标签、读写(R/W)标签和CPU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

 二.多选题(共10题,50.0分)

1 RFID标签的分类按工作频率分有()。

A 低频(LF)标签

B 高频(HF)标签

C 超高频(UHF)标签

D 微波(uW)标签

2 RFID标签的分类按通信方式分包括()。

A 主动式标签(TTF

B 被动式标签(RTF

C、 有源(Active)标签

D、 无源(Passive)标签

3 以下哪些是无线传感网的关键技术?

A 网络拓扑控制    

B 网络安全技术   

C时间同步技术  

D定位技术

 4 RFID的技术特点有()。

A 非接触式,中远距离工作

B 大批量、由读写器快速自动读取

C 信息量大、可以细分单品

D 芯片存储,可多次读取

5 物联网系统中,信息表现为()。

A 多样性

B 数据量的巨大性

C 数据关系的复杂性

D 数据处理所要求的实时性、准确性和可靠性

6 RFID标签的分类按供电方式分有()。

A、 高频标签

B、 低频标签

C 有源(Active)标签

D 无源(Passive)标签

7 物联网技术体系主要包括()。

A 感知延伸层技术

B 网络层技术

C 应用层技术

D、 物理层

 8 智能物流系统是建立在哪几个系统基础之上的?

A 智能交通系统

B、 智能办公系统

C、 自动化控制系统

D 电子商务系统

 9 物联网的主要特征()。

A 全面感知

B、 功能强大

C 智能处理

D 可靠传送

10 3C是指的是( )。

A computer

B control

C cmmunication

D、 consumer

 

 

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