第一章作业与思考题答案

第一章作业与思考题答案1-1简述物联网的定义，分析物联网的“物”的条件答：物联网是一种通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按照约定协议，使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、监控和管理的网络。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。1-2简述物联网应具备的三个特征答：物联网应具备的三个特征如下：一是全面感知，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；二是可靠传递，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；三是智能处理，利用各种智能计算技术，对海量感知数据和信息进行分析并处理，实现智能化决策和控制。1-3名词解释：RFID、EPC、ZIGBEE答：RFID（RadioFrequencyIdentification-射频识别）俗称电子标签，可以快速读写、长期跟踪管理，其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（ElectronicProductCode）即为产品电子代码，其旨在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，从而有效提高供应链管理水平，降低物流成本，是一个完整的、复杂的、综合的系统。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。1-4简述十五年周期定律和摩尔定律答：“十五年周期定律”由IBM前首席执行官郭士纳提出，主要内容为：计算模式每隔15年发生一次变革。“摩尔定律”由Intel创始人之一的戈登·摩尔提出，主要内容为：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。1-5简要概述物联网的框架结构答：被人们普遍接受的物联网的框架结构是三层架构，如图1所示：（1）3层架构之感知层（感控层），感知层是三层架构中的最低层，通过感知工具完成人、物、事务或过程的信息采集。可用的感知工具种类繁多、多种多样，与物联网的具体应用有关，包括各类传感器、变送器（气体浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、电流互感器、电压变送器等）、RFID标签/EPC编码读写扫描器、定时定位终端（GPS定位、CELL定位）、摄像头/麦克风、人体热红外感应器、遥感测控装置、证件自动识别装置等。感知层（感控层）在完成信息采集的同时，还完成信息数据的初步处理与封装，并接收网络层传来的控制信息，通过执行装置完成必要的控制操作。云平台中间件数据分析专家系统……应用层智能建筑智能交通智能物流智能制造……WiFiZigbeeAd-hoc传感网……网络层专线网移动通信卫星通信互联网……传感器RFID/EPC定时定位执行装置……感知层摄像拾音人体感应自动识别遥感测控……图1物联网三层架构（2）3层架构之网络层（传输层）：网络层是三层架构中的中间层，通过各种网络把感知层得到的信息安全、快速、可靠的传输到应用层，实现感知层与应用层之间的交流、沟通与通信。值得注意的是网络层的数据信息传输功能包括近距离的数据信息传输实现和远距离的数据信息传输实现，近距离的数据信息传输依靠Wi-Fi、Ad-hoc、Mesh、Zigbee、工业总线等构成的有线或无线通信网、传感网完成，远距离的数据信息传输由各类专用网、移动通信网、卫星通信网等组成的互联网完成。（3）3层架构之应用层：应用层是三层架构中的最高层，其对感知层和网络层所采集并传输来的数据信息进行分析处理，并予以物联网应用实现。可以说，应用层是物联网与用户（人或其它系统）的接口，其与具体需求相结合，实现物联网的智能应用。例如，智能建筑、智能交通、智能物流、智能制造、车载导航、环境监控、安防监控等。当然，要实现物联网的各种智能应用，还需要云计算技术、中间件技术、数据库技术、多媒体技术、数据分析挖掘技术、专家系统等信息技术的支撑。1-6分析物联网的关键技术和应用难点答：物联网的关键技术如下表1所示：表1物联网的关键技术RFID和EPC技术依据EPC编码，RFID标签上信息通过无线数据通信网络自动采集到信息系统，实现物品识别传感控制技术从自然信源获取信息，并对之进行处理、变换和识别，它涉及传感器、信息处理和识别的规划设计、开发、制造、测试、应用及评价改进等无线网络技术既包括远距离无线连接的全球语音和数据网络，也包括近距离的蓝牙技术和红外技术组网技术分为以太网组网技术和ATM局域网组网技术，也可分为有线、无线组网人工智能技术负责信息分析，实现计算机自动处理物联网应用难点如下表2所示：表2物联网应用难点技术标准问题世界各国存在不同的标准数据安全问题数据安全必须重点考虑IP地址问题每个物品都需要在物联网中被寻址，即需要一个地址。IPv4资源即将耗尽，需要IPv6来支撑物联网终端问题物联网终端除具有本身功能外还拥有传感器和网络接入等功能，且不同行业需求千差万别1-7举例说明物联网的应用领域及前景答：物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、路灯照明管控、景观照明管控、楼宇照明管控、广场照明管控、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。十大主要应用领域如下：智能电网、智能交通、智能物流、智能家居、环境与安全检测、医疗健康、国防军事、精细农牧业、金融与服务业、工业与自动化控制等。例如，智能交通系统(IntelligentTransportationSystem，简称ITS)是未来交通系统的发展方向，它是将先进的物联网技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、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。智能家居（SmartHome,HomeAutomation）是以住宅为平台，利用物联网技术（智能获取技术，智能传递技术，智能处理技术）、综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。从物联网的市场来看，至2015年，中国物联网整体市场规模将达到7500亿元，年复合增长率超过30.0%。物联网的发展，已经上升到国家战略的高度，必将有大大小小的科技企业受益于国家政策扶持，进入科技产业化的过程中。从行业的角度来看，物联网主要涉及的行业包括电子、软件和通信，通过电子产品标识感知识别相关信息，通过通信设备和服务传导传输信息，最后通过计算机处理存储信息。而这些产业链的任何环节都会开成相应的市场，加总在一起的市场规模就相当大，可以说，物联网产业链的细化将带来市场进一步细分，造就一个庞大的物联网产业市场。