同济大学浙江学院12级期终考试复习题

物联网技术期末复习

1、表述物联网的比较准确的定义，其主要含义是什么？

物联网是通过各种信息传感设备及系统（传感网、射频识别系统、红外感应器、激光扫描器等）、条码与二维码、全球定位系统，按照通信协议，将物与物、人与物、人与人连接起来，通过接入网、互联网进行信息交换，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的信息网络。

2、请给出物联网的一种自主体系结构，说明其各个层面的作用。

物联网的这种自主体系结构由数据面、控制面、知识面和管理面4个面组成。数据面主要用于数据分组的传送；控制面通过向数据面发送配置信息，优化数据面的吞吐量，提高可靠性；知识面是最重要的一个面，它提供整个网络信息的完整视图，并且提炼成为网络系统的知识，用于指导控制面的适应性控制；管理面用于协调数据面、控制面和知识面的交互，提供物联网的自主能力。

知识面提供控制决策所需要的知识管理面控制面发送配置信息，优化吞吐量、可靠性数据面

3、给出EPC物联网体系架构示意图，该应用系统分为几部分？它们各有哪些组成？

ONS服务器EPC IS服务器

物体EPC标签EPC编码RFID读写器EPC数据中间件系统计算机互联网PML服务器ERP系统 ①EPC编码体系

②射频识别系统：EPC标签和读写器

③EPC信息网络系统：EPC中间件、发现服务和EPC信息服务 4、物联网体系的构架原则有哪些？

①多样性原则②时空性原则③互联性原则④扩展性原则⑤安全性原则⑥健壮性原则 5、什么是RFID？说明RFID的技术特点。

射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它利用射频信号及其空间耦合的传输特性，实现对静止或移动物品的自动识别。 技术特点：①数据的读写功能②电子标签的小型化和多样性③耐环境性④可重复使用⑤穿透性⑥数据的记忆容量大⑦系统安全性

6、简述RFID的基本工作原理，RFID技术的工作频率。

基本工作原理：由读写器通过发射天线发送特定频率的射频信号，当电子标签进入有效

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工作区域时产生感应电流，从而获得能量被激活，使得电子标签将自身编码信息通过内置天线发射出去；读写器的接收天线接收到从标签发送来的调制信号，经天线的调制器传送到读写器信号处理模块，经解调和解码后将有效信息送到后台主机系统进行相关处理；主机系统根据逻辑运算识别该标签的身份，针对不同的设定作出相应的处理和控制，最终发出信号控制读写器完成不同的读写操作。 工作频率：低频 中高频 超高频与微波 7、简述RFID的分类。 ①根据标签的供电形式分类

（1）有源式电子标签（2）无源式电子标签（3）半有源式电子标签 ②根据标签的电子工作频率

（1）低频段电子标签（2）中高频段电子标签（3）超高频与微波标签 ③根据标签的可读性分类

（1）只读标签（2）可读可写标签（3）一次写入多次读出标签 ④根据标签的工作方式分类

（1）主动式电子标签（2）被动式电子标签（3）半主动式电子标签 8、射频标签的能量获取方法有哪些？

①被动式电子标签 被动式电子标签无板载电源，其电源由读写器供给。标签进入RFID系统工作区后，天线接收特定的电磁波，线圈产生感应电流供给标签工作。 ②主动式电子标签 板载电源为标签提供能量。

③半主动式电子标签 板载电源仅仅为标签的运算操作提供能量，其发送信号由读写器提供电源。

9、射频标签的天线有哪几种？各自的作用是什么？ ①偶极子天线 ②双偶极子天线

③2线折叠偶极子天线 ④3线折叠偶极子天线

作用：接收读写器的射频能量和相关的指令信息，发射带有标签信息的反射信号。 10、简述RFID中间件的功能和作用。

功能：①数据实时采集②数据处理③数据共享④安全服务 作用：①隔离应用层与设备接口②处理读写器和传感器捕获的原始数据③提供应用层接口用于管理读写器、查询RFID观测数据 11、RFID技术存在哪些安全问题？ ①RFID系统面临的安全攻击

（1）电子标签数据的获取攻击（2）电子标签和读写器之间的通信侵入（3）侵犯读写器内部的数据（4）主机系统侵入 ②RFID系统的安全风险分类

（1）消费者应用风险（2）企业应用的风险 ③RFID系统的安全缺陷

（1）标签本身的访问缺陷（2）通信链路上的安全问题（3）读写器内部的安全风险 12、什么是传感器？传感器一般是由哪几部分组成？传感器有哪些分类方法？

传感器是一种能把特定的被测量信息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。 分类：①按被测量分类②按测量原理分类③按信号变换特征分类④按能量关系分类⑤按工作原理分类

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13、简述检测系统的组成。

检测系统是传感器与测量仪表、变换装置等的有机结合。

被测量被测对象传感器数据传输数据处理数据显示14、测量的定义是什么？有哪些测量方法？ 测量是以确定量值为目的的一系列操作。 ①按测量过程的特点分类

（1）直接测量法（2）间接测量法（3）组合测量法 ②按测量的精度因素分类

（1）等精度测量法（2）非等精度测量法 ③按测量仪表特点分类

（1）接触测量法（2）非接触测量法 ④按测量对象的特点分类

（1）静态测量法（2）动态测量法

15、简述智能检测系统的组成和智能传感器技术。

智能检测系统和所有的计算机系统一样，由硬件和软件两大部分组成。典型的智能检测系统由主机（PC、工控机）、分机（以单片机为核心、带有标准接口的仪器）和相应的软件组成。

智能传感器是将传感器、信号调理电路、微控制器及数字信号接口组合为一整体的传感器系统。

16、智能检测系统的设计包括哪些方面？有哪些设计原则？

硬件设计原则：①简化电路设计②低功耗设计③通用化、标准化设计④可扩展件设计⑤采用通用化接口

软件设计原则：①优化界面设计，方便用户使用②用编制、修改、调试、运行和升级方便的应用软件③丰富软件功能

17、简述智能传感器的主要功能。

①数据处理功能②自检、自诊断、自校正③数字通信接口功能④显示和报警功能⑤组态功能⑥具有双向通信、标准化数字输出或者符号输出功能⑦掉电保护功能⑧复合敏感功能 ⑨存储功能⑩人机对话功能

18、简述IEEE 802.11、IEEE 802.15.4、ZigBee协议标准的基本内容（协议结构、主要功能等）。

交换机或路由器互联网APBSS1漫游APBSS2 IEEE802.11WLAN组成结构

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高层协议IEEE 802.2逻辑链路类型（LLC）特定业务汇聚子层（SSCS）其他逻辑链路控制标准介质访问控制层（MAC）868/915MHz物理层2400MHz物理层 IEEE 802.15.4协议体系结构

应用1应用2…… 应用n应用汇聚层ZigBee 联盟制订网络层TG4任务组制订IEEE 802.15.4

ZigBee协议体系结构

19、ZigBee网络有哪几种拓扑结构？请画图说明。

FFD

RFD（a）星形网（实线）←→Mesh链路 (虚线）← →星状链路（c）混合网（b）Mesh网

20、无线局域网的物理层有哪几个标准？

物理层标准规定了无线传输信号等基础标准，如802.11a、802.11b、802.11d、802.11g、802.11h，而介质访问控制子层标准是在物理层上的一些应用要求标准，如802.11e、802.11f、802.11i。IEEE 802.11标准涵盖了许多子集，包括： 1）802.11a：将传输频段放置在5GHz频率空间； 2）802.11b：将传输频段放置在2.4GHz频率空间； 3）802.11d：Regulatory Domains，定义域管理；

4）802.11e：QoS(Quality of service)，定义服务质量；

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5）802.11f：IAPP(Inter-Access Point Protocol)，接入点内部协议； 6）802.11g：在2.4GHz频率空间取得更高的速率； 7）802.11h：5GHz频率空间的功耗管理； 8）802.11i：Security，定义网络安全性。

21、为什么无线局域网采用CSMA/CA协议而不是CSMA/CD？请说明CSMA/CA的主要思想。

（1）CSMA/CD 协议要求一个站点在发送本站数据的同时，还必须不间断地检测信道，但在无线局域网的设备中要实现这种功能就花费过大。（2）即使我们能够实现碰撞检测的功能，并且当我们在发送数据时检测到信道是空闲的，在接收端仍然有可能发生碰撞。

主要思想：发送端激发接收端，使其发送一个短帧，接收端周围的节点会侦听到这个短帧，从而使得它们在接收端有数据帧到来期间不会发送自己的帧。 22、无线局域网的网络结构有哪几种？

（1）点对点型（2）点对多点型（3）混合型

23、IEEE 802.16协议标准的基本内容（P145），它主要适宜构建哪类无线网络？ 无线城域网 24、简述传感网的定义。它由哪几部分组成 ？（结构图）传感器节点由哪几部分组成？传感器网络有哪些特点？

无线传感网是集信息采集、数据传输、信息处理于一体的综合智能信息系统。 组成：分布式传感节点、汇聚节点、互联网和远程用户管理节点（P155图）

传感器节点由负责数据采集的感知模块、数据处理和存储模块、无线通信模块以及为节点供电的电源供给模块组成。（P156）

特点：①传感器节点数目大，密度高，采用空间位置寻址 ②传感器节点的能量、计算能量和存储容量有限 ③传感网的拓扑结构易变化，具有自组织能力 ④传感网具有自动管理和高度协作性 ⑤传感器节点具有数据融合能力 ⑥传感网是以数据为中心的网络 ⑦传感网存在诸多安全威胁

⑧传感网与现有无线网络具有明显区别

25、传感网的协议体系结构包含哪几部分，分别实现哪些基本功能？

分层的网络通信协议模块、传感器网络管理模块（对传感器节点自身的管理以及用户对传感器网络的管理）、应用支撑服务模块（为传感器网络提供应用支撑服务） 26、传感网的关键技术有哪些？哪些是需解决的关键问题？

①网络通信协议及功率控制②网络拓扑控制③网络安全技术④时间同步技术⑤定位技术⑥数据融合与管理⑦嵌入式操作系统

27、传感器网络的MAC协议有哪些？其解决的关键问题是什么？

（1）S-MAC协议 周期性侦听和休眠 节点的同步 同步的维持 冲突和串音的避免 （2）T-MAC协议 早睡问题

28、基于竞争的MAC协议有哪些特点？（P177第一段）

29、传感网的路由协议有哪些？请说明Flood路由算法、SPIN路由算法和DD路由算法的基本思想。P186

①基于平面结构的路由协议（Flooding路由算法、SPIN路由算法和DD路由算法） ②基于地理位置的路由协议（GEAR路由协议）

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