物联网信息感知与交互技术的研究意义

第３５卷第６期

２０１２年６月

计算机学报

ＶｏＬ３５Ｎｏ．６

ＣＨＩＮＥＳＥＪ（）ＵＲＮＡＬＯＦＣＯＭＰＵＴＥＲＳＪｕｎｅ２０１２

物联网信息感知与交互技术

胡永利

孙艳丰

尹宝才

１００１２４）

（北京工业大学计算机学院多媒体与智能软件技术北京市重点实验室ｊｂ京

摘要信息感知作为物联两的基本功能．是物联网信息“全面感知”的手段．信息交互是物联网应用与服务的基

础，是物联网“物物互联”的目的．随着物联网研究热潮的兴起，以传统无线传感器网络为核心的感知网络研究迅速

升温，并在信息感知与交互方面取得了大量研究成果．文章分析了物联网信息感知与交瓦方面的最新研究进展．在信息感知方面，从数据收集、清洗、压缩、聚集和融合几个方面，梳理归纳了数据获取和处理的主要方法．在信息交互方面．提出了物联网信息交互的基本模型，分析总结了信息交互涉及的主要技术，在此基础上，讨论了物联网信息感知与交互研究的热点问题，包括新的感知技术、能教平衡、信息安全和移动感知网络等．最后，指出了物联网信息感知与交互技术发展面临的问题和挑战，展望了未来的研究方向．

关键词物联网；信息感知；信息交互；无线传感器网络，压缩感知；能量高效

ＢＯｌ号：１０．３７２４／ＳＰ．Ｊ．１０１６．２０１２．０１１４７

中图法分类号ＴＰ

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物联网应用感知层关键技术

作者：许弘

来源：《电子技术与软件工程》2016年第20期

摘要通过物联网，能够实现物和物之间的通信，而在其实现的过程中，最关键的就是感知层，需要通过感知层感知物，并且获取所需信息内容。所以，感知层的作用十分重要。文章对物联网感知层的关键技术进行了详细地阐述，以供参考。

【关键词】物联网感知层关键技术研究

1 传感器技术

传感器属于先进的检测装置，可以对被测信息进行感知，同时根据相应的规律能够转变为电信号或者是其他多种形式，最终输出信息，满足了信息在传输、处理以及存储等多方面的要求，而这也正是自动检测和控制的重要前提。其中，对于物联网系统来讲，物联网传感器所指的就是针对各参量进行信息采集或者是加工处理的一种设备。而传感器不仅能够独立存在，而且可以与其他设备实现一体化，进而更好地呈现出来。然而，任何呈现方式都隶属物联网感知以及输入的一部分。而在物联网未来的发展当中，在数据采集前端，传感器与传感器网络的作用十分重要。

在对传感器进行分类的时候，方法有很多，而根据传感器物理量、输出信号以及工作原理进行类是比较常见的。另外，以信息处理功能为标准对传感器进行分类，这一现实意义很是重要，尤其在物联网的时代背景之下。根据这一分类，能

物联网到智慧地球与感知中国

在中国，“物联网”的发展起步较早，标准化和技术有一定优势。中科院早在10年前就启动了传感网研究，先后投入数亿元。目前中国与德国、美国、英国、韩国等国一起，为传感网制订国际标准。

8月7日下午，国务院总理温家宝来到中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心考察。在得知国内传感网核心技术不是处于全球最领先水平后，温家宝说:“当计算机和互联网产业大规模发展时，我们因为没有掌握核心技术而走过一些弯路。在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术。” 2010年开始物联网产业革命？！互联网1995随着Win 95的兴起，风靡全球。在我们国内，不得不说中国当时还处于互联网科技刚起步阶段，直到

1999~2000左右，才让大家注意并开始炒作。我相信凭着多年的科学技术的追赶及互联网的普及，物联网的发展，中国将会与世界同步。

互联网当年是大家毫无所知的 盲然接触 -> 接受 -> 了解 -> 发展一个过程，物联网不同，它是人类经过十几年高科技发展后的一种智者探索，是人类觉得应去发展智能感知网络，让生活、工作更加便利、高效、智能化。所以两者起步不同，模式不一样。有了互联网的经验，物联网起步点及发展就更加不同。 联网冰箱可能是最常见

物联网信息安全(复习思考题)

1、信息安全的基本属性有哪些？

答：机密性、完整性、可用性、真实性、不可抵赖性。 2、私钥密码体制和公钥密码体制的区别是什么？

答：公钥密码体制的加密和解密采用不同的密钥。私钥密码体制的加解密采用相同的密钥。这是公钥密码体制和私钥密码体制最大的区别。

3、哪些密码体制属于私钥密码体制?它们的分组长度和密钥长度各是多少? 答：数据加密标准（DES）：明文、密文分组长度：n=64，密钥长度：l=56

国际数据加密算法（IDEA）：明文、密文分组长度：n=64，密钥长度：l=128

高级数据加密标准（AES）：明文、密文分组长度：n=128,192,256，密钥长度：l=128,192,256

4、什么叫分组密码?分组密码有哪几种工作模式？

答：将明文消息分为包含n个符号的组，用密钥k依次对每个明文分组进行加密，得到对应的密文组的密码体制。工作模式：电子密码本模式ECB、密文分组链接模式CBC、输出反馈模式OFB、密文反馈模式CFB、计数器模式CTR。

5、什么是公钥密码体制?画出公钥密码体制示意图。

答：在公钥加密系统中，加密和解密是相对独立的，加密和解密会使用两把不同的密钥，加密密钥(公开密钥)向公众公

《物联网技术与应用》

一、单选题

1、物联网发展的主要机遇主要体现在( D )

A.我国物联网拥有强有力的政策发展基础和持久的牵引力

B.我国物联网技术研发水平处于世界前列，电信网、互联网、电视网“三网走向融合” C.我国已具备物联网产业发展的条件，电信运营商大力推动通信网应用 D.上述三项

2、物联网发展的主要挑战包括（ D ） A.缺乏统筹规划和顶层设计

B.缺乏统一的标准体系，缺少良好的运营模式

C.缺乏自身产业链和相关各产业的联动，缺少足够的IPv6地址 D.上述三项

3、物联网分为感知、网络和（ A ）三个层次，在每一个层面上，都将有多种选择去开拓市场。 A.应用 B.推广 C.传输 D.运营 4、物联网关键技术的薄弱点有哪些？（ D ） A.核心技术和基础能力欠缺

B.在设计、可靠性、封装等方面，缺乏统一标准和自主知识产权 C.产品在品种、规格、系列等方面还不够全面 D.上述三项

5、云计算的核心就是以虚拟化的方式把产品包装成服务，（ D ）模式是实现虚拟化服务的关键。 A.HaaS B.IaaS C.PaaS D.SaaS 6、（ B ）模式将是物联网发展的

物联网信息技术专业培养方案

物联网信息技术专业培养方案

一、专业定位

（一）招生对象：高中毕业生

（二）学制：3年

（三）人才规格：高等职业教育，大专层次

（四）培养目标

通过工学结合办学模式培养适应社会主义现代化建设需要的，德智体全面发展的，具有基础扎实，实践能力强，掌握物联网信息技术的基本理论知识和基本技能，受到严格的科学实验和科学研究初步训练，能在物联网技术及其应用的各相关领域中从事工程建设、网络管理、网络维护及方案设计的高级技术应用型专门人才。

（五）就业岗位与职业能力

1、主要就业单位及部门

本专业毕业生可在各类在物联网企业和IT企业从事物联网方案设计、物联网方案系统集成、物联网系统售前技术支持、物联网系统售后技术服务、物联网技术应用实施等岗位的工作。可从事的单位部门：

（1）各类物联网企业的工程技术部、售前技术部、售后服务部等。

（2）各类IT企业的网络工程技术部、软件技术开发部、技术支持部等。

（3）各类电子通信企业的工程技术部、售前技术部、售后服务部等。

（4）物联网系统应用行业的物联网的技术服务中心。

（5）物联网相关行业的网络产品、传感器、RFID设备、无线通信设备的采购、营销、售后服务等工作。

（6）企事业单位的信息技术部门、办公部门。

物联网信息技术专

《物联网技术与应用》

一、单选题

1、物联网发展的主要机遇主要体现在( D )

A.我国物联网拥有强有力的政策发展基础和持久的牵引力

B.我国物联网技术研发水平处于世界前列，电信网、互联网、电视网“三网走向融合” C.我国已具备物联网产业发展的条件，电信运营商大力推动通信网应用 D.上述三项

2、物联网发展的主要挑战包括（ D ） A.缺乏统筹规划和顶层设计

B.缺乏统一的标准体系，缺少良好的运营模式

C.缺乏自身产业链和相关各产业的联动，缺少足够的IPv6地址 D.上述三项

3、物联网分为感知、网络和（ A ）三个层次，在每一个层面上，都将有多种选择去开拓市场。 A.应用 B.推广 C.传输 D.运营 4、物联网关键技术的薄弱点有哪些？（ D ） A.核心技术和基础能力欠缺

B.在设计、可靠性、封装等方面，缺乏统一标准和自主知识产权 C.产品在品种、规格、系列等方面还不够全面 D.上述三项

5、云计算的核心就是以虚拟化的方式把产品包装成服务，（ D ）模式是实现虚拟化服务的关键。 A.HaaS B.IaaS C.PaaS D.SaaS 6、（ B ）模式将是物联网发展的

面向物联网的ThinkDB感知数据库系统(上) 1 物联网数据库功能

为更清晰地描述物联网的关键环节，按照信息科学的视点，围绕信息的流动过程，抽象出物联网的信息功能模型。

?包括信息感知和信息识别；?信息感知指对事物状态及其变化方式的敏感和知觉；?信息识别指能把所感受到的事物运动状态及其变化方式表示出来。信息获取信息传输?包括信息发送、传输和接收等环节，最终完成把事物状态及其变化方式从空间(或时间)上的一点传送到另一点的任务；这就是一般意义上的通信过程。信息处理?指对信息的加工过程，其目的是获取知识，实现对事物的认知以及利用已有的信息产生新的信息，即制定决策的过程。信息施效?指信息最终发挥效用的过程，具有很多不同的表现形式；?其中最重要的就是通过调节对象事物的状态及其变换方式，使对象处于预期的运动状态。 2 从数据的角度来看物联网

大量来源不同、结构不同、产生方式不同、用途不同的数据:

如何采好、管好、用好这些数据？

? 设备状态、过程状态、订单状态等生产控制数据

数据特点：随着时间而不断变化，称为“时态数据”

处理需求：及时获取、及时响应、及时展现、报警判断、二次计算、历史存储、历史查询?

? 设备信息、人员信息、统计信息等管理数据

数据特

“感知健康、智能医疗”是指在卫生信息化建设基础上,应用物联网相关技术,通过健康和医疗相关设备和系统间的信息自动集成及智能分析共享,建立旨在提供统一便捷、互联互通、高效智能的预防保健、公共卫生和医疗服务的智能医疗保健环境。

感知健康、智能医疗——物联网在医疗健康领域的应用 物联网（The Internet of things）即指把感应器嵌入和装备到电网、铁路、建筑、供水系统、油气管道等各种物体中，然后与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合。在这个整合的网络中，通过能力超级强大的中心计算机群，能够对整个网络内的人员、机器、设备和基础设施进行实时的管理和控制。在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态。

“感知健康、智能医疗”是指在卫生信息化建设基础上，应用物联网相关技术，通过健康和医疗相关设备和系统间的信息自动集成及智能分析共享，建立旨在提供统一便捷、互联互通、高效智能的预防保健、公共卫生和医疗服务的智能医疗保健环境。

“感知健康 智能医疗”的背景

中国正处在医疗改革的关键时刻，旧的医疗体制以及医疗保障制度已经不适应当前社会发展的需要，群众“看病难、看病贵”已成为国家的核心议题。人口结构老龄化发展趋

精选资料

智能物流物联网公共信息平台项目

技术方案

可修改编辑

精选资料

术语

RFID：

RFID技术是一种无接触自动识别技术，其基本原理是利用射频信号及其空间耦合、传输特性，实现对静止的或移动中的待识别物品的自动机器识别。射频识别系统一般由两个部分组成，即电子标签和阅读器。应用中，电子标签附着在待识别的物品上，当附着电子标签的待识别物品通过读出范围时，阅读器自动以无接触的方式远距离将电子标签中的约定识别信息取出（阅读器可同时读取50个或者以上的标签的数据），从而实现自动识别物品或自动收集物品标识信息的功能。

3G：

第三代移动通信技术（3rd-generation，3G），是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps以上。目前3G存在四种标准：CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA，WiMAX。

GPS：

全球定位系统（Global Positioning System，通常简称GPS），又称全球卫星定位系统，是一个中距离圆型轨道卫星导航系统。它可以为地球表面绝大部分地区（98%）提供准确的定位、测速和高精度的时间标准。

GI