第一篇：物聯網導論重點概念總結（精選）

物聯網/IoT：是一個基于互聯網傳統電信網等信息承載體，讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象實現互聯互通的網絡。具有普通對象設備化、自治終端互聯化、普適服務智能化三個特征。GPS：全球定位系統，是目前最常用的全球衛星定位系統。由宇宙空間部分、地面監控部分、用戶設備部分組成。

EPC：（電子產品碼）是物聯網中具有代表性的自動標識系統，每個對象或電子設備都有唯一的EPC碼。包含EPC編碼系統、EPC射頻、識別系統和EPC信息網絡系統。

嵌入式系統定義特點：以應用為中心，計算機技術為基礎，采用可剪裁軟硬件，適用于對功能、可靠性、成本、體積、功耗等有嚴格要求的專用計算機系統，用于實現對其他設備的控制、監視或管理等功能。CPU加上不同的設備，再配合不同的系統與應用程序，就可以開發出完全不同用途的電子產品。

3G：是第三代移動通信技術，指支持高速數據傳輸的蜂窩移動通訊技術，我國標準有TD-CDMA、W-CDMA、CDMA2000 TDD/FDD：LTE分為LTE TDD和LTE FDD，前者采用時分復用進行雙工，利用目前頻譜規劃中雜散的頻譜資源，靈活性高；后者采用頻分復用進行雙工，上下行鏈路固定頻譜分配，并且需要頻譜隔離度。

體域網：是基于無線傳感器網絡（WSN）的，人體上的或移植到人體內的生物傳感器共同形成的一個無線網絡，它不僅是一種新的普適醫療保健、疾病監控和預防的解決方案，還是物聯網的重要感知及組成部分。

k-匿名機制：主體思想是讓用戶發布的位置信息和另外K-1個用戶的位置信息變得不可分辨，這樣即使攻擊者通過途徑得知了K個用戶的真是身份，也很難將K個匿名代號和K個身份一一對應起來。

智能交通系統：通過在基礎設施和交通工具中應用先進的感知技術、識別技術、定位技術、網絡技術、控制技術、智能技術對道路和交通進行全面感知，對交通工具全面控制，對每一條道路進行全時空控制，以提高交通運輸系統的效率和安全，同時降低能源消耗和對地球環境的負面影響。智能交通系統是一種實時、準確、高效的交通運輸綜合管理和控制系統。

1、簡述物聯網的四層體系結構模型，以及各層的主要功能。

①感知識別層：是物聯網的核心技，是聯系物理世界和信息世界的紐帶 ②網絡構建層：把下層設備接入互聯網，供上層服務使用 ③管理服務層：在高性能計算和海量存儲技術的支撐下該層將大規模數據高效可靠地組織起來，為上層行業應用提供智能的支撐平臺。④綜合應用層：從計算機間通信到連接以人為主體的用戶，現在正朝著物物互聯的目標前進。

2、RFID的定義和分類 利用射頻信號通過空間耦合（交變磁場或電磁場）實現無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到自動識別的目的。分類：被動式、主動式、半主動式。RFID系統：閱讀器、天線、標簽

3、GPS 概念，系統組成和原理 GPS全球定位系統，是目前世界上最常用的全球衛星定位系統。由宇宙空間部分、地面監控部分、用戶設備部分組成。原理：首先測得接收機與三個GPS衛星之間的距離，然后通過三點定位方式確定接收機的位置。

4、定位技術（基于距離、距離差和信號特征），掌握ToA和TDoA，能簡單定位計算。

關鍵有二：其一是必須要有一個或者多個已知坐標的參考點，其二是必須要得到特定位物體與已知參考點的空間關系。定位兩步：①測量物理量②根據物理量確定目標位置。5、802.11協議的介質訪問控制機制。（隱藏終端、CSMA/CA,RTC-CTS機制）

802.11 協議使用帶沖突避免的載波監聽多路訪問協議，由于無線信號干擾問題造成數據傳輸出錯率較大，所以802.11 協議要求建立數據鏈路層確認/重傳機制。CSMA/CA：即使偵聽到信道為空，也為避免沖突而等待一小段隨機時間再發送數據幀。隱藏終端：有兩個無線網絡用戶A.B和一個基站。用戶A.B都在接入點信號范圍內，但兩個用戶都位于彼此信號范圍外，因此它們是典型的“隱藏終端”關系。CTS幀作用：①為了傳輸端提供了信道的使用權，②也防止其他用戶在傳輸端發送數據和接收確認幀這段時間內進行傳輸。使用RTS和CTS幀從以下兩個方面提升了無線傳輸的性能。①由于無線網絡用戶在傳輸數據之前要與接入點通信，使其只為當前用戶保留信道使用權，在這段時間內其他任何與接入點相關聯的用戶不會與接入點進行數據交換，從而消除 “隱藏終踹”問題。②由于RTS和CTS幀的長度非常短，即使RTS或CTS有沖突發生，其代價也非常小。一旦RTS和CTS成功傳達，那么數據幀和確認幀的傳輸就不再會有沖突發生。雖然使用RTS和CTS幀可以減少沖突，但與此同時也會增加傳輸延時和降低信道利用率。

為什么用CSMA/CA不用CSMA/DA:①沖突偵測需要全雙工的信道，而對于無線傳輸信號來說往往發送信號的能量遠高于接收到信號的能量，建立能偵測沖突的硬件代價很高。②即使無線信道是全雙工的，但是由于無線信號衰減特性和隱藏終端問題，硬件還是不能偵聽到全部可能的沖突。

6、物聯網為什么需要無線低速網絡？無線低速網絡技術主要包括哪些。P115 首先，通信寬帶與能耗、處理能力、通信距離是相互制約的。通信寬帶越大，通信距離越長，需要消耗越多的能量和越強的信號處理能力。其次，絕大多數傳送數據較少，對數據傳輸的實時性和寬帶要求不高。再次，在物聯網的背景下連接各種各樣的物體，這些物體不可能每個都有著同當前互聯網設備一樣的應用背景和能力。因此，直接把適用于互聯網的高速網絡協議搬過來并不能完全滿足物聯網的需求。物聯網的物體多數工作的能量受限于環境、計算能力、資源擁有能力不高，在能耗受限、處理能力受限、通信距離受限的環境下，低速網絡協議應運而生。包括：藍牙802.15.1、紅外、zigbee802.15.4、WIFI、體域網802.15.6

7、簡述Zigbee技術的特點，其協議棧結構，及其與802.15.4的關系。P121 特點：低功耗、成本低、時延短、網絡容量大、可靠、安全

結構：物理層、介質訪問控制層、網絡層、傳輸層、應用層

與802.15.4的關系：都是無線通信協議，zigbee是以802.15.4為基礎的，802.15.4只規定了通信協議棧的物理層和鏈路層的通信標準，zigbee主要提供了在物理層和鏈路層之上的網絡層、傳輸層、應用層規范。

8、三種網絡存儲方式的比較。直接附加存儲（DAS）：將存儲系統通過纜線直接與服務器或工作站相連。DAS的系統一般包括多個硬盤驅動器，與主機總線適配器通過電纜或光纖相連。在存儲設備和主機總線適配器之間不存在不存在其他網絡設備； 網絡附加存儲（NAS）：是一種文件級的計算機數據存儲架構。在NAS中，計算機連接到一個僅為其他設備提供基于文件級數據存儲服務的網絡。NAS包括存儲器件和專用服務器； 存儲區域網絡（SAN）：是一種通過網絡方式連接存儲設備和應用服務器的存儲架構，為實現大量原始數據的傳輸進行了專門的優化。SAN由服務器、存儲設備、連接設備組成。

9、說明哈希鎖、隨機哈希鎖和樹形協議工作過程。

鎖定過程1)閱讀器隨機生成一個密鑰key,并計算metaID = hash(key)。其中，hash()是一個單向密碼學哈希函數。2)閱讀器將metaID寫人到標簽。3)標簽被鎖定，進人鎖定狀態。4)閱讀器以metaID為索引，將(metaID, key)對存儲到后臺數據庫。

解鎖過程1)標簽進入讀寫器范圍后，讀寫器查詢標簽；標簽響應并返回 metaID。2)讀寫器以metaID為索引在后臺數據庫中查找對應的(metaID, key)對，并將key返回給閱讀器。3)閱讀器把密鑰key發送給標簽。4)標簽計算hash(key),如果hash(key)與標簽中存儲的metaID相等，則標簽解鎖，并向讀寫器發送真實ID 隨機哈希鎖 當閱讀器請求訪問標簽時，標簽Tk先用偽隨機數發生器生成一個隨機數R，然后計算其ID和隨機數R的哈希值hkey(IDk||R），最后把隨機數R和這個哈希值返回給發起訪問請求的閱讀器。閱讀器收到標簽的響應后，將這些信息都發送給后臺數據庫。因為還不知道被査詢標簽的身份，因此后臺數據庫需要窮舉所有標簽的IDi，并與收到的隨機數R一起作為密碼學哈希函數的輸人，計算hkey(IDi||R）。如果計算得到的哈希值與收到的哈希值相同，則IDi就是正在被查詢的標簽，閱讀器將此標簽的ID發回，對標簽進行解鎖。

樹形協議:閱讀器發起查詢，有一隨機數r1，標簽Ti收到查詢產生隨機數r2，并計算所有密鑰的哈希值h(K1，r1，r2)，h(K2i，r1，r2)，h(K3i，r1，r2)，其中Kji表示標簽Ti對應第j層密鑰。這些哈希值隨r2發給閱讀器。收到標簽回復后，閱讀器使用這些哈希值在樹中深度優先遍歷，找到被認證標簽在樹中葉節點的位置，進而認證該標簽。

i10.身份匿名機制，及優缺點。位罝信息三要素：時間、地點、人物 不但要從發布的位置信息中隱去用戶的真實身份，還要防止攻擊者借助發市的位置信息來推測出用戶的真實身份。讓用戶發布的位罝信息和另外K-1個用戶的位置信息變得不可分辨，當用戶需要和服務提供商進行通信的時候，用戶將真精確的位置信息發送給中間層，而中介對信息進行處理之后，再將處理后的信息發送給服務提供商，并將提供商返回的數據傳遞給用戶。中介數據處理方式：對空間信息進行處理；對時間信息進行處理。

身份匿名的隱私保護策略有兩個主要缺陷：其一，由于掩蓋了真實身份，一部分依賴于用戶身份的服務將無法正常進行，例如在員工到達辦公地點后自動進行簽到的服務，如果不知道位罝信息的真實身份，自然就無法正常運作了。其二，要實現身份匿名，要借助一個中介來統合不同用戶的位置信息，從而造成用戶的身份變得不可分辨，而中介的引入增加額外開銷。11.結合實驗說明物聯網中間件的作用，設計與實現物聯網系統時如何使用中間件。

中間件是一種可以批量生產、高度可復用的軟件。在網絡環境下，它位于平臺（硬件和操作系統）和應用軟件之間，起連接作用。它通過提供標準的程序接口、協議等，屏蔽實現細節，提高應用系統的易移植性，主要解決異構網絡下分布式軟件的互聯和互操作問題。

自動識別技術：光符號；語音；生物計量（虹膜識別和指紋識別）；IC卡技術；條形碼技術（需要掃描和譯碼兩過程)。

低頻（30-300kHz）無緣標簽，典型頻率125和133，通信小于1m，適合近距離、低速、數據量較少的識別應用。高頻（3-30MHz）通信小于1m,典型頻率13.56。超高頻(300MHz-3GHz),大于1m，典型4-6m，最大超10m，有很高的數據傳輸速率，短時間可以讀取大量電子標簽。

RFID廣泛應用基礎：①編碼的標準化②解析服務體系的建立。

設計傳感器硬件平臺和軟件程序應考慮：①低成本與微型化②低功耗③靈活性與擴展性④魯棒性

硬件平臺四部分:傳感器、微處理器、通信芯片、供能裝置

節點操作系統設計要求：①低功耗②輕量級③實時和并發操作④模塊化

GPS精度高速度慢；蜂窩基站定位精度低速度快；室內精確定位不需專門設備，低廉；WIFi基站定位精度高速度快。無線網絡：①廣域網（3G1000KM）②城域網（WIMAX802.16 10-100KM③局域網（WIFI802.11 100m）④個域網（藍牙802.15.1 10m）

WIMAX傳輸連接組成部分：①基站和用戶之間的連接（點對多點無線訪問連接）②基站和上層網絡之間連接，稱為回程。（點對點無線回程連接，回程需要高速穩定連接）

有線與無線連接區別：①信號強度衰減②非視線傳輸③同頻信號干擾④多徑傳播干擾⑤隱藏終端問題

802.11重要部分是一個基站（接入點）和多個無線網絡用戶組成的基本服務組，它的另一種架構模式是自組織網絡，不需要類似基站的基礎設施。

藍牙設備角色：主設備、從設備，一個主藍牙設備最多同時7個從設備。

移動通信三代：模擬語言、數字語言、數字語言和數據

MIMO技術提高頻譜效率

GFS是google設計用以處理超大規模的數據密集型應用的分布式文件系統。

MapReduce是一種針對超大規模數據集的編程模型和系統

Hadoop是Apache開源組織的一個分布式計算開源框架，用于大型集群的廉價服務器設備上運行數據密集型分布式應用程序

無線傳感器網絡重要特點：以數據為中心

物聯網數據特點：①海量性②多態性③關聯性及語義性

傳感器網絡查詢分為快照查詢和連續查詢

網絡信息安全指標：可靠性、可用性、保密性、完整性、不可抵賴性、可控性

RFID隱患：竊聽、中間人攻擊、欺騙克隆重放、物理破解、篡改信息、拒絕服務攻擊、RFID病毒、其他

隱私問題：隱私信息泄露和跟蹤

智能交通包含：車輛、道路及路旁設施、乘客和行人、服務中心。通信方式：車輛與路旁設施、車輛與基礎設施、車輛之間、車輛內部

第二篇：物聯網導論論文

物聯網導論

論物聯網導論中的感知層

摘要：物聯網是現今整個信息化產業的新寵和發展方向，從“智慧地球”到“感知中國”，“物聯網”成為全球矚目的關鍵詞。將物聯網作為新的科技革命以推進社會變革，使其成為創新型濟的巨大推動力物聯網產業具有產業鏈長、涉及多個產業群的特點，其應用范圍幾乎覆蓋了各行各業，在其發展的同時還帶動傳感器、微電子、視頻識別等一系列產業的同步發展，帶來巨大的產業集群生產效益。未來各種通信技術將從平行、獨立地發展最終逐步走向融合。

關鍵詞：物聯網、感知層、技術關鍵

物聯網分為感知層、網絡層和應用層，感知層由各種具有感知能力的設備組成，主要用于感知和采集物理世界中發生的物理事件和數據。感知層至關重要，是物物相連的基礎，深入的了解物聯網感知層的網絡層部分為建立低成本、高效、靈敏的物聯網絡提供一定得一局。因此，這篇論文將針對物聯網的感知層結構以及其相關內容進行探討研究。

一、國內外研究現狀和未來發展趨勢

在當前，物聯網發展進程中，技術趨勢呈現出融合化、嵌入化、可信化和智能化的特征。國內新一代寬帶無線通信、高性能計算與大規模并行處理技術、光子和微電子器件與集成系統技術、傳感網技術、物聯網體系架構及其演進技術等研究與開發取得重大進展，先后建立了傳感技術國家重點實驗室、傳感器網絡實驗室和傳感器產業基地等一批專業研究機構和產業化基地，開展了一批具有示范意義的重大應用項目。

歐盟委員會認為，物聯網的發展應用將在未來的5~15年中為解決現代社會問題帶來巨大的貢獻。RFID技術被列為歐洲發展的重點

物聯網被美國列為振興經濟的兩大工具之一，被歐盟定位成使歐洲領先全球的基礎戰略。業界認為“物聯網”是繼計算機與互聯網后的又一次信息化浪潮。物聯網產業正在逐步成為各地戰略性新興產業發展的重要領域。在未來的一段時間內，我們將深刻的感受到物聯網給我們的生活帶來的巨大改變。

二、物聯網概述

“物聯網”是我國對物物相連的概念，國際上面還是稱呼其為Interner of Things，簡稱IoT，也是“傳感網”在國際上的通稱。通俗的講，物聯網就是萬物都可以上網，物體通過裝入射頻識別設備、紅外感應器、全球定位系統或其他方式進行連接，然

物聯網導論

后接入到互聯網或移動通信網絡，最終形成智能網絡，通過電腦或手機實現對物體的智能化管理。

物聯網是一次代表未來計算機和通信發展水平的技術改革，而且它的發展也取決于許多重要領域的動態技術創新。將人們需要感知的物體連成網，便于感知、監控、操作、處理等，使物體更好的為人們所用。

從技術角度講，物聯網應該具備3個特征，一是全面感知，二是可靠傳遞，三是智能處理。

植入感應器而后有感知，感知后有信息，而后有信息分析處理，反向就可以監控狀態、操作方向、處理問題，當然中間會通過各種方式雙向傳送信息。基本應用大體分為三類：信息識別及位置監控、動態監測類、智能控制類。物聯網的一個突出特點就是將跨行業的物品信息，通過統一的接口標準和標識標準，集中存儲、處理，實現跨行業信息資源共享，更廣范圍的協調處理，讓世界變得更有“感知力”，更加“智慧”。

三、物聯網的關鍵技術

物聯網的結構大致可以分為3個層次：首先是傳感網絡。以二維碼、RFID、傳感器 為主，實現物的識別；其次是傳輸網絡，通過現有的互聯網、廣電網絡、通信網絡或者未來的NGN（下一代網絡），實現數據的傳輸與計算；第三是應用網絡，即輸入/輸出控制終端，可基于現有的手機、PC等終端進行。

物聯網的核心技術包括射頻識別、WSN、紅外感應器、全球定位系統、internet與移動網絡、網絡服務、行業應用軟件。在這些技術中，又以底層嵌入式設備芯片開發最為關鍵，引領整個行業的上游發展。

四、物聯網感知層標準體系架構

物聯網技術體系架構分為感知層、網絡層、應用層3個層次。感知層由各種具有感知能力的設備組成，主要用于增加傳感器網絡接入及管理能力。感知和采集物理世界中發生的物理事件和數據；網絡層包括各種通信網與物聯網形成的承載網絡，可以將感知層感知和采集的數據通過現有通信網絡上傳給應用層，完成感知層和應用層之間的信息通信。

物聯網感知層不但包含網絡、通信、信息處理、傳感器、安全、服務技術、標識、定位、同步等傳統技術，還涉及到協同處理等新技術，覆蓋范圍較寬。國際國內相關標準化組織已經開始進行物聯網感知層的標準架構研究，但各自的定義不統一，物聯網導論

針對性也不同。

物聯網感知層分為兩個層面：基礎平臺標準和應用層面。基礎平臺標準是根據物聯網感知層的共同特征和技術需求提煉出來的，包含技術術語、接口、通信與網絡、協同信息處理、信息服務支持、網絡安全與隱私、一致性和互用性測試等模塊。應用層面中的典型應用可以通過對基礎平臺標準的剪裁進行定制。

五、關于物聯網的感知層

在感知層，物聯網的終端形態包括普通物聯網終端、M2M終端、感知接入網關、感知子網節點、終端外設及卡識讀物。

普通物聯網終端是指嵌入遠距離通信模塊的通信設備，包含終端中間件和終端應用兩部分，終端中間件是終端能力的匯集、封裝和開放的部件，終端應用是駐留在終端上的應用。終端外設是指傳感器、控制器、GPS、攝像頭、條碼讀寫器、RFID讀寫器等外部裝置。感知接入網關是指將感知層子網接入運營商網絡的網關設備，包括網關中間網和網關應用兩部分。

物聯網感知層的研究還處于起步階段，需要研究和解決的問題很多，感知層標準體系的搭建無疑是感知層各種技術研究的前提和基礎，對感知層功能的有效實現至關重要。

六、學習體會及啟發

以前未涉足物聯網領域的大門的時候，對這個領域的東西的了解僅限于這三個字而已。后來學習了這門課程，慢慢的知道了物聯網的基本功能在于人與人、人與物、物與物之間在任何時間和任何地點都能夠通過任何的網絡獲取任何的服務。簡單說來就是將各個行業的多種物品通過網絡聯系到一起。

我覺得這門技術在未來的發展前景是非常好而且巨大的，因為無論是哪一種技術，其最終的終極目標也是要融合在一起，像頂端的學術研究里數理化三者是并不分家而融為一體的一樣。而物聯網恰恰有這樣的能力，將不同的事物及人聯系到一起，在世界這個大家庭下是非常重要的技術。

第三篇：物聯網考試重點總結

物聯網技術體系框架：感知層→傳輸層→（網絡層）→應用層。自動識別技術就是應用一定的識別裝置，通過被識別物品和識別裝置之間的接近活動，自動地獲取被識別物品的相關信息，并提供給后臺的計算機處理系統來完成相關后續處理的一種技術。

標識技術：光符號識別，語音識別，虹膜識別，指紋識別。IC卡：存儲器卡，邏輯加密卡，CPU卡。一維碼特點：可直接顯示內容為英文、數字、簡單符號；貯存數據不多，主要依靠計算機中的關聯數據庫；保密性能不高；損污后可讀性差。二維碼特點：可直接顯示英文、中文、數字、符號、圖型；貯存數據量大，可存放1K字符，可用掃描儀直接讀取內容，無需另接數據庫；保密性高（可加密）；安全級別最高時，損污50%仍可讀取完整信息。

RFID概念：是射頻識別技術（Radio Frequency Identification）的英文縮寫,利用射頻信號通過空間耦合（交變磁場或電磁場）實現無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的。RFID系統：由五個組件構成，包括：閱讀器（傳送器、接收器、微處理器）、天線、標簽。RFID比條形碼優點：體積小且形狀多樣；耐環境性；可重復使用；穿透性強；數據安全性。RFID頻率：低頻（LF）范圍為30kHz-300kHz；高頻（HF）范圍為3 MHz-30 MHz；超高頻（UHF）范圍為300MHz-3GHz。

CSMA/CD協議: 載波監聽多路訪問/沖突檢測（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect）。“邊聽邊說”，即一邊發送數據，一邊檢測是否產生沖突。

1.載波監聽：CSMA（Carrier Sense Multiple Access）指每一個站在發送數據之前先要檢測一下總線上是否忙，如果忙則暫時不發送數據，以免發生碰撞。它的工作原理是：發送數據前先監聽信道是否空閑，若空閑則立即發送數據.在發送數據時，邊發送邊繼續監聽.若監聽到沖突，則立即停止發送數據.等待一段隨機時間，再重新嘗試。2.碰撞檢測：（也稱沖突檢測collision detection）就是計算機邊發送數據邊檢測信道上的信號電壓大小。

標簽信號沖突：隨著閱讀器通信距離的增加其識別區域的面積也逐漸增大，這常常會引發多個標簽同時處于閱讀器的識別范圍之內。但由于閱讀器與所有標簽共用一個無線通道，當兩個以上的標簽同一時刻向閱讀器發送標識信號時，信號將產生疊加而導致閱讀器不能正常解析標簽發送的信號。防沖突算法：基于ALOHA的防沖突算法（純ALOHA防沖突算法，分時隙的ALOHA防沖突算法（S-ALOHA），基于幀的分時隙ALOHA防沖突算法（FSA）Q算法，）；基于二進制樹的防沖突算法（隨機二進制樹，查詢二進制樹）。

位置信息的三要素：空間 時間 身份信息。四種定位系統：衛星定位，蜂窩基站定位，無線室內環境定位技術，新興定位系統（A-GPS，網絡定位）。GPS原理：GPS導航系統的基本原理是測量出已知位置的衛星到用戶接收機之間的距離，然后綜合多顆衛星的數據就可知道接收機的具體位置。TOA：測量信號到達時間(Time of Arrival)，已知信號的傳播速度,根據傳播時間來計算距離,得到的結果精度高,但要求節點保持精確時間同步，對節點硬件和功耗提出了較高要求。

TDOA：測量不同信號到達時間差(Time Difference of Arrival)，由兩節點同時發送信號，待定位節點根據兩信號的到達時間差來計算距離。這種技術對硬件的要求較高,但是測距誤差小。使用TDOA 方法發送信號易受干擾，不適合于大規模的傳感器網絡。AOA：測量接收信號到達角（Angle of Arrival），通過天線陣列或多個超聲波接收器感知發射節點信號的到達方向，由此獲得接受節點和發射節點之間的相對方位或角度。這種技術對接受硬件要求較高。

RSSI：測量節點的信號強度（Received Signal Strength Indicator），利用信號在傳遞過程中的衰減特性進行距離估計。已知發射節點的發射信號強度，接收節點根據收到的信號強度，計算出信號的傳播損耗，基于理論和經驗的信號衰減模型將傳輸損耗轉化為距離該方法符合低功率、低成本的要求，但信號強度易受環境的影響。

節點定位方法特點：TOA：要求節點有非常精確的時鐘。TOA技術典型的定位系統是GPS，GPS系統需要昂貴高能耗的電子設備來精確同步衛星時鐘。在無線傳感器網絡中，節點間的距離較小，采用TOA測距難度較大。TDOA：實際應用中是在節點上安裝超聲波接收器和RF收發器，測距精度較RSSI高，可達厘米級，但受限于超聲波傳播距離有限和非視距問題對超聲波信號的傳播影響，對計時功能要求較高。AOA：硬件系統設備復雜，需要兩節點間存在視距傳輸，不適合用于WSN的定位。RSSI：該技術主要使用RF信號，因傳感器節點本身具有無線通信能力，故其是一種低功率、廉價的測距技術。

OSI7層模型：物理層→數據鏈路層→網絡層→傳輸層→會話層→表示層→應用層。

TCP/IP5層模型：物理層→鏈路層→網絡層→傳輸層→應用層。TCP協議和UDP協議的區別：TCP協議面向連接，UDP協議面向非連接；TCP協議傳輸速度慢，UDP協議傳輸速度快；TCP協議保證數據順序，UDP協議不保證；TCP協議保證數據正確性，UDP協議可能丟包；TCP協議對系統資源要求多，UDP協議要求少。

數據融合：是指利用計算機對按時序獲得的若干觀測信息，在一定準則下加以自動分析、綜合，以完成所需的決策和評估任務而進行的信息處理技術。

數據融合的分類：低層（數據級或像素級）直接在采集到的原始數據層上進行的融合；中層（特征級）對原始信息進行特征提取后進行的融合；高層（決策級）通過不同類型的感測數據綜合判斷同一個目標。

數據庫發展階段：人工管理階段，文件系統階段，數據庫系統階段，高級數據庫階段。數據庫的種類：網狀、層次數據庫系統；關系數據庫系統；以面向對象數據模型為主要特征的數據庫系統。目前主流的關系數據庫有oracle、db2、sqlserver、sybase、mysql等

云計算：一種商業計算模型。它將計算任務分布在大量計算機構成的資源池上，使各種應用系統能夠根據需要獲取計算力、存儲空間和信息服務。有公共云，私有云，混合云三種形式。云計算的組成：云安全，云存儲，云平臺，云終端。智能決策：應用人工智能(AI)相關理論方法，融合傳統的決策數學模型和方法而產生的具有智能化推理和求解的決策方法。數據倉庫（Data Warehouse）：是研究如何從面向主題的、集成的、穩定的、不同時間的數據集合中進行決策控制的技術。數據挖掘（Data Mining）：是通過分析每個數據，從大量數據中尋找其規律的技術。

物聯網中間件：就是指連接應用程序和數據庫的軟件。是介于前端讀寫器硬件模塊與后端應用軟件之間的重要環節，是物聯網應用運作的中樞。物聯網中間件起到一個中介的作用，它屏蔽了前端硬件的復雜性，并將采集的數據發送到后端的網絡，分為硬件+軟件。中間件的使用則是解決不同平臺、不同環境、不同數據庫的統一訪問、統一存取的最佳方案。我們可以采用不同的中間件技術解決方案集成應用程序和后臺數據, 提高數據共享的程度, 提高應用程序的效率。關鍵技術：網關，兩個重要的嵌入式中間件平臺，數據庫中間件。兩個重要的嵌入式中間件平臺：嵌入式Web（CGI是通用網關接口（Common Gateway Interface）的縮寫。它是Web服務器主機與外部擴展應用程序交互的一種標準接口。它提供了將參數傳遞給程序并將結果返回給瀏覽器的一種機制。）；Java VM（Java虛擬機，有良好的跨平臺特性）。

物聯網信息安全中的四個重要關系問題：物聯網信息安全與現實社會的關系，物聯網信息安全與互聯網信息安全的關系，物聯網信息安全與密碼學的關系，物聯網安全與國家信息安全戰略的關系。物聯網的安全問題的分層研究：感知層安全，網絡層安全，應用層安全。位置服務：LBS能夠支持需要動態地理空間信息的應用，通過和移動互聯網的結合，可以提供從尋找旅館、急救服務到導航等的服務。

時間同步：TPSN（Timing-sync Protocol for Sensor Networks）類似于傳統網絡的NTP時間同步協議，采用發送者與接收者之間進行成對同步的工作方式，提供全網范圍內節點的時間同步。

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移動通信發

展:1G(AMPS,TACS,NMS,Others)語音業務→2G(CDMA

IS95,GSM,TDMAIS136,PDC)語音業務，低速數據業務→

2.5G(CDMA2000 1x,GPRS,EGPRS)數據業務→

3G(UMTS/WCDMA,CDMA2000-EVDO,TD-SCDMA,WiMAX)寬帶業務。

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)：是4G系統最為合適的多址方案, 也是將來4G系統最有可能采用的多址方式。OFDM技術的特點：網絡結構高度可擴展，良好的抗噪聲性能和抗多信道干擾能力，可以提供比目前無線數據技術質量更高的服務和更好的性能價格比，能為4G無線網提供更好的方案。OFDM的主要優點：各個信號間不會相互干擾；對多徑衰落和多普勒頻移不敏感；用戶間和相鄰小區間無干擾；可實現低成本的單波段接收機等。OFDM的主要缺點: 功率效率不高（PAPR峰值平均功率比,Peak to Average Power Ratio)、及頻偏問題。

MIMO：有效地利用了多天線所提供的空間維數，在天線數目很多時，可使信道容量隨信噪比的增加呈線性增長。LTE（Long Term Evolution）：4G，下行有100M，IP V6。IP V4 32位，IP V6 128位。

21世紀前10年的無線通信技術：個人與家庭網絡（1-10米無線互聯紅外、藍牙、超寬帶UWB）→行業應用（10-100米無線通信技術無線局域網WLAN、無線自組織網絡）→公眾通信（大范圍無線移動通信技術蜂窩通信系統GSM、CDMA、3G、4G寬帶無線接入系統WiMax）。無線網絡的分類：Zigbee 802.15.4 PAN 10米 10-100kbps；藍牙802.15.1 PAN 10米 1Mbps；超寬帶802.15.3 PAN 10米

100Mbps-1Gbps；802.11.g/a LAN 100米 10-100Mbps802.11.b LAN 100米 1-10Mbps；2G WAN 10-100kbps；3G WAN 1Mbps；4G WAN 10-100Mbps。網關（Gateway）：又稱網間連接器、協議轉換器。網關是在傳輸層上實現網絡互連的網絡互連設備，用于兩個高層協議不同的網絡互連。

短距離無線通信技術：Wi-Fi（802.11g，OFDM，54 Mb/s，100-1000米），Zigbee（802.15.4，DSSS，250 Kb/s，100米），Bluetooth（802.15.1，FHSS，24 Mb/s，10米）。藍牙的優點是抗干擾能力強、成本低、功耗低、傳播速率高，缺點是傳播距離短、網絡容量小。所以它一般用于高速且節點少的WPAN中。Wi-Fi技術的優點是傳播速率最高、傳播距離遠、網絡容量大，缺點是成本高、抗干擾能力一般、功耗大。然而Wi-Fi廠商開發了低功耗用的Wi-Fi模塊，這樣一來Wi-Fi技術不但可以用于筆記本和臺式機的無線上網，同時也能用于手機的無線上網。ZigBee的優點是網絡容量大，功耗低，成本低、帶控制功能，缺點是傳輸速度慢。這對于需要無線監控的物聯網來說至關重要。

智能電網（smart power grids）：以物理電網為基礎，將現代先進的傳感測量技術、通訊技術、信息技術、計算機技術和控制技術與物理電網高度集成而形成的新型電網。智能交通：ITS

（Intelligent Transportation Systems）是將先進的電子、信息、傳感與檢測、自動控制、系統工程等技術綜合運用于地面交通，建立起安全、實時、準確、高效的地面運輸系統。智能醫療：將物聯網應用于醫療領域，借助數字化、可視化、自動感知、智能處理技術，實現感知技術、計算機技術、通信技術、智能技術與醫療技術的融合，將有限的醫療資源提供給更多的人共享。智能物流：利用集成智能化技術，使物流系統能模仿人的智能，具有思維，感知，學習，推理判斷和自行解決物流中某些問題的能力。智能建筑：集現代科學技術之大成的產物。其技術基礎主要由現代建筑技術、現代電腦技術現代通訊技術和現代控制技術所組成。

物聯網環境監測應用：通過運用各種物聯網技術，能夠對影響環境質量因素代表值進行實時在線測定，確定環境質量（或污染程度）及其變化趨勢，預警和管控環境質量的物聯網行業應用。

第四篇：物聯網工程導論教學大綱

《物聯網工程導論》教學大綱

課程編碼：1061802 課程性質：專業基礎課課 適用專業：物聯網工程專業 學 分：2學分 學 時：32學時 開設學期：第2學期

一、教學目的

本課程作為物聯網工程專業的基礎課，要求學生在了解當今信息化社會的發展的基礎上，掌握物聯網技術的發展和應用，了解物聯網的關鍵技術，為以后學習物聯網關鍵技術打下基礎。本課程的目的是使學生掌握物聯網技術的定義和基本原理及應用，了解物聯網技術的發展，了解物聯網的關鍵技術和方法。本課程的目標：

1．了解物聯網相關技術基本概念、定義和工程方法； 2．掌握感知層、傳輸層、管理層等應用的典型關鍵技術；

3．熟悉智能交通、智能家居、智能醫療和智能物流等綜合應用項目實現方法。

二、重點難點

1.重點：本課程的重點是掌握物聯網技術的基礎理論知識以及在工程應用中采取的典型技術方法。

2.難點：理解物聯網時間同步、定位和信號處理的典型算法。

三、教學方法

講授、課堂互動、課堂指導、課后作業和輔導答疑。

四、教學內容

第一章

物聯網概述

教學要求：通過本章學習，要求了解物聯網的起源和發展，理解物聯網的相關概念；掌握物聯網的理論基礎，掌握物聯網的體系結構和主要特點；了解物聯網的核心技術和體系標準；了解物聯網的應用前景。

教學內容：

一、發展的社會背景

二、物聯網發展的技術背景

三、物聯網的定義與主要技術特征

四、物聯網的體系結構

五、物聯網的關鍵技術與產業發展

第二章

RFID與物聯網應用

教學要求：通過本章學習，掌握目前常用的自動識別技術，了解RFID的歷史和現狀；掌握RFID的工作原理，RFID系統的構成和工作過程；掌握RFID的技術特點和解決標簽沖突的常用方案；理解RFID在物聯網中的地位。

教學內容：

一、自動識別技術的發展背景

二、條形碼簡介

三、磁卡與IC卡應用

四、RFID

五、RFID應用系統結構與組成

六、RFID標簽編碼標準

第三章

傳感器、智能傳感器與無線傳感網絡技術

教學要求：通過本章學習，要求了解傳感器發展歷史，掌握無線傳感器網絡的硬件平臺，理解無線傳感器網絡典型操作系統，掌握常用無線組網技術，理解無線傳感網的應用。

教學內容：

一、傳感器

二、智能傳感器無線傳感器

三、無線傳感網絡

第四章

物聯智能設備與嵌入式技術

教學要求：通過本章學習，要求掌握物聯智能設備和嵌入式系統的概念，了解嵌入式系統原理、以及物聯網智能設備基本的設計與開發方法。

教學內容：

一、智能設備的研究與發展

二、嵌入式技術發展的基礎——集成電路

三、嵌入式技術的研究發展

四、RFID讀寫器與中間件軟件設計

五、無線傳感器網絡節點設計

六、可穿戴計算機研究及其在物聯網中的應用

七、智能機器人研究及其在物聯網中的應知

第五章

計算機網絡與互聯網技術 教學要求：通過本章學習，要求掌握計算機網絡與互聯網的基本概念，了解其發展過程與關鍵技術，以及互聯網與物聯網之間的關系。

教學內容：

一、計算機網絡的發展史

二、互聯網的形成與發展

三、計算機網絡定義與分類

四、計算機網絡的組成與結構 *

五、接入技術

六、互聯網與物聯網的區別與聯系

第六章

移動通信技術

教學要求：通過本章學習，要求掌握無線通信技術的基本概念，了解移動通信技術的發展，知道3G/4Gr 技術特點、M2M技術、及其在移動互聯網與物聯網中的應用。

教學內容：

一、通信技術的發展

二、移動通信技術的研究與發展

三、3G技術與移動互聯網應用的發展

第七章

位置信息、定位技術與位置服務

教學要求：通過本章學習，了解和掌握定位系統基本知識和常見的定位系統和定位技術，及其在物聯網中的應知。

教學內容：

一、位置信息與位置的服務

二、物聯網中的位置服務

三、定位系統

第8章

物聯網數據處理技術

教學要求：通過本章學習，要求掌握物聯網數據特點，掌握物聯網海量數據存儲、數據融合、數據倉庫與數據挖掘，了解智能決策與智能控制技術。

教學內容：

一、物聯網數據處理技術的基本概念

二、海量數據存儲技術

三、物聯網海量數據存儲與支計算

四、物聯網數據融合技術

五、物聯網中的智能決策

第9章

物聯網信息安全技術

教學要求：通過本章學習，要求掌握物聯網信息安全中的四個重要關系問題，了解物聯網網絡安全技術研究的主要內容，以及物聯網中的隱私保護問題。教學內容：

一、物聯網信息安全中的四個重要關系問題

二、物聯網信息安全技術研究

三、RFID安全與隱私保護研究

第10章

物聯網應用

教學要求：通過本章學習，要求了解智能電網、智能交通、智能物流與智能醫療四種典型的物聯網應用，理解典型的物聯網系統組成與體系結構，掌握物聯網系統基本的設計思想與實現方法。

教學內容：

一、智能電網

二、智能交通

三、智能醫療

四、智能物流

五、其他教學環節

1.輔導答疑，每周一次，每次2小時。2.作業以課后習題為主，每兩周交一次作業。

六、考核要求

本課程采用閉卷筆試的方式進行考核。最終成績采取百分制，課堂考勤占10%，作業成績20%，期末考試占70%。

七、選用教材

《物聯網工程導論》吳功宜,吳英，機械工業出版社, 2015年9月第1版.八、參考書目

1.《物聯網技術應用》劉海濤等，機械工業出版社,2011.2.《物聯網導論》劉云浩，科學出版社，2010.3.《物聯網技術導論》王汝傳等，清華大學出版社，2011.4.《物聯網技術、應用、標準和商業模式》周洪波，電子工業出版社，2011.5.《物聯網理論與技術》楊剛，科學出版社，2010.執筆人：張玉霞 審核人：邵澤云 審定人：郭濤 時 間：2016年9月

第五篇：2《物聯網導論》教學大綱

《物聯網導論》課程教學大綱

一、課程名稱

1、中文名稱：物聯網導論

2、英文名稱：Introduction of IOT

二、學時

總學時56學時，其中講授42學時，實驗14學時

三、開課學期

第1學期

四、課程考核要求

考試（期終考試成績中卷面成績占70%，實踐環節成績占30%）

五、課程概述

《物聯網導論》是計算機科學與技術專業（物聯網方向）的一門重要的專業必修課。目的是使學生澄清物聯網的基本概念，掌握物聯網的體系結構和各環節的關鍵技術，明確物聯網的知識結構，并為學習后續物聯網專業課程打下堅實的基礎。

六、適用專業

計算機科學與技術專業(物聯網方向)

七、課程教學要求和學時分配

第1章計算機基礎

（一）課程內容

1、計算機的運算基礎

2、計算機的基本結構與工作原理

3、計算機硬件的組成4、常用的輸入設備和輸出設備及其功能

5、系統軟件和應用軟件

6、程序設計基礎和數據結構基礎

（二）基本要求

熟練掌握數制間的轉換和數的定點、浮點表示；掌握計算機硬件的基本結構，理解計算機的工作原理；掌握程序設計的基礎知識，培養良好的程序設計風格；了解算法概念及其性質，了解典型的數據結構。掌握計算機系統的基本結構和工作原理，了解多種輸入/輸出設備及其功能；理解程序設計語言翻譯系統的功能和基本概念；理解操作系統的基本概念和功能；對介紹的幾種工具軟件的功能有所了解。

（三）重點難點

重點是數制間的轉換、數的定點和浮點表示、計算機硬件的基本結

構；馮·諾依曼體系結構、輸入/輸出系統和多種輸入/輸出設備；操作系統的基本概念和功能，常用的應用軟件、程序設計的基礎知識。難點是數制間的轉換、數的定點和浮點表示、計算機系統體系結構。

（四）建議學時4學時

第2章物聯網概述

（一）課程內容

1、物聯網的起源和發展

2、物聯網的理論基礎

3、物聯網的體系結構和主要特點

4、核心技術

5、物聯網的體系標準

6、應用前景

（二）基本要求

了解物聯網的起源和發展，澄清物聯網的相關概念；掌握物聯網的理論基礎，掌握物聯網的體系結構和主要特點；了解物聯網的核心技術和體系標準；了解物聯網的應用前景。

（三）重點難點

重點是物聯網的概念、體系結構和核心技術。難點是物聯網的體系

結構、核心技術和理論基礎。

（四）建議學時4學時

第3章自動識別技術與RFID

（－）課程內容

1、自動識別技術

2、RFID的歷史和現狀

3、電磁感應和RFID工作原理

4、RFID系統的構成和工作過程

5、RFID技術分析

6、RFID標簽沖突

7、RFID和物聯網

（二）基本要求

掌握目前常用的自動識別技術，了解RFID的歷史和現狀；掌握RFID的工作原理，RFID系統的構成和工作過程；掌握RFID的技術特點和解決標簽沖突的常用方案；理解RFID在物聯網中的地位。

（三）重點難點

重點是常用的自動識別技術，RFID的工作原理、系統構成、工作

過程、技術特點。難點是RFID系統構成和工作過程。

（四）建議學時4學時

第4章傳感器技術

（－）課程內容

1、傳感器基礎知識

2、常用傳感器介紹

3、智能傳感器

4、傳感器接口技術

5、傳感器的設計需求、硬件平臺和開發平臺

6、傳感器的應用

（二）基本要求

了解傳感器的概念、作用，掌握傳感器組成、分類和基本特性；了

解常用傳感器，如溫度傳感器、濕度傳感器、超聲波傳感器和氣敏傳感器。掌握智能傳感器和傳感器接口技術，掌握傳感器的設計需求和開發平臺；了解傳感器的應用。

（三）重點難點

重點是傳感器的基礎知識、接口技術和開發平臺。難點是傳感器的接口技術和開發技術。

（四）建議學時2學時

第5章定位系統

（－）課程內容

1、位置信息

2、定位系統

3、定位技術

4、物聯網環境下定位技術的新挑戰和發展前景

（二）基本要求

了解和掌握定位系統基本知識和常見的定位系統和定位技術；掌握

基于距離的定位技術、基于距離差的定位技術和基于信號特征的定位技術；理解物聯網環境下定位技術的挑戰和發展。

（三）重點難點

重點是定位系統的基本知識和常用的定位技術。難點是常用的定位

技術。

（四）建議學時 2學時

第6章智能信息設備

（－）課程內容

1、智能設備概述

2、智能設備運行平臺

3、智能設備發展新趨勢

（二）基本要求

了解智能設備產生的背景、傳統智能設備和新時代的智能設備；

掌握智能設備運行平臺的特點；了解智能設備發展新趨勢。

（三）重點難點

重點是智能設備的特點和運行平臺。難點是智能設備的運行平臺。

（四）建議學時2學時

第7章互聯網原理

（－）課程內容

1、互聯網概述

2、應用層

3、傳輸層

4、網絡層

5、從互聯網到物聯網

（二）基本要求

了解互聯網的基本知識，掌握互聯網的網絡協議和體系結構，如

OSI七層結構和TCP/IP的四層結構；掌握TCP/IP各層的主要協議和主要服務；了解從互聯網到物聯網的演變趨勢。

（三）重點難點

重點是互聯網的體系結構和各層的主要協議和服務，難點是互聯網的體系結構和各層的主要協議和服務。

（四）建議學時6學時

第8章無線傳感器網絡與移動通信網絡

（－）課程內容

1、無線傳感器網絡概述

2、無線傳感器網絡的技術體系

3、無線傳感器網絡的通信協議

4、無線傳感器網絡的技術標準

5、多傳感器網絡的信息融合6、移動通信發展歷史7、3G通信技術和標準

8、移動互聯網

（二）基本要求

了解無線傳感器網絡的基本知識，體系結構和發展；掌握無線傳感

器網絡的技術體系，如自組網技術、節點定位技術、時間同步技術和安全技術；掌握無線傳感器網絡的路由協議和MAC協議；掌握無線傳感器網絡的技術標準，IEEE 802.15.4標準和ZigBee協議規范；掌握無線傳感器網絡數據融合的常用技術。掌握3G通信技術和標準，TD-SCDMA，W-CDMA，CDMA2000；了解4G網絡的基本知識。

（三）重點難點

重點是無線傳感器網絡的技術體系、技術標準和數據融合技術；3G

通信技術和標準，難點是無線傳感器網絡技術體系、標準和融合技術。

（四）建議學時 6學時

第9章物聯網的管理服務

（－）課程內容

1、數據庫系統

2、海量信息存儲

3、搜索引擎

4、物聯網的智能決策

5、云計算技術

（二）基本要求

掌握物聯網中數據庫系統技術和海量信息存儲技術；了解物聯網中的搜索引擎技術；掌握數據挖掘技術在物聯網的智能決策應用；了解云計算的基本概念和特點；掌握云計算工作原理、體系結構、服務層次和關鍵技術。

（三）重點難點

重點是海量信息存儲技術、智能決策技術和云計算技術。難點是智

能決策技術和云計算技術。

（四）建議學時6學時

第10章物聯網中的信息安全

（－）課程內容

1、物聯網安全性概述

2、物聯網身份識別技術

3、基于零知識證明的識別技術

4、物聯網密鑰技術

5、物聯網中的消息鑒別和數字簽名

6、信息隱藏技術

7、RFID安全和隱私保護機制

8、物聯網中位置信息和隱私保護機制

（二）基本要求

了解物聯網常用的身份識別技術，掌握物聯網中的密鑰管理技術和

密鑰管理系統和密鑰產生技術；了解信息隱藏技術的基本知識，掌握信息隱藏技術的基本原理；了解RFID的安全現狀，掌握RFID的安全和隱私保護機制；掌握物聯網中位置信息技術和位置信息保護機制。

（三）重點難點

重點是物聯網身份識別技術、密鑰技術、信息隱藏技術、RFID安

全和隱私保護機制和位置信息保護機制。難點是密鑰技術和隱私保護技術。

（四）建議學時4學時

第11章物聯網的綜合應用

（－）課程內容

1、智能電網

2、智能交通

3、智能物流

4、智能綠色建筑

5、環境監測

（二）基本要求

掌握物聯網技術在智能電網、智能交通、智能物流、智能綠色建筑

和環境監測等領域的應用。

（三）重點難點

重點是物聯網技術在智能領域的應用。

（四）建議學時2學時

八、教材主要參考資料

1、《物聯網導論》，劉云浩編著，科學出版社

2、《物聯網原理與應用技術》，劉幺和等，機械工業出版社

3.《物聯網核心技術》，黃玉蘭編著，機械工業出版社

4.《物聯網工程概論》，王志良、王粉花主編，機械工業出版社

5.《The Internet of things: from RFID to the next-Generation pervasive networked systems》, edited by Lu Yan, Yan Zhang, Laurence T.Yang

撰寫人：李永明

審核人：樊愛宛

課程組成員：李永明、樊愛宛 課程組組長：樊愛宛