本文格式為Word版，下載可任意編輯——物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論重點(diǎn)概念總結(jié)物聯(lián)網(wǎng)/IoT：是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體，讓所有能夠被獨(dú)立尋址的普通物理對(duì)象實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。具有普通對(duì)象設(shè)備化、自治終端互聯(lián)化、普適服務(wù)智能化三個(gè)特征。GPS：全球定位系統(tǒng)，是目前最常用的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。由宇宙空間部分、地面監(jiān)控部分、用戶設(shè)備部分組成。EPC：（電子產(chǎn)品碼）是物聯(lián)網(wǎng)中具有代表性的自動(dòng)標(biāo)識(shí)系統(tǒng)，每個(gè)對(duì)象或電子設(shè)備都有唯一的EPC碼。包含EPC編碼系統(tǒng)、EPC射頻、識(shí)別系統(tǒng)和EPC信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)定義特點(diǎn)：以應(yīng)用為中心，計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，采用可剪裁軟硬件，適用于對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗等有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)其他設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能。CPU加上不同的設(shè)備，再協(xié)同不同的系統(tǒng)與應(yīng)用程序，就可以開(kāi)發(fā)出完全不同用途的電子產(chǎn)品。3G：是第三代移動(dòng)通信技術(shù)，指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動(dòng)通訊技術(shù)，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)有TD-CDMA、W-CDMA、CDMA2000TDD/FDD：LTE分為L(zhǎng)TETDD和LTEFDD，前者采用時(shí)分復(fù)用進(jìn)行雙工，利用目前頻譜規(guī)劃中雜散的頻譜資源，靈活性高；后者采用頻分復(fù)用進(jìn)行雙工，上下行鏈路固定頻譜分派，并且需要頻譜隔離度。體域網(wǎng)：是基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）的，人體上的或移植到人體內(nèi)的生物傳感器共同形成的一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，它不僅是一種新的普適醫(yī)療保健、疾病監(jiān)控和預(yù)防的解決方案，還是物聯(lián)網(wǎng)的重要感知及組成部分。k-匿名機(jī)制：主體思想是讓用戶發(fā)布的位置信息和另外K-1個(gè)用戶的位置信息變得不可分辯，這樣即使攻擊者通過(guò)途徑得知了K個(gè)用戶的真是身份，也很難將K個(gè)匿名和K個(gè)身份一一對(duì)應(yīng)起來(lái)。智能交通系統(tǒng)：通過(guò)在基礎(chǔ)設(shè)施和交通工具中應(yīng)用先進(jìn)的感知技術(shù)、識(shí)別技術(shù)、定位技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)、智能技術(shù)對(duì)道路和交通進(jìn)行全面感知，對(duì)交通工具全面控制，對(duì)每一條道路進(jìn)行全時(shí)空控制，以提高交通運(yùn)輸系統(tǒng)的效率和安全，同時(shí)降低能源消耗和對(duì)地球環(huán)境的負(fù)面影響。智能交通系統(tǒng)是一種實(shí)時(shí)、確鑿、高效的交通運(yùn)輸綜合管理和控制系統(tǒng)。1、簡(jiǎn)述物聯(lián)網(wǎng)的四層體系結(jié)構(gòu)模型，以及各層的主要功能。

①感知識(shí)別層：是物聯(lián)網(wǎng)的核心技，是聯(lián)系物理世界和信息世界的紐帶②網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層：把下層設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)，供上層服務(wù)使用③管理服務(wù)層：在高性能計(jì)算和海量存儲(chǔ)技術(shù)的支撐下該層將大規(guī)模數(shù)據(jù)高效可靠地組織起來(lái)，為上層行業(yè)應(yīng)用提供智能的支撐平臺(tái)。④綜合應(yīng)用層：從計(jì)算機(jī)間通信到連接以人為主體的用戶，現(xiàn)在正朝著物物互聯(lián)的目標(biāo)前進(jìn)。2、RFID的定義和分類利用射頻信號(hào)通過(guò)空間耦合（交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)）實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸信息傳遞并通過(guò)所傳遞的信息達(dá)到自動(dòng)識(shí)別的目的。分類：被動(dòng)式、主動(dòng)式、半主動(dòng)式。RFID系統(tǒng)：閱讀器、天線、標(biāo)簽

3、GPS概念，系統(tǒng)組成和原理GPS全球定位系統(tǒng)，是目前世界上最常用的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。由宇宙空間部分、地面監(jiān)控部分、用戶設(shè)備部分組成。原理：首先測(cè)得接收機(jī)與三個(gè)GPS衛(wèi)星之間的距離，然后通過(guò)三點(diǎn)定位方式確定接收機(jī)的位置。4、定位技術(shù)（基于距離、距離差和信號(hào)特征），把握ToA和TDoA，能簡(jiǎn)單定位計(jì)算。關(guān)鍵有二：其一是必需要有一個(gè)或者多個(gè)已知坐標(biāo)的參考點(diǎn)，其二是必需要得到特定位物體與已知參考點(diǎn)的空間關(guān)系。定位兩步：①測(cè)量物理量②根據(jù)物理量確定目標(biāo)位置。5、802.11協(xié)議的介質(zhì)訪問(wèn)控制機(jī)制。（隱蔽終端、CSMA/CA,RTC-CTS機(jī)制）

802.11協(xié)議使用帶沖突避免的載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)協(xié)議，由于無(wú)線信號(hào)干擾問(wèn)題造成數(shù)據(jù)傳輸出錯(cuò)率較大，所以802.11協(xié)議要求建立數(shù)據(jù)鏈路層確認(rèn)/重傳機(jī)制。CSMA/CA：即使偵聽(tīng)到信道為空，也為避免沖突而等待一小段隨機(jī)時(shí)間再發(fā)送數(shù)據(jù)幀。隱蔽終端：有兩個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)用戶A.B和一個(gè)基站。用戶A.B都在接入點(diǎn)信號(hào)范圍內(nèi)，但兩個(gè)用戶都位于彼此信號(hào)范圍外，因此它們是典型的“隱蔽終端〞關(guān)系。CTS幀作用：①為了傳輸端提供了信道的使用權(quán)，②也防止其他用戶在傳輸端發(fā)送數(shù)據(jù)和接收確認(rèn)幀這段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行傳輸。使用RTS和CTS幀從以下兩個(gè)方面提升了無(wú)線傳輸?shù)男阅?。①由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)用戶在傳輸數(shù)據(jù)之前要與接入點(diǎn)通信，使其只為當(dāng)前用戶保存信道使用權(quán)，在這段時(shí)間內(nèi)其他任何與接入

點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的用戶不會(huì)與接入點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，從而消除“隱蔽終踹〞問(wèn)題。②由于RTS和CTS幀的長(zhǎng)度十分短，即使RTS或CTS有沖突發(fā)生，其代價(jià)也十分小。一旦RTS和CTS成功傳達(dá)，那么數(shù)據(jù)幀和確認(rèn)幀的傳輸就不再會(huì)有沖突發(fā)生。雖然使用RTS和CTS幀可以減少?zèng)_突，但與此同時(shí)也會(huì)增加傳輸延時(shí)和降低信道利用率。為什么用CSMA/CA不用CSMA/DA:①?zèng)_突偵測(cè)需要全雙工的信道，而對(duì)于無(wú)線傳輸信號(hào)來(lái)說(shuō)往往發(fā)送信號(hào)的能量遠(yuǎn)高于接收到信號(hào)的能量，建立能偵測(cè)沖突的硬件代價(jià)很高。②即使無(wú)線信道是全雙工的，但是由于無(wú)線信號(hào)衰減特性和隱蔽終端問(wèn)題，硬件還是不能偵聽(tīng)到全部可能的沖突。6、物聯(lián)網(wǎng)為什么需要無(wú)線低速網(wǎng)絡(luò)？無(wú)線低速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)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(zhǎng)，需要消耗越多的能量和越強(qiáng)的信號(hào)處理能力。其次，絕大多數(shù)傳送數(shù)據(jù)較少，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和寬帶要求不高。再次，在物聯(lián)網(wǎng)的背景下連接各種各樣的物體，這些物體不可能每個(gè)都有著同當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備一樣的應(yīng)用背景和能力。因此，直接把適用于互聯(lián)網(wǎng)的高速網(wǎng)絡(luò)協(xié)議搬過(guò)來(lái)并不能完全滿足物聯(lián)網(wǎng)的需求。物聯(lián)網(wǎng)的物體多數(shù)工作的能量受限于環(huán)境、計(jì)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(huán)境下，低速網(wǎng)絡(luò)協(xié)議應(yīng)運(yùn)而生。包括：藍(lán)牙802.15.1、紅外、zigbee802.15.4、WIFI、體域網(wǎng)802.15.67、簡(jiǎn)述Zigbee技術(shù)的特點(diǎn)，其協(xié)議棧結(jié)構(gòu)，及其與802.15.4的關(guān)系。P121

特點(diǎn)：低功耗、成本低、時(shí)延短、網(wǎng)絡(luò)容量大、可靠、安全結(jié)構(gòu)：物理層、介質(zhì)訪問(wèn)控制層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層與802.15.4的關(guān)系：都是無(wú)線通信協(xié)議，zigbee是以802.15.4為基礎(chǔ)的，802.15.4只規(guī)定了通信協(xié)議棧的物理層和鏈路層的通信標(biāo)準(zhǔn)，zigbee主要提供了在物理層和鏈路層之上的網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層規(guī)范。8、三種網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)方式的比較。直接附加存儲(chǔ)（DAS）：將存儲(chǔ)系統(tǒng)通過(guò)纜線直接與服務(wù)器或工作站相連。DAS的系統(tǒng)一般包括多個(gè)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，與主機(jī)總線適配器通過(guò)電纜或光纖相連。在存儲(chǔ)設(shè)備和主機(jī)總線適配器之間不存在不存在其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)（NAS）：是一種文件級(jí)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)架構(gòu)。在NAS中，計(jì)算機(jī)連接到一個(gè)僅為其他設(shè)備提供基于文件級(jí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。NAS包括存儲(chǔ)器件和專用服務(wù)器；存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）：是一種通過(guò)網(wǎng)絡(luò)方式連接存儲(chǔ)設(shè)備和應(yīng)用服務(wù)器的存儲(chǔ)架構(gòu)，為實(shí)現(xiàn)大量原始數(shù)據(jù)的傳輸進(jìn)行了專門(mén)的優(yōu)化。SAN由服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、連接設(shè)備組成。

9、說(shuō)明哈希鎖、隨機(jī)哈希鎖和樹(shù)形協(xié)議工作過(guò)程。鎖定過(guò)程1)閱讀器隨機(jī)生成一個(gè)密鑰key,并計(jì)算metaID=hash(key)。其中，hash()是一個(gè)單向密碼學(xué)哈希函數(shù)。2)閱讀器將metaID寫(xiě)人到標(biāo)簽。3)標(biāo)簽被鎖定，進(jìn)人鎖定狀態(tài)。4)閱讀器以metaID為索引，將(metaID,key)對(duì)存儲(chǔ)到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。解鎖過(guò)程1)標(biāo)簽進(jìn)入讀寫(xiě)器范圍后，讀寫(xiě)器查詢標(biāo)簽；標(biāo)簽響應(yīng)并返回metaID。2)讀寫(xiě)器以metaID為索引在后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中查找對(duì)應(yīng)的(metaID,key)對(duì)，并將key返回給閱讀器。3)閱讀器把密鑰key發(fā)送給標(biāo)簽。4)標(biāo)簽計(jì)算hash(key),假使hash(key)與標(biāo)簽中存儲(chǔ)的metaID相等，則標(biāo)簽解鎖，并向讀寫(xiě)器發(fā)送真實(shí)ID隨機(jī)哈希鎖當(dāng)閱讀器請(qǐng)求訪問(wèn)標(biāo)簽時(shí)，標(biāo)簽Tk先用偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器生成一個(gè)隨機(jī)數(shù)R，然后計(jì)算其ID和隨機(jī)數(shù)R的哈希值hkey(IDk||R），最終把隨機(jī)數(shù)R和這個(gè)哈希值返回給發(fā)起訪問(wèn)請(qǐng)求的閱讀器。閱讀器收到標(biāo)簽的響應(yīng)后，將這些信息都發(fā)送給后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。由于還不知道被査詢標(biāo)簽的身份，因此后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)需要窮舉所有標(biāo)簽的IDi，并與收到的隨機(jī)數(shù)R一起作為密碼學(xué)哈希函數(shù)的輸人，計(jì)算hkey(IDi||R）。假使計(jì)算得到的哈希值與收到的哈希值一致，則IDi就是正在被查詢的標(biāo)簽，閱讀器將此標(biāo)簽的ID發(fā)回，對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行解鎖。樹(shù)形協(xié)議:閱讀器發(fā)起查詢，有一隨機(jī)數(shù)r1，標(biāo)簽Ti收到查詢產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)r2，并計(jì)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(biāo)簽Ti對(duì)應(yīng)第j層密鑰。這些哈希值隨r2發(fā)給閱讀器。收到標(biāo)簽回復(fù)后，閱讀器使用這些哈希值在樹(shù)中深度優(yōu)先遍歷，找到被認(rèn)證標(biāo)簽在樹(shù)中葉節(jié)點(diǎn)的位置，進(jìn)而認(rèn)證該標(biāo)簽。

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10.身份匿名機(jī)制，及優(yōu)缺點(diǎn)。位罝信息三要素：時(shí)間、地點(diǎn)、人物不但要從發(fā)布的位置信息中隱去用戶的真實(shí)身份，還要防止攻擊者借助發(fā)市的位置信息來(lái)推測(cè)出用戶的真實(shí)身份。讓用戶發(fā)布的位罝信息和另外K-1個(gè)用戶的位置信息變得不可分辯，當(dāng)用戶需要和服務(wù)提供商進(jìn)行通信的時(shí)候，用戶將真確切的位置信息發(fā)送給中間層，而中介對(duì)信息進(jìn)行處理之后，再將處理后的信息發(fā)送給服務(wù)提供商，并將提供商返回的數(shù)據(jù)傳遞給用戶。中介數(shù)據(jù)處理方式：對(duì)空間信息進(jìn)行處理；對(duì)時(shí)間信息進(jìn)行處理。

身份匿名的隱私保護(hù)策略有兩個(gè)主要缺陷：其一，由于掩蓋了真實(shí)身份，一部分依靠于用戶身份的服務(wù)將無(wú)法正常進(jìn)行，例如在員工到達(dá)辦公地點(diǎn)后自動(dòng)進(jìn)行簽到的服務(wù)，假使不知道位罝信息的真實(shí)身份，自然就無(wú)法正常運(yùn)作了。其二，要實(shí)現(xiàn)身份匿名，要借助一個(gè)中介來(lái)統(tǒng)合不同用戶的位置信息，從而造成用戶的身份變得不可分辯，而中介的引入增加額外開(kāi)銷。11.結(jié)合試驗(yàn)說(shuō)明物聯(lián)網(wǎng)中間件的作用，設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)時(shí)如何使用中間件。

中間件是一種可以批量生產(chǎn)、高度可復(fù)用的軟件。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，它位于平臺(tái)（硬件和操作系統(tǒng)）和應(yīng)用軟件之間，起連接作用。它通過(guò)提供標(biāo)準(zhǔn)的程序接口、協(xié)議等，屏蔽實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，提高應(yīng)用系統(tǒng)的易移植性，主要解決異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下分布式軟件的互聯(lián)和互操作問(wèn)題。

自動(dòng)識(shí)別技術(shù)：光符號(hào)；語(yǔ)音；生物計(jì)量（虹膜識(shí)別和指紋識(shí)別）；IC卡技術(shù)；條形碼技術(shù)（需要掃描和譯碼兩過(guò)程)。低頻（30-300kHz）無(wú)緣標(biāo)簽，典型頻率125和133，通信小于1m，適合近距離、低速、數(shù)據(jù)量較少的識(shí)別應(yīng)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(shù)據(jù)傳輸速率，短時(shí)間可以讀取大量電子標(biāo)簽。RFID廣泛應(yīng)用基礎(chǔ)：①編碼的標(biāo)準(zhǔn)化②解析服務(wù)體系的建立。設(shè)計(jì)傳感器硬件平臺(tái)和軟件程序應(yīng)考慮：①低成本與微型化②低功耗③靈活性與擴(kuò)展性④魯棒性硬件平臺(tái)四部分:傳感器、微處理器、通信芯片、供能裝置節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求：①低功耗②輕量級(jí)③實(shí)時(shí)和并發(fā)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(nèi)確切定位不需專門(mén)設(shè)備，低廉；WIFi基站定位精度高速度快。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)：①?gòu)V域網(wǎng)（3G1000KM）②城域網(wǎng)（WIMAX802.1610-100KM③局域網(wǎng)（WIFI802.11100m）④個(gè)域網(wǎng)（藍(lán)牙802.15.110m）WIMAX傳輸連接組成部分：①基站和用戶之間的連接（點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)無(wú)線訪問(wèn)連接）②基站和上層網(wǎng)絡(luò)之間連接，稱為回程。（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線回程連接，回程需要高速穩(wěn)定連接）有線與無(wú)線連接區(qū)別：①信號(hào)強(qiáng)度衰減②非視線傳輸③同頻信號(hào)干擾④多徑傳播干擾⑤隱蔽終端問(wèn)題802.11重要部分是一個(gè)基站（接入點(diǎn)）和多個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)用戶組成的基本服務(wù)組，它的另一種架構(gòu)模式是自組織網(wǎng)絡(luò)，不需要類似基站的基礎(chǔ)設(shè)施。藍(lán)牙設(shè)備角色：主設(shè)備、從設(shè)備，一個(gè)主藍(lán)牙設(shè)備最多同時(shí)7個(gè)從設(shè)備。移動(dòng)通信三代：模擬語(yǔ)言、數(shù)字語(yǔ)言、數(shù)字語(yǔ)言和數(shù)據(jù)MIMO技術(shù)提高頻譜效率GFS是google設(shè)計(jì)用以處理超大規(guī)模的數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的分布式文件系統(tǒng)。MapReduce是一種針對(duì)超大規(guī)模數(shù)據(jù)集的編程模型和系統(tǒng)Hadoop是Apache開(kāi)源組織的一個(gè)分布式計(jì)算開(kāi)源框架，用于大型集群的廉價(jià)服務(wù)器設(shè)備上