復(fù)習(xí)&考試安排考試&答疑安排考試時(shí)間：周2第9,10節(jié)(第11周)考試教室：厚學(xué)206答疑時(shí)間：周五？？？(第10周)答疑地點(diǎn)：計(jì)算機(jī)學(xué)院6樓系辦公室第1章物聯(lián)網(wǎng)概述1.2核心技術(shù)：感知識(shí)別層核心技術(shù)綜合應(yīng)用層管理服務(wù)層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層感知識(shí)別層通過(guò)感知識(shí)別技術(shù)，讓物品“開(kāi)口說(shuō)話、發(fā)布信息”是融合物理世界和信息世界的重要一環(huán)，是物聯(lián)網(wǎng)區(qū)別于其他網(wǎng)絡(luò)的最獨(dú)特的部分。物聯(lián)網(wǎng)的“觸手”是位于感知識(shí)別層的大量信息生成設(shè)備，既包括采用自動(dòng)生成方式的RFID、傳感器、定位系統(tǒng)等，也包括采用人工生成方式的各種智能設(shè)備，例如智能手機(jī)、PDA、多媒體播放器、上網(wǎng)本、筆記本電腦等等。信息生成方式多樣化是物聯(lián)網(wǎng)的重要特征之一。感知識(shí)別層位于物聯(lián)網(wǎng)四層模型的最底端，是所有上層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。1.2核心技術(shù)：網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層核心技術(shù)綜合應(yīng)用層管理服務(wù)層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層感知識(shí)別層詳見(jiàn)第6-9章網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)有何異同？物聯(lián)網(wǎng)是下一代互聯(lián)網(wǎng)嗎？無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在物聯(lián)網(wǎng)中究竟扮演了什么角色？網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層在物聯(lián)網(wǎng)四層模型中連接感知識(shí)別層和管理服務(wù)層，具有強(qiáng)大的紐帶作用，高效、穩(wěn)定、及時(shí)、安全地傳輸上下層的數(shù)據(jù)。1.2核心技術(shù)：管理服務(wù)層核心技術(shù)綜合應(yīng)用層管理服務(wù)層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層感知識(shí)別層管理服務(wù)層位于感知識(shí)別和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層之上，綜合應(yīng)用層之下，是物聯(lián)網(wǎng)智慧的源泉。人們通常把物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用冠以“智能”的名稱(chēng)，如智能電網(wǎng)、智能交通、智能物流等，其中的智慧就來(lái)自這一層。當(dāng)感知識(shí)別層生成的大量信息經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)層傳輸匯聚到管理服務(wù)層，如果不能有效地整合與利用，那無(wú)異于入寶山而空返，望“數(shù)據(jù)的海洋”而興嘆。管理服務(wù)層解決數(shù)據(jù)如何存儲(chǔ)（數(shù)據(jù)庫(kù)與海量存儲(chǔ)技術(shù)）、如何檢索（搜索引擎）、如何使用（數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)）、如何不被濫用（數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)）等問(wèn)題。1.2核心技術(shù)：綜合應(yīng)用層“實(shí)踐出真知”，無(wú)論任何技術(shù)，應(yīng)用是決定成敗的關(guān)鍵。物聯(lián)網(wǎng)豐富的內(nèi)涵催生出更加豐富的外延應(yīng)用。傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)歷了以數(shù)據(jù)為中心到以人為中心的轉(zhuǎn)化，典型應(yīng)用包括文件傳輸、電子郵件、萬(wàn)維網(wǎng)、電子商務(wù)、視頻點(diǎn)播、在線游戲和社交網(wǎng)絡(luò)等；而物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用以“物”或者物理世界為中心，涵蓋物品追蹤、環(huán)境感知、智能物流、智能交通、智能電網(wǎng)等等。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用目前正處于快速增長(zhǎng)期，具有多樣化、規(guī)模化、行業(yè)化等特點(diǎn)。核心技術(shù)綜合應(yīng)用層管理服務(wù)層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層感知識(shí)別層詳見(jiàn)第15-19章1.3物聯(lián)網(wǎng)的主要特點(diǎn)感知識(shí)別普適化無(wú)所不在的感知和識(shí)別將傳統(tǒng)上分離的物理世界和信息世界高度融合。異構(gòu)設(shè)備互聯(lián)化各種異構(gòu)設(shè)備利用無(wú)線通信模塊和協(xié)議自組成網(wǎng)，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)“網(wǎng)關(guān)”互通互聯(lián)。聯(lián)網(wǎng)終端規(guī)模化物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代每一件物品均具通信功能成為網(wǎng)絡(luò)終端，5-10年內(nèi)聯(lián)網(wǎng)終端規(guī)模有望突破百億。1.3物聯(lián)網(wǎng)的主要特點(diǎn)（續(xù)）管理調(diào)控智能化物聯(lián)網(wǎng)高效可靠組織大規(guī)模數(shù)據(jù)，與此同時(shí)，運(yùn)籌學(xué)，機(jī)器學(xué)習(xí)，數(shù)據(jù)挖掘，專(zhuān)家系統(tǒng)等決策手段將廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。應(yīng)用服務(wù)鏈條化以工業(yè)生產(chǎn)為例，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)覆蓋從原材料引進(jìn)，生產(chǎn)調(diào)度，節(jié)能減排，倉(cāng)儲(chǔ)物流到產(chǎn)品銷(xiāo)售，售后服務(wù)等各個(gè)環(huán)節(jié)。經(jīng)濟(jì)發(fā)展跨越化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有望成為從勞動(dòng)密集型向知識(shí)密集型，從資源浪費(fèi)型向環(huán)境友好型國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中的重要?jiǎng)恿Αo(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)的組成：電池、傳感器、微處理器、無(wú)線通信芯片；相比于傳統(tǒng)傳感器，無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)不僅包括傳感器部件（左上圖），還集成了微型處理器和無(wú)線通信芯片等，能夠?qū)Ω兄畔⑦M(jìn)行分析處理和網(wǎng)絡(luò)傳輸。第2章自動(dòng)識(shí)別技術(shù)與RFID2.2RFID的歷史與現(xiàn)狀RFID是射頻識(shí)別技術(shù)（RadioFrequencyIdentification）的英文縮寫(xiě),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)到識(shí)別目的。它是上世紀(jì)90年代興起的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，首先在歐洲市場(chǎng)上得以使用，隨后在世界范圍內(nèi)普及。RFID較其它技術(shù)明顯的優(yōu)點(diǎn)是電子標(biāo)簽和閱讀器無(wú)需接觸便可完成識(shí)別。射頻識(shí)別技術(shù)改變了條形碼依靠"有形"的一維或二維幾何圖案來(lái)提供信息的方式，通過(guò)芯片來(lái)提供存儲(chǔ)在其中的數(shù)量巨大的"無(wú)形"信息。2.3RFID技術(shù)分析RFID系統(tǒng)由五個(gè)組件構(gòu)成，包括：傳送器、接收器、微處理器、天線、標(biāo)簽。傳送器、接收器和微處理器通常都被封裝在一起，又統(tǒng)稱(chēng)為閱讀器(Reader)，所以工業(yè)界經(jīng)常將RFID系統(tǒng)分為為閱讀器、天線和標(biāo)簽三大組件，這三大組件一般都可由不同的生廠商生產(chǎn)。2.3RFID技術(shù)分析：標(biāo)簽標(biāo)簽（Tag）是由耦合元件、芯片及微型天線組成，每個(gè)標(biāo)簽內(nèi)部存有唯一的電子編碼，附著在物體上，用來(lái)標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象。標(biāo)簽進(jìn)入RFID閱讀器掃描場(chǎng)以后，接收到閱讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的電子編碼（被動(dòng)式標(biāo)簽），或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)（主動(dòng)式標(biāo)簽）。體積小且形狀多樣：RFID標(biāo)簽在讀取上并不受尺寸大小與形狀限制，不需要為了讀取精度而配合紙張的固定尺寸和印刷品質(zhì)。耐環(huán)境性：紙張容易被污染而影響識(shí)別。但RFID對(duì)水、油等物質(zhì)卻有極強(qiáng)的抗污性。另外，即使在黑暗的環(huán)境中，RFID標(biāo)簽也能夠被讀取。可重復(fù)使用：標(biāo)簽具有讀寫(xiě)功能，電子數(shù)據(jù)可被反復(fù)覆蓋，因此可以被回收而重復(fù)使用。穿透性強(qiáng)：標(biāo)簽在被紙張、木材和塑料等非金屬或非透明的材質(zhì)包裹的情況下也可以進(jìn)行穿透性通訊。數(shù)據(jù)安全性：標(biāo)簽內(nèi)的數(shù)據(jù)通過(guò)循環(huán)冗余校驗(yàn)的方法來(lái)保證標(biāo)簽發(fā)送的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。RFID標(biāo)簽與條形碼相比的優(yōu)點(diǎn)？第3章傳感器技術(shù)內(nèi)容提要傳感器作為信息獲取的重要手段，與通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)共同構(gòu)成信息技術(shù)的三大支柱。本章將介紹傳感器的發(fā)展與應(yīng)用以及軟硬件平臺(tái)。無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)的組成：電池、傳感器、微處理器、無(wú)線通信芯片；相比于傳統(tǒng)傳感器，無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)不僅包括傳感器部件（左上圖），還集成了微型處理器和無(wú)線通信芯片等，能夠?qū)Ω兄畔⑦M(jìn)行分析處理和網(wǎng)絡(luò)傳輸。大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)間部署傳感器的設(shè)計(jì)需求低成本與微型化低成本的節(jié)點(diǎn)才能被大規(guī)模部署，微型化的節(jié)點(diǎn)才能使部署更加容易

節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)也需要滿足微型化的需求。例如TelosB節(jié)點(diǎn)的內(nèi)存大小只有4KB，程序存儲(chǔ)的空間只有10KB。因此，節(jié)點(diǎn)程序的設(shè)計(jì)必須節(jié)約計(jì)算資源，避免超出節(jié)點(diǎn)的硬件能力大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)間部署傳感器的設(shè)計(jì)需求低功耗在硬件設(shè)計(jì)上采用低功耗芯片例如TelosB節(jié)點(diǎn)使用的微處理器，在正常工作狀態(tài)下功率為3mW，而一般的計(jì)算機(jī)的功率為200到300W軟件節(jié)能策略來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能軟件節(jié)能策略的核心就是盡量使節(jié)點(diǎn)在不需要工作的時(shí)候進(jìn)入低功耗模式，僅在需要工作的時(shí)候進(jìn)入正常狀態(tài)大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)間部署傳感器的設(shè)計(jì)需求靈活性與擴(kuò)展性傳感器節(jié)點(diǎn)被用于各種不同的應(yīng)用中，因此節(jié)點(diǎn)硬件和軟件的設(shè)計(jì)必須具有靈活性和擴(kuò)展性

節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)需滿足一定的標(biāo)準(zhǔn)接口，例如節(jié)點(diǎn)和傳感板的接口統(tǒng)一有利于給節(jié)點(diǎn)安裝上不同功能的傳感器軟件的設(shè)計(jì)必須是可剪裁的，能夠根據(jù)不同應(yīng)用的需求，安裝不同功能的軟件模塊

大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)間部署傳感器的設(shè)計(jì)需求魯棒性魯棒性是實(shí)現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)時(shí)間部署的重要保障對(duì)于普通的計(jì)算機(jī)，一旦系統(tǒng)崩潰了，人們可以采用重啟的方法恢復(fù)系統(tǒng)，而傳感器節(jié)點(diǎn)則不行，就整個(gè)網(wǎng)絡(luò)而言，可以適當(dāng)增加冗余性，增加整體系統(tǒng)的魯棒性

第4章定位系統(tǒng)為什么需要定位？基于位置的服務(wù)自動(dòng)導(dǎo)航搜索周邊服務(wù)信息基于位置的社交網(wǎng)絡(luò)：Foursquare位置信息和我們的生活息息相關(guān)位置信息不是單純的“位置”地理位置（空間坐標(biāo)）處在該位置的時(shí)刻（時(shí)間坐標(biāo)）處在該位置的對(duì)象（身份信息）現(xiàn)存主流定位系統(tǒng)衛(wèi)星定位：GPS蜂窩基站定位無(wú)線室內(nèi)環(huán)境定位新興定位系統(tǒng)：A-GPS，網(wǎng)絡(luò)定位衛(wèi)星定位衛(wèi)星定位蜂窩基站定位無(wú)線室內(nèi)環(huán)境定位新興定位系統(tǒng)各國(guó)的衛(wèi)星定位系統(tǒng)美國(guó)：GPS俄羅斯：GLONASS歐盟：伽利略中國(guó)：北斗一號(hào)（區(qū)域）、北斗二號(hào)（全球）GPS是目前世界上最常用的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。GPS：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)衛(wèi)星定位蜂窩基站定位無(wú)線室內(nèi)環(huán)境定位新興定位系統(tǒng)宇宙空間部分24顆工作衛(wèi)星地面監(jiān)控部分（全部在美國(guó)境內(nèi)）1個(gè)主控中心（另有1個(gè)備用）4個(gè)專(zhuān)用地面天線6個(gè)專(zhuān)用監(jiān)視站用戶設(shè)備部分GPS接收機(jī)GPS：主要優(yōu)缺點(diǎn)衛(wèi)星定位蜂窩基站定位無(wú)線室內(nèi)環(huán)境定位新興定位系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)精度高全球覆蓋，可用于險(xiǎn)惡環(huán)境缺點(diǎn)啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)室內(nèi)信號(hào)差需要GPS接收機(jī)無(wú)線室內(nèi)環(huán)境定位衛(wèi)星定位蜂窩基站定位無(wú)線室內(nèi)環(huán)境定位新興定位系統(tǒng)室內(nèi)環(huán)境的復(fù)雜性多徑效應(yīng)原因：障礙物反射電磁波，反射波和原始波在接收端混疊室內(nèi)障礙物眾多，多徑效應(yīng)明顯對(duì)電磁波的阻礙作用長(zhǎng)波信號(hào)（GPS）傳播能力強(qiáng)，穿透能力弱室內(nèi)應(yīng)選用短波信號(hào)來(lái)進(jìn)行定位無(wú)線室內(nèi)環(huán)境定位衛(wèi)星定位蜂窩基站定位無(wú)線室內(nèi)環(huán)境定位新興定位系統(tǒng)需求主要來(lái)自企業(yè)和個(gè)人：難以購(gòu)置ToA，TDoA，AoA等技術(shù)所需的昂貴硬件RSS定位技術(shù)使用信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行定位利用已有的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)（藍(lán)牙、Wi-Fi、ZigBee）紅外線、超聲波、藍(lán)牙、RFID、超寬帶……第5章智能信息設(shè)備新時(shí)代智能設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了信息空間和物理空間的融合，營(yíng)造了以人為本的信息服務(wù)新環(huán)境。這種計(jì)算中心由計(jì)算機(jī)向人的遷移，引發(fā)了智能設(shè)備的飛速發(fā)展，多種多樣的智能設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。智能車(chē)載設(shè)備智能數(shù)字標(biāo)牌智能醫(yī)療設(shè)備智能家電智能手機(jī)5.2智能設(shè)備運(yùn)行平臺(tái)物理環(huán)境中所有的設(shè)備都具有自己的服務(wù)功能，中間層將發(fā)現(xiàn)的設(shè)備的服務(wù)進(jìn)行組合，通過(guò)協(xié)議解析和歸一化，為上層應(yīng)用提供統(tǒng)一的借口。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的智能性就體現(xiàn)在異構(gòu)的設(shè)備構(gòu)成的系統(tǒng)具有情境感知，任務(wù)遷移，智能協(xié)作和多通道交互的特點(diǎn)。5.3智能設(shè)備發(fā)展新趨勢(shì)更深入的智能化：使用數(shù)據(jù)挖掘和分析工具、科學(xué)模型和運(yùn)算系統(tǒng)處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析、匯總和計(jì)算，整合分析海量的跨地域、跨行業(yè)的信息，以支持決策和行動(dòng)。更全面的互聯(lián)互通：將個(gè)人電子設(shè)備、組織和政府信息系統(tǒng)中儲(chǔ)存的信息交互和共享，實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)境和業(yè)務(wù)狀況。更透徹的感知：利用任何可以隨時(shí)隨地感知、測(cè)量、捕獲和傳遞信息的設(shè)備、系統(tǒng)或流程，便于立即采取應(yīng)對(duì)措施和進(jìn)行長(zhǎng)期規(guī)劃。5.3智能設(shè)備發(fā)展新趨勢(shì)更深入的智能化：物聯(lián)網(wǎng)中設(shè)備融入了更深入的智能化，包含了兩層意思：橫向智能化和縱向智能化。縱向智能化是傳統(tǒng)意義上的智能化，即在個(gè)體設(shè)備性能上的提升，利用硬件設(shè)備更多樣的功能和更強(qiáng)大的處理能力來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能化。橫向智能化即在智能化的廣度上做提升，讓沒(méi)有處理能力的簡(jiǎn)單設(shè)備也融入整個(gè)智能系統(tǒng)中，通過(guò)給其他智能設(shè)備提供更加豐富的信息，并執(zhí)行其他智能設(shè)備做出的反饋和決策實(shí)現(xiàn)自身的智能化。第6章無(wú)線寬帶網(wǎng)絡(luò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的組成元素？公共基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)用戶手機(jī)，PDA，傳感器，……可無(wú)線通信。可獲取有效信息。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的組