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IOT基礎知識問答

日期: 2015-10-14
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一、物聯網的概念是什么?


???物聯網(IOT,Internet of Things)是“傳感網”在國際上的通稱。業界專家認為,物聯網是一個寬泛概念,本質來說就是器等信息傳感網絡,全世界所有的物品都加入這一網絡,基于互聯網而又高于互聯網。通俗地講,物聯網是萬物都可以上網,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,然后接入到互聯網或是移動通信網絡,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。
? 從技術的角度上來說,物聯網是通過射頻識別RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把物與物、人與物進行智能化連接,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種新興網絡。從產業及應用的角度來上說,物聯網是將現有的互聯的計算機網絡擴展到互聯的物品網絡,把任何物品與互聯網、無線網絡等連接起來,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。物聯網的核心和基礎仍然是互聯網,是在互聯網基礎之上的延伸和擴展的一種網絡,只是其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間。
?二、物聯網具備哪些特征?


?? 一是全面感知,即利用RFID、傳感器、二維碼等隨時隨地獲取物體的信息;二是可靠傳遞,通過各種電信網絡與互聯網的融合,將物體的信息實時準確地傳遞出去;三是智能處理,利用云計算,模糊識別等各種理,利用智能計算技術,對海量的數據和信息進行分析和處理,對物體實施智能化的控制。
從傳感信息本身來看:
多源信息。在物聯網中會存在難以計數的傳感器,每個傳感器都是一個信息源。
多種信息格式。傳感器有不同的類別,例如二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器等,不同類別的傳感器所捕獲、傳遞的信息內容和信息格式會存在差異。
信息內容實時變化。傳感器按一定的頻率周期性的采集環境信息,每做一次新的采集就得到新的數據。
從傳感信息的組織管理角度看:
信息量大。物聯網上的傳感器難以計數,每個傳感器定時采集信息,不斷的積累,形成海量信息。
信息完整性。不同的應用可能會使用傳感器采集到的部分信息,存儲的時候必須保證信息的完整性,以適應不同的應用需求。
信息易用性。信息量規模的擴大導致信息的維護、查找、使用的困難也迅速增加,從海量信息中方便的使用需要的信息,要求提供易用性保障。
從傳感信息的使用角度看:
多視角過濾和分析。對海量傳感信息進行過濾和分析是有效使用這些信息的關鍵,面對不同的應用需求要從不同的角度進行過濾和分析。
從應用角度看:
領域性、多樣化。物聯網應用通常具有領域性,幾乎社會生活的各個領域都有物聯網應用需求??梢灶A見,跨領域的物聯網應用也會很快出現。
傳感器技術的概念是什么?
能感受規定的被測量并按照一定的規律轉換成可用信號的器件或裝置,通常由敏感元件和轉換元件組成。傳感器是一種檢測裝置,能感受到被測量的信息,并能將檢測感受到的信息,按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現自動檢測和自動控制的首要環節。
傳感網的概念及功能是什么?
概念:從技術角度上來說,即隨機分布的集成有傳感器、數據處理單元和通信單元的微小節點,通過自組織的方式構成的無線網絡,從產業和應用的角度來說,傳感網又稱物聯網,是指把世界上各種物品通過信息標簽、識別、傳感等技術和裝備,與互聯網連接整合起來,利用計算機實現智能化管理的網絡。
功能:借助于節點中內置的傳感器測量周邊環境中的熱、紅外、聲納、雷達和地震波信號,從而探測包括溫度、濕度、噪聲、光強度、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等物質現象。
物聯網和傳感網、泛在網有何關聯?
物聯網傳感網的關系:
傳感器網可以看成時傳感模塊+組網模塊共同構成的一個網絡。傳感器僅僅感知到信號,并不強調對物體的標識。例如可以讓溫度傳感器感知到森林的溫度,但并不一定需要標識哪根樹木。
物聯網的概念相對比傳感器網大一些。這主要是人感知物、標識物的手段,除了有傳感器網,還可以有二維碼/一維碼/RFID等。如用二維碼/RFID標識桌椅之后,就可以形成物聯網,但二維碼/RFID并不在比傳感器網絡的范疇(除非將傳感器網絡廣義化,而傳感器網絡廣義化意義不大,如廣義之后,手機也可以是傳感器網,電話也可以是傳感器網)。
物聯網與泛在網的關系:
泛在網是指基于個人和社會的需求,利用現有的和新的網絡技術,實現人與人、人與物、物與物之間按需進行的信息獲取、傳遞、存儲、認知、決策、使用等服務,泛在網網絡具備超強的環境感知、內容感知及智能性,為個人和社會提供泛在的、無所不含的信息服務和應用。泛在網絡的概念反映了信息社會發展的遠景和藍圖,具有比“手機也可以是物聯網”更廣泛的內涵。業界還存在其他概念,例如傳感網(Sensor Network)。傳感網是指由傳感器節點通過自組織或其他方式組成的網絡。傳感網傳感器網絡的簡稱,從字面上看,狹義的傳感網強調通過傳感器作為信息獲取手段,不包含通過RFID、二維碼、攝像頭等方式的信息感知能力。
物聯網、泛在網概念的出發點和側重點不完全一致,但其目標都是突破人與人通信的模式,建立物與物、物與人之間的通信。而對物理世界的各種感知技術,即傳感器技術、RFID技術、二維碼、攝像等,是構成物聯網、泛在網的必要條件。
三、何謂“智慧地球”?


?2009年1月9日,由澳信中國傳媒集團旗下IT168網站主辦的“2009中國IT產品創新與技術趨勢大會”隆重召開。IBM全球副總裁麥特·王博士在大會做了主題為《構建智慧的地球》的演講。與大家共享一個新的觀念,這也是IBM在去年年底、今年年初所提出的一個觀念,即智慧地球。
?“智慧的地球”可以分成三個關鍵部分:物聯化、互聯化、智能化。
?當智能部分和地球部分這兩端互聯化連接在一起后,就形成了IBM對“智慧的地球”認知的3個“I”:
?物聯化(Instrumented),即更透徹的感知,任何事物或人群都可以被感知到;
?互聯化(Interconnected),即更全面的互聯互通,人與人,人與物和物與物之間都可以無障礙地互聯互通;
?智能化(Intelli-gent),即更深入的智能分析,通過IT手段使互聯互通更加智能。
?物聯化--為地球部分,主要包括人、企業、機構、社會團體、生態系統等等;
?物聯網把新一代IT技術充分運用在各行各業之中,即把感應器嵌入和裝備到電網、油氣管道、鐵路、橋梁、隧道、公路、供水系統、大壩、建筑等各種物體中,……陳衛國注:國土安全是不計成本的?--能源(電網、油氣管道)、交通(鐵路、橋梁、隧道、公路)、物資(供水系統、大壩)、建筑;
?互聯化--將"感應網"與現有的通信網、互聯網整合起來,實現物理系統的網格化整合;
?智能化--智能的計算部分,涉及現有能量、信息與處理三方面。
?四、什么是RFID(射頻識別)及RFID(無線射頻識別)技術?


?RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術,它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據,識別工作無須人工干預,可工作于各種惡劣環境。RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽,操作快捷方便。
?RFID是一種簡單的無線系統,只有兩個基本器件,該系統用于控制、檢測和跟蹤物體。系統由一個詢問器(或閱讀器)和很多應答器(或標簽)組成。
?RFID(Radio Frequency Identification)即過射頻識別,俗稱電子標簽,是一種非接觸式的自動識別技術,它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據,識別工作無須人工干預,可工作于各種惡劣環境。RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽,操作快捷方便,RFID是一種簡單的無線系統,只有兩個基本器件,該系統用于控制、檢測和跟蹤物體。系統由一個詢問器(或閱讀器)和很多應答器(或標簽)組成。
?一套完整的RFID系統, 是由閱讀器(Reader)與電子標簽(TAG)也就是所謂的應答器(Transponder)及應用軟件系統三個部份所組成, 其工作原理是Reader發射一特定頻率的無線電波能量給Transponder, 用以驅動Transponder電路將內部的數據送出,此時Reader便依序接收解讀數據, 送給應用程序做相應的處理。
遙感器技術的概念是什么?
?遠距離檢測地物和環境所輻射或反射的電磁波的儀器通常安裝在各種不同類型和不同高度的 (如飛機、高空氣球和航天器)上一切物體都在不斷地發射和吸收電磁波。向外發射電磁波的現象通常稱為熱輻射。輻射強度與物體的溫度和其他物理性質有關,并且是按波長分布的。一切物體都能反射外界來的、照射在它表面上的電磁波,反射強度與物體的性質有關。利用各種波段的不同的遙感器可以接收這種輻射的或反射的電磁波,經過處理和分析,有可能反應出物體的某些特征,借以識別物體。
嵌入式技術的概念是什么?
?行專用功能并被內部計算機控制的設備或者系統。嵌入式系統不能使用通用型計算機,而且運行的是固化的軟件,用術語表示就是固件(firmware),終端用戶很難或者不可能改變固件。
??? 盡管絕大多數嵌入式系統是用戶針對特定任務而定制的,但它們一般都是由下面幾個模塊組成的: 一臺計算機或者微控制器,字長可能是可憐的4位或者8位、16位、32位甚至是64位。 用以保存固件的ROM(非揮發性只讀存儲器)。 用以存程序數據的RAM(揮發性的隨機訪問存儲器)。 連接微控制器和開關、按鈕、傳感器、模數轉化器、控制器、LED(發光二極管)和顯示器的I/O端口。 一個輕量級的嵌入式操作系統,一般是自行編寫的。 專門的單片微控制器是大多數嵌入式系統的核心。通過把若干個關鍵的系統組成部分集成到單個芯片上,系統設計者就可以得到小而便宜、可以操作較少外圍電子設備的計算機。 嵌入式系統的一般模型并不足以定義嵌入式系統本身。例如,某些嵌入式系統常常比標準PC機箱小不了多少。這類設備有: 信息查詢以及銷售點終端。 某些工業控制系統。 游戲控制臺。

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