一级建造师通信与广电继续教育课程作业测试题答案物联网.doc

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1、请写出(或画出框图)物联网应用在某一领域的需求和功能。 智能家居通过在家庭环境中配置各类传感器和感应器,可以通过远程无线的方式,实现对家庭中的冰箱、空调、微波炉、电灯、电视、电话、窗帘等用品的控制。例如用户在办公室,就可以通过登录智能家居平台,对家庭中的空调、窗帘等进行控制。而家庭中的各类用品,也能够实时探测家庭目前场景(夜晚/白天/有人/无人等),以自动调节自己的工作状态。物联网应用于家庭生活,可以推动数字家庭生活新空间。 2、RFID系统由哪几部分组成,各部分功能是什么 最基本的RFID系统,由标签(Tag)、阅读器(Reader)及天线(Antenna)三部分组成,实际应用时需与计算机及应用系统相结合。 各部分功能如下 标签(Tag)由耦合原件及芯片组成,每个标签具有唯一的垫资编码,附着在物体上以标识目标对象。 阅读器(Reader)读取(有时还可以写入)标签信息的设备,可以设计为手持式或固定式。 天线(Antenna)在标签和读取器间传递射频信号。 3、分别阐述什么是物联网、传感网、泛在网 (1)物联网 物联网(The Internet of Things)的概念是在1999年提出的,它的定义是利用二维码、射频识别(RFID)、各类传感器/敏感器件等技术和设备,使物体与互联网等各类网络相连,获取无处不在的现实世界的信息,实现物与物、物与人之间的信息交互,支持智能的信息化应用,实现信息基础设施与物理基础设施的全面融合,最终形成统一的智能基础设施。从本质上看,物联网是架构在网络上的一种联网应用和通信的能力。 物联网把新一代IT技术充分运用到各行各业之中,具体地说,就是把传感器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、大坝、供水系统、油气管道等各种物体中,然后将“物联网”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,存在能力超级强大的中心计算机群,能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实时的管理和控制,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,提高资源利用率和生产力水平,改善人与自然间的关系。 (2)传感网 传感网(Sensor Network)是指“随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信单元的微小节点,通过自组织的方式构成的无线网”。现在谈到的传感网,一般是指无线传感器网络,即Wireless Sensor Network(WSN)。 无线传感网由许多功能相同或不同的无线传感器节点组成,每一个传感器节点由数据采集模 块(传感器、A/D转换器)、数据处理和控制模块(微处理器、存储器)、通信模块(无线收发器)和供电模块(电池、DC/AC能量转换器)构成。其中,数据采集模块主要就是各种各样的传感器,现有传感器的种类非常多,常见到有温度传感器、压力传感器、湿度传感器、震动传感器、位移传感器、角度传感器等。 (3)泛在网 泛在网(Ubiquitous Network)也被称作无所不在的网络。泛在网将4A作为其主要特征,即可以实现在任何时间(Anytime)、任何地点(Anywhere)、任何人(Anyone)、任何物(Anything )都能方便地通信。因此泛在网内涵上更多的是以人为核心,关注可以随时随地获取各种信息,几乎包含了目前所有的网络概念和研究范畴。 与传统电信网络相比,泛在网至少有3个显著区别从人和人之间的网络到人和物、物和物 之间的网络;从有许可的网络到无许可的网络;从单一的网络到融合的网络。有几类重要的技术,如M2M、传感网、近程通信和RFID的发展支持了泛在网这一应用概念。 4、物联网的体系架构分为那几层,各层的关键技术有哪些 物联网的体系架构分为3层,即感知层、传送层和应用层。 感知层的关键技术就是传感器技术和短距离传输网络技术,例如RFID标签和用来识别RFID信息的扫描仪、视频采集的摄像头、各种传感器、传感和控制技术、短距离无线通信技术以及短距离传输技术组成的无线传感器网等,这些构成了物联网干基层的主要技术,在实现这些技术的过程中,又包括了芯片研发、通信协议研究、RFID材料、智能节点供电等细分领域。 传送层的关键技术既包括现有的通信技术,如2G/3G移动通信技术、有线宽带技术、PSTN技术、Wi-Fi通信技术等;也包括终端技术,如实现传感网与通信网结合的网关设备、为各种行业终端提供通信能力的通信模块等。 应用层主要是基于软件技术和计算机技术来实现,该层的关键技术主要是基于软件的各种数据处理技术,此外云计算技术作为海量数据的存储、分析平台,也将是物联网应用层的重要组成部分。应用层是物联网发展的目的,各行业和家庭应用的开发将会推动物联网的普及,也给整个物联网带来利润。 4、请阐述物联网未来的发展方向 趋势一中国物联网产业的发展是以应用为先导,存在着从公共管理和服务市场,到企业,行业应用市场,再到个人家庭市场逐步发展成熟的细分市场递进趋势。目前,物联网产业在中国还是处于前期的概念导入期和产业链逐步形成阶段,没有成熟的技术标准和完善的技术体系,整 体产业处于酝酿阶段。此前,RFID市场一直期望在物流零售等领域取得突破,但是由于涉及的产业链过长,产业组织过于复杂,交易成本过高,产业规模有限,成本难于降低等问题使得整体市场成长较为缓慢。物联网概念提出以后面向具有迫切需求的公共管理和服务领域,以政府应用示范项目带动物联网市场的启动将是必要之举。进而随着公共管理和服务市场应用解决方案的不断成熟、企业集聚、技术的不断整合和提升逐步形成比较完整的物联网产业链,从而将可以带动各行业大型企业的应用市场。待各个行业的应用逐渐成熟后,带动各项服务的完善、流程的改进个,人应用市场才会随之发展起来。 趋势二物联网标准体系是一个渐进发展成熟的过程,将呈现从成熟应用方案提炼形成行业标准,以行业标准带动关键技术标准,逐步演进形成标准体系的趋势。物联网概念涵盖众多技术、众多行业、众多领域,试图制定一套普适性的统一标准几乎是不可能的。物联网产业的标准将是一个涵盖面很广的标准体系,将随着市场的逐渐发展而发展和成熟。在物联网产业发展过程中,单一技术的先进性并不一定保证其标准一定具有活力和生命力,标准的开放性和所面对的市场的大小是其持续下去的关键和核心问题。随着物联网应用的逐步扩展和市场的成熟,哪一个应用占有的市场份额更大,该应用所衍生出来的相关标准将更有可能成为被广泛接受的事实标准。 趋势三随着行业应用的逐渐成熟,新的通用性强的物联网技术平台将出现。物联网的创新是应用集成性的创新,一个单独的企业是无法完全独立完成一个完整的解决方案的,一个技术成熟、服务完善、产品类型众多、应用界面友好的应用,将是由设备提供商、技术方案商、运营商、服务商协同合作的结果。随着产业的成熟,支持不同设备接口、不同互联协议、可集成多种服务的共性技术平台将是物联网产业发展成熟的结果。物联网时代,移动设备、嵌入式设备、互联网服务平台将成为主流。随着行业应用的逐渐成熟,将会有大的公共平台、共性技术平台出现。无论终端生产商、网络运营商、软件制造商、系统集成商、应用服务商,都需要在新的一轮竞争中寻找各自的重新定位。 趋势四针对物联网领域的商业模式创新将是把技术与人的行为模式充分结合的结果。物联网将机器人社会的行动都互联在一起,新的商业模式出现将是把物联网相关技术与人的行为模式充分结合的结果。中国具有领先世界的制造能力和产业基础,具有五千年的悠久文化,中国人具有逻辑理性和艺术灵活性兼具的个性行为特质,物联网领域在中国一定可以产生领先于世界的新的商业模式。 5、举例说明物联网如何应用于环保领域。 物联网在环保领域主要应用于环境数据监测、污染源在线监控等方面,对水源保护和治理、污染源管理、空气质量、土壤环境等具有重要作用。 (1)物联网应用于水源保护系统 核心需求监测点分散、数据不及时不完整、影响人们日常饮水安全。 主要功能安装传感器和无线设备进行数据采集和传输,在易受污染区域可安装摄像头进行视频监控,实现数据的实时采集、视频监控、自动告警、数据存储、统计与打印、报表生成、GIS电子地图等。 (2)物联网应用于污染源在线监测系统 核心需求已建的污染源自动监控系统覆盖面小、联网率不高、发现污染源的实时性不强。 主要功能实时数据监控、动态视频监控、数据统计、查询、告警管理、设备查询、GIS电子地图等。 6、国内通信建设企业在物联网产业链中担任什么样的角色 在物联网产业链中,国内通信建设企业扮演着一个重要的角色,由于物联网与国内通信建设企业所擅长的专业领域关系紧密,发展物联网离不开互联网、移动网等通信网络的建设,这些正是国内通信建设企业的特长和优势所在。 (1)基础通信网络的建设者 (2)物联网络的建设者 (3)物联网管理平台的建设者 (4)物联网应用系统的集成者 (5)标准共建的重要参与者 7、“感知中国”和“智慧的地球”的含义。 2009年8月7日,我国国家领导人视察中科院无锡微纳传感网工程技术研发中心,提出“在传感网发展中,要早一点谋划未来,早一点攻破核心技术”,“在国家重大科技专项中,加快推进传感网发展”,并且明确要求尽快建立中国的传感信息中心,或者叫“感知中国”中心,这就是“感知中国”的由来。 “感知中国”就是以信息化带动产业化,并在诸多领域进行突破,从传感到认知,注重政府主导下的全面规划,在国家重大科技专项中,加快推进传感网的发展,尽快建立中国的传感信息中心。 “智慧的地球”是由IBM公司于2008年基于进入21世纪后对社会变化、科技发展、市场实践和全球面临的重大问题进行总结和分析后得出的结论。它的核心是以一种更智慧的方法,通过利用新一代信息技术来改变政府、公司和人们相互交互的方式,以提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度。它主张实现更透彻的感知、更全面的互联互通和更深入的智能化,具体如下 (1)更透彻的感知通过各种传感器设备,系统可以随时感知、测量、捕获信息,所有信息都可以被快速获取并进行分析。 (2)更全面的互联互通通过有线、无线等各种通信网络,将收集的分散信息及数据连接起来,进行交互和多放共享。 (3)更深入的智能化利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术,对海量的数据和信息进行分析和处理,对物体实施智能化的控制。 8、阐述RFID技术的含义与RFID系统构成 (1)什么是RFID技术 RFID是Radio Frequency IDentification的缩写,即射频识别,俗称电子标签。RFID是一种非接触式的自动化识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无需人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。 RFID与互联网、通信、定位等技术相结合,可实现全球范围内的物资跟踪与信息共享。RFID已广泛应用于人员定位、特殊物品管理、生产线管理、物流系统管理、远程抄表、门禁管理、固定资产管理、电子支付等众多领域。 (2)RFID系统构成 最基本的RFID系统,由标签(Tag)、阅读器(Reader)及天线(Antenna)三部分组成,实际应用时需与计算机及应用系统相结合。 标签(Tag)由耦合原件及芯片组成,每个标签具有唯一的垫资编码,附着在物体上以标识目标对象。 阅读器(Reader)读取(有时还可以写入)标签信息的设备,可以设计为手持式或固定式。 天线(Antenna)在标签和读取器间传递射频信号。 9.分析国内物联网发展的挑战和制约因素有哪些 第一,行业标准滞后,各行业标准繁杂。 第二改造成本高,社会效益显著贰盈利性较弱。 第三,我国物联网技术处于低端水平。 第四,产业链上下游缺乏清晰共赢的商业模式,制约规模化推广。 第五,目前需求主要受政策驱动,来自企业的需求还比较初级。 第六,个别企业有垄断产业链的行为。
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