第1章習(xí)題與答案1．說明物聯(lián)網(wǎng)的定義。答：通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議、把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)概念。2．物聯(lián)網(wǎng)有什么特點？答：全面感知、可靠傳遞、智能處理3．說明物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)及各層次的功能。答：物聯(lián)網(wǎng)通常被公認(rèn)為有3個層次，從下到上依次是感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。物聯(lián)網(wǎng)的感知層主要完成信息的采集、轉(zhuǎn)換和收集；網(wǎng)絡(luò)層主要完成信息傳遞和處理；應(yīng)用層主要完成數(shù)據(jù)的管理和數(shù)據(jù)的處理，并將這些數(shù)據(jù)與各行業(yè)應(yīng)用的結(jié)合。4．說明物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系架構(gòu)及各層次的關(guān)鍵技術(shù)。答：物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系框架包括感知層技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)、應(yīng)用層技術(shù)和公共技術(shù)。感知層是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和應(yīng)用的基礎(chǔ)，包括傳感器等數(shù)據(jù)采集設(shè)備，是數(shù)據(jù)接入到網(wǎng)關(guān)前的傳感器網(wǎng)絡(luò)RFID技術(shù)、傳感控制技術(shù)、短距離無線通訊技術(shù)是感知層涉及的主要技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層一般建立在現(xiàn)有的移動通訊網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)之上。實現(xiàn)更加廣泛的互聯(lián)功能。關(guān)鍵技術(shù)：包含了現(xiàn)有的通信技術(shù)，如移動通信技術(shù)、有線寬帶技術(shù)、公共交換電話網(wǎng)（PSTN）技術(shù)、Wi-Fi通信技術(shù)等，也包含了終端技術(shù)，如實現(xiàn)傳感網(wǎng)與通信網(wǎng)結(jié)合的網(wǎng)橋設(shè)備、為各種行業(yè)終端提供通信能力的通信模塊等。應(yīng)用層主要包含應(yīng)用支撐平臺子層和應(yīng)用服務(wù)子層。其中應(yīng)用支撐平臺子層用于支撐跨行業(yè)、跨應(yīng)用、跨系統(tǒng)之間的信息協(xié)同、共享、互通的功能。主要是基于軟件的各種數(shù)據(jù)處理技術(shù)，此外\o"云計算"云計算技術(shù)作為海量數(shù)據(jù)的存儲、分析平臺，也將是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的重要組成部分。5．說明物聯(lián)網(wǎng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域及應(yīng)用前景。答：物聯(lián)網(wǎng)有著巨大的應(yīng)用前景，被認(rèn)為是將對21世紀(jì)產(chǎn)生巨大影響力的技術(shù)之一。物聯(lián)網(wǎng)從最初的軍事偵察等無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，逐漸發(fā)展到環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療衛(wèi)生、智能交通、智能電網(wǎng)、建筑物監(jiān)測等應(yīng)用領(lǐng)域。隨著傳感器技術(shù)、無線通信技術(shù)、計算技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，各種物聯(lián)網(wǎng)將遍布我們的生活中。

第2章習(xí)題與答案1.什么是傳感器？傳感器是由哪幾部分組成？說明各部分的作用。答：傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件和裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。傳感器通常是由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和轉(zhuǎn)換電路組成，如圖所示。敏感元件：直接感受被測量，并輸出與被測量成確定關(guān)系的物理量。轉(zhuǎn)換元件：敏感元件的輸出就是它的輸入，摶換成電路參量。轉(zhuǎn)換電路：上述電路參數(shù)接入基本轉(zhuǎn)換電路，便可轉(zhuǎn)換成電量輸出。2．傳感器分類有哪幾種？各有什么特點？答：1）根據(jù)傳感器工作原理，傳感器可以分為物理傳感器和化學(xué)傳感器兩大類。物理傳感器是應(yīng)用了物理效應(yīng)，諸如壓電效應(yīng)、磁致伸縮現(xiàn)象、離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。被測信號的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號。化學(xué)傳感器包括那些化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器，被測信號的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號。2）按照傳感器的作用，可以分為：壓力敏和力敏傳感器、位置傳感器、液面?zhèn)鞲衅鳌⒛芎膫鞲衅鳌⑺俣葌鞲衅鳌⒓铀俣葌鞲衅鳌⑸渚€輻射傳感器、熱敏傳感器等。3）按照傳感器的工作原理，可分為：振動傳感器、濕敏傳感器、磁敏傳感器、氣敏傳感器、真空傳感器、生物傳感器等。4）按輸出信號標(biāo)準(zhǔn)可以將傳感器分為：模擬傳感器（將被測量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成模擬電信號）、數(shù)字傳感器（將被測量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸出，包括直接和間接轉(zhuǎn)換）、膺數(shù)字傳感器（將被測量的信號轉(zhuǎn)換成頻率信號或短周期信號輸出，包括直接和間接轉(zhuǎn)換）、開關(guān)傳感器（當(dāng)一個被測量的信號達(dá)到某個特定的閾值時，傳感器相應(yīng)地輸出一個設(shè)定低電平或高電平信號）。5）按傳感器制造工藝可以分為：集成傳感器、薄膜傳感器、厚膜傳感器、陶瓷傳感器等。集成傳感器是用標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)半導(dǎo)體集成電路的工藝技術(shù)制造的。通常還將用于初步處理被測信號的部分電路也集成在同一芯片上。薄膜傳感器則是通過沉積在介質(zhì)襯底(基板)上的，相應(yīng)敏感材料的薄膜形成的。使用混合工藝時，同樣可將部分電路制造在此基板上。厚膜傳感器是利用相應(yīng)材料的漿料，涂覆在陶瓷基片上制成的，基片通常是Al2O3制成的，然后進(jìn)行熱處理，使厚膜成形。陶瓷傳感器采用標(biāo)準(zhǔn)的陶瓷工藝或其某種變種工藝(溶膠-凝膠等)生產(chǎn)。3．簡述電容式傳感器、電感式傳感器、霍爾傳感器、光纖傳感器的工作原理。答：1）電容式傳感器的工作原理由絕緣介質(zhì)分開的兩個平行金屬板組成的平板電容器，如果不考慮邊緣效應(yīng)，其電容量為當(dāng)被測參數(shù)變化使得S、d或ε發(fā)生變化時，電容量C也隨之變化。如果保持其中兩個參數(shù)不變，而僅改變其中一個參數(shù)，就可把該參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化，通過測量電路就可轉(zhuǎn)換為電量輸出。2）電感式傳感器的工作原理是基于電磁感應(yīng)原理，它把被測量轉(zhuǎn)化為電感量變化的一種裝置。3）霍爾傳感器是一種磁電式傳感器。霍爾元件賴以工作的物理基礎(chǔ)是霍爾效應(yīng)。霍爾效應(yīng)是半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中，磁場方向垂直于薄片，當(dāng)有電流I流過薄片時，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動勢EH，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。流入激勵電流端的電流I越大、作用在薄片上的磁感應(yīng)強(qiáng)度B越強(qiáng)，霍爾電勢也就越高。霍爾電勢EH可表示為：EH=KHIB，kH為靈敏度系數(shù)，與載流材料的物理性質(zhì)和幾何尺寸有關(guān)，表示在單位磁感應(yīng)強(qiáng)度和單位控制電流時的霍爾電勢的大小。4）光纖傳感器原理是研究光在調(diào)制區(qū)內(nèi)，外界信號（溫度、壓力、應(yīng)變、位移、振動、電場等）與光的相互作用，即研究光被外界參數(shù)的調(diào)制原理。外界信號可能引起光的強(qiáng)度、波長、頻率、相位、偏振態(tài)等光學(xué)性質(zhì)的變化，從而形成不同的調(diào)制。4．說明無線傳感器的定義以及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的組成部分。答：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)集中了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)和無線通信技術(shù)，能協(xié)作地感知、收集和測控各種環(huán)境下的感知對象，通過對感知信息的協(xié)作式數(shù)據(jù)處理，獲得感知對象的準(zhǔn)確信息，然后通過AdHoc方式傳送給需要這些信息的用戶。協(xié)作地感知、采集、處理、發(fā)布感知信息是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本功能。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量具有無線通信和數(shù)據(jù)處理能力的傳感器節(jié)點組成的。傳感器節(jié)點一般由傳感器、處理器、無線收發(fā)器和電源組成，有的還包括定位裝置和移動裝置。5．無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有哪些特點？答：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有許多顯著的特點：1）傳感器節(jié)點數(shù)量大，密度高，采用空間位置尋址。2）傳感器節(jié)點的能量、計算能力和存儲容量有限。3）傳感器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)易變化，具有自組織能力。4）無線傳感網(wǎng)具有自動管理和高度協(xié)作性。5）無線傳感器節(jié)點具有數(shù)據(jù)融合能力6）傳感肉是以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)。7）無線傳感網(wǎng)存在諸多安全威脅。6．傳感器節(jié)點由哪些部分組成？答：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點主要完成信息采集、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)回傳等功能，其硬件平臺主要包括微控制器、通信模塊、傳感器和供電單元等幾部分。其節(jié)點硬件系統(tǒng)框圖如圖所示。7．什么是RFID？簡述RFID的技術(shù)組成。答：RFID技術(shù)是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象，可快速地進(jìn)行物品追蹤和數(shù)據(jù)交換。最基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成：電子標(biāo)簽(Tag)也就是應(yīng)答器(TransPonder，即射頻卡)：由耦合元件及芯片組成，標(biāo)簽含有內(nèi)置天線，用于和射頻天線間進(jìn)行通信。閱讀器：讀取(在讀寫卡中還可以寫入)標(biāo)簽信息的設(shè)備。天線：在標(biāo)簽和閱讀器間傳遞射頻信號。RFID系統(tǒng)組成如圖所示。8．說明RFID基本工作原理及工作頻率。答：RFID系統(tǒng)的工作原理如下：閱讀器將要發(fā)送的信息，經(jīng)編碼后加載在某一頻率的載波信號上經(jīng)天線向外發(fā)送，進(jìn)入閱讀器工作區(qū)域的電子標(biāo)簽接收此脈沖信號，卡內(nèi)芯片中的有關(guān)電路對此信號進(jìn)行調(diào)制、解碼、解密，然后對命令請求、密碼、權(quán)限等進(jìn)行判斷。若為讀命令，邏輯控制模塊則從存儲器中讀取有關(guān)信息，經(jīng)加密、編碼、調(diào)制后通過卡內(nèi)天線再發(fā)送給閱讀器，閱讀器對接收到的信號進(jìn)行解調(diào)、解碼、解密后送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理，若為修改信息的寫命令，有關(guān)邏輯控制引起的內(nèi)部電荷泵提升工作電壓，提供擦寫EEPROM中的內(nèi)容進(jìn)行改寫，若經(jīng)判斷其對應(yīng)的密碼和權(quán)限不符，則返回出錯信息。其原理框圖如圖所示。RFID系統(tǒng)發(fā)送的載波頻率基本上劃分為三個范圍：低頻段：30KHz-300KHz；中高頻段：3MHz-30MHz:；超高頻段或微波：433.05MHz-434.79MHz或850MHz一910MHz或2.45GHz。9．簡述RFID的分類。答：RFID系統(tǒng)可以從多種角度進(jìn)行分類，主要包括按載波頻率劃分、按電子標(biāo)簽供電形式劃分、按電子標(biāo)簽可讀寫性劃分和按數(shù)據(jù)通信方式劃分。1）按載波頻率劃分：低頻段：30KHz-300KHz；中高頻段：3MHz-30MHz:；超高頻段或微波：433.05MHz-434.79MHz或850MHz一910MHz或2.45GHz。2）按電子標(biāo)簽工作所需能量的供給方式分：無源、有源以及半無源系統(tǒng)。3）按電子標(biāo)簽內(nèi)部使用的存儲器類型分：為可讀寫(RW)標(biāo)簽、一次寫入多次讀出(WORM)標(biāo)簽和只讀(RO)標(biāo)簽三種。4）按數(shù)據(jù)在RFID系統(tǒng)中閱讀器與電子標(biāo)簽之間的通信方式分：半雙工(HDX)系統(tǒng)、全雙工(FDX)系統(tǒng)、時序(SEQ)系統(tǒng)。10．說明在RFID系統(tǒng)中電子標(biāo)簽的組成及工作流程。答：電子標(biāo)簽的組成：電子標(biāo)簽的工作流程圖：11．說明在RFID系統(tǒng)中閱讀器的組成及工作流程。答：閱讀器的組成：閱讀器的工作流程：12．什么是條形碼技術(shù)？其核心是什么？答：條形碼技術(shù)是在計算機(jī)技術(shù)與信息技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門集編碼、印刷、識別、數(shù)據(jù)采集和處理于一身的新興技術(shù)。其核心內(nèi)容是利用光電掃描設(shè)備識讀條碼符號，從而實現(xiàn)機(jī)器的自動識別，并快速準(zhǔn)確地將信息錄入到計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。13．說明一維條形碼和二維條形碼的組成及特點。答：一維條形碼由一組按一定編碼規(guī)則排列的條、空符號組成，表示一定的字符、數(shù)字及符號信息。一維條形碼的特點：（1）一維條形碼技術(shù)相對成熟；（2）信息容量比較小；（3）一維條形碼無法表示漢字或者圖像信息。二維條形碼可以從水平、垂直兩個方向來獲取信息。二維條形碼具有以下幾個特點：（1）存儲量大。（2）抗損性強(qiáng)。（3）安全性高。（4）可傳真和影印。（5）印刷多樣性。（6）抗干擾能力強(qiáng)。（7）碼制更加豐富。14．簡述二維條形碼的發(fā)展趨勢。答：二維條形碼技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)為三方面的趨勢：一是出現(xiàn)了信息密集度更高的編碼方案，增強(qiáng)了條碼技術(shù)信息輸入的功能；二是發(fā)展了小型、微型、高質(zhì)量的硬件和軟件，使條碼技術(shù)實用性更強(qiáng)，擴(kuò)大了應(yīng)用領(lǐng)域：三是與其他技術(shù)相互滲透、相互促進(jìn)，這將改變傳統(tǒng)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能，擴(kuò)展條碼系統(tǒng)的功能。15．位置信息主要有哪些要素？答：位置信息主要有三大要素：所在的地理位置（空間坐標(biāo)）；處在該地理位置的時刻（時間坐標(biāo)）；處在該地理位置的對象（身份信息）。也就是說位置信息承載了“時間”、“空間”、“人物”三大關(guān)鍵信息。16．常用的定位分為哪幾類？答：常用的定位方法一般分為兩類：一類是基于衛(wèi)星導(dǎo)航的定位；另一類是基于參考點的基站定位。17．定位技術(shù)的關(guān)鍵是什么？答：定位技術(shù)的關(guān)鍵：有一個或多個已知坐標(biāo)的參考點；測量待定物體與已知參考點的空間關(guān)系。18．常用的定位技術(shù)是什么？答：常見定位技術(shù)：基于距離（時間）的定位（ToA）；基于距離（時間）差的定位（TDoA）；基于接收信號強(qiáng)度的定位(RSSI)。19.人眼睛的外觀圖由哪些部分構(gòu)成？人眼睛的外觀圖由鞏膜、虹膜、瞳孔三部分構(gòu)成。20.虹膜位于什么之間？包含了什么？占據(jù)多少？虹膜位于鞏膜和瞳孔之間，包含了最豐富的紋理信息，占據(jù)65%。21.人體基因表達(dá)決定了虹膜的哪些方面？人體基因表達(dá)決定了虹膜的形態(tài)、生理、顏色和總的外觀。22.虹膜識別就是通過什么來確定人們的身份？虹膜識別就是通過對比虹膜圖像特征之間的相似性來確定人們的身份。23.虹膜識別系統(tǒng)通常包括哪些步驟？虹膜識別系統(tǒng)通常包括以下步驟：虹膜圖像獲取、圖像預(yù)處理、特征提取、特征匹配。24.虹膜識別有哪些特點？①高精度。由于虹膜紋理的獨(dú)特性和復(fù)雜性，虹膜識別的誤識率極低，提供了非常高的識別精度。②難以偽造。與指紋或面部識別相比，虹膜更難被復(fù)制或偽造，因此虹膜識別系統(tǒng)的安全性更高。③穩(wěn)定性。虹膜紋理在個體一生中保持穩(wěn)定，不受年齡、健康狀況或其他外部因素的影響。④非接觸性。虹膜識別通常不需要直接接觸，用戶可以在一定距離內(nèi)通過攝像頭完成身份驗證，這在衛(wèi)生和便利性方面具有優(yōu)勢。⑤快速識別。現(xiàn)代虹膜識別系統(tǒng)能夠在幾秒鐘內(nèi)完成識別過程，提供快速的用戶體驗。=6\*GB3⑥可擴(kuò)展性。虹膜識別技術(shù)可以與其他生物識別技術(shù)（如指紋或面部識別）結(jié)合使用，提供多模態(tài)認(rèn)證，進(jìn)一步增強(qiáng)安全性。25.指紋總體特征是什么？包括哪些內(nèi)容？總體特征是指那些用人眼直接就可以觀察到的特征。包括紋形、模式區(qū)、核心點、三角點和紋數(shù)等。26.什么指紋局部特征？局部特征是指指紋上節(jié)點的特征，這些具有某種特征的節(jié)點稱為細(xì)節(jié)特征或特征點。27.特征點的參數(shù)有哪些？特征點的參數(shù)包括：方向（節(jié)點可以朝著一定的方向）、曲率（描述紋路方向改變的速度）、位置（節(jié)點的位置通過x/y坐標(biāo)來描述，可以是絕對的，也可以是相對于三角點或特征點的）。28.指紋識別技術(shù)可分為哪兩類？指紋識別技術(shù)可分為驗證和辨識。29.指紋圖像采集設(shè)備基本上基于哪三種技術(shù)基礎(chǔ)？指紋圖像采集設(shè)備基本上基于三種技術(shù)基礎(chǔ)：光學(xué)技術(shù)、半導(dǎo)體硅技術(shù)、超聲波技術(shù)。30.人臉識別技術(shù)原理主要是哪三大步驟？首先建立一個包含大批量人臉圖像的數(shù)據(jù)庫，其來源是自傳照片、身份證讀卡器、公安人臉比對接；其次通過各種方式來獲得當(dāng)前要進(jìn)行識別的目標(biāo)人臉圖像；然后將目標(biāo)人臉圖像與數(shù)據(jù)庫中既有的人臉圖像進(jìn)行比對和篩選。31.人臉識別技術(shù)的流程則主要包含哪些部分？人臉圖像的采集與檢測、人臉圖像的預(yù)處理、人臉圖像特征提取、人臉識別和活體鑒別。32.人臉檢測的主要指標(biāo)有哪些？①檢測率：識別正確的人臉/圖中所有的人臉。檢測率越高，檢測模型效果越好；②誤檢率：識別錯誤的人臉/識別出來的人臉。誤檢率越低，檢測模型效果越好；③漏檢率：未識別出來的人臉/圖中所有的人臉。漏檢率越低，檢測模型效果越好；④速度：從采集圖像完成到人臉檢測完成的時間。時間越短，檢測模型效果越好。33.人臉檢測方法主要可分為哪三類？分別是基于膚色模型的檢測、基于邊緣特征的檢測、基于統(tǒng)計理論方法。34.說明人臉圖像預(yù)處理的過程。（1）人臉對準(zhǔn)（得到人臉位置端正的圖像）；（2）人臉圖像的光線補(bǔ)償，灰度變換、直方圖均衡化、歸一化（取得尺寸一致，灰度取值范圍相同的標(biāo)準(zhǔn)化人臉圖像）；（3）幾何校正、中值濾波（圖片的平滑操作以消除噪聲）以及銳化等。35.提取是人臉識別系統(tǒng)可使用人臉圖像特征有哪些？人臉圖像特征提取是人臉識別系統(tǒng)可使用的特征通常分為視覺特征、像素統(tǒng)計特征、人臉圖像變換系數(shù)特征、人臉圖像代數(shù)特征等。

第三章習(xí)題與答案1．什么是通信？答：通信是將信息從發(fā)信者傳遞給在另一個時空點的收信者。2．通信系統(tǒng)一般由哪些組成部分？畫出通信系統(tǒng)的組成框圖。答：通信系統(tǒng)一般是由信源、發(fā)送設(shè)備、信道（或傳輸媒質(zhì)）、接收設(shè)備和信宿5部分組成的。發(fā)送設(shè)備發(fā)送設(shè)備信源信道接收設(shè)備信宿噪聲源（發(fā)送端）（接收端）3．畫出模擬通信系統(tǒng)組成框圖。調(diào)制器調(diào)制器信源信道解調(diào)器信宿噪聲源（發(fā)送端）（接收端）4．畫出數(shù)字通信系統(tǒng)的組成框圖并說明主要部分的作用。5.什么是并行通信和串行通信？答：串行通信是數(shù)字序列以串行方式一個碼元接一個碼元地在一條信道上傳輸。并行通信是將代表信息的數(shù)字序列以成組的方式在兩條或兩條以上的并行信道上同時傳輸，6.什么是基帶通信和頻帶通信？答：在數(shù)字信號頻譜中，把直流（零頻）開始到能量集中的一段頻率范圍稱為基本頻帶，簡稱為基帶。數(shù)字信號被稱為數(shù)字基帶信號，在信道中直接傳輸基帶信號就稱為基帶傳輸。頻帶傳輸就是先將基帶信號變換（調(diào)制）成便于在模擬信道中傳輸?shù)摹⒕哂休^高頻率范圍的模擬信號（稱為頻帶信號），再將這種頻帶信號在模擬信道中傳輸。7.什么是同步通信和異步通信？答：同步通信是發(fā)送方發(fā)出數(shù)據(jù)后，等接收方發(fā)回響應(yīng)以后才發(fā)下一個數(shù)據(jù)包的通信方式。異步通信是發(fā)送方發(fā)出數(shù)據(jù)后，不等接收方發(fā)回響應(yīng)，接著發(fā)送下個數(shù)據(jù)包的通信方式。8.說明異步通信的工作原理。答：發(fā)送請求：異步通信的第一步是發(fā)送請求，請求可以是網(wǎng)絡(luò)請求、文件讀寫請求、數(shù)據(jù)庫請求等。發(fā)送請求后，程序不會阻塞等待響應(yīng)，而是繼續(xù)執(zhí)行其他任務(wù)。接收請求：接收請求的程序會將請求放入隊列中，等待處理。在處理請求之前，程序不會阻塞等待請求的到來。處理請求：處理請求的程序會從隊列中取出請求，并進(jìn)行處理。處理請求的過程可能需要一定的時間，但不會影響其他任務(wù)的執(zhí)行。發(fā)送響應(yīng)：處理請求完成后，程序會發(fā)送響應(yīng)。響應(yīng)可以是網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)、文件讀寫響應(yīng)、數(shù)據(jù)庫響應(yīng)等。發(fā)送響應(yīng)后，程序不會阻塞等待響應(yīng)的返回。接收響應(yīng)：接收響應(yīng)的程序會將響應(yīng)放入隊列中，等待處理。在處理響應(yīng)之前，程序不會阻塞等待響應(yīng)的到來。處理響應(yīng)：處理響應(yīng)的程序會從隊列中取出響應(yīng)，并進(jìn)行處理。處理響應(yīng)的過程可能需要一定的時間，但不會影響其他任務(wù)的執(zhí)行。9.同步通信和異步通信有什么區(qū)別？答：①同步通信要求接收端時鐘頻率和發(fā)送端時鐘頻率一致，發(fā)送端發(fā)送連續(xù)的比特流;異步通信時不要求接收端時鐘和發(fā)送端時鐘同步，發(fā)送端發(fā)送完一個字節(jié)后，可經(jīng)過任意長的時間間隔再發(fā)送下一個字節(jié)。②同步通信效率高;異步通信效率較低。③同步通信較復(fù)雜，雙方時鐘的允許誤差較小;異步通信簡單，雙方時鐘可允許一定誤差。④同步通信可用于點對多點;異步通信只適用于點對點。串行通信分為兩種類型：同步通信方式和異步通信方式。但一般多用異步通信方式，主要因為接受和發(fā)送的時鐘是可以獨(dú)立的這樣有利于增加發(fā)送與接收的靈活性。10．簡述移動通信的特點。答：移動通信屬于無線通信特點：電磁波傳播的路徑比較復(fù)雜。移動通信是在強(qiáng)干擾環(huán)境下工作。移動通信具有多普勒效應(yīng)。④用戶在經(jīng)常地移動11．GSM移動電話由哪些部分組成？答：

GSM移動電話系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)（NSS）、基站子系統(tǒng)（BSS）、操作維護(hù)中心（OMC）和移動臺（MS）等四大部分組成，如圖所示。12．CDMA移動通信的主要特點是什么？答：

CDMA移動通信主要特點：①系統(tǒng)容量高。②越區(qū)軟切換，切換的成功率高。③CDMA的保密性好。④CDMA手機(jī)符合環(huán)保的要求。⑤覆蓋范圍大。⑥CDMA的話音音質(zhì)好。⑦可提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。⑧CDMA系統(tǒng)可以實現(xiàn)向第三代移動通信系統(tǒng)平滑過渡。13．說明移動通信技術(shù)發(fā)展過程。答：1G時代：只能語音傳輸。2G時代：手機(jī)能上網(wǎng)了。G時代：隨時隨地?zé)o線上網(wǎng)。4G時代：比撥號上網(wǎng)快2000倍。5G時代：萬物互聯(lián)。14．5G關(guān)鍵技術(shù)有哪些？答：５Ｇ關(guān)鍵技術(shù)有：（1）高頻段傳輸（2）新型多天線傳輸（3）同時同頻全雙工（4）終端直通技術(shù)（D2D）（5）密集網(wǎng)絡(luò)（6）新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)15．什么是藍(lán)牙技術(shù)？藍(lán)牙技術(shù)有什么特點？答：藍(lán)牙是一種短距離的無線連接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的代稱，藍(lán)牙的實質(zhì)內(nèi)容就是要建立通用的無線電空中接口及其控制軟件的公開標(biāo)準(zhǔn)。藍(lán)才技術(shù)的特點：(a)采用跳頻技術(shù)，抗信號衰落；(b)采用快跳頻和短分組技術(shù)，減少同頻干擾，保證傳輸?shù)目煽啃裕?c)采用前向糾錯（FEC）編碼技術(shù)，減少遠(yuǎn)距離傳輸時的隨機(jī)噪聲影響；(d)使用2.4GHz的ISM（即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)）頻段，無需中請許可證；(e)采用FM調(diào)制方式，降低設(shè)備的復(fù)雜性。16．簡述藍(lán)牙技術(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及藍(lán)牙系統(tǒng)的功能單元。答：藍(lán)牙技術(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為三大部分：底層硬件模塊、中間協(xié)議層和高層應(yīng)用。藍(lán)牙系統(tǒng)一般有四個功能單元組成：①無線射頻單元：藍(lán)牙系統(tǒng)的天線發(fā)射功率符合FCC關(guān)于ISM波段的要求。由于采用擴(kuò)頻技術(shù)，發(fā)射功率可增加到100mW。系統(tǒng)的最大跳頻速率為1600跳／秒，在2.402GHz～2.480GHz之間，采用79個1MHz帶寬的頻點。系統(tǒng)的設(shè)計通信距離為0.1～10m，如果增加發(fā)射功率，這一距離也可以達(dá)到100m。②連接控制單元：連接控制單元（即基帶）描述了數(shù)字信號處理的硬件部分--鏈路控制器，它實現(xiàn)了基帶協(xié)議和其他的底層連接規(guī)程。③鏈路管理：鏈路管理器（LM）軟件實現(xiàn)鏈路的建立、認(rèn)證及鏈路配置等。鏈路管理器可發(fā)現(xiàn)其他的鏈路管理器，并通過連接管理協(xié)議（LMP）建立通信聯(lián)系，LM利用鏈路控制器（LC）提供的服務(wù)實現(xiàn)上述功能。④軟件結(jié)構(gòu)：藍(lán)牙的軟件體系是一個獨(dú)立的操作系統(tǒng)，不與任何操作系統(tǒng)捆綁；適用于幾種不同商用操作系統(tǒng)的藍(lán)牙規(guī)范正在完善中。17．ZigBee研究的內(nèi)容和實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)是什么？答：采用Atmel公司的2.4GHz的ZigBee收發(fā)芯片AT86RF230和AVR單片機(jī)Mega1281來構(gòu)建無線通信功能模塊，期望對ZigBee系統(tǒng)的工作原理、基本協(xié)議有深入的分析和應(yīng)用創(chuàng)新。所要實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)有：①低功耗、高性能的模塊電路設(shè)計。②ZigBee協(xié)議棧的設(shè)計。③CSMA/CA算法的實現(xiàn)。④網(wǎng)絡(luò)路由算法的實現(xiàn)。18．簡述ZigBee技術(shù)體系結(jié)構(gòu)及ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。答：在ZigBee技術(shù)主要分為以下四層:應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層，媒體接入控制層、物理層組成，如圖所示。更高層（網(wǎng)絡(luò)層，應(yīng)用層）更高層（網(wǎng)絡(luò)層，應(yīng)用層）IEEE802.2typeel類型的LLC標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)相關(guān)匯聚子層（SSCS）其他LLCIEEE802.15.4MAC層IEEE802.15.42400MHz物理層IEEE802.15.4869/915MHz物理層ZigBee聯(lián)盟v1.0協(xié)議IEEE802.15.4ZigBee平臺的基本架構(gòu)ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和對等網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。17．UWB的技術(shù)有什么特點？答：UWB的技術(shù)特點：①傳輸速率高，空間容量大。②適合短距離通信。③具有良好的共存性和保密性。④多徑分辨能力強(qiáng)，定位精度高。⑤體積小、功耗低。18．UWB的調(diào)制技術(shù)有哪些？答：UWB調(diào)制技術(shù)：(a)脈位調(diào)制(PPM)是一種利用脈沖位置承載數(shù)據(jù)信息的調(diào)制方式。(b)脈幅調(diào)制有兩種方式：開關(guān)鍵控(OOK)和二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)。前者可以采用非相干檢測降低接收機(jī)復(fù)雜度，而后者采用相干檢測可以更好地保證傳輸可靠性。(c)波形調(diào)制是結(jié)合Hermite脈沖等多正交波形提出的調(diào)制方式。在這種調(diào)制方式中，采用M個相互正交的等能量脈沖波形攜帶數(shù)據(jù)信息，每個脈沖波形與一個M進(jìn)制數(shù)據(jù)符號對應(yīng)。在接收端，利用M個并行的相關(guān)器進(jìn)行信號接收，利用最大似然檢測完成數(shù)據(jù)恢復(fù)。(d)正交多載波調(diào)制，在OFDM系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)符號被調(diào)制在并行的多個正交子載波上傳輸，數(shù)據(jù)調(diào)制/解調(diào)采用快速傅里葉變換/逆快速傅里葉變換(FFT/IFFT)實現(xiàn)。19．NB-IoT有哪些特點？答：相對于傳統(tǒng)的藍(lán)牙、Wi-Fi等技術(shù)，NB-IOT技術(shù)具有覆蓋廣、大（海量）連接、功耗更小、成本更低等特點。20．NB-IoT網(wǎng)絡(luò)有哪些部署方式？各有什么特點？答：NB-IoT可以在不同的無線頻帶上進(jìn)行部署，分為三種情況：獨(dú)立部署(Standalone)、保護(hù)帶部署(Guardband)、帶內(nèi)部署(Inband)。（１）獨(dú)立部署(Standalone)Standalone模式是利用獨(dú)立的新頻帶或空閑頻段進(jìn)行部署，也就是將NB-IoT網(wǎng)絡(luò)部署在2G頻譜寫或其它離散頻譜。利用現(xiàn)網(wǎng)的空閑功新的頻譜，不與現(xiàn)行LTE網(wǎng)絡(luò)形成干擾。頻譜系統(tǒng)帶寬為200kHz。NB-IoT載波的中心頻率是100kHz的整數(shù)倍。（２）保護(hù)帶部署(Guardband)Guardband模式是將NB-IoT網(wǎng)絡(luò)部署在LTE系統(tǒng)頻率邊緣的保護(hù)頻段，使用較弱的信號強(qiáng)度，可以最大化地利用頻譜資源。可以在5MHz、10MHz、15MHz、20MHz的LTE系統(tǒng)帶寬下部署。NB-IoT載波的中心頻率和信道柵格之間會有偏差，偏差為±7.5kHz、±2.5kHz。（３）帶內(nèi)部署(Inband)Inband模式是將NB-IoT網(wǎng)絡(luò)部署在LTE帶內(nèi)的一個PRB資源，作為NB-IoT的工作載波。可以在3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz的LTE系統(tǒng)帶寬下部署。NB-IoT載波的中心頻率和信道柵格之間會有偏差，偏差為±7.5kHz、±2.5kHz。21．NB-IoT有哪兩種“省電”模式？各有什么特點？兩種“省電”模式為：PSM（powersavingmode，省電模式）和eDRX（ExtendedDiscontinuousReception，擴(kuò)展的不連續(xù)接收）（１）PSM模式在PSM模式下，終端設(shè)備的通信模塊進(jìn)入空閑狀態(tài)一段時間后，會關(guān)閉其信號的收發(fā)以及接入層的相關(guān)功能。當(dāng)設(shè)備處于這種局部關(guān)機(jī)狀態(tài)的時候，即進(jìn)入了省電模式-PSM。終端以此可以減少通信元器件（天線、射頻等）的能源消耗。（２）eDRX模式在PSM模式下，網(wǎng)絡(luò)只能在每個TAU最開始的時間段內(nèi)尋呼到終端（在連接狀態(tài)后的空閑狀態(tài)進(jìn)行尋呼）。eDRX模式的運(yùn)行不同于PSM模式，它引入了eDRX機(jī)制，提升了業(yè)務(wù)下行的可達(dá)（DRX(DiscontinuousReception)，即不連續(xù)接收。eDRX就是擴(kuò)展的不連續(xù)接收。）eDRX模式，在一個TAU周期內(nèi)，包含有多個eDRX周期，以便于網(wǎng)絡(luò)更實時性地向其建立通信連接（尋呼）。eDRX的一個TAU包含一個連接狀態(tài)周期和一個空閑狀態(tài)周期，空閑狀態(tài)周期中則包含了多個eDRX尋呼周期，每個eDRX尋呼周期又包含了一個PTW周期和一個PSM周期。PTW和PSM的狀態(tài)會周期性地交替出現(xiàn)在一個TAU中，使得終端能夠間歇性地處于待機(jī)的狀態(tài)，等待網(wǎng)絡(luò)對其的呼叫。22．NB-IoT主要技術(shù)有哪些？答：NB-IoT可以在不同的無線頻帶上有獨(dú)立部署(Standalone)、保護(hù)帶部署(Guardband)、帶內(nèi)部署(Inband)三種部署。為了增強(qiáng)信號覆蓋，在NB-IoT的下行無線信道上，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過重復(fù)向終端發(fā)送控制、業(yè)務(wù)消息（“重傳機(jī)制”），再由終端對重復(fù)接受的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，來提高數(shù)據(jù)通信的質(zhì)量。兩種“省電”模式為：PSM（powersavingmode，省電模式）、eDRX（ExtendedDiscontinuousReception，擴(kuò)展的不連續(xù)接收），實現(xiàn)低功耗。NB-IoT采用半雙工的通信方式，終端不能夠同時發(fā)送或接受信號數(shù)據(jù)，相對全雙工方式的終端，減少了元器件的配置，節(jié)省了成本。NB-IoT對業(yè)務(wù)時延不敏感，可以設(shè)計更多的用戶接入，保存更多的用戶上下文。NB-IoT下行物理層信道是基于傳統(tǒng)的正交頻分多址接入(OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess，OFDMA)方式。NB-IoT上行物理層信道的多址接入技術(shù)采用單載波頻分多址接入(Single-CarrierFrequencyDivisonMultipleAccess,SC-FDMA)。NB-IoT沿用LTE系統(tǒng)定義的頻段號，NB-IoTRel-13指定了14個工作頻段。一個NB-IoT載波，在頻域上占用180kHz傳輸帶寬。NB-IoTRel-13僅支持FDD幀結(jié)構(gòu)類型，不支持TDD幀結(jié)構(gòu)類型。NB-IoT下行物理信道，使用的調(diào)制解調(diào)方式是正交相位位移鍵控(QuadraturePhaseShiftKeying，QPSK)。基于多載波配置，系統(tǒng)可以在一個小區(qū)里同時提供多個載波服務(wù)，因此，NB-IoT的載波可以分為兩類：提供NPSS、NSSS與承載NPBCH和系統(tǒng)信息的載波稱為AnchorCarrier，其余的載波則稱為Non-AnchorCarrier。23．NB-IoT整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要分為哪些部分？說明各部分的作用。答：NB-IoT整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要分為5部分：終端、無線網(wǎng)側(cè)、核心網(wǎng)側(cè)（EPC）、物聯(lián)網(wǎng)支撐平臺及應(yīng)用服務(wù)器。（1）NB-IoT終端主要是通過空口連接到基站。終端側(cè)主要包含行業(yè)終端與NB-IoT模塊。行業(yè)終端包括：芯片、模組、傳感器接口、終端等；NB-IoT模塊包括無線傳輸接口、軟SIM裝置、傳感器接口等。（2）無線網(wǎng)側(cè)：包括兩種組網(wǎng)方式，一種是SingleRAN(SingleRadioAccessNetwork，整體式無線接入網(wǎng))，其中包括2G

、3G、4G以及NB-IoT無線網(wǎng)；另一種是NB-IoT新建。主要承擔(dān)空口接入處理，小區(qū)管理等相關(guān)功能，并通過S1-lite接口與IoT核心網(wǎng)進(jìn)行連接，將非接入層數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給高層網(wǎng)元處理。（3）核心網(wǎng)側(cè)：網(wǎng)元包括兩種組網(wǎng)方式，一種是整體式的演進(jìn)分組核心網(wǎng)(EvolvedPacketC數(shù)據(jù)傳輸方式，ore,EPC)網(wǎng)元，包括2G、3G、4G核心網(wǎng)；另外一種是物聯(lián)網(wǎng)核心網(wǎng)。核心網(wǎng)側(cè)通過IoTEPC網(wǎng)元，以及GSM、UITRAN、LTE共用的EPC，來支持NB-IoT和eMTC用戶接入。（4）物聯(lián)網(wǎng)支撐平臺：匯聚從各種接入網(wǎng)得到的IoT數(shù)據(jù)，并根據(jù)不同類型轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用器進(jìn)行處理。包括HLR(HomeLocationRegister,歸屬位置寄存器）、PCRF（PolicyControlandChargingRulesFunction,策略控制和計費(fèi)規(guī)則功能單元)、M2M(MachinetoMachine，物聯(lián)網(wǎng))平臺。（5）應(yīng)用服務(wù)器：是IoT數(shù)據(jù)的最終匯聚點，根據(jù)客戶的需求進(jìn)行數(shù)據(jù)處理等操作。24．NB-IoT的核心網(wǎng)絡(luò)定義了哪幾種優(yōu)化方案？答：在NB-IoT的核心網(wǎng)絡(luò)（EPC-EvolvedPacketCore，即4G核心網(wǎng)）中，針對物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的需求特性，蜂窩物聯(lián)網(wǎng)（CIoT）定義了兩種優(yōu)化方案：一種方案是CIoTEPS用戶面功能優(yōu)化（UserPlaneCIoTEPSoptimisation），另一種方案是CIoTEPS控制面功能優(yōu)化（ControlPlaneCIoTEPSoptimisation）。

第4章習(xí)題與答案1、什么是中間件？中間件有什么特點？答：中間件是位于平臺和應(yīng)用之間的具有標(biāo)準(zhǔn)程序接口和協(xié)議的通信服務(wù)。他們可以有符合接口和協(xié)議規(guī)范的多種實現(xiàn)來滿足不同操作系統(tǒng)和硬件平臺需求。中間件有如下特點：①標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議和接口。②分布計算，提供網(wǎng)絡(luò)、硬件和操作系統(tǒng)的透明性。③滿足大量的應(yīng)用需要。④能運(yùn)行于多種硬件和操作系統(tǒng)平臺上。2、簡述中間件的工作原理及分類。答：中間件的工作原理：應(yīng)用程序需要從網(wǎng)絡(luò)中的某地獲取數(shù)據(jù)服務(wù)，而這些數(shù)據(jù)服務(wù)則可能處于任何可能的數(shù)據(jù)庫中，且操作系統(tǒng)有不確定性。中間件則負(fù)責(zé)接收應(yīng)用程序指令，完成在網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)服務(wù)搜尋過程，查詢完成后將結(jié)果傳輸回應(yīng)用程序。中間件大致分為以下幾類。①數(shù)據(jù)訪問中間件(DataAeeessMiddleware)數(shù)據(jù)訪問中間件在系統(tǒng)中建立數(shù)據(jù)應(yīng)用資源互操作模式，能夠?qū)崿F(xiàn)異構(gòu)環(huán)境下的數(shù)據(jù)連接或者文件系統(tǒng)連接，方便了網(wǎng)絡(luò)中的虛擬緩存提取、解壓、格式轉(zhuǎn)換。②遠(yuǎn)程過程調(diào)用中間件(RPC)是通過發(fā)送命令到遠(yuǎn)程的應(yīng)用程序，待完成遠(yuǎn)程處理后，將信息返回的中間件，它在C/S計算方面比數(shù)據(jù)訪問中間件更進(jìn)一步。③面向消息中間件(MessageOrientedMiddleware，MoM)是指利用高效可靠的消息傳遞機(jī)制進(jìn)行平臺無關(guān)的數(shù)據(jù)交流，并給予數(shù)據(jù)通信進(jìn)行分布式的集成。通過提供消息排隊和消息傳遞模型，它可在分布式環(huán)境下擴(kuò)展進(jìn)程間的通信，并支持多通信協(xié)議、應(yīng)用程序、語言、硬件和軟件平臺。目前比較流行的MoM產(chǎn)品有Oracle的BEAMessageQ，IBM公司的MQSeries等。④面向?qū)ο笾虚g件(ObjectOrientedMiddleware)提供一種通信機(jī)制，透明地在異構(gòu)的分布式計算環(huán)境中傳遞對象請求，這些對象可以位于本地或者遠(yuǎn)程機(jī)器上，它是對象技術(shù)和分布式計算發(fā)展的產(chǎn)物。⑤事務(wù)處理中間件(TPM)是針對復(fù)雜環(huán)境下分布式應(yīng)用的速度和可靠性要求而實現(xiàn)的，是在分布、異構(gòu)環(huán)境下提供保證交易完整性和數(shù)據(jù)完整性的一種環(huán)境平臺。程序員可以使用它提供的一個事務(wù)處理的API編寫高速可靠的分布式應(yīng)用程序和基于事務(wù)處理的應(yīng)用程序。⑥網(wǎng)絡(luò)中間件是當(dāng)前研究的熱點，包括網(wǎng)管、網(wǎng)絡(luò)測試、虛擬緩沖、虛擬社區(qū)等。⑦終端仿真--屏幕轉(zhuǎn)換中間件實現(xiàn)了客戶機(jī)圖形用戶接口與己有的字符接口方式的服務(wù)器應(yīng)用程序間的互操作。3、簡述RFID中間件的功能和作用。答：RFID中間件應(yīng)功能和作用：①數(shù)據(jù)的讀出和寫入。RFID中間件應(yīng)提供統(tǒng)一的API，完成數(shù)據(jù)的讀出和寫入工作。②數(shù)據(jù)的過濾和聚合。閱讀器不斷從標(biāo)簽讀取大量未經(jīng)處理的數(shù)據(jù)，一般來說，應(yīng)用系統(tǒng)并不需要大量重復(fù)的數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)必須經(jīng)過去重和過濾。③RFID數(shù)據(jù)的分發(fā)。RFID設(shè)備讀取的數(shù)據(jù)，并不一定只由某一應(yīng)用程序使用，每個應(yīng)用系統(tǒng)可能需要數(shù)據(jù)的不同聚合，中間件應(yīng)能夠?qū)?shù)據(jù)整理后發(fā)送到相關(guān)的應(yīng)用系統(tǒng)。數(shù)據(jù)分發(fā)還應(yīng)支持分發(fā)時間的定制。④數(shù)據(jù)安全。因為電子標(biāo)簽上存儲著商品信息，RFID中間件應(yīng)考慮到保護(hù)商業(yè)信息的必要性，依法安全的進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和處理。4、簡述狹義的云計算和廣義的云計算。答：狹義的云計算指的是廠商通過分布式計算和虛擬化技術(shù)搭建數(shù)據(jù)中心或超級計算機(jī)，以免費(fèi)或按需租用方式向技術(shù)開發(fā)者或者企業(yè)客戶提供數(shù)據(jù)存儲、分析以及科學(xué)計算等服務(wù)，比如亞馬遜數(shù)據(jù)倉庫出租生意。廣義的云計算指廠商通過建立網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器集群，向各種不同類型客戶提供在線軟件服務(wù)、硬件租借、數(shù)據(jù)存儲、計算分析等不同類型的服務(wù)。廣義的云計算包括了更多的廠商和服務(wù)類型，例如國內(nèi)用友、金蝶等管理軟件廠商推出的在線財務(wù)軟件，谷歌發(fā)布的Google應(yīng)用程序套裝等。5、簡述云計算的核心技術(shù)。答：云計算的核心技術(shù)。（1）編程模型：云計算中的編程模型對編程人員來說非常重要，為了能讓用戶輕松的使用云計算帶來的服務(wù)和利用編程模型可以輕松的編寫可以并發(fā)執(zhí)行的程序。云計算系統(tǒng)的編程模型應(yīng)盡量簡單，而且保證后臺復(fù)雜的并發(fā)執(zhí)行和任務(wù)調(diào)度對編程人員透明。（2）數(shù)據(jù)存儲技術(shù)：云計算采用了分布式存儲的方式來存儲數(shù)據(jù)，同時也保證了數(shù)據(jù)的高可用性、高伸縮性。通過采用冗余存儲的方式來保證數(shù)據(jù)的可靠性，即同一份數(shù)據(jù)會在多個節(jié)點保存副本。另外，為了保證大量用戶并行的使用云計算服務(wù)，同時滿足大量的用戶需求，云計算中的存儲技術(shù)必須具有高吞吐率和高傳輸率的特點。（3）數(shù)據(jù)管理技術(shù)：云計算系統(tǒng)是針對超大數(shù)據(jù)量進(jìn)行處理、分析，從而為用戶提供高效的服務(wù)。因此，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)管理技術(shù)必須能夠高效的管理這些大數(shù)據(jù)集，并且能夠在這些超大規(guī)模數(shù)據(jù)中查詢特定的數(shù)據(jù)，也是數(shù)據(jù)管理技術(shù)所必須解決的問題。（4）虛擬化技術(shù)：云計算平臺利用軟件來實現(xiàn)硬件資源的虛擬化管理、調(diào)度以及應(yīng)用。虛擬化技術(shù)是指實現(xiàn)虛擬化的具體的技術(shù)性手段和方法的集合性概念。在云計算中利用虛擬化技術(shù)可以大大降低維護(hù)成本和提高資源的利用率。（5）云計算平臺管理技術(shù)：云計算系統(tǒng)的平臺管理技術(shù)能夠使大量的服務(wù)器協(xié)同工作，方便的進(jìn)行業(yè)務(wù)部署和開通，快速發(fā)現(xiàn)和恢復(fù)系統(tǒng)故障，通過自動化、智能化的手段實現(xiàn)大規(guī)模系統(tǒng)的可靠運(yùn)營。6、簡述幾種典型云計算平臺。答：（1）微軟的云計算平臺。2008年10月，微軟推出了名為“AzureServicesPlatform”的云計算平臺。如圖4.6所示，微軟的AzureServicesPlatform由2個層次組成。底層是WindowsAzure，WindowsAzure的主要目標(biāo)是為開發(fā)者提供一個平臺，幫助開發(fā)可運(yùn)行在云服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心、Web和PC上的應(yīng)用程序。上層AzureServicesPlatform包括了以下主要組件：windowsAzure；MicrosoftSQL數(shù)據(jù)庫服務(wù)，Microsoft.Net服務(wù)；用于分享、儲存和同步文件的Live服務(wù)；針對商業(yè)應(yīng)用的MicrosoftsharePoint和MicrosoftDynamicsCRM服務(wù)。（2）IBM“藍(lán)云”計算平臺：2007年，IBM在中國上海推出了“藍(lán)云(BlueCloud)”計劃。IBM發(fā)布的“藍(lán)云”計劃，能夠幫助用戶進(jìn)行云計算環(huán)境的搭建。對企業(yè)現(xiàn)有的基礎(chǔ)架構(gòu)進(jìn)行整合，通過虛擬化技術(shù)和自動化技術(shù)，構(gòu)建企業(yè)自己擁有的云計算中心，實現(xiàn)企業(yè)硬件資源和軟件資源的統(tǒng)一管理、統(tǒng)一分配、統(tǒng)一部署、統(tǒng)一監(jiān)控和統(tǒng)一備份，打破應(yīng)用對資源的獨(dú)占，從而幫助企業(yè)實現(xiàn)云計算理念。（3）Amazon的彈性計算云：Amazon是互聯(lián)網(wǎng)上最大的在線零售商，為了應(yīng)付交易高峰，不得不購買了大量的服務(wù)器。而在大多數(shù)時間，大部分服務(wù)器閑置，造成了很大的浪費(fèi)，為了合理利用空閑服務(wù)器，Amazon建立了自己的云計算平臺彈性計算云EC2（elasticcomputecloud），并且是第一家將基礎(chǔ)設(shè)施作為服務(wù)出售的公司。（4）百度的框計算：2009年8月18日，主題為“從你開始，創(chuàng)新世界”的百度技術(shù)創(chuàng)新大會上，百度發(fā)布了“框計算(BoxComputing)”平臺的理念和構(gòu)想。7、云計算的主要服務(wù)形式有哪些？答：云計算的主要服務(wù)形式有：（1）軟件即服務(wù)(SaaS)：SaaS服務(wù)提供商將應(yīng)用軟件統(tǒng)一部署在自己的服務(wù)器上，用戶根據(jù)需求通過互聯(lián)網(wǎng)向廠商訂購應(yīng)用軟件服務(wù)，服務(wù)提供商根據(jù)客戶所定軟件的數(shù)量、時間的長短等因素收費(fèi)，并且通過瀏覽器向客戶提供軟件的模式。（2）平臺即服務(wù)(PaaS)：把開發(fā)環(huán)境作為一種服務(wù)來提供。這是一種分布式平臺服務(wù)，廠商提供開發(fā)環(huán)境、服務(wù)器平臺、硬件資源等服務(wù)給客戶，用戶在其平臺基礎(chǔ)上定制開發(fā)自己的應(yīng)用程序并通過其服務(wù)器和互聯(lián)網(wǎng)傳遞給其他客戶。PaaS能夠給企業(yè)或個人提供研發(fā)的中間件平臺，提供應(yīng)用程序開發(fā)、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用服務(wù)器、試驗、托管及應(yīng)用服務(wù)。（3）基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)(IaaS)：IaaS即把廠商的由多臺服務(wù)器組成的“云端”基礎(chǔ)設(shè)施，作為計量服務(wù)提供給客戶。它將內(nèi)存、I/O設(shè)備、存儲和計算能力整合成一個虛擬的資源池為整個業(yè)界提供所需要的存儲資源和虛擬化服務(wù)器等服務(wù)。這是一種托管型硬件方式，用戶付費(fèi)使用廠商的硬件設(shè)施。例如AmazonWeb服務(wù)（AWS），IBM的BlueCloud等均是將基礎(chǔ)設(shè)施作為服務(wù)出租。8、說明M2M的廣義和狹義兩種定義。答：廣義上包括Machine.to.Machine、Man.to.Machine以及Machine.to.Man。總之，是人與各種遠(yuǎn)程設(shè)備之間的無線數(shù)據(jù)通信。狹義上的M2M是Machine.to.Machine的簡稱．指一方或雙方是機(jī)器且機(jī)器通過程序控制，能自動完成整個通信過程的通信形式。9、M2M的哪些特點？答：M2M的特點。(a)M2M仍處于起步階段：全球M2M雖已有一定的發(fā)展．但從整體發(fā)展來看，目前仍處于導(dǎo)入期的后期，商業(yè)模式處于摸索階段，產(chǎn)業(yè)關(guān)注的焦點是行業(yè)市場的開拓，在M2M推進(jìn)中傳統(tǒng)運(yùn)營商占據(jù)主導(dǎo)地位．是主要推動者。(b)歐美地區(qū)產(chǎn)業(yè)成熟，日韓市場應(yīng)用較好。(c)車輛信息通信和自動抄表是主要業(yè)務(wù)。M2M在美洲地區(qū)最主要的應(yīng)用是汽車信息通信、遠(yuǎn)程自動抄表。(d)商業(yè)模式集中。商業(yè)模式基本集中在4種方式，通道型、合作型、自營型、定制型。通道型只是單純的網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)；合作型是運(yùn)營商在一些應(yīng)用領(lǐng)域挑選系統(tǒng)集成商的合作伙伴，由系統(tǒng)集成商開發(fā)業(yè)務(wù)和售后服務(wù)，而電信運(yùn)營商負(fù)責(zé)檢驗業(yè)務(wù)在網(wǎng)絡(luò)上的運(yùn)行情況，并且代表系統(tǒng)集成商進(jìn)行業(yè)務(wù)推廣以及計費(fèi)收費(fèi)；自營型是運(yùn)營商自行開發(fā)業(yè)務(wù)，直接提供給客戶的方式；定制型運(yùn)營商根據(jù)客戶的具體需求而特殊制定M2M業(yè)務(wù)。10、簡述M2M的系統(tǒng)架構(gòu)。答：M2M體系主要包括M2M終端、承載網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)營系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)四個部分。11、簡述M2M的支撐技術(shù)。答：M2M涉及到5個重要的技術(shù)部分：機(jī)器、M2M硬件、通信網(wǎng)絡(luò)、中間件、應(yīng)用。1）智能化機(jī)器。實現(xiàn)M2M的第一步就是從機(jī)器/設(shè)備中獲得數(shù)據(jù)，然后把它們通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送出去。使機(jī)器“開口說話”（talk），讓機(jī)器具備信息感知、信息加工（計算能力）、無線通信能力。使機(jī)器具備“說話”能力的基本方法有兩種：生產(chǎn)設(shè)備的時候嵌入M2M硬件；對已有機(jī)器進(jìn)行改裝，使其具備通信/聯(lián)網(wǎng)能力。2）M2M硬件。M2M硬件是使機(jī)器獲得遠(yuǎn)程通信和聯(lián)網(wǎng)能力的部件。主要進(jìn)行信息的提取，從各種機(jī)器/設(shè)備那里獲取數(shù)據(jù)，并傳送到通信網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)在的M2M硬件共分為五種：（a）嵌入式硬件；（b）可組裝硬件；（c）調(diào)制解調(diào)器（Modem）；（d）傳感器；（e）識別標(biāo)識（LocationTags）。3）通信網(wǎng)絡(luò)。通信網(wǎng)絡(luò)在整個M2M技術(shù)框架中處于核心地位，包括：廣域網(wǎng)（無線移動通信網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)、Internet、公眾電話網(wǎng)）、局域網(wǎng)（以太網(wǎng)、無線局域網(wǎng)WLAN、Bluetooth）、個域網(wǎng)（ZigBee、傳感器網(wǎng)絡(luò)）。在M2M技術(shù)框架中的通信網(wǎng)絡(luò)中，有兩個主要參與者，他們是網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商和網(wǎng)絡(luò)集成商。4）中間件。中間件包括兩部分：M2M網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)收集/集成部件。網(wǎng)關(guān)是M2M系統(tǒng)中的“翻譯員”，它獲取來自通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳送給信息處理系統(tǒng)。主要的功能是完成不同通信協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換。典型產(chǎn)品如Nokia的M2M網(wǎng)關(guān)。數(shù)據(jù)收集/集成部件是為了將數(shù)據(jù)變成有價值的信息。對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行不同加工和處理，并將結(jié)果呈現(xiàn)給需要這些信息的觀察者和決策者。5）應(yīng)用。數(shù)據(jù)進(jìn)行不同加工和處理，并將結(jié)果呈現(xiàn)給需要這些信息的觀察者和決策者。這些中間件包括：數(shù)據(jù)分析和商業(yè)智能部件，異常情況報告和工作流程部件，數(shù)據(jù)倉庫和存儲部件等。12、M2M有哪些應(yīng)用？答：按功能類別分可以分為定位服務(wù)、無線POS、智能測量、資產(chǎn)管理和智能服務(wù)5類。1）定位服務(wù)。定位服務(wù)主要應(yīng)用于車輛管理、導(dǎo)航、運(yùn)輸管理與人員跟蹤方面，并可廣泛應(yīng)用于公交、長途巴士、貨運(yùn)車輛、出租車、巡查人員的管理。2）無線POS。無線POS主要用于無線收款機(jī)、專用型付費(fèi)終端，如公用事業(yè)支付終端、彩票機(jī)等。3）智能測量。這是M2M比較典型的應(yīng)用，主要用于公用設(shè)施監(jiān)測、安全管理與油田的遙測、遠(yuǎn)程抄表等。4）資產(chǎn)管理。資產(chǎn)管理主要用于集裝箱跟蹤、物流管理、自動售貨機(jī)管理、重型機(jī)械管理等。5）智能服務(wù)。智能服務(wù)包括遠(yuǎn)程維護(hù)服務(wù)、遠(yuǎn)程醫(yī)療等。中國移動是中國最大的移動運(yùn)營商。在M2M領(lǐng)域是國內(nèi)的領(lǐng)頭羊。目前，中國移動的M2M業(yè)務(wù)產(chǎn)品有神州車管家、電梯運(yùn)營管理系統(tǒng)、企業(yè)安防監(jiān)控管理系統(tǒng)、航標(biāo)遙測遙控管理系統(tǒng)、路燈監(jiān)控系統(tǒng)、危險源集中監(jiān)控系統(tǒng)等，主要業(yè)務(wù)集中在電力、交通、制造、金融等行業(yè)。中國電信自2008年底獲得C網(wǎng)牌照，在M2M領(lǐng)域后來居上，充分利用即有資源，目前在全國開始向車輛監(jiān)控、水電抄表、無線POS、遠(yuǎn)程無人彩票銷售、油田監(jiān)控等行業(yè)推廣業(yè)務(wù)。13.數(shù)據(jù)庫具有哪些主要特點?答：(1)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。數(shù)據(jù)共享包含所有用戶可同時存取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，也包括用戶可以用各種方式通過接口使用數(shù)據(jù)庫，并提供數(shù)據(jù)共享。(2)減少數(shù)據(jù)的冗余度。同文件系統(tǒng)相比，由于數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，從而避免了用戶各自建立應(yīng)用文件。減少了大量重復(fù)數(shù)據(jù)，減少了數(shù)據(jù)冗余，維護(hù)了數(shù)據(jù)的一致性。(3)數(shù)據(jù)的獨(dú)立性。數(shù)據(jù)的獨(dú)立性包括數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)和應(yīng)用程序相互獨(dú)立，也包括數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)的變化不影響數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)。(4)數(shù)據(jù)實現(xiàn)集中控制。文件管理方式中，數(shù)據(jù)處于一種分散的狀態(tài)，不同的用戶或同一用戶在不同處理中其文件之間毫無關(guān)系。利用數(shù)據(jù)庫可對數(shù)據(jù)進(jìn)行集中控制和管理，并通過數(shù)據(jù)模型表示各種數(shù)據(jù)的組織以及數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。(5)數(shù)據(jù)一致性和可維護(hù)性，以確保數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。主要包括：①安全性控制：以防止數(shù)據(jù)丟失、錯誤更新和越權(quán)使用；②完整性控制：保證數(shù)據(jù)的正確性、有效性和相容性；③并發(fā)控制：使在同一時間周期內(nèi)，允許對數(shù)據(jù)實現(xiàn)多路存取，又能防止用戶之間的不正常交互作用；④故障的發(fā)現(xiàn)和恢復(fù)：由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供一套方法，可及時發(fā)現(xiàn)故障和修復(fù)故障，從而防止數(shù)據(jù)被破壞。14.什么是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?所謂數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指數(shù)據(jù)的組織形式或數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。如果用D表示數(shù)據(jù)，用R表示數(shù)據(jù)對象之間存在的關(guān)系集合，則將DS=(D，R)稱為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。15.什么是區(qū)塊鏈？區(qū)塊鏈有哪些特點？答：狹義來講，區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N按照時間順序?qū)?shù)據(jù)區(qū)塊以順序相連的方式組合成的一種鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并以密碼學(xué)方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。廣義來講，區(qū)塊鏈技術(shù)是利用塊鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來驗證與存儲數(shù)據(jù)、利用分布式節(jié)點共識算法來生成和更新數(shù)據(jù)、利用密碼學(xué)的方式保證數(shù)據(jù)傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數(shù)據(jù)的一種全新的分布式基礎(chǔ)架構(gòu)與計算范式。16.按照開放程度，區(qū)塊鏈可以劃分為哪三個類型？分別說明其特點。答：按照開放程度，區(qū)塊鏈可以劃分出的三個類型：公有區(qū)塊鏈、聯(lián)盟區(qū)塊鏈、私有區(qū)塊鏈。公有區(qū)塊鏈的特點：代碼開源。完全去中心化。開發(fā)去中心化應(yīng)用。聯(lián)盟區(qū)塊鏈的特點：采用多中心化。可聯(lián)合有多公司的行業(yè)。能夠繼承中心化的優(yōu)點，易進(jìn)行控制權(quán)限設(shè)定。具有更高的可擴(kuò)展性。私有區(qū)塊鏈的特點：可修改規(guī)則。更快速，效率高。隱私保護(hù)。17.區(qū)塊鏈系統(tǒng)由哪些組成？畫出其組成框圖。答：一般說來，區(qū)塊鏈系統(tǒng)由自下而上的數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識層、激勵層、合約層和應(yīng)用層組成。18.什么是邊緣計算？答：邊緣計算是指一種在網(wǎng)絡(luò)邊緣進(jìn)行計算的新型計算模式，其對數(shù)據(jù)的處理主要包括兩部分：其一是下行的云服務(wù)，其二是上行的萬物互聯(lián)服務(wù)。19.傳統(tǒng)云計算模型下的范式并說明其原理。答：傳統(tǒng)云計算模型下的范式如圖左側(cè)是服務(wù)提供者來提供數(shù)據(jù)，上傳到云中心，終端客戶發(fā)送請求到云中心，云中心響應(yīng)相關(guān)請求并發(fā)送數(shù)據(jù)給終端客戶。終端客戶始終是消費(fèi)者的角色。數(shù)據(jù)制造者生成原始數(shù)據(jù)并傳到云端，數(shù)據(jù)消費(fèi)者向云端發(fā)送請求然后使用數(shù)據(jù)。20.畫出邊緣計算范式并說明其原理。答：邊緣計算范式如圖。邊緣結(jié)點（包括智能家電、手機(jī)、平板等）產(chǎn)生數(shù)據(jù)，上傳到云中心，服務(wù)提供商也產(chǎn)生數(shù)據(jù)上傳到云中心。邊緣結(jié)點發(fā)送請求到云中心，云中心返還相關(guān)數(shù)據(jù)給邊緣結(jié)點。邊緣計算是雙向計算流。在邊緣計算范式中，物不僅僅是數(shù)據(jù)消費(fèi)者，還是數(shù)據(jù)制造者。在網(wǎng)絡(luò)邊緣，物不僅可以向云端請求服務(wù)及內(nèi)容，還可以進(jìn)行計算任務(wù)。邊緣可以進(jìn)行數(shù)據(jù)存貯，緩存和處理，同時將云端服務(wù)和請求發(fā)給用戶。為此需要對網(wǎng)絡(luò)邊緣進(jìn)行合理地設(shè)計，滿足安全性，可靠性及隱私保護(hù)的需求。21.分布式計算技術(shù)主要包括哪些技術(shù)？答：分布式計算技術(shù)主要包括中間件技術(shù)、網(wǎng)格計算技術(shù)、移動Agent技術(shù)、P2P技術(shù)及WebService技術(shù)等。22.邊緣計算包含哪些關(guān)鍵技術(shù)？答：邊緣計算的關(guān)鍵技術(shù)：網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲、安全、輕量級函數(shù)庫和內(nèi)核、邊緣計算編程模型23.畫出邊緣計算的通用架構(gòu)關(guān)說明其組成部分的功能。答：（1）終端層：終端層由各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備（如傳感器、RFID標(biāo)簽、攝像頭、智能手機(jī)等）組成，主要完成收集原始數(shù)據(jù)并上報的功能。（2）邊緣計算層：邊緣計算層是由網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點構(gòu)成的，廣泛分布在終端設(shè)備與計算中心之間，它可以是智能終端設(shè)備本身，也可以被部署在網(wǎng)絡(luò)連接中。邊緣計算層通過合理部署和調(diào)配網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)的計算和存儲能力，實現(xiàn)基礎(chǔ)服務(wù)響應(yīng)。（3）云計算層：在云邊計算的聯(lián)合式服務(wù)中，云計算是最強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理中心，邊緣計算層的上報數(shù)據(jù)將在云計算中心進(jìn)行永久性存儲，邊緣計算層無法處理的分析任務(wù)和綜合全局信息的處理任務(wù)也仍然需要在云計算中心完成。云計算中心還可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)資源分布動態(tài)調(diào)整邊緣計算層的部署策略和算法。24.畫出EdgeXFoundry架構(gòu)框圖。答：EdgeXFoundry架構(gòu)框圖25.畫出邊緣計算參考框架3.0框圖。答：邊緣計算參考框架3.0框圖26.什么是數(shù)據(jù)挖掘？答：數(shù)據(jù)挖掘，又稱知識發(fā)現(xiàn)。就是從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機(jī)的實際應(yīng)用數(shù)據(jù)中，提取隱含在其中的、人們事先不知道的、但又是潛在有用的信息和知識的過程。27.說明數(shù)據(jù)挖掘的過程。答：1、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備（1）數(shù)據(jù)選擇：目的是確認(rèn)挖掘任務(wù)的操作對象。（2）數(shù)據(jù)清洗：這個階段主要是對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，一般包括消除噪聲，去除重復(fù)數(shù)據(jù)，推導(dǎo)計算缺省數(shù)據(jù)，消除異常值，將數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理等。（3）數(shù)據(jù)探索。在數(shù)據(jù)探索階段，對數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化分析，了解數(shù)據(jù)的分布情況，尋找數(shù)據(jù)的規(guī)律和趨勢。2.

特征工程特征工程是數(shù)據(jù)挖掘的重要步驟之一，它包括特征提取、選擇、構(gòu)造及轉(zhuǎn)換。3.

模型選擇及訓(xùn)練（1）模型選擇：需要選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)挖掘算法或模型來解決業(yè)務(wù)問題。（2）

模型訓(xùn)練：使用已選擇的算法和模型之后，需要使用訓(xùn)練數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行訓(xùn)練，以得到最佳的模型參數(shù)。4.

模型評估：在模型訓(xùn)練完成后，需要使用測試數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行評估，以了解模型的性能。28.數(shù)據(jù)挖掘常用技術(shù)有哪些？

第5章習(xí)題與答案1、什么是智能電網(wǎng)？智能電網(wǎng)的核心是什么？答：智能電網(wǎng)(smartgrid)就是以物理電網(wǎng)為基礎(chǔ)，將現(xiàn)代先進(jìn)的傳感測量技術(shù)、通訊技術(shù)、信息技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)與物理電網(wǎng)高度集成而形成的新型電網(wǎng)。智能電網(wǎng)主要是通過終端傳感器在客戶之間、客戶和電網(wǎng)公司之間形成即時連接的網(wǎng)絡(luò)互動，實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取的實時、高速、雙向的效果，從而整體提高電網(wǎng)的綜合效率。智能電網(wǎng)的核心在于，構(gòu)建具備智能判斷與自適應(yīng)調(diào)節(jié)能力的多種能源統(tǒng)一入網(wǎng)和分布式管理的智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可對電網(wǎng)與客戶用電信息進(jìn)行實時監(jiān)控和采集，且采用最經(jīng)濟(jì)與最安全的輸配電方式將電能輸送給終端用戶，實現(xiàn)對電能的最優(yōu)配置與利用，提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和能源利用效率。2、簡述智能電網(wǎng)的基本架構(gòu)。答：智能電網(wǎng)主要包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用服務(wù)層。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在于智能電網(wǎng)的主要應(yīng)用如圖所示。應(yīng)用系統(tǒng)化管理平臺應(yīng)用系統(tǒng)化管理平臺電力光纖網(wǎng)，電力線載波通信網(wǎng)，無線寬帶網(wǎng)電力光纖網(wǎng)，電力線載波通信網(wǎng)，無線寬帶網(wǎng)智能電網(wǎng)信息智能電網(wǎng)信息采集與匯集3、簡述物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用模型。答：1）電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在常規(guī)機(jī)組內(nèi)部安置一定數(shù)量的傳感監(jiān)測點，于是可以實時了解機(jī)組運(yùn)行情況，這包括它的各種技術(shù)指標(biāo)與參數(shù)，從而提高常規(guī)機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測水平。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也可以對風(fēng)能、太陽能等新能源發(fā)電進(jìn)行在線監(jiān)測、控制以及功率預(yù)測等。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以大幅提高一次設(shè)備的感知能力，使其能與二次設(shè)備很好地結(jié)合，從而實現(xiàn)聯(lián)合處理、數(shù)據(jù)傳輸、綜合判斷等功能，極大地提高電網(wǎng)的技術(shù)水平和智能化程度。輸電線路狀態(tài)在線監(jiān)測是物聯(lián)網(wǎng)的重要應(yīng)用，它也可以提高對輸電線路運(yùn)行狀況的感知能力，包括氣象條件、覆冰、導(dǎo)地線微風(fēng)振動、導(dǎo)線溫度與弧垂、輸電線路風(fēng)偏、桿塔傾斜等內(nèi)容的監(jiān)測。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)對電力設(shè)備的環(huán)境狀態(tài)信息、機(jī)械狀態(tài)信息、運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行的實時監(jiān)測和預(yù)警診斷，提前做好相應(yīng)的故障預(yù)判、設(shè)備檢修等工作，從而提高了設(shè)備檢修、自動診斷和安全運(yùn)行水平。2）電力生產(chǎn)管理。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行身份識別、電子工作票管理、環(huán)境信息監(jiān)測、遠(yuǎn)程監(jiān)控等，方便地實現(xiàn)了調(diào)度指揮中心與現(xiàn)場作業(yè)人員的實時互動。而在電力巡檢管理上，利用射頻識別（RFID）、全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)以及無線通信網(wǎng)，對設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境及其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并根據(jù)識別標(biāo)簽輔助設(shè)備定位，實現(xiàn)了人員的到崗監(jiān)督，從而監(jiān)督工作人員參照標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的工作流程，進(jìn)行輔助狀態(tài)檢修和標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。在塔基下、桿塔上及輸電線路上安裝地埋振動傳感器、壁掛振動傳感器、傾斜傳感器、距離傳感器、防拆螺栓等設(shè)備，并結(jié)合輸電線路狀態(tài)的在線監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)對重要桿塔較好的實時監(jiān)測和防護(hù)。3）電力資產(chǎn)全壽命周期管理。在電力設(shè)備中應(yīng)用射頻識別和標(biāo)識編碼系統(tǒng)，對資產(chǎn)進(jìn)行身份管理、狀態(tài)監(jiān)測、全壽命周期管理，自動識別目標(biāo)對象并獲取數(shù)據(jù)，從而在技術(shù)上為實現(xiàn)電力資產(chǎn)全壽命周期管理、提高運(yùn)轉(zhuǎn)效率、提升管理水平提供了更好的支撐。4）智能用電。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有利于智能用電雙向交互服務(wù)、用電信息采集、家居智能化、家庭能效管理、分布式電源接入以及電動汽車充放電的實現(xiàn)，同時也是實現(xiàn)用戶與電網(wǎng)的雙向互動、提高供電可靠性與用電效率以及節(jié)能減排的技術(shù)保障。4、什么是智能交通？答：智能交通是將傳感器技術(shù)、RFID技術(shù)、無線通信技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動控制技術(shù)、視頻檢測識別技術(shù)、GPS、信息發(fā)布技術(shù)等運(yùn)用于整個交通運(yùn)輸管理體系中，從而建立起實時的、準(zhǔn)確的、高效的交通運(yùn)輸綜合管理和控制系統(tǒng)。5、簡述智能交通實現(xiàn)的方式。答：智能交通實現(xiàn)方式是：該系統(tǒng)采集到的各種道路交通及各種服務(wù)信息，經(jīng)過交通管理中心集中處理后，傳送到公路交通系統(tǒng)的各個用戶，出行者可以進(jìn)行實時的交通方式和交通路線的選擇；交通管理部門可以自動進(jìn)行交通疏導(dǎo)、控制和事故處理；運(yùn)輸部門可以隨時掌握所屬車輛的動態(tài)情況，進(jìn)行合理調(diào)度。這樣，路網(wǎng)上的交通經(jīng)常處于最佳狀態(tài)，能夠改善交通擁擠，最大限度地提高路網(wǎng)的通行能力及機(jī)動性、安全性和生產(chǎn)效率。6、簡述智能交通服務(wù)領(lǐng)域架構(gòu)。答：智能交通服務(wù)領(lǐng)域可劃分交通管理、交通信息、車輛系統(tǒng)、商用車輛、公共交通、應(yīng)急管理、電子支付和安全管理等服務(wù)領(lǐng)域，如圖所示。出行前信息出行前信息個性化信息路徑導(dǎo)航途中駕駛員信息途中公共交通信息視野擴(kuò)展縱向防撞安全預(yù)警車輛自動駕駛橫向防撞碰撞前人保護(hù)商用車輛運(yùn)營商用車輛管理路旁安全監(jiān)測商用車輛安全狀況自身檢測交通規(guī)則支付事故管理警力巡邏執(zhí)法交通控制區(qū)需求管理設(shè)施維護(hù)管理公交管理需求響應(yīng)管理共乘交通管理緊急情況通告及個人安全緊急車輛管理危險器及事故報告公共出行安全易受傷害道路使用者的安全智能交叉口交通服務(wù)領(lǐng)域交通管理交通信息車輛系統(tǒng)商用車輛公共交通應(yīng)急管理電子支付安全管理7、簡述智能交通中的關(guān)鍵技術(shù)。答：1）智能化交通管理系統(tǒng)。智能化交通信號控制系統(tǒng)和智能化交通監(jiān)控系統(tǒng)，集成起來就構(gòu)成了先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)的主要部分。2）電子不停車收費(fèi)技術(shù)的應(yīng)用。電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)(簡稱ETC)是智能交通系統(tǒng)中最先投入應(yīng)用的系統(tǒng)之一，主要應(yīng)用技術(shù)是自動車輛識別技術(shù)(英文簡稱AVI)。3）自動公路和智能汽車。4）基于GPS+GIS的車輛定位與導(dǎo)航技術(shù)GPS(GlobalPositioningSystem)技術(shù)，即全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)技術(shù)，是利用分布在高空的多顆人造衛(wèi)星對地面.上的目標(biāo)進(jìn)行測定并進(jìn)行定位和導(dǎo)航，它用于對船舶和飛機(jī)及其它飛行物的導(dǎo)航、對地面目標(biāo)的精確定時和定位、地面和空中的交通管制以及空間和地面的災(zāi)害監(jiān)測等。5）模擬仿真系統(tǒng)。仿真(Simulation)，是指為了求解問題而人為地模擬真實系統(tǒng)的部分或整個運(yùn)行過程。計算機(jī)仿真是上