物联网传感器:操作系统是传感器节点软件系统的核心

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2015年 公需科目考试答案(全面、准确,得分90左右)
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物联网操作系统的架构和基本功能
物联网操作系统与传统的个人计算机操作系统和智能手机类操作系统不同,它具备物联网应用领域内的一些独特特点。
作者:辛庆祥来源:中国测控网| 14:17
物联网操作系统由内核、辅助外围模块(文件系统、图形用户界面、通信协议栈、各类常见设备的驱动程序等)、集成开发环境等组成,基于此,可衍生出一系列面向行业的特定应用,下图展示了这个概念:
物联网操作系统与传统的个人计算机操作系统和智能手机类操作系统不同,它具备物联网应用领域内的一些独特特点,现说明如下。
物联网操作系统内核的特点
1、内核尺寸伸缩性强,能够适应不同配置的硬件平台。比如,一个极端的情况下,内核尺寸必须维持在10K以内,以支撑内存和CPU性能都很受限的传感器,这时候内核具备基本的任务调度和通信功能即可。在另外一个极端的情况下,内核必须具备完善的线程调度、内存管理、本地存储、复杂的网络协议、图形用户界面等功能,以满足高配置的智能物联网终端的要求。这时候的内核尺寸,不可避免的会大大增加,可以达到几百K,甚至M级。这种内核尺寸的伸缩性,可以通过两个层面的措施来实现:重新编译和二进制模块选择加载。重新编译措施很简单,只需要根据不同的应用目标,选择所需的功能模块,然后对内核进行重新编译即可。这个措施应用于内核定制非常深入的情况下,比如要求内核的尺寸达到10K以下的场合。而二进制模块选择加载,则用在对内核定制不是很深入的情况。这时候维持一个操作系统配置文件,文件里列举了操作系统需要加载的所有二进制模块。在内核初始化完成后,会根据配置文件,加载所需的二进制模块。这需要终端设备要有外部存储器(比如硬盘、Flash等),以存储要加载的二进制模块;
2、内核的实时性必须足够强,以满足关键应用的需要。大多数的物联网设备,要求操作系统内核要具备实时性,因为很多的关键性动作,必须在有限的时间内完成,否则将失去意义。内核的实时性包涵很多层面的意思,首先是中断响应的实时性,一旦外部中断发生,操作系统必须在足够短的时间内响应中断并做出处理。其次是线程或任务调度的实时性,一旦任务或线程所需的资源或进一步运行的条件准备就绪,必须能够马上得到调度。显然,基于非抢占式调度方式的内核很难满足这些实时性要求;
3、内核架构可扩展性强。物联网操作系统的内核,应该设计成一个框架,这个框架定义了一些接口和规范,只要遵循这些接口和规范,就可以很容易的在操作系统内核上增加新的功能的新的硬件支持。因为物联网的应用环境具备广谱特性,要求操作系统必须能够扩展以适应新的应用环境。内核应该有一个基于总线或树结构的设备管理机制,可以动态加载设备驱动程序或其它核心模块。同时内核应该具备外部二进制模块或应用程序的动态加载功能,这些应用程序存储在外部介质上,这样就无需修改内核,只需要开发新的应用程序,就可满足特定的行业需求;
4、内核应足够安全和可靠。可靠性就不用说了,物联网应用环境具备自动化程度高、人为干预少的特点,这要求内核必须足够可靠,以支撑长时间的独立运行。安全对物联网来说更加关键,甚至关系到国家命脉。比如一个不安全的内核被应用到国家电网控制当中,一旦被外部侵入,造成的影响将无法估量。为了加强安全性,内核应支持内存保护(VMM等机制)、异常管理等机制,以在必要时隔离错误的代码。另外一个安全策略,就是不开放源代码,或者不开放关键部分的内核源代码。不公开源代码只是一种安全策略,并不代表不能免费适用内核;
5、节能省电,以支持足够的电源续航能力。操作系统内核应该在CPU空闲的时候,降低CPU运行频率,或干脆关闭
CPU。对于周边设备,也应该实时判断其运行状态,一旦进入空闲状态,则切换到省电模式。同时,操作系统内核应最大程度的降低中断发生频率,比如在不影响实时性的情况下,把系统的时钟频率调到最低,以最大可能的节约电源。
物联网操作系外围模块的特点
外围模块指为了适应物联网的应用特点,操作系统应该具备的一些功能特征,比如远程维护和升级等。同时也指为了扩展物联网操作系统内核的功能范围,而开发的一些功能模块,比如文件系统、网络协议栈等。物联网操作系统的外围模块(或外围功能)应该至少具备下列这些:
1、支持操作系统核心、设备驱动程序或应用程序等的远程升级。远程升级是物联网操作系统的最基本特征,这个特性可大大降低维护成本。远程升级完成后,原有的设备配置和数据能够得以继续使用。即使在升级失败的情况下,操作系统也应该能够恢复原有的运行状态。远程升级和维护是支持物联网操作系统大规模部署的主要措施之一;
2、支持常用的文件系统和外部存储。比如支持FAT32/NTFS/DCFS等文件系统,支持硬盘、USB
stick、Flash、ROM等常用存储设备。在网络连接中断的情况下,外部存储功能会发挥重要作用。比如可以临时存储采集到的数据,再网络恢复后再上传到数据中心。但文件系统和存储驱动的代码,要与操作系统核心代码有效分离,能够做到非常容易的裁剪;
3、支持远程配置、远程诊断、远程管理等维护功能。这里不仅仅包涵常见的远程操作特性,比如远程修改设备参数、远程查看运行信息等。还应该包涵更深层面的远程操作,比如可以远程查看操作系统内核的状态,远程调试线程或任务,异常时的远程dump内核状态等功能。这些功能不仅仅需要外围应用的支持,更需要内核的天然支持;
支持完善的网络功能。物联网操作系统必须支持完善的TCP/IP协议栈,包括对IPv4和IPv6的同时支持。这个协议栈要具备灵活的伸缩性,以适应裁剪需要。比如可以通过裁剪,使得协议栈只支持IP/UDP等协议功能,以降低代码尺寸。同时也支持丰富的IP协议族,比如Telnet/FTP/IPSec/SCTP等协议,以适用智能终端和高安全可靠的应用场合;
5、对物联网常用的无线通信功能要内置支持。比如支持GPRS/3G/HSPA/4G等公共网络的无线通信功能,同时要支持Zigbee/NFC/RFID等近场通信功能,支持WLAN/Ethernet等桌面网络接口功能。这些不同的协议之间,要能够相互转换,能够把从一种协议获取到的数据报文,转换成为另外一种协议的报文发送出去。除此之外,还应支持短信息的接收和发送、语音通信、视频通信等功能;
6、内置支持XML文件解析功能。物联网时代,不同行业之间,甚至相同行业的不同领域之间,会存在严重的信息共享壁垒。而XML格式的数据共享可以打破这个壁垒,因此XML标准在物联网领域会得到更广泛的应用。物联网操作系统要内置对XML解析的支持,所有操作系统的配置数据,统一用XML格式进行存储。同时也可对行业自行定义的XML格式进行解析,以完成行业转换功能;
7、支持完善的GUI功能。图形用户界面一般应用于物联网的智能终端中,完成用户和设备的交互。GUI应该定义一个完整的框架,以方便图形功能的扩展。同时应该实现常用的用户界面元素,比如文本框、按钮、列表等。另外,GUI模块应该与操作系统核心分离,最好支持二进制的动态加载功能,即操作系统核心根据应用程序需要,动态加载或卸载GUI模块。GUI模块的效率要足够高,从用户输入确认,到具体的动作开始执行之间的时间(可以叫做click-launch时间)要足够短,不能出现用户点击了确定、但任务的执行却等待很长时间的情况;
8、支持从外部存储介质中动态加载应用程序。物联网操作系统应提供一组API,供不同应用程序调用,而且这一组
API应该根据操作系统所加载的外围模块实时变化。比如在加载了GUI模块的情况下,需要提供GUI操作的系统调用,但是在没有GUI模块的情况下,就不应该提供GUI功能调用。同时操作系统、GUI等外围模块、应用程序模块应该二进制分离,操作系统能够动态的从外部存储介质上按需加载应用程序。这样的一种结构,就使得整个操作系统具备强大的扩展能力。操作系统内核和外围模块(GUI、网络等)提供基础支持,而各种各样的行业应用,通过应用程序来实现。最后在软件发布的时候,只发布操作系统内核、所需的外围模块、应用程序模块即可。
物联网操作系统集成开发环境的特点
集成开发环境是构筑行业应用的关键工具,物联网操作系统必须提供方便灵活的开发工具,以开发出适合行业应用的应用程序。开发环境必须足够成熟并得到广泛适用,以降低应用程序的上市时间(GTMT)。集成开发环境必须具备如下特点:
物联网操作系统要提供丰富灵活的API,供程序员调用,这组API应该能够支持多种语言,比如既支持C/C++,也支持Java、Basic等程序设计语言;
2、 最好充分利用已有的集成开发环境。比如可以利用Eclipse、Visual
Studio等集成开发环境,这些集成开发工具具备广泛的应用基础,可以在Internet上直接获得良好的技术支持;
除配套的集成开发环境外,还应定义和实现一种紧凑的应用程序格式(类似Windows的PE格式),以适用物联网的特殊需要。通过对集成开发环境进行定制,使得集成开发环境生成的代码,可以遵循这种格式;
4、 要提供一组工具,方便应用程序的开发和调试。比如提供应用程序下载工具、远程调试工具等,支撑整个开发过程。
可以看出,上述物联网操作系统内核、外围模块、应用开发环境等,都是支撑平台,支撑更上一层的行业应用。行业应用才是最终产生生产力的软件,但是物联网操作系统是行业应用得以茁壮生长和长期有效生存的基础,只有具备了强大灵活的物联网操作系统,物联网这棵大树才能结出丰硕的果实。【编辑推荐】【责任编辑: TEL:(010)】
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10、 互联网中,支持域名解析的协议是FTP( )参考答案:错误
11、2013年产业集聚区规模以上工业主营业务收入对全省规模以上工业主营业务收入增长的贡献率为64.1%( )参考答案:错误
12、市场意识、学习能力是构成创新素质的要素( )参考答案:错误
13、字物联网时代,数据是海量的,因此,高速稳定的海量数据传输需求将会一直推动接入方式的革新( )正确
14、信息安全与保护中的可靠性测度中,抗毁性是指系统在认为破坏下的可靠性( )参考答案:正确
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20、我国的物联网产业发展模式应该是“政府引导+运营商推动”的联合发展模式( )参考答案:正确 1、欧盟提出的物联网规划中,需要面临规模化、移动性、异构性和复杂性带来的技术挑战( )参考答案:正确
2、 主要用于STA与AP之间协商、关系的控制,如关联、认证、同步是数据帧( )参考答案:错误
3、UWB不会成为新一代WLAN和WPAN的技术基础( )参考答案:错误
4、作为哈希方法的一个发展,为了解决可跟踪行,标签使用了一个Hash函数在每次阅读器之访问后自动更新标识符,实现前向安全性指的是哈希链方案( )参考答案:正确
5、UDP报文的头部只有8个字节,相对与TCP的20字节而言,可以减少不小的开销( )参考答案:正确
6、高速的数据传输不是UWB的技术特点( )参考答案:错误
7、网络资源利用率高是分组交换的优点之一( )参考答案:正确
8、英国心理学家华莱士(G. Wallas)提出了创造过程包括准备期( )参考答案:错误
9、经济下行和经济结构深度调整,将会使我省传统支柱产业优势不断减弱甚至丧失( )参考答案:正确
10、各种类型的无线网络适用于不同的环境,它们相互补充,协同工作,为物联网提供了有理的通信和组网技术支持,是实现物物相连的保障( )参考答案:正确
11、将位置信息中的真实身份信息替换成为一个匿名的代号,以此避免攻击者将位置信息与用户的真实身份挂钩指的是身份匿名( )参考答案:正确
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17、实现云计算仅需要虚拟化技术、分布式海量数据存储和平台管理即可( )参考答案:错误
18、创新人员所需要具备的能力,不包括高效的信息获取能力、知识产权意识、市场投资意识( )参考答案:错误
19、产业集群的概念是1990年林毅夫在《国家竞争优势》一书首先提出的 ( )参考答案:错误
20、美国国家标准和技术研究院的云计算定义中明确了2种服务模式(
参考答案:错误 1、管理中间件层和SOA构建层是云计算技术的最关键
参考答案:错误
2、GPS是一个中距离圆形轨道卫星导航系统( )参考答案:正确
3、在网络信息系统能够在规定条件下额规定的世界内完成规定的功能的特性是可靠性( )参考答案:正确
4、CTP的目前广泛使用的数据手机协议之一,已在TinyOS中实现( )参考答案:正确
5、2014年全省产业集聚区新增就业人员70万人( ) 参考答案:正确 6、 互联网中,支持文件传输的协议是FTP( )参考答案:正确
7、Zigbee的应用层包括2个组件( ) 参考答案:错误
8、新型城镇化加快有利于河南在扩大内需和创新驱动中促进发展( )参考答案:正确
9、“十二五”将是中国物联网发展的黄金期,也是产业模式从“政府驱动”向“市场驱动”转型的关键五年,预期物联网市场将高度繁荣( )
参考答案:正确
10、产业化的优势是我国物联网产业的机遇( )参考答案:正确
11、物联网可认为是互联网应用的延伸和拓展,同时,互联网也是实现物物相连的最主要和最重要的途径( )正确
12、智能家庭安防系统通常由前段探测器、家庭控制器、网络信号传输系统和控制中心的控制系统等构成,分别对应物联网系统的感知层、网络层与应用层( )
参考答案:正确 13、操作系统是传感器节点软件系统的核心( )参考答案:正确
14、将水壶的特性分别列举成名词特性、形容词特性和动词特性的方法属于特性列举法( )参考答案:正确 15、DNS涉及的域名服务可以分为3层( ) 参考答案:错误
16、端口范围为0~1023的是动态端口( )参考答案:错误
17、河南省战略目标的关键是到2040年左右全省基本实现现代化,部分领域和区域率先基本实现现代化( )错误
18、EPC系统是从RFID迈向物联网的一个典型应用( )正确 19、智能图像识别技术主要用于集装箱号和箱型代码的识别,是基于光学字符识别发展而来的一种实用技术,包括触发、图像抓拍、字符识别等几个关键环节( )正确
20、第一代创新为技术推动模式,第二代创新为市场,第三代创新模式为技术和市场双重推动模式( ) 正确 1、条码技术没有局限性( )参考答案:错误
2、关联分析的目标是从给定的数据中发现频繁出现的模式,即关联规则( ) 参考答案:正确 3、IP地址中,由网络管理员统一分配额的是网络号( )参考答案:错误 4、物联网作为新一代信息技术的高度集成和综合运用,不具有知识密集度高、成长潜力大、带动力强、综合效益好的特点( )参考答案:错误
5、主动干扰无线电信号不是另一种屏蔽标签的方法( ) 参考答案:错误
6、GPS是一个中距离圆形轨道卫星导航系统( )
参考答案:正确 7、新型城镇化加快有利于河南在扩大内需和创新驱动中促进发展( )参考答案:正确 8、FDMA 是第二大移动通信系统( ) 参考答案:错误 9、基于人工智能是交通参数统合的经典方法( ) 参考答案:错误 10、Zigbee的应用层包括2个组件( )
参考答案:错误 11、物联网可认为是互联网应用的延伸和拓展,同时,互联网也是实现物物相连的最主要和最重要的途径( ):正确
12、智能家庭安防系统通常由前段探测器、家庭控制器、网络信号传输系统和控制中心的控制系统等构成,分别对应物联网系统的感知层、网络层与应用层( )参考答案:正确 13、将水壶的特性分别列举成名词特性、形容词特性和动词特性的方法属于特性列举法( )参考答案:正确 14、UWB的信号接收主要有相关检测和质量检测两种( )
参考答案:错误 15、低频标签一般为无源标签,其工作能量通过电感耦合方式从阅读器耦合线圈的辐射近场中获得( )正确
16、一维条码有雨存储容量的限制,智能做为产品标志,不能对产品进行描述( ) 参考答案:正确 17、河南省构建现代产业体系要把河南省建设成为先进制造业大省、高成长性服务业大省、现代农业大省( )正确 18、实现云计算仅需要虚拟化技术、分布式海量数据存储和平台管理即可( )参考答案:错误 19、顿悟是瞬间对知识的理解领悟,是属于明朗阶段 ( )
参考答案:正确
20、2014年全省产业集聚区新增就业人员70万人( )参考答案:正确
二、单选题 1、允许用户根据自己的需要来置顶相应的位置隐私方针是( ) C、隐私方针
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B、配送中心
4、制度创新理论的创始人是( )
C、道格拉斯?诺斯 5、数据的海量性带来的问题是存储不便和计算结果的迟滞。处理策略有几种( ) A、两种
6、互联网中,支持文件传输的协议是( )
A、FTP 7、2013年产业集聚区固定资产投资对全省固定资产投资增长的贡献率为:
A、68.3% 8、由于人类活动排放的污染物流入河流、湖泊、海洋
A、水体污染 9、河南省建设“四个河南”的战略布局中对于打造文明河南描述错误的是(
C、确保人民群众权益得到充分保障、社会充满活力又和谐有序 10、2013年全省产业集聚区实际到位省外资金对全省实际到位省外资金增长的贡献率为: A、67.3% 11、Zigbee网络中,负责定义每一个设备的功能和角色,协调各个设备之间的关系,童年故事也发现网络中不同设备并区分他们的任务指的是( )A、ZDO 12、以下哪项不属于技术创新的类型:( )
B、发展模式创新 13、 对网络信息的传播及内容具有控制能力的特性( )
B、可控性 14、与西部省份相比,河南的综合比较优势明显;与处于工业化后期的沿海发达地区相比,河南(
)巨大。B、需求潜力 15、( )的推出是为了满足日益增长的宽带无线接入市场需求
C、WLAN 16、新产品开发包括几个阶段( )
17、韩国制定的物联网规划是( )
A、u-Korea 18、通过把底层的服务和控制接口提供给整个应用层,把应用层以下的部分和应用层结合起来指的是( )
C、应用对象
19、2010年河南产业集聚区建设处于( )阶段:
D、全面推进
20、2014年全省产业集聚区规模以上工业主营业务收入达到( )万亿元: C、3.8 1、数据如何存储、如何被检索、如何挖掘出有用信息、如何保障安全和隐私等问题指的是( )B、管理服务层 2、系统集成商与终端设备提供商合作,借助电信运营商提供的平台开发推广应用,向用户提供一套系统性的解决方案是我国的( ) A、通道兼合作模式 3、第三方提供商为公众用户提供的云计算机服务是( )
A、公有云 4、2014年全省产业集聚区实际到位省外资金为( )亿元: B、4320 5、RFID系统的一个重要参数指标指的是( )
B、RFID系统 6、对“四集一转”中“四集”的全面准确描述是 D、项目集中布局、产业集群发展、资源集约利用、功能集合构建
7、通过二维码识读设备、射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统和极光扫描器等信息传感设备,按照约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息 交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络的定义是谁提出来的( )
A、国际电信联盟
8、将大量相同类型的资源构成同构或接近同构的资源池是云计算体系结构中的( ) B、资源池层 9、推动封闭式创新转变为开放式创新的因素不包括( ) C、企业技术创新能力的衰弱
10、网络资源利用率高是( )的优点之一
B、分组交换 11、在典型的家庭智能照片系统中,光照传感器、颜色传感器组成( )A、信息感知层
12、一直以来,我省作为农业大省,农业发展都受到较多关注,下列知名企业中,(
)可作为我省“做优农业”的典型。
C、中鹤集团
13、开放式创新的原则不包括( )
D、本行业里最聪明的员工都为我们工作 14、“四个全面”是河南发展的基本要求,下列选项中不属于党中央“四个全面”总体部署内容的是(
B、全面推进城镇化建设
15、 国际上的物联网运营商在产业发展模式上有各自的偏好,目前,主要的产业发展模式有( ) C、5种 16、2014年产业集聚区规模以上工业主营业务收入占全省规模以上工业主营业务收入的比重为:
D、56.8% 17、关于农民向城镇转移的论述不正确的是: A、通过拆旧建新使农民就地城镇化
)是河南发展的基本要求。B、“四个全面”
19、服务器负责管理在该顶级域名服务器注册下的所有二级域名是( ) A、顶级域名服务器
20、云计算体系结构可分为( )层
B、四层 1、2014年全省产业集聚区实际利用外资占全省实际利用外资的比重达到( )亿美元:
C、64.3% 2、为传输层提供可靠的、基于字节流的传输服务是( )
C、TCP 3、河南产业集聚区建设是( )年开始全面推进的: D、2010 4、在追求创新过程中,在了解用户需求方面须注意了解顾客的必要需求、单维需求和取悦需求,以下说法哪项不正确:( ) B、高级汽车的加速和刹车性能是满足用户的必要需求
5、负责主机与主机之间的通信指的是( )
参考答案:
A、网络层 6、医疗资源匮乏集中表现在( )
参考答案:
A、三长一短 7、在网络信息系统能够在规定条件下额规定的世界内完成规定的功能的特性是( )
参考答案:
8、将应用软件统一部署在自己的服务器上,用户更具需求通过互联网向厂商订购应用软件服务,服务提供商更具用户所定的软件数量、时间的长短等因素收费,并且通过浏览器向客户提供软件的模式是( )
参考答案:
C、SaaS 9、新常态下,经济运行面临较大下行压力,从短期看主要是(
参考答案:
B、能源原材料行业生产经营非常困难
10、以下哪些方面不属于创新文化范围:( )
参考答案:
B、团队协作能力 11、对新时期河南面临的具体产业发展机遇描述正确的是(
参考答案:
B、战略性新兴产业具有跨越发展基础
12、一个基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络的定义是谁提出来的( ) 参考答案:
C、维基百科
13、2013年产业集聚区固定资产投资占全省固定资产投资的比重为:
参考答案:
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