文章目录
- 物联网（IoT）（考纲高频考点）
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- （一）核心概念深度解析
- （二）三层架构细化（必考考点，拆解每层技术与功能）
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- [感知层（底层：数据采集层，物联网的 "五官"）](#感知层（底层：数据采集层，物联网的 “五官”）)
- [网络层（中间层：数据传输层，物联网的 "神经网络"）](#网络层（中间层：数据传输层，物联网的 “神经网络”）)
- [应用层（顶层：数据处理与应用层，物联网的 "大脑"）](#应用层（顶层：数据处理与应用层，物联网的 “大脑”）)
- 无线传感网络（WSN）
- 嵌入式系统
- [M2M 通信（机器对机器通信）](#M2M 通信（机器对机器通信）)
物联网（IoT）（考纲高频考点）
（一）核心概念深度解析
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本质："万物互联" 的核心是打破 "物" 与 "人""物" 与 "物" 之间的信息壁垒，让物理世界的 "物" 具备 "感知""通信""交互" 能力，实现物理世界与数字世界的融合。
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关键要素：
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连接对象："任何物品"（实体物体，如家电、汽车、传感器、商品、设备）；
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连接方式："按约定的协议"（如 WiFi、蓝牙、ZigBee、5G，确保不同设备之间能通信）；
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核心目标："智能化识别、定位、跟踪、监控和管理"（从 "被动存在" 变为 "主动提供信息、接受控制"）。
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考纲易错点：物联网的连接对象不仅是 "物与人"，还包括 "物与物"（如智能冰箱与超市服务器通信，自动下单补货），选择题常考这一核心本质。
（二）三层架构细化（必考考点，拆解每层技术与功能）
感知层（底层：数据采集层，物联网的 "五官"）
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核心功能：感知物理世界的状态、环境参数、物体标识等，将物理量转化为可传输的数字信号（或模拟信号），是物联网的数据来源。
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关键设备与技术：
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传感器：核心采集设备，能将温度、湿度、压力、光照、声音、位移等物理量转化为电信号（数字或模拟）。
分类及示例：
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环境传感器：温度传感器（监测室内温度，用于智能家居温控）、湿度传感器（监测仓库湿度，防止商品受潮）、空气质量传感器（监测 PM2.5，用于环境监测系统）；
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运动传感器：加速度传感器（检测汽车碰撞，触发安全气囊）、陀螺仪（检测手机姿态，用于导航 APP）；
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其他传感器：压力传感器（监测管道压力，用于工业监控）、光照传感器（调节智能路灯亮度）。
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RFID（射频识别技术）：无需接触即可识别目标对象，核心由 "RFID 标签" 和 "RFID 读写器" 组成。
工作原理：读写器发射无线电波，标签接收后返回存储的信息（如商品 ID、生产日期），实现快速识别和数据读取。
典型应用：物流快递分拣（通过 RFID 标签识别包裹目的地）、商品防伪（正品贴 RFID 标签，扫码验证）、图书馆图书管理（图书贴标签，快速借还登记）。
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二维码 / 条形码：低成本的物体标识技术，通过图形编码存储信息，需通过扫码设备（手机摄像头、扫码枪）读取。
区别：条形码只能存储少量字符（如商品编号），二维码可存储更多信息（文字、网址、图片，如健康码存储个人身份和核酸信息）。
应用：商品零售（超市扫码结账）、防疫健康码、景区门票核销。
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摄像头 / 图像采集设备：采集图像或视频数据，用于视觉识别、监控跟踪。
应用：智能监控（识别异常行为）、人脸识别门禁（采集人脸图像比对身份）、交通违章抓拍（采集车辆图像识别车牌）。
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GPS / 北斗定位：获取物体的地理位置信息，用于定位和跟踪。
应用：网约车定位（乘客实时查看司机位置）、物流车辆跟踪（监控货车行驶路线）、共享单车定位（用户查找附近车辆）。
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考纲重点：感知层的核心设备（传感器、RFID、二维码）及其应用场景，是填空题、选择题高频考点，需准确对应。
网络层（中间层：数据传输层，物联网的 "神经网络"）
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核心功能：将感知层采集到的数据（数字信号）可靠、高效地传输到应用层，解决 "数据怎么传""传得快不快""传得安全不安全" 的问题。
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关键技术与通信协议：
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移动通信网络（4G/5G）：支持远距离、高带宽、海量设备接入，是物联网的核心传输技术。
应用场景：车联网（自动驾驶车辆传输实时路况数据）、远程医疗（手术机器人传输高清视频）、智能城市（路灯、监控设备的远程数据传输）。
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短距离无线通信技术：
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WiFi：传输速率高（适合大数据量传输，如智能电视连接网络播放视频），但功耗较高；
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蓝牙（Bluetooth）：功耗低、距离近（10 米内），适合设备间近距离通信（如智能手环与手机同步数据、蓝牙音箱连接手机播放音乐）；
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ZigBee：低功耗、低速率、低复杂度，适合海量低功耗设备接入（如智能家居的灯光、窗帘、传感器之间的通信）；
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LoRa：低功耗、远距离（几公里），适合户外物联网设备（如农田传感器传输土壤湿度数据）。
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网关（协议转换器）：物联网设备种类多，通信协议不同（如传感器用 ZigBee，手机用 WiFi），网关的作用是将不同协议的数据包转换为统一协议（如 TCP/IP），确保数据能在网络中传输。
示例：智能家居网关将灯光、窗帘的 ZigBee 信号转换为 WiFi 信号，与手机 APP 通信。
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核心传输协议：TCP/IP 协议（互联网通用协议，确保跨网络传输）、MQTT 协议（轻量级协议，适合低功耗、低带宽设备，如传感器数据传输）。
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考纲重点：短距离无线通信技术（WiFi、蓝牙、ZigBee）的区别与应用场景，网关的功能，是选择题常考考点。
应用层（顶层：数据处理与应用层，物联网的 "大脑"）
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核心功能：接收网络层传输的数据，通过计算、分析、处理，将数据转化为实际的智能服务或解决方案，是物联网价值实现的核心层。
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关键支撑技术：
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云计算：提供海量数据存储和强大的计算能力（如存储全国物联网设备的监控数据，分析城市交通流量）；
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大数据分析：挖掘数据中的规律和价值（如分析用户使用智能家电的习惯，优化能耗）；
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人工智能：实现自主决策和智能控制（如自动驾驶车辆根据路况数据自动调整车速、避让障碍物）。
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典型应用场景深度解析：
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智能家居：整合灯光、空调、冰箱、扫地机器人等设备，通过手机 APP 或语音控制，实现自动化场景（如 "回家模式"：门锁解锁后，灯光自动打开、空调调至适宜温度、窗帘拉开）；
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智能交通：
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车联网（V2X）：车辆与车辆、车辆与道路设施、车辆与云端通信，实现自动驾驶、交通拥堵预警（如前方车辆急刹车，自动通知后方车辆）；
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智能红绿灯：根据实时车流量数据调整红绿灯时长，优化通行效率；
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工业物联网（IIoT）：工业设备（如机床、生产线）安装传感器，实时监测设备运行状态（温度、振动），预测设备故障，实现预防性维护（避免突然停机造成损失）；
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环境监测：在城市、农田、森林部署传感器，实时监测空气质量、土壤湿度、森林火情，数据传输到云端后，生成环境报告或触发预警（如森林火情传感器检测到高温，自动报警）；
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智慧医疗：可穿戴设备（如智能手环）监测患者心率、血压，数据实时传输到医院系统，医生远程监控患者健康状况，异常时及时干预。
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考纲重点：应用层的典型应用场景（智能家居、智能交通、工业物联网），及其与云计算、大数据、AI 的结合，是简答题常考考点。
##（三）关键技术补充（考纲延伸考点）
无线传感网络（WSN）
由大量微型传感器节点（感知层设备）组成的自组织网络，节点之间通过无线通信协作，共同完成数据采集和传输。
特点：节点数量多、分布广、功耗低、自组织（无需人工部署网络拓扑），适用于大规模环境监测（如农田、森林）。
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嵌入式系统
将计算机硬件和软件集成到物理设备中，实现对设备的智能控制，是物联网设备的 "核心控制器"。
示例：智能家电的控制芯片（控制家电运行）、自动驾驶车辆的嵌入式系统（处理传感器数据并控制车辆）。
M2M 通信（机器对机器通信）
无需人工干预，设备之间自动进行数据交换和通信，是物联网的核心通信模式。
示例：智能冰箱监测到牛奶存量不足，自动与超市服务器通信，下单补货；工业传感器监测到设备故障，自动发送报警信息到管理员手机。