物聯(lián)網(wǎng)工程應(yīng)用-基于人工智能經(jīng)典案例 課件 第一章 物聯(lián)網(wǎng)核心理論及發(fā)展概述

物聯(lián)網(wǎng)工程應(yīng)用信息科學(xué)與工程學(xué)院電子與通信系黃如主編1引言物聯(lián)網(wǎng)核心理論及發(fā)展概述物聯(lián)網(wǎng)作為第三次信息浪潮的代表技術(shù)，具有廣闊的應(yīng)用前景。對于我國而言，物聯(lián)網(wǎng)能促進經(jīng)濟發(fā)展方式的改變及經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的調(diào)整，使我國的經(jīng)濟發(fā)展模式更加合理，并帶來更大的經(jīng)濟收益；對于企業(yè)而言，物聯(lián)網(wǎng)帶來的既是機遇又是挑戰(zhàn)，抓住物聯(lián)網(wǎng)所帶來的技術(shù)革新，能讓企業(yè)在新時代站穩(wěn)腳跟，占據(jù)優(yōu)勢；對于個人而言，了解物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)知識，能讓人們更好、更便捷地利用身邊存在的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，如智能家居等，提高生活質(zhì)量。本章概述以無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WirelessSensorNetworks，WSNs）為核心載體的物聯(lián)網(wǎng)工程的基本概念和支撐技術(shù)，重點討論物聯(lián)網(wǎng)的基本概念、發(fā)展歷程、體系架構(gòu)和現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使讀者了解物聯(lián)網(wǎng)的基本體系構(gòu)架、重要支撐技術(shù)和廣闊的應(yīng)用前景。物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings,IoT）：物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，核心是物物相聯(lián)的互聯(lián)網(wǎng)。兩層含義：物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)。用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。31物聯(lián)網(wǎng)核心理論及發(fā)展概述物聯(lián)網(wǎng)概述

技術(shù)理解應(yīng)用理解狹義理解泛在理解關(guān)鍵詞：智能網(wǎng)絡(luò)

關(guān)鍵詞：服務(wù)應(yīng)用關(guān)鍵詞：物物相聯(lián)關(guān)鍵詞：融合架構(gòu)綜合運用傳感器、微機電、嵌入式計算、分布式信息處理和無線通信等技術(shù)，將物體的信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街付ǖ男畔⑻幚碇行?，最終實現(xiàn)物與物、人與物之間的自動化信息交互和處理的智能網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的應(yīng)用層面的各種服務(wù)的總和。為用戶提供生產(chǎn)、生活的遠程監(jiān)控、指揮調(diào)度、采集測量、智能識別、定位跟蹤等方面的應(yīng)用服務(wù)，達到以更加精細和動態(tài)的方式管理生產(chǎn)與生活的目標通過無線射頻識別、感應(yīng)設(shè)備、定位系統(tǒng)等技術(shù)手段和載體，按約定的協(xié)議把世界上所有的物體都連接起來，并與現(xiàn)有的“互聯(lián)網(wǎng)”結(jié)合，實現(xiàn)人類社會與物理世界的普遍聯(lián)系聯(lián)系各類物理基礎(chǔ)設(shè)施與信息功能的融合體系。將物聯(lián)網(wǎng)理解為一種基于多類型網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)設(shè)施，進行聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、通信交流和信息處理的融合體系架構(gòu)，而非一個物理上獨立存在的實體網(wǎng)絡(luò)41物聯(lián)網(wǎng)概述物聯(lián)網(wǎng)核心理論及發(fā)展概述物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用前景對于我國：促進經(jīng)濟發(fā)展方式的改變及經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的調(diào)整。使經(jīng)濟發(fā)展模式更加合理，帶來更大的經(jīng)濟收益。對于企業(yè)：物聯(lián)網(wǎng)帶來的既是機遇又是挑戰(zhàn)。抓住物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)革新，企業(yè)能在新時代站穩(wěn)腳跟，占據(jù)優(yōu)勢。對于個人：了解物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)知識，能更好地利用身邊的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（如智能家居），提高生活質(zhì)量。物聯(lián)網(wǎng)的核心載體無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WirelessSensorNetworks,WSNs）：物聯(lián)網(wǎng)的核心載體，負責(zé)信息的獲取、傳輸與處理。特點：數(shù)據(jù)中心、自組織、多跳路由、動態(tài)拓撲、密分布集等。代表“后PC時代”更小、更廉價的低功耗計算設(shè)備。物聯(lián)網(wǎng)的演進目標可尋址、可通信、可控制：數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、泛在化與開放模式逐漸成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的演進目標。1物聯(lián)網(wǎng)概述物聯(lián)網(wǎng)核心理論及發(fā)展概述物聯(lián)網(wǎng)的典型應(yīng)用領(lǐng)域軍事、環(huán)境、醫(yī)療、家居、工業(yè)自動化、反恐等：物聯(lián)網(wǎng)在多個領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，推動各行業(yè)的智能化發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)的未來展望物聯(lián)網(wǎng)作為第三次信息浪潮的代表技術(shù)：具有廣闊的應(yīng)用前景，將深刻改變?nèi)祟惻c自然界的交互方式。領(lǐng)

域用

途軍

事兵力和裝備的監(jiān)控、目標定位、情報獲取等；戰(zhàn)場情況監(jiān)視和占領(lǐng)區(qū)的偵察等；協(xié)助智能彈藥對目標進行攻擊及對戰(zhàn)場破壞情況進行評估；核武器、生物武器的成分及攻擊后的監(jiān)測和偵察等環(huán)

境監(jiān)視農(nóng)作物灌溉情況、土壤情況、空氣情況；大面積的地表監(jiān)測和行星探測；氣象和地理研究；地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測；生物環(huán)境的研究；森林火災(zāi)的等

醫(yī)

療通過傳感器節(jié)點可對病人的心跳速率、血壓等進行實時監(jiān)測，提供對人體狀況遠程監(jiān)控與診斷；用于醫(yī)院中的藥品管理，對藥品種類進行分類、辨識等家居及城市管理智能家居通過布置于房間內(nèi)的溫度、濕度、光照、空氣成分無線傳感器等，感知居室不同部分的微觀狀況，從而對家庭環(huán)境進行自動控制，提供智慧、舒適的居住環(huán)境橋梁建筑安全通過布置于建筑物內(nèi)的圖像、聲音、氣體、溫度、壓力、輻射傳感器等，發(fā)現(xiàn)異常事件并及時報警，自動啟動應(yīng)急措施工業(yè)自動化大型設(shè)備的監(jiān)控反恐和公共安全通過特殊用途的傳感器（如生物化學(xué)傳感器）監(jiān)測有害物、危險物的信息，準確判定生化物質(zhì)的成分及泄漏源位置，可用于反恐襲擊，提高對突發(fā)事件的應(yīng)變能力561物聯(lián)網(wǎng)的基本特征物聯(lián)網(wǎng)核心理論及發(fā)展概述從物聯(lián)網(wǎng)定義的技術(shù)理解角度來看，物聯(lián)網(wǎng)和傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)相比有其自身鮮明的特征。物聯(lián)網(wǎng)的基本特征可概括為全面感知、可靠傳輸和智能處理。（1）全面感知。物聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用各種感知技術(shù)。在物聯(lián)網(wǎng)中部署了海量的多種類型的傳感器，整體構(gòu)成了分布式異構(gòu)信源系統(tǒng)，并且因為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域存在廣泛性、分布環(huán)境存在復(fù)雜性和工作時空存在差異性，所以不同類型的傳感器所捕獲的信息內(nèi)容、信息格式及時空變化規(guī)律都存在差異性，這使得物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)的信息呈現(xiàn)海量性、多源性、分布式性等多樣性的特征。（2）可靠傳輸。物聯(lián)網(wǎng)通過各種有線和無線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)融合，將物體的信息實時準確地傳輸出去。由物聯(lián)網(wǎng)上的傳感器所定時采集的信息需要通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，由于其數(shù)量極其龐大，形成了海量信息，因此在傳輸過程中，為了保障數(shù)據(jù)的正確性和及時性，必須適應(yīng)各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議。（3）智能處理。物聯(lián)網(wǎng)不僅提供了傳感器的連接，而且具有智能處理的能力，能夠?qū)ξ矬w實施智能控制。物聯(lián)網(wǎng)將傳感器技術(shù)、無線通信和微機電技術(shù)與智能處理機制相結(jié)合，利用云計算、模式識別等各種智能技術(shù)擴充其應(yīng)用領(lǐng)域。從傳感器獲得的多樣性信息中分析、加工和處理有意義的數(shù)據(jù)，可適應(yīng)用戶的不同需求并拓展新的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用模式。71物聯(lián)網(wǎng)核心理論及發(fā)展概述路由技術(shù)傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議特性能量有限：傳感器節(jié)點能量有限，路由協(xié)議需考慮能耗，延長網(wǎng)絡(luò)生存期?；诰植啃畔ⅲ汗?jié)點無法存儲大量路由信息，需在局部拓撲信息下實現(xiàn)高效路由。以數(shù)據(jù)為中心：應(yīng)用關(guān)注的是滿足某種條件的感知數(shù)據(jù)，路由需以數(shù)據(jù)為中心。應(yīng)用相關(guān)：不同應(yīng)用需求不同，路由協(xié)議需針對具體應(yīng)用設(shè)計。路由協(xié)議分類平面網(wǎng)絡(luò)路由：所有節(jié)點地位相同，協(xié)同工作。特點：簡單、健壯性好，適合小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)。層次網(wǎng)絡(luò)路由：節(jié)點按分簇方法分為不同簇，邏輯結(jié)構(gòu)為層次。特點：通過簇間多跳通信和數(shù)據(jù)融合，降低能耗。

81路由技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)核心理論及發(fā)展概述典型路由協(xié)議洪泛路由（Flooding）：每個節(jié)點收到數(shù)據(jù)包后廣播給所有鄰居節(jié)點。優(yōu)點：簡單、可靠，適合節(jié)點運動劇烈的場景。缺點：內(nèi)爆、交疊問題，導(dǎo)致重復(fù)分組，占用網(wǎng)絡(luò)資源。SPIN路由（SensorProtocolforInformationviaNegotiation）：通過ADV、REQ、DATA三種消息實現(xiàn)數(shù)據(jù)在感興趣節(jié)點間傳輸。優(yōu)點：避免洪泛路由的內(nèi)爆和交疊問題，降低能耗。定向擴散路由（DirectedDiffusion,DD）：基于查詢的路由協(xié)議，匯聚節(jié)點通過興趣消息發(fā)出查詢?nèi)蝿?wù)。優(yōu)點：能量有效性好、延遲小、可擴展性強。缺點：梯度建立階段耗費大，不適合連續(xù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。91物聯(lián)網(wǎng)核心理論及發(fā)展概述無線媒體接入技術(shù)MAC協(xié)議分類固定分配MAC協(xié)議：特點：固定時槽分配，避免沖突，但能耗較大。典型協(xié)議：TRAMA、TDMA-W。隨機競爭MAC協(xié)議：特點：節(jié)點隨機競爭信道，適合低負載網(wǎng)絡(luò)。典型協(xié)議：S-MAC、T-MAC、B-MAC。混合MAC協(xié)議：特點：結(jié)合固定分配和隨機競爭的優(yōu)點，適應(yīng)不同網(wǎng)絡(luò)負載。典型協(xié)議：Z-MAC。MAC協(xié)議的主要特性及面臨的問題能量有限性：節(jié)點能量有限，MAC協(xié)議需控制節(jié)點在信息采集和傳輸過程中節(jié)省能量?？蓴U展性：MAC協(xié)議需適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓撲或信道環(huán)境的動態(tài)變化。網(wǎng)絡(luò)效率：提高信道的吞吐量、帶寬利用率，減小網(wǎng)絡(luò)延遲。面臨的問題：空閑監(jiān)聽、沖突（碰撞）、控制開銷、串擾（串音）。101物聯(lián)網(wǎng)核心理論及發(fā)展概述無線媒體接入技術(shù)典型MAC協(xié)議TRAMA（Traffic-AdaptiveMediumAccess）協(xié)議：特點：流量自適應(yīng)，動態(tài)調(diào)整占空比，降低能耗。優(yōu)點：適用于周期性數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。缺點：實現(xiàn)復(fù)雜，對時間同步依賴大，端到端時延較大。TDMA-W協(xié)議：特點：使用固定時槽收發(fā)數(shù)據(jù)，節(jié)點周期性喚醒。優(yōu)點：適用于基于事件的數(shù)據(jù)量不大的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。缺點：存儲開銷大，時延大，發(fā)生沖突碰撞的概率大。S-MAC（Sensor-MAC）協(xié)議：特點：節(jié)點周期性休眠，減少空閑監(jiān)聽，降低能耗。優(yōu)點：適用于傳感器網(wǎng)絡(luò)，降低功耗。缺點：通信時延較大，不適用于時間性要求嚴格的領(lǐng)域。111物聯(lián)網(wǎng)核心理論及發(fā)展概述信息融合技術(shù)信息融合技術(shù)概述定義：信息融合是利用計算機技術(shù)對多傳感器的觀測信息進行自動分析、綜合處理，以完成決策和估計任務(wù)的過程。核心：多傳感器系統(tǒng)是信息融合的硬件基礎(chǔ)，多源信息是信息融合的加工對象，協(xié)調(diào)優(yōu)化和綜合處理是信息融合的核心。信息融合分類數(shù)據(jù)級融合（像素級融合）：特點：直接結(jié)合原始數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)損失小，精度高。缺點：實時性差，要求傳感器同類，數(shù)據(jù)通信量大。典型算法：卡爾曼濾波算法。特征級融合：特點：對原始數(shù)據(jù)進行特征提取，降低數(shù)據(jù)量，保持重要信息。典型算法：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、聚類算法。決策級融合：特點：結(jié)合實體的位置、屬性或身份信息，得出最終解決方案。優(yōu)點：處理信息量小，容錯性強，傳感器可異類。典型算法：貝葉斯推理、D-S證據(jù)理論。121物聯(lián)網(wǎng)核心理論及發(fā)展概述網(wǎng)絡(luò)抗毀技術(shù)博弈論在網(wǎng)絡(luò)抗毀性中的應(yīng)用博弈論簡介：研究多個個體或團隊在特定條件下的策略選擇，實現(xiàn)利益最大化或風(fēng)險最小化。在網(wǎng)絡(luò)抗毀性中的應(yīng)用：通過非合作博弈，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，提升網(wǎng)絡(luò)的魯棒性。應(yīng)用場景：網(wǎng)絡(luò)拓撲構(gòu)建、網(wǎng)絡(luò)損毀恢復(fù)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)抗毀性中的應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)簡介：模擬人腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，通過訓(xùn)練學(xué)習(xí)，得到符合要求的抗毀性指標權(quán)重。在網(wǎng)絡(luò)抗毀性中的應(yīng)用：通過訓(xùn)練多個網(wǎng)絡(luò)，得到最優(yōu)的抗毀性指標權(quán)重，構(gòu)建符合要求的網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)用場景：防空反導(dǎo)指控網(wǎng)絡(luò)抗毀性評估。131物聯(lián)網(wǎng)核心理論及發(fā)展概述中間件技術(shù)中間件技術(shù)的簡介定義：中間件是介于應(yīng)用系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件之間的一類軟件，用于管理計算機資源和網(wǎng)絡(luò)通信，連接兩個獨立應(yīng)用程序或獨立系統(tǒng)。功能：屏蔽操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的差異，提供多種通信機制，支持物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的有效開發(fā)與穩(wěn)固運行。特點：獨立于架構(gòu)、數(shù)據(jù)流、處理流、標準化。中間件技術(shù)的應(yīng)用場景物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)：通過中間件技術(shù)，實現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)之間的訪問和數(shù)據(jù)交互。企業(yè)應(yīng)用集成：通過中間件技術(shù)，集成不同應(yīng)用系統(tǒng)，提高企業(yè)運營效率。分布式計算：通過中間件技術(shù)，實現(xiàn)分布式環(huán)境下的任務(wù)協(xié)作和數(shù)據(jù)共享。141物聯(lián)網(wǎng)核心理論及發(fā)展概述人工智能人工智能的定義像人一樣行動的系統(tǒng)：通過行為測試（如圖靈測試）判斷系統(tǒng)是否具有智能。核心：系統(tǒng)能否通過行為測試，表現(xiàn)出與人類相似的智能行為。像人一樣思考的系統(tǒng)：關(guān)注系統(tǒng)的推理步驟是否與人類相似。核心：系統(tǒng)是否能夠模擬人類的思維過程。理性地思考的系統(tǒng)：通過邏輯推理和符號計算，實現(xiàn)智能決策。核心：系統(tǒng)是否能夠基于邏輯和規(guī)則進行理性推理。理性地行動的系統(tǒng)：系統(tǒng)通過行動獲得最佳結(jié)果，尤其是在不確定環(huán)境下。核心：系統(tǒng)是否能夠通過行動實現(xiàn)最優(yōu)目標。151物聯(lián)網(wǎng)核心理論及發(fā)展概述人工智能人工智能的分類弱人工智能（NarrowAI）：專注于特定任務(wù)，不具備通用智能。示例：語音助手（如Siri）、圖像識別系統(tǒng)、推薦算法。特點：只能執(zhí)行特定任務(wù)，無法進行自主思考。強人工智能（StrongAI）：具備與人類相當?shù)耐ㄓ弥悄?，能夠進行自主思考和決策。示例：科幻電影中的智能機器人（如《終結(jié)者》中的Skynet）。特點：具備自主意識，能夠處理復(fù)雜任務(wù)。超人工智能（SuperAI）：超越人類智能，具備遠超人類的能力。示例：理論上的超級智能系統(tǒng)，能夠解決人類無法解決的問題。特點：智能水平遠超人類，可能具備自我進化的能力。161物聯(lián)網(wǎng)核心理論及發(fā)展概述云計算和霧計算云計算的定義與發(fā)展史定義：云計算是一種通過網(wǎng)絡(luò)提供按需計算資源的模式，用戶可以根據(jù)需求獲取計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源。發(fā)展史：1963年：美國國防部高級研究計劃局（DARPA）啟動MAC項目，提出“計算機公共事業(yè)”概念。20世紀90年代：虛擬機的流行推動了云計算基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)的發(fā)展。2006年：谷歌、亞馬遜和IBM提出云端應(yīng)用，云計算概念正式提出。2010年至今：云計算成為全球信息技術(shù)企業(yè)的轉(zhuǎn)型目標，廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。云計算的服務(wù)類型基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）：提供虛擬化的計算資源，如服務(wù)器、存儲和網(wǎng)絡(luò)。示例：AmazonEC2、MicrosoftAzure。平臺即服務(wù)（PaaS）：提供開發(fā)和部署應(yīng)用程序的平臺，用戶無需管理底層基礎(chǔ)設(shè)施。示例：GoogleAppEngine、Heroku。軟件即服務(wù)（SaaS）：提供通過互聯(lián)網(wǎng)訪問的應(yīng)用程序，用戶無需安裝和維護軟件。示例：GoogleWorkspace、Salesforce。171物聯(lián)網(wǎng)核心理論及發(fā)展概述軟件定義網(wǎng)絡(luò)軟件定義網(wǎng)絡(luò)簡史2006年：美國GENI項目資助斯坦福大學(xué)開設(shè)CleanSlate課題，旨在重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。2007年：Ethane項目提出通過集中式控制器定義網(wǎng)絡(luò)流的安全控制策略。2008年：基于OpenFlow的軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）概念正式提出。2009年：第一個商業(yè)化SDN產(chǎn)品發(fā)布，SDN開始得到推廣。2008年：谷歌部署SDN，推動SDN在全球范圍內(nèi)的應(yīng)用，并擴展到電信網(wǎng)絡(luò)。181物聯(lián)網(wǎng)核心理論及發(fā)展概述軟件定義網(wǎng)絡(luò)軟件定義網(wǎng)絡(luò)的特點簡單化：通過集中控制簡化復(fù)雜的協(xié)議處理，降低網(wǎng)絡(luò)管理復(fù)雜度。快速部署與維護：SDN能夠快速部署和調(diào)整網(wǎng)絡(luò)配置，適應(yīng)動態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)需求。開放性：OpenFlow協(xié)議使網(wǎng)絡(luò)控制與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)分離，用戶可以根據(jù)需求自定義網(wǎng)絡(luò)。安全性：集中式控制能夠快速響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)威脅，阻止惡意軟件的擴散。軟件定義網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場景智能城市：通過SDN管理城市中的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，優(yōu)化交通、能源和公共安全系統(tǒng)。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)：SDN支持工業(yè)設(shè)備的實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，提升生產(chǎn)效率。智能家居：SDN優(yōu)化家庭網(wǎng)絡(luò)，支持智能設(shè)備的互聯(lián)和協(xié)同工作。智能交通：SDN優(yōu)化交通信號控制和車輛通信，提升交通系統(tǒng)的效率和安全性。191物聯(lián)網(wǎng)核心理論及發(fā)展概述深度學(xué)習(xí)深度學(xué)習(xí)簡介定義：深度學(xué)習(xí)是機器學(xué)習(xí)的一個分支，通過多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬人腦的學(xué)習(xí)過程，處理復(fù)雜數(shù)據(jù)。特點：自動特征提?。簾o需人工設(shè)計特征，直接從數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)。強大的模式識別能力：能夠處理圖像、語音、文本等復(fù)雜數(shù)據(jù)。應(yīng)用領(lǐng)域：計算機視覺、自然語言處理、語音識別、自動駕駛等。深度學(xué)習(xí)的典型模型卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）：特點：通過卷積層提取圖像特征，適用于圖像識別和處理。應(yīng)用：圖像分類、目標檢測、人臉識別。示例：LeNet-5、AlexNet。循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（RNN）：特點：通過循環(huán)結(jié)構(gòu)處理序列數(shù)據(jù)，適用于時間序列分析和自然語言處理。應(yīng)用：語音識別、文本生成、時間序列預(yù)測。示例：長短期記憶網(wǎng)絡(luò)（LSTM）、門控循環(huán)單元（GRU）。生成對抗網(wǎng)絡(luò)（GAN）：特點：由生成器和判別器組成，通過博弈生成逼真數(shù)據(jù)。應(yīng)用：圖像生成、視頻生成、數(shù)據(jù)增強。示例：條件GAN、WassersteinGAN。201物聯(lián)網(wǎng)核心理論及發(fā)展概述復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)簡介定義：復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)是指具有自組織、自相似、吸引子、小世界、無標度等特性的網(wǎng)絡(luò)。研究內(nèi)容：網(wǎng)絡(luò)的幾何性質(zhì)、形成機制、演化規(guī)律、模型性質(zhì)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、演化動力學(xué)機制等。應(yīng)用領(lǐng)域：社交網(wǎng)絡(luò)、生物網(wǎng)絡(luò)、交通網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)等。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的特點結(jié)構(gòu)復(fù)雜：網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)量龐大，結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)多種不同特征。連接多樣性：節(jié)點之間的連接權(quán)重不同，可能存在方向性。動力學(xué)復(fù)雜性：節(jié)點集可能屬于非線性動力學(xué)系統(tǒng)，節(jié)點狀態(tài)隨時間發(fā)生復(fù)雜變化。節(jié)點多樣性：任何事物都可以成為復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點。多重復(fù)雜性融合：結(jié)構(gòu)、連接和動力學(xué)復(fù)雜性相互影響，使網(wǎng)絡(luò)更加復(fù)雜。211物聯(lián)網(wǎng)核心理論及發(fā)展概述普適計算普適計算的定義與特性定義：普適計算（UbiquitousComputing）強調(diào)將計算能力融入環(huán)境，使計算機從人們的視線中消失，用戶可以在任何時間、任何地點以任何方式獲取和處理信息。特性：普適性：隨時隨地獲取計算服務(wù)。透明性：計算過程對用戶不可見，用戶專注于任務(wù)本身。動態(tài)性：用戶和設(shè)備處于不斷移動狀態(tài)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)動態(tài)變化。自適應(yīng)性：系統(tǒng)根據(jù)用戶需求自動調(diào)整服務(wù)。永恒性：系統(tǒng)持續(xù)運行，無需關(guān)機或重啟。

普適計算的應(yīng)用場景智能家居：通過傳感器和智能設(shè)備實現(xiàn)家居環(huán)境的自動化控制。智能會議室：支持多人協(xié)同工作，提供沉浸式遠程會議體驗?？纱┐鹘】翟O(shè)備：實時監(jiān)測用戶健康數(shù)據(jù)，提供個性化健康建議。移動辦公：通過游牧計算技術(shù)實現(xiàn)隨時隨地的辦公需求。221物聯(lián)網(wǎng)核心理論及發(fā)展概述大語言模型大語言模型的定義與發(fā)展歷程定義：大語言模型（LargeLanguageModel,LLM）是一種旨在理解和生成人類語言的人工智能模型，通常包含數(shù)百億或更多參數(shù)。發(fā)展歷程：20世