阅读材料1 集成电路（IC）

1．集成电路概述

IC是一种微型电子器件。它通过一定的工艺，把二极管、三极管、电阻等元件及布线互联在一起，制作成半导体晶片（硅、锗等），并按照多层布线或隧道布线的方法将元器件组合成完整的电子电路，然后封起来成为具有所需电路功能的微型器件。IC制造流程如图1-4所示。所有元件结构上组成一个整体，体积很小，引出线数目显著减少。

IC具有体积小、质量小、引线少、寿命长、功耗低、可靠性高等优点。从1962年第一块IC诞生以来，它的每次发展都带来电子技术、计算机技术的进步。发展趋势：减小蚀刻尺寸，缩小晶体管、电阻、电容和连线的尺寸；增大硅晶圆的面积，使每块晶圆能生产更多的芯片。IC发展趋势如表1-3所示。

常见IC产品类型如图1-5所示。以IC为基础制造的设备有如下优点：首先，IC中元器件制造工艺相同，故生产的产品几乎没有调试问题，生产效率显著提高；其次，IC将大量元器件封装在一起，成本很低，提高了产品性价比；再次，用IC制造的电子产品焊接点少，设备稳定性、可靠性显著提高；最后，IC出现故障时，更换很方便。

2．集成电路的分类

IC通常按集成度、功能结构、导电类型、制造工艺等的不同分类。

① 按集成度高低分类。集成度是指一个芯片集成的元器件数目，元器件越多，集成度越高。具体分为小规模集成电路（SSI）、中规模集成电路（MSI）、大规模集成电路（LSI）、超大规模集成电路（VLSI）、极大规模集成电路（ULSI）。对数字集成电路，一般认为集成1～10等效门/片或10～100个元件/片为SSI，10～100个等效门/片或100～1000元件/片为MSI，100～10 000个等效门/片或1000～100 000个元件/片为LSI，10 000以上个等效门/片或100 000以上个元件/片为VLSI。

② 按功能结构分类。IC按功能结构不同，分为模拟集成电路、数字集成电路和数/模混合集成电路3类。其中，模拟集成电路用来产生、放大和处理模拟信号（指某电参量在一定取值范围内随时间连续变化），输入/输出成线性关系；数字集成电路主要处理数字信号（指某电参量在一定取值范围内不随时间连续变化）。

③ 按MOS管沟道类型分类。根据集成块内部所使用MOS管的沟道类型不同，分N沟道MOS集成电路（NMOS）和P沟道MOS集成电路（PMOS）两类。一个集成块内同时使用NMOS和PMOS的称为“CMOS”，是目前最常用的一种。

此外，IC根据制造工艺不同分有膜集成电路、半导体集成电路、混合集成电路等；还可按照用途的差异分为通用IC和专用IC。

3．关于摩尔定律

（1）摩尔定律概述

摩尔定律指单位面积IC容纳的元器件数目，每18～24个月增加一倍，性能提升一倍。该定律由Intel公司创始人之一的G.E.Moore提出。1965年4月19日，G.E.Moore在《电子学》杂志发表报告“让集成电路填满更多的元件”，对半导体元件发展趋势做出预言：“最低元件价格下的复杂性每年大约增加一倍。可以确信，短期内这一增长率会继续保持。即便不是有所加快的话。而在更长时期内的增长率应是略有波动，尽管没有充分的理由来证明，这一增长率至少在未来十年内几乎维持为一个常数。”这就是最初的“摩尔定律”。

需特别指出的是，摩尔定律是关于人类创造力的定律，并非数学、物理定律，它是对IC发展趋势的分析预测，因此，无论文字表述还是定量计算，都容许一定的宽裕度。从这个意义上看，摩尔的预言相当准确，因此，才得到业界公认并产生巨大反响。多年来，摩尔定律已成为电子产品性能预测的基础。

（2）摩尔定律前景

随着IC的晶体管尺寸接近于纳米级，芯片发热等副作用逐渐显现，电子的运行也越来越难以控制，摩尔定律将不再可靠。不过，纳米材料、相变材料等已经出现，有望应用到未来的芯片中。一般认为，摩尔定律还可适用到2020年。其制约的因素一是技术，二是经济。

① 从技术角度看，随着IC中线路密度的增加，其复杂性和差错率将呈指数增长，全面而彻底的芯片测试非常困难。当芯片中线条宽度达到纳米（10- ⁹ m）数量级时，材料的物理、化学性能将发生质的变化，致使采用现行工艺的半导体器件无法正常工作，摩尔定律自然也难以为继了。

② 从经济角度看，目前，20～30亿美元可以建一个芯片生产厂，线条宽度缩小到0.1 µm时将猛增至100亿美元，比一座核电站投资还高，如此高昂的投入迫使许多公司退出芯片制造业。

阅读材料2 IOT技术

1．IOT定义

IOT概念最早出现于微软公司创始人比尔·盖茨1995年出版的《未来之路》，该书提出“物-物”相联的IOT雏形，受限于当时无线网络、硬件及传感器设备的局限，未引起重视；1998年，美国麻省理工学院提出了电子产品代码（EPC）的构想；1999年，麻省理工学院自动识别实验室（Auto-ID）首先提出建立于EPC、射频识别技术（RFID）和互联网基础上的物联网概念；2005年，ITU在《ITU互联网报告2005：物联网》中，正式提出IOT概念。

目前，较为公认的IOT定义：IOT是通过各种信息传感设备及系统（如传感网、射频识别系统、红外感应器、激光扫描器等）、条码与二维码、GPS，按约定的通信协议，将“物-物”、“人-物”、“人-人”连接起来，通过各种接入网、互联网进行信息交换，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种信息网络。该定义包含以下3个含义。

① IOT是指对具有全面感知能力的物体及人的互联集合。两个或两个以上物体如果能交换信息即可称为物联。使物体具有感知能力需要在物品上安装不同类型的识别装置，如电子标签、条码与二维码等，或通过传感器、红外感应器等感知其存在。同时，这一概念排除了网络系统中的主从关系，能够自组织。

② IOT必须遵循约定的通信协议，并通过相应的软、硬件实现。互联的物品要互相交换信息，就需要实现不同系统中实体的通信。为了成功地通信，它们必须遵守相关的通信协议，同时需要相应的软件、硬件实现这些规则，并能通过现有的各种接入网与互联网进行信息交换。

③ IOT可以实现对各种物品（包括人）进行智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等。这也是组建IOT的目的。

2．IOT的特征与属性

（1）IOT的特征

和互联网相比，IOT有如下3个特征。

① 它是各种感知技术的广泛应用。IOT部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是信息源，不同类别传感器捕获的信息内容和信息格式各异。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性采集环境信息，实时更新数据。

② 它是一种建立在互联网上的泛在网络。IOT的重要基础和核心是互联网，通过有线、无线网络与互联网融合，将物体的信息实时、准确传输出去。IOT传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于数量极其庞大，形成了海量信息，传输过程中，为保障数据正确性、及时性，须适应各种异构网络。

③ IOT不仅提供传感器的连接，本身也具有智能处理能力，能对物体实施智能控制。它将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等智能技术，扩充了应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的需求，发现新的应用领域和应用模式。

（2）IOT基本属性

根据目前对IOT概念的表述，其核心要素可归纳为“感知、传输、智能、控制”，因此，IOT具有以下4个重要属性。

① 全面感知。利用RFID、传感器、二维码等智能感知设施，可随时随地感知、获取物体信息。

② 可靠传输。通过各种信息网络与计算机网络的融合，将物体的信息实时、准确地传送到目的地。

③ 智能处理。利用数据融合及处理、云计算等计算技术，对海量的分布式数据信息分析、融合和处理，向用户提供信息服务。

④ 自动控制。利用模糊识别等智能控制技术对物体实施智能化控制和利用，最终形成物理、数字、虚拟世界和社会共生互动的智能社会。

3．IOT一般体系结构

根据IOT服务类型和节点等，通常由感知层、网络层和应用层组成IOT体系结构，如图1-6所示。

① 感知层。感知层由各种传感器及传感器网关构成，包括RFID标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端，以及浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签等，作用相当于人的眼、耳、鼻、喉、皮肤等神经末梢，是IOT识别物体，采集信息的来源，主要功能是信息感知与采集。

② 网络层。网络层是核心承载网络，承担IOT接入层与应用层之间的数据通信任务，由各种私有网络、互联网、有线/无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，负责传递、处理感知层获取的信息，主要包括第2代移动通信（2G）、第3代移动通信（3G）、互联网、无线城域网（WMAN）、企业专用网等。

③ 应用层。应用层是IOT和用户的接口，实现IOT的智能应用。它由各种应用服务器组成，功能包括对采集数据的汇聚、转换、分析，以及用户层呈现的适配和事件触发等。对于信息采集，由于从末梢节点获取了大量原始数据，且这些原始数据对用户而言只有经过转换、筛选、分析、处理才有实际价值。这些应用服务器根据用户的呈现设备完成信息呈现的适配，并根据用户的设置触发相关的通告信息。同时，当需要完成对末梢节点的控制时，应用层能完成控制指令生成和指令下发控制。此外，应用层还包括IOT管理中心、信息中心等利用下一代网络（NGN）的能力对海量数据进行智能处理的云计算功能。

4．IOT主要应用领域

IOT是通信网络的应用延伸和拓展，是信息网络上的增值应用。当IOT与互联网、移动通信网相连时，可随时随地全方位“感知”（识别）对方，人类的生活方式将从“感觉”跨入“感知”，从“感知”到“控制”。感知、传输、应用3个环节构成IOT产业的关键要素：感知是基础和前提；传输是平台和支撑；应用则是目的，是IOT的标志和体现。

IOT发展不仅需要技术，更需要应用，应用是IOT发展的强大推动力。IOT的应用领域非常广阔，遍及工业、农业、环境、交通等。从感知城市到感知中国、感知世界，信息网络和移动信息化将开辟“人-人”、“人-机”、“机-机”、“物-物”、“人-物”互联的可能性。

我国在20世纪90年代就开始进行IOT产业相关研究和开启应用试点，1993年启动的国家“金卡工程”，其中基于RFID技术的非接触式智能卡已广泛应用于移动信息终端、不停车收费、路桥管理，以及电子证件身份识别等，推动了社会信息化进程。在此基础上，2004年启动了IOT的重要应用——RFID的行业应用试点。涉及工业领域的煤矿安全生产，用于矿工的安全监护；工业生产的托盘管理；农业领域的食品加工实时、动态、可追溯管理；物流领域的邮政包裹、民航行李、铁路货车调度监管、远洋运输集装箱动态监管，以及“电子口岸”自动通关等。近年来，电信智能卡与银行电子钱包功能整合后，推出了众多的移动支付新型应用，在城市交通管理及智能交通综合应用等方面，都取得了显著成效。

阅读材料3 国际电信联盟ITU

ITU是历史悠久的国际组织，也是联合国的一个专门机构，总部设在日内瓦。其主要任务是制定标准，分配无线电资源，组织各国家之间的国际长途互联方案。由于ITU作为国际组织的长期性及作为联合国特别机构的特殊地位，所发布的标准比同级别其他技术规范制定组织拥有更高的国际认同度。ITU的工作由其“成员”管理，作为联合国分支机构，所有联合国成员国都可以是ITU成员。公司和其他组织可按照“部门成员”或“联盟者”身份加入，这两种成员资格均可直接参与标准的制定（ISO不允许）。ITU不同的下属部门还与其他组织保持“联络关系”。

ITU的历史可追溯到1865年。为实现国际间电报通信，1865年5月17日，法、德等20个欧洲国家的代表在巴黎签订《国际电报公约》，国际电报联盟（International Telegraph Union，ITU）宣告成立；随着电话与无线电的应用与发展，1906年，27国代表在柏林签订了《国际无线电报公约》；1932年，70多个国家的代表在西班牙马德里召开会议，将《国际电报公约》与《国际无线电报公约》合并，制定了《国际电信公约》，并决定1934年1月1日起正式改称“国际电信联盟”（ITU）；1947年10月15日，ITU成为联合国的一个专门机构，总部由瑞士伯尔尼迁至日内瓦；1993年3月1日，在芬兰赫尔辛基举行的国际电信联盟第一届世界电信标准大会（WTSC-93）上，对ITU原有的3个机构国际电报电话咨询委员会（CCITT）、国际无线电咨询委员会（CCIR）和国际频率登记委员会（IFRB）进行了改组，改革后ITU最高权力机构仍是全权代表大会，下设理事会、电信标准化部门（ITU-T）、无线通信部门（ITU-R）和电信发展部门（ITU-D），ITU的实质性工作分别由这3个部门负责。

无论是以前的CCITT，还是现在的ITU-T，其标准化工作均由很多研究组（SG）完成。每个SG负责一个领域，如传输、交换、语音和非语音网等，并制定自己领域的标准。1988年以前，所制定的草案须提交给每4年一次的代表大会，获一致通过才能成为正式标准。1993年3月的ITU会议决定“加速程序批准新建议和修改建议”。这样，草案只要在SG会议通过便可用函信方法征求其他代表的意见，如果80%回函赞成则通过该标准，缩短了标准制定周期，提高了效率。ITU为提高技术标准的质量，增强及时性、预见性，特别是为有利于所研究热点的平衡发展，确保所制定标准的一致性、完整性、及时性，还成立了若干牵头研究组。此外，其他的一些国际组织、科技协会等也可派专家参加ITU标准化工作。

ITU制定的国际标准一直称为某某“建议”，意思是非强制性的、自愿的协议。因为它保证了各国电信网的互联和运转，故越来越被世界各国广泛采用。

阅读材料4 国际标准化组织ISO

ISO是全球性非政府组织，是目前世界上规模最大、最有权威性的标准化专门机构。主要宗旨：在世界范围内促进标准化工作的发展，以利于国际物资交流和互助，并扩大知识、科学、技术和经济方面的合作。ISO主要任务：制定国际标准，协调世界范围内的标准化工作，组织各成员国和技术委员会进行情报交流，以及与其他国际性组织合作研究有关标准化问题。ISO诞生以来，显示了强大的生命力，吸引了越来越多的国家参与其活动。

1．ISO的由来

国际标准化活动最早始于电子领域，1906年成立了最早的国际标准化机构——国际电工委员会（IEC）。其他技术领域的工作原先由成立于1926年的国家标准化协会的国际联盟承担，因第二次世界大战于1942年终止。1946年10月，中、英、美、法、苏等25国的64名代表云集伦敦，决定成立新的国际组织，目的是促进国际间的合作和工业标准的统一。1947年2月23日，ISO章程得到15个国家标准化机构的认可，ISO正式成立，总部设在联合国第二大总部所在地——瑞士日内瓦。1951年，ISO发布了首个标准——工业长度测量用标准参考温度。

这里简要说明为何国际标准化组织（International Organization for Standardization）全名与缩写ISO间存在差异。其实，ISO并不是首字母缩写，而是源于希腊语的词，意为“相等”。有一系列用ISO作前缀的词，如isometric（尺寸相等）、isonomy（法律平等）。从“相等”到“标准”，内涵上的联系使ISO成为组织的名称。

2．ISO组织机构

ISO是联合国经社理事会的甲级咨询组织和贸发理事会最高级咨询组织。此外，ISO还与600多个国际组织保持着协作关系。按照ISO章程，其成员分为团体成员和通信成员。团体成员是指最有代表性的全国标准化机构，且每一个国家只能有一个机构代表其国家参加ISO。通信成员是指尚未建立全国标准化机构的发展中国家或地区。通信成员不参加ISO技术工作，但可了解ISO的工作进展情况，经过若干年后，待条件成熟，可转为团体成员。ISO的工作语言是英语、法语和俄语。

ISO的组织机构包括ISO全体大会、主要官员、成员团体、通信成员、捐助成员、政策发展委员会、理事会、ISO中央秘书处、特别咨询组、技术管理局、标样委员会、技术咨询组、技术委员会等。ISO现有技术委员会186个和分技术委员会576个，ISO组织机构分非常设机构和常设机构，其最高权力机构是ISO的非常设机构——ISO全体大会。1994年以前，全体大会每3年召开一次。大会主要议程包括年度报告中涉及的有关项目的活动情况、ISO的战略计划及财政情况等。1994年开始，根据ISO新章程，ISO全体大会改为每年一次。

ISO现有成员143个，其中正式成员93个。出席ISO大会的代表一般包括ISO正式成员、通信成员、缔约成员。1978年9月1日，我国重新申请加入ISO，8月被接纳为成员国，1988年起以国家技术监督局的名义参加ISO活动。

3．ISO技术活动

ISO技术活动是制定、出版国际标准，其工作涉及除电工标准以外的各领域标准化活动。20世纪90年代，通信领域标准化发展迅猛。ISO与IEC、ITU相互协调，3大组织联合形成了国际标准化工作的核心。ISO与IEC共同制定了《ISO/IEC技术工作导则》，该导则规定机构设置、人员任命及职责等一系列细节，把ISO的技术工作从国际一级到国家级，再到技术委员会、分委员会，直致工作组连成有机整体，保证了这个具有140个成员国、2850个技术委员会、分委员会及工作组和30000名专家的国际化庞大机构的有效运转。

目前，ISO已发布14000多个国际标准、技术报告及相关指南，且尚在不断增加。为沟通信息，ISO还建立了情报网（ISONET），收入500000件标准、技术法规等，10750个国际标准和2700个国际标准草案，并有82个国家向该网提供快速存取。

4．ISO标准分类

ISO标准分为以下6种。

① ISO推荐标准。1972年以前ISO标准以推荐标准的形式出版。只需要60%的成员团体赞同就可通过。从1972年1月1日起改为ISO国际标准的形式出版。

② ISO技术报告。ISO各技术委员会的主要任务是制、修订国际标准，出版技术报告是一例外，而且必须符合如下3个条件。

●在一个技术委员会内，当成员团体将建议草案作为国际标准草案呈报、或对国际标准草案进行表决时，虽然经过多次努力，仍未能获必要的多数票或实质性的支持，则该技术委员会可申请以技术报告的形式发表一份文件，文件中应注明未能获得必要多数票的原因。

●当有关项目还处于技术发展过程中，以及根据其他理由认为今后某个时候有达成协议的可能，则技术委员会可申请发表一份较恰当的技术报告。

●当某个技术委员会汇集与国际标准性质不同的资料，技术委员会可以技术报告形式出版这些情报。

③ ISO标准。ISO标准须经过5个阶段的严格审批，才能成为正式的ISO标准。同一国际标准的不同文本具有同等效力，且每种文体都作为标准的原文。

④ 联合技术委员会制定的标准，由ISO/IEC联合技术委员会制定。

⑤ 国际标准的补充草案。

⑥ 国际标准的修改草案。

5．ISO与IEC

IEC成立于1906年，是成立最早的国际性电工标准化机构，负责有关电气工程和电子工程领域中的国际标准化工作，其标准的权威性为全世界所公认。

IEC宗旨：促进电气、电子工程领域中标准化及有关问题的国际合作，增进国际间的相互了解。为实现这一目的，IEC出版包括国际标准在内的各种出版物，并希望各成员在本国条件允许的情况下，在本国的标准化工作中使用这些标准。IEC工作领域已由单纯研究电气设备、电动机的名词术语和功率等扩展到电子、电力、微电子及其应用、通信、视听、机器人、信息技术、新型医疗器械和核仪表等。目前，IEC标准涉及世界市场55%的产品。

尽管ISO和IEC工作范围有明确界定，但随着高新技术发展和渗透，二者相互交叉的国际标准化领域和项目越来越多。为减少工作重叠，保证国际标准体系的协调一致，ISO和IEC不仅在多个层次加强合作，且机构和管理方面也进行一系列合作，主要包括以下方面。

① 成立IEC/ISO联合计划委员会（JTRC），负责对有交叉或有争议领域的事务进行协调和规划；

② 共同制定了ISO/IEC导则，使两个组织在标准制定和标准格式上保持一致；

③ 信息技术领域，成立了ISO/IEC第一联合技术委员会（JTCI），共同制定信息技术领域的国际标准。

阅读材料5 全国安防标委会SAC/TC100

1987年成立的SAC/TC100是经国家标准化管理委员会批准成立的全国性专业标准化技术工作组织，负责我国安全防范技术领域的标准化工作。SAC/TC100主要任务如下所述。

① 向国家标准化管理委员会和公安部科技信息化局提出安全防范技术领域的标准化工作的方针、政策和技术措施的建议。

② 按照国家标准化工作的方针、政策，制定安全防范技术领域的标准体系和标准制、修订规划、计划草案。

③ 按照国家和行业下达的标准制、修订年度计划组织制定和审查国家标准草案和行业标准草案。

④ 对经批准、发布的国家标准、行业标准，组织宣传、培训和定期复审、修订。

⑤ 为企业标准化工作提供咨询和服务。

⑥ 对口国际电工委员会/报警系统技术委员会（IEC/TC79）的工作，参加IEC/TC79国际标准草案的审查和投票表决。

SAC/TC100积极参加国际标准化工作，向IEC/TC79主席提交了多项合理化工作建议，并派出多名委员和技术专家作为IEC/TC79国际标准项目组成员。

2008年6月，经国家标准化管理委员会和公安部科技信息化局批准，SAC/TC100第五届委员会正式成立，有委员65名、顾问3名。目前，SAC/TC100已制定国家标准，行业标准百余项，这些标准涉及入侵和反劫报警、视频监控、出入口控制、实体防护、防爆安检、安防工程等。

全国安防标委会的常设工作机构为SAC/TC100秘书处，下设办公室、计划信息部、技术发展部、成果应用推广部、国际合作部5个职能部门，秘书处办公地点设在公安部第一研究所；2000年，成立实体防护设备分技术委员会（SAC/TC100/SC1），秘书处设在公安部第三研究所；2007年，成立人体生物特征识别应用分技术委员会（SAC/TC100/SC2），秘书处设在公安部第一研究所。

阅读材料6 常用电子元器件电气图形符号

安全防范系统中，常用电子元器件的图形符号分别如表1-4、1-5、1-6所示。