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第1章 物联网概述1

1.1物联网的概念2

1.1.1物联网的定义2

1.1.2物联网的发展过程4

1.1.3物联网的特征6

1.1.4深入理解物联网时应注意的问题6

1.2物联网的系统结构7

1.2.1感知层8

1.2.2传输层9

1.2.3支撑层9

1.2.4应用层9

1.3物联网的应用10

1.3.1物联网的应用模式11

1.3.2物联网的典型应用11

1.4物联网的关键技术20

1.4.1感知技术20

1.4.2传输技术22

1.4.3支撑技术23

1.4.4应用技术24

1.5物联网的发展前景25

思考与练习27

参考文献27

第2章 传感器及其应用29

2.1传感器概述30

2.2传感器分类31

2.2.1按传感器的工作原理分类31

2.2.2按传感器的用途分类31

2.2.3按传感器的输出信号分类33

2.3传感器的应用34

2.3.1一线总线接口传感器应用34

2.3.2 I2C接口［22，23］传感温湿度传感器SHT1038

2.3.3 SPI总线接口传感器温度传感器TC77［24］38

2.3.4 RS系列接口传感器应用40

2.3.5 RJ-45接口传感器应用42

2.3.6红外热释电传感器原理与应用42

2.3.7气体传感器的原理与应用45

2.3.8可见光光照度传感器原理与应用47

2.3.9红外对射传感器原理与应用49

2.4传感器的发展趋势50

2.4.1改善传感器性能的技术途径50

2.4.2传感器的发展方向52

2.5本章小结56

思考与练习56

参考文献56

第3章 近距离无线通信技术59

3.1无线通信系统概述60

3.2无线与移动通信的概念60

3.2.1无线与移动通信的发展历程61

3.2.2宽带无线接入技术63

3.3射频通信63

3.3.1射频的概念63

3.3.2频谱的划分64

3.3.3 RFID使用的频段67

3.4微波通信69

3.5近距离无线通信技术概览70

3.5.1蓝牙71

3.5.2 Wibree75

3.5.3 Wi-Fi75

3.5.4 WiGig（60 GHz）76

3.5.5 IrDA77

3.5.6 ZigBee78

3.5.7 NFC79

3.5.8 UWB80

3.5.9 Z-Wave82

3.5.10小结82

3.6近场通信（NFC）83

3.6.1 NFC发展概述83

3.6.2 NFC的工作原理85

3.6.3 NFC技术标准86

3.6.4 NFC技术的特点86

3.6.5 NFC技术的应用88

3.7本章小结90

思考与练习90

参考文献91

第4章 射频识别技术93

4.1自动识别技术概述94

4.1.1自动识别技术的基本概念94

4.1.2自动识别技术的种类与特征比较95

4.1.3常见的自动识别技术及特征比较96

4.2 RFID的基本原理99

4.2.1 RFID的工作原理99

4.2.2 RFID技术的特点102

4.2.3 RFID技术标准103

4.3 RFID技术的应用104

4.3.1 RFID技术应用背景104

4.3.2 RFID技术的重要参数105

4.3.3 RFID技术的典型应用106

4.3.4 RFID技术的应用前景107

4.4 RFID技术的研究方向109

4.5本章小结111

思考与练习111

参考文献112

第5章 无线传感器网络115

5.1无线传感器网络概述116

5.1.1 WSN对物联网的支撑作用116

5.1.2 WSN的概念117

5.1.3 WSN的发展历史118

5.1.4 WSN的特点和优点120

5.1.5 WSN的发展趋势121

5.2无线传感器网络的系统结构123

5.2.1节点结构123

5.2.2软件结构124

5.2.3拓扑结构126

5.2.4协议结构128

5.3无线传感器网络的应用131

5.3.1军事领域131

5.3.2环境观测和预报领域133

5.3.3空间、海洋探索134

5.3.4工业领域135

5.3.5农业领域136

5.3.6医疗健康与监护领域138

5.3.7建筑领域139

5.3.8其他领域140

5.4无线传感器网络的研究方向141

5.5本章小结142

思考与练习143

参考文献143

第6章 物联网的定位技术147

6.1定位的概念与发展历史148

6.1.1定位的概念148

6.1.2定位技术发展简史148

6.2定位技术在物联网中的应用150

6.2.1定位技术在军事领域中的应用150

6.2.2定位技术在灾难救援中的应用151

6.2.3定位技术在智能交通中的应用152

6.2.4定位技术在智能物流中的应用153

6.2.5基于位置的服务154

6.3卫星导航系统154

6.3.1主要的几种卫星导航定位系统154

6.3.2 GPS全球定位系统简介155

6.3.3北斗卫星导航系统简介157

6.3.4北斗定位系统与GPS定位系统的比较159

6.4蜂窝系统定位技术159

6.4.1蜂窝系统定位技术简介159

6.4.2蜂窝系统常用定位技术160

6.5 RFID定位技术164

6.5.1基于RFID标签的定位技术164

6.5.2基于RFID读写器的定位技术165

6.6无线传感器网络定位技术165

6.6.1无线传感器网络定位技术的研究内容166

6.6.2典型无线传感器网络定位算法167

6.7定位技术的发展前景168

6.8本章小结169

思考与练习169

参考文献169

第7章 物联网的计算技术173

7.1云计算174

7.1.1什么是云计算174

7.1.2云计算的服务模型175

7.1.3开放的云计算基础设施177

7.1.4融合云计算的物联网181

7.2嵌入式系统183

7.2.1嵌入式系统的基本概念183

7.2.2嵌入式系统的体系结构186

7.2.3嵌入式操作系统187

7.2.4嵌入式处理器189

7.2.5嵌入式系统与物联网190

7.3移动计算与物联网191

7.3.1移动计算的发展191

7.3.2移动计算在物联网中的应用191

7.4 Web技术193

7.4.1 Web技术的基础知识193

7.4.2 Web基本技术197

7.5物联网中间件200

7.5.1物联网中间件的概念200

7.5.2物联网中间件的系统结构202

7.5.3物联网中间件的技术平台202

7.6本章小结204

思考与练习204

参考文献205

第8章 物联网的安全技术207

8.1物联网面临的安全问题208

8.1.1从信息处理过程看物联网安全208

8.1.2从安全性需求看物联网安全213

8.2 RFID系统的安全问题214

8.2.1 RFID的安全和隐私问题214

8.2.2 RFID安全解决方案220

8.3 WSN安全技术研究223

8.3.1 WSN中的密钥管理224

8.3.2 WSN中的安全路由协议［32］228

8.4本章小结234

思考与练习234

参考文献234