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第1章 绪论1

1.1 物联网的起源与发展2

1.1.1 美国“智慧地球”战略3

1.1.2 中国“感知中国”计划3

1.1.3 日本及欧盟发展计划4

1.2 物联网的基本概念5

1.2.1 物联网的定义5

1.2.2 物联网的特征6

1.2.3 物联网与各种网络的关系7

1.3 物联网的体系结构9

1.3.1 感知层13

1.3.2 网络层13

1.3.3 应用层14

1.4 物联网的支撑技术15

1.4.1 感知层的支撑技术15

1.4.2 网络层的支撑技术17

1.4.3 应用层的支撑技术18

1.5 物联网应用案例19

1.5.1 精细农牧业19

1.5.2 智能电网20

1.5.3 智能交通20

1.5.4 智慧物流20

1.5.5 智能家居21

1.5.6 智慧医疗21

1.5.7 智能安防21

小结21

习题22

实践——调研物联网应用案例22

第2章 自动识别技术23

2.1 自动识别技术概述24

2.1.1 自动识别技术的概念24

2.1.2 自动识别技术的分类24

2.1.3 自动识别系统的构成25

2.2 物品信息编码及识别技术26

2.2.1 物品信息编码发展简史26

2.2.2 条码技术概述27

2.2.3 条码识别系统处理流程32

2.3 射频识别36

2.3.1 RFID系统工作原理36

2.3.2 RFID系统分类39

2.3.3 RFID系统组成42

2.3.4 RFID系统的防碰撞机制及防冲突算法48

2.3.5 RFID应用前景50

2.4 卡识别51

2.4.1 磁卡识别技术51

2.4.2 IC卡识别技术52

2.5 语音识别53

2.5.1 语音识别系统分类54

2.5.2 语音识别工作原理54

2.6 光学字符识别56

2.7 生物识别57

小结58

习题59

实践——调研RFID及生物识别技术59

第3章 传感器与无线传感网61

3.1 传感器概述62

3.1.1 传感器的定义62

3.1.2 传感器的构成63

3.1.3 传感器的特性63

3.1.4 传感器的种类65

3.1.5 传感器产业的发展67

3.2 常用传感器69

3.2.1 温度传感器69

3.2.2 湿度传感器71

3.2.3 气敏传感器73

3.2.4 应变片式传感器74

3.2.5 霍尔传感器76

3.2.6 超声波传感器77

3.3 新型传感器78

3.3.1 多功能传感器79

3.3.2 MEMS传感器80

3.3.3 智能传感器83

3.4 传感器的应用87

3.4.1 传感器应用现状87

3.4.2 传感器应用案例88

3.5 无线传感网概述90

3.5.1 无线传感网的组成91

3.5.2 无线传感网的体系结构93

3.5.3 无线传感网的特征94

3.5.4 无线传感网的接入96

3.6 无线传感网的通信协议97

3.6.1 MAC协议97

3.6.2 路由协议100

3.6.3 传输协议104

3.7 无线传感网的组网技术105

3.7.1 无线传感网的组网模式105

3.7.2 ZigBee概述105

3.7.3 ZigBee协议的特点106

3.7.4 ZigBee协议的设备和结构107

3.7.5 ZigBee协议栈108

3.7.6 6LoWPAN111

3.8 无线传感网的关键技术114

3.8.1 拓扑控制114

3.8.2 时间同步115

3.8.3 数据融合117

3.9 无线传感网的应用120

小结121

习题121

实践——调研高铁使用的物联网技术122

第4章 定位技术125

4.1 定位技术概述126

4.1.1 定位技术的早期发展126

4.1.2 定位的性能指标127

4.1.3 定位技术的分类127

4.1.4 定位技术与物联网128

4.2 全球导航卫星系统128

4.2.1 美国GPS128

4.2.2 俄罗斯GLONASS133

4.2.3 中国BDS134

4.2.4 欧洲GALILEO135

4.3 基于网络的定位技术137

4.3.1 基于移动通信网络的定位137

4.3.2 基于无线局域网的定位140

4.4 感知定位技术142

4.4.1 蓝牙定位技术142

4.4.2 基于ZigBee的定位技术143

4.4.3 基于RFID的定位技术143

4.4.4 基于红外的定位技术144

4.4.5 超声波定位技术144

4.4.6 超宽带定位技术145

4.5 混合定位145

4.5.1 A-GPS145

4.5.2 GPSOne147

4.6 基于位置的服务147

4.6.1 LBS发展历程148

4.6.2 LBS系统构成149

4.6.3 LBS核心技术150

4.6.4 LBS服务模式151

4.6.5 LBS应用案例——AR153

小结154

习题154

实践——调研物联网定位技术应用案例155

第5章 智能嵌入技术157

5.1 嵌入式系统概述158

5.1.1 基本概念158

5.1.2 基本特点158

5.1.3 发展过程159

5.2 嵌入式系统的结构159

5.2.1 硬件层160

5.2.2 硬件抽象层160

5.2.3 系统软件层161

5.2.4 应用软件层161

5.3 嵌入式微处理器的分类161

5.3.1 嵌入式微控制器162

5.3.2 嵌入式数字信号处理器162

5.3.3 嵌入式微处理单元163

5.3.4 片上系统163

5.4 嵌入式操作系统164

5.4.1 嵌入式操作系统概述164

5.4.2 嵌入式操作系统的发展165

5.4.3 典型的嵌入式操作系统166

5.5 智能嵌入技术的应用171

5.5.1 工业自动化171

5.5.2 商业应用171

5.5.3 网络设备171

5.5.4 智能家居172

5.5.5 机器人173

5.6 智能嵌入技术的发展趋势173

小结174

习题174

实践——配置Android系统集成开发环境174

第6章 通信网络技术175

6.1 有线接入技术177

6.1.1 Ethemet接入技术177

6.1.2 ADSL接入技术178

6.1.3 HFC接入技术179

6.1.4 光纤接入技术179

6.1.5 电力线接入技术180

6.2 无线接入技术181

6.2.1 Wi-Fi技术（IEEE 802.11）182

6.2.2 Blue-Tooth技术（IEEE802.15.1）185

6.2.3 UWB技术（IEEE 802.15.3）187

6.2.4 ZigBee技术（IEEE 802.15.4）189

6.2.5 红外通信技术（IrDA）189

6.2.6 IEEE 802.16（Wi-Max）191

6.2.7 IEEE 802.20（MBWA）192

6.3 移动通信网络192

6.3.1 1G——第一代移动通信技术192

6.3.2 2G——第二代移动通信技术193

6.3.3 3G——第三代移动通信技术196

6.3.4 4G——第四代移动通信技术198

6.3.5 5G——第五代移动通信技术201

6.4 核心网202

6.4.1 核心传输网络202

6.4.2 核心交换网络204

小结205

习题205

实践——调研智能电网所用到的通信技术205

第7章 物联网网络服务207

7.1 物联网网络服务概述208

7.2 物联网名称解析服务211

7.2.1 物联网名称解析服务的工作原理211

7.2.2 ONS结构与服务方式213

7.2.3 ONS工作流程215

7.3 物联网信息发布服务218

7.3.1 物联网信息发布服务的工作原理218

7.3.2 EPCIS的功能与作用219

7.3.3 EPCIS系统设计221

7.4 实体标记语言PML223

7.4.1 PML概述223

7.4.2 PML核心思想224

7.4.3 PML的组成与设计方法226

7.4.4 PML设计举例228

小结229

习题229

实践——ISO、EPC Global及UID三大RFID标准体系229

第8章 海量数据存储与处理技术231

8.1 物联网数据处理技术概述232

8.1.1 物联网数据的特点232

8.1.2 物联网数据处理关键技术233

8.2 海量数据存储技术234

8.2.1 海量数据存储需求234

8.2.2 数据存储分类235

8.2.3 数据存储技术的发展演变236

8.3 云计算与物联网239

8.3.1 服务器技术的发展239

8.3.2 数据中心的基本概念241

8.3.3 云计算的基本概念243

8.3.4 云计算系统的组成245

8.3.5 云计算与物联网的关系248

8.3.6 云计算在物联网中的应用249

8.4 数据融合技术253

8.4.1 无线传感器网络数据融合技术253

8.4.2 数据融合的分类254

8.5 普适计算与物联网256

8.5.1 普适计算技术的特征257

8.5.2 普适计算的系统组成258

8.5.3 普适计算的体系结构258

8.6 人工智能与物联网259

小结260

习题260

实践——调研云计算服务方案260

第9章 物联网应用263

9.1 智能工业264

9.1.1 智能工业的概念264

9.1.2 智能工业的应用领域264

9.1.3 物联网与工业自动化265

9.1.4 智能化的制造技术265

9.1.5 智能工业的关键技术267

9.2 智慧农业268

9.2.1 智慧农业的概念268

9.2.2 智慧农业的关键技术268

9.2.3 智慧农业技术方案270

9.2.4 智慧农业发展与应用实例271

9.3 智能物流273

9.3.1 智能物流的概念273

9.3.2 智能物流的主要技术273

9.3.3 物联网对物流的影响275

9.3.4 智能物流的发展方向277

小结280

习题280

实践——精细农业智能大棚系统设计280

第10章 物联网安全技术283

10.1 物联网的安全架构284

10.1.1 物联网面临的安全风险284

10.1.2 物联网系统安全架构的特点286

10.1.3 物联网系统安全架构的组成286

10.2 物联网的安全威胁287

10.2.1 感知层安全288

10.2.2 网络层安全293

10.2.3 应用层安全296

10.3 物联网安全关键技术297

10.3.1 密钥管理技术297

10.3.2 身份认证技术299

10.3.3 访问控制技术300

小结301

习题301

实践——调研物联网安全威胁301

参考文献302