定 價:49 元
叢書名:物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)規(guī)劃教材
- 作者:吳功宜 吳英
- 出版時間:2018/1/1
- ISBN:9787111582946
- 出 版 社:機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TP393.4;TP18
- 頁碼:319
- 紙張:膠版紙
- 版次:2
- 開本:16開
本書在介紹物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展背景與技術特征的基礎上,對物聯(lián)網(wǎng)中的自動識別與RFID應用技術,傳感器、傳感網(wǎng)與無線傳感器網(wǎng)絡技術,智能設備與嵌入式技術,計算機網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)技術,移動通信技術,位置信息、定位技術與位置服務,物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理技術,物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術等關鍵技術,以及典型的物聯(lián)網(wǎng)應用進行了系統(tǒng)的討論。
前言《物聯(lián)網(wǎng)工程導論》的第1版出版于2012年。當時,物聯(lián)網(wǎng)剛剛出現(xiàn),面臨很多爭議。我們在接受教育部高等學校計算機類專業(yè)教學指導委員會物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學專家組邀請,編寫“物聯(lián)網(wǎng)工程導論”課程教材時,感到壓力很大。一方面,面對社會對物聯(lián)網(wǎng)的質疑,我們希望通過這本教材來詮釋物聯(lián)網(wǎng)產生的必然性;另一方面,在物聯(lián)網(wǎng)技術體系尚不明晰的情況下,教材要保證技術內容的科學性、教學體系的系統(tǒng)性、教材用書的嚴謹性,的確非常困難。可以說,本書第1版的寫作實際上是定位在“求生存”這個目標上,因此注重內容的全面和嚴謹,避免出現(xiàn)遺漏和謬誤。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術、應用和研究的發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)的技術體系逐步明晰,世界各國都高度重視物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,著名的IT企業(yè)紛紛布局物聯(lián)網(wǎng),物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)鏈逐步形成。隨著教學研究工作的深入,作者對物聯(lián)網(wǎng)技術的理解也不斷深入。2012年我們只能講 “物聯(lián)網(wǎng)是大趨勢”,到了2017年我們可以說“物聯(lián)網(wǎng)不是趨勢,而是現(xiàn)實”。物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)預示著“世上萬物凡存在,皆互聯(lián);凡互聯(lián),皆計算;凡計算,皆智能”的發(fā)展前景。
作者長期從事計算機網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)技術相關課程的教學、科研工作,基于之前的工作積累,在準備和編寫本書的過程中,認真地思考了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展背景與技術演變的過程,深刻地認識到物聯(lián)網(wǎng)將會對社會發(fā)展產生重大影響。這種認識可以總結為以下四個方面。
第一,物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)基礎上發(fā)展起來的,但是它不是簡單的互聯(lián)網(wǎng)應用功能的延伸和接入規(guī)模的擴展。物聯(lián)網(wǎng)融入了普適計算與信息物理融合系統(tǒng)(CPS)的“人-機-物”融合與環(huán)境智能的理念,將催生大量具有“計算、通信、控制、協(xié)同與自治”特征的智能設備與智能系統(tǒng),推動社會經濟發(fā)展模式的轉變,促進產業(yè)的快速發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)將呈現(xiàn)出“你中有我,我中有你”“相互促進”的共生狀態(tài)。
第二,鄔賀銓院士用“大智移云聯(lián)萬物”來描述物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,作者認為是很有道理的。物聯(lián)網(wǎng)是一個協(xié)同創(chuàng)新平臺,它一方面支撐著大數(shù)據(jù)、云計算、智能、移動計算、下一代網(wǎng)絡等新技術,另一方面支撐著智能工業(yè)、智能農業(yè)、智能醫(yī)療、智能交通等各行各業(yè)的應用。目前發(fā)展迅速的云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、深度學習、虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實、可穿戴計算、智能機器人技術,都在物聯(lián)網(wǎng)應用中展現(xiàn)出迷人的魅力。物聯(lián)網(wǎng)為多學科、跨行業(yè)的科技創(chuàng)新與產業(yè)發(fā)展提供了千載難逢的機遇和環(huán)境?梢灶A見,在“數(shù)據(jù)為王”的時代,物聯(lián)網(wǎng)的重要性將會日益凸顯出來。
第三,從學科發(fā)展的角度看,物聯(lián)網(wǎng)是計算機、通信、電子、控制、數(shù)據(jù)與智能等多學科交叉融合的產物。物聯(lián)網(wǎng)將引發(fā)計算機科學與信息技術在更大范圍、更深層次的應用,帶動更為廣泛的行業(yè)和產業(yè)的融合,推動交叉學科的發(fā)展,創(chuàng)造出更多新的交叉學科。這種發(fā)展趨勢必將直接影響我國高等院校學科的布局,以及相關專業(yè)的培養(yǎng)目標與教學內容。例如,物聯(lián)網(wǎng)智能交通的發(fā)展正在推動全球汽車產業(yè)重大的變化?枴け捡Y在發(fā)明汽車時絕沒有想到,作為機械工業(yè)巔峰之作的汽車,正在逐步轉變?yōu)楦叨入姎饣、智能化和網(wǎng)絡化的機電產品。為了適應社會與產業(yè)對新型人才的需求,高校的汽車專業(yè)必然要從傳統(tǒng)的機械制造業(yè)人才培養(yǎng)的模式,向適應汽車電氣化、智能化、網(wǎng)絡化需求的復合型、交叉人才培養(yǎng)方向轉變。社會對新型人才需求變化的影響將出現(xiàn)在很多專業(yè),這也為“新工科”的發(fā)展提出了重要的課題。
第四,應用創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心,用戶體驗是物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)設計的靈魂。物聯(lián)網(wǎng)研究需要很多奇思妙想的創(chuàng)意,需要用到智能人機交互、可視化、虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實技術,以及智能硬件與可穿戴計算、智能機器人技術。這正是物聯(lián)網(wǎng)的魅力所在,也是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展日新月異的動力和源泉。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展已經讓人目不暇接。
盡管以上提到的問題都會不同程度地呈現(xiàn)在本教材中,但是面對這樣一個快速發(fā)展的領域,教材的內容落后于技術與應用的發(fā)展是必然的,教材只能起到拋磚引玉的作用。因此,我們在編寫本教材的過程中,著重注意處理以下兩個問題:第一,貼近技術發(fā)展前沿,保持導論教材的科學性與前瞻性;第二,貼近教師和學生,保持導論教材的系統(tǒng)性與趣味性。
在第2版的編寫準備過程中,機械工業(yè)出版社華章公司對部分高校“物聯(lián)網(wǎng)工程導論”課程的授課老師進行了調研。作者認真研究了諸位老師的意見,在章節(jié)結構、內容選取與習題等方面做了相應的改進,表現(xiàn)在以下幾個方面:
第一,第2版由9章組成,比第1版減少了1章。其中第5章“ 物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡技術”取代了第1版的第5章、第6章。第1版的第10章“物聯(lián)網(wǎng)應用”只給出了4個領域的應用,第2版的第9章“物聯(lián)網(wǎng)應用”列舉了物聯(lián)網(wǎng)在智能工業(yè)、智能農業(yè)、智能物流等9個重點領域的應用示例。
第二,結合技術與產業(yè)發(fā)展,第2版增加了一些新的內容。根據(jù)授課老師的意見,凡是有后續(xù)課程專門討論的技術內容,第2版在保持教材體系完整性的前提下,盡量壓縮內容和篇幅,為增加
目錄
前言
教學建議
第1章物聯(lián)網(wǎng)概論
1.1物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的社會背景
1.1.1物聯(lián)網(wǎng)概念的提出
1.1.2物聯(lián)網(wǎng)與智慧地球
1.1.3歐盟與各國政府關于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃
1.1.4物聯(lián)網(wǎng)與我國戰(zhàn)略性新興產業(yè)
1.2物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的技術背景
1.2.1從人類對技術需求的角度認識物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的必然性
1.2.2從互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的角度認識物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的必然性
1.2.3從科學研究的角度認識物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的必然性
1.3物聯(lián)網(wǎng)的定義與主要技術特征
1.3.1物聯(lián)網(wǎng)的定義
1.3.2物聯(lián)網(wǎng)的主要技術特征
1.3.3物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的比較
1.3.4物聯(lián)網(wǎng)與“互聯(lián)網(wǎng)+”的關系
1.4物聯(lián)網(wǎng)體系結構
1.4.1物聯(lián)網(wǎng)體系結構的基本概念
1.4.2人處理物理世界問題的基本方法
1.4.3物聯(lián)網(wǎng)感知層
1.4.4物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層
1.4.5物聯(lián)網(wǎng)應用層
1.5物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術與產業(yè)發(fā)展
1.5.1物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術
1.5.2物聯(lián)網(wǎng)的產業(yè)鏈結構
1.5.3物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)對國民經濟與社會發(fā)展的影響
1.5.4我國物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)發(fā)展的政策環(huán)境
本章小結
習題
第2章RFID與物聯(lián)網(wǎng)應用
2.1自動識別技術
2.1.1自動識別技術的發(fā)展過程
2.1.2條碼技術
2.1.3磁卡、IC卡技術
2.2RFID標簽與EPC編碼體系
2.2.1RFID標簽的基本概念
2.2.2RFID標簽的基本工作原理
2.2.3RFID標簽的分類
2.2.4RFID標簽的編碼標準
2.3RFID標簽讀寫器
2.3.1RFID標簽讀寫器的功能與分類
2.3.2RFID讀寫器的結構與設計方法
本章小結
習題
第3章傳感器與傳感網(wǎng)技術
3.1傳感器的概念
3.1.1感知能力與傳感器的發(fā)展
3.1.2傳感器的分類
3.1.3物理傳感器
3.1.4化學傳感器
3.1.5生物傳感器
3.1.6納米傳感器
3.1.7傳感器性能指標
3.2智能傳感器與無線傳感器
3.2.1智能傳感器的研究與發(fā)展
3.2.2無線傳感器的研究與發(fā)展
3.3無線傳感器網(wǎng)絡
3.3.1從無線分組網(wǎng)到無線自組網(wǎng)
3.3.2從無線自組網(wǎng)到無線傳感器網(wǎng)絡
3.3.3無線傳感器網(wǎng)絡的特點與結構
3.3.4無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的結構與設計原則
3.4無線傳感器網(wǎng)絡技術的研究與發(fā)展
3.4.1無線傳感器與執(zhí)行器網(wǎng)絡
3.4.2無線多媒體傳感器網(wǎng)絡
3.4.3水下無線傳感器網(wǎng)絡
3.4.4地下無線傳感器網(wǎng)絡
3.4.5無線納米傳感器網(wǎng)絡
本章小結
習題
第4章物聯(lián)網(wǎng)智能硬件與嵌入式系統(tǒng)
4.1嵌入式系統(tǒng)概述
4.1.1嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展過程
4.1.2嵌入式系統(tǒng)的特點
4.2物聯(lián)網(wǎng)智能硬件
4.2.1智能硬件的基本概念
4.2.2人工智能在物聯(lián)網(wǎng)智能硬件中的應用
4.2.3人機交互
4.2.4物聯(lián)網(wǎng)智能硬件的人機交互技術
4.2.5柔性顯示與柔性電池技術在物聯(lián)網(wǎng)智能硬件中的應用
4.2.6我國發(fā)展智能硬件的政策環(huán)境
4.3可穿戴計算及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應用
4.3.1可穿戴計算的基本概念
4.3.2可穿戴計算設備的分類與應用
4.4智能機器人及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應用
4.4.1機器人的基本概念
4.4.2機器人的分類與應用
4.4.3我國發(fā)展智能機器人產業(yè)的政策環(huán)境
本章小結
習題
第5章物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡技術
5.1計算機網(wǎng)絡技術的研究與發(fā)展
5.1.1從信息技術的角度看通信與網(wǎng)絡技術的發(fā)展
5.1.2計算機網(wǎng)絡的形成與發(fā)展
5.1.3計算機網(wǎng)絡的分類與特點
5.1.4TCPIP協(xié)議的基本概念
5.1.5下一代網(wǎng)絡體系結構與軟件定義網(wǎng)絡技術的研究
5.2移動通信網(wǎng)技術的研究與發(fā)展
5.2.1蜂窩系統(tǒng)的基本概念
5.2.2移動通信技術與標準的發(fā)展
5.2.35G與物聯(lián)網(wǎng)
5.2.4M2M、D2D技術及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應用
5.3物聯(lián)網(wǎng)接入技術
5.3.1物聯(lián)網(wǎng)接入技術的基本概念
5.3.2有線接入技術
5.3.3無線接入技術
5.3.4軟件無線電、認知無線電在物聯(lián)網(wǎng)中的應用
本章小結
習題
第6章位置信息、定位技術與位置服務
6.1位置信息與位置服務
6.1.1位置信息——從互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)
6.1.2位置信息在物聯(lián)網(wǎng)中的作用
6.2定位系統(tǒng)
6.2.1航天航空遙感技術
6.2.2全球定位系統(tǒng)
6.2.3地理信息系統(tǒng)
6.2.4高精度地圖
*6.3定位技術
6.3.1移動通信定位技術
6.3.2基于WiFi的定位技術
6.3.3基于RFID的定位技術
6.3.4無線傳感器網(wǎng)絡定位技術
6.4位置服務
6.4.1位置服務的基本概念
6.4.2位置服務系統(tǒng)的設計方法
本章小結
習題
第7章物聯(lián)網(wǎng)智能數(shù)據(jù)處理技術
7.1物聯(lián)網(wǎng)智能數(shù)據(jù)處理技術的基本概念
7.1.1物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的特點
7.1.2物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)、信息與知識
7.1.3物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理的關鍵技術
7.2物聯(lián)網(wǎng)與云計算
7.2.1云計算產生的背景
7.2.2云計算的分類
7.2.3云計算的主要技術特征
7.2.4云計算在物聯(lián)網(wǎng)中的應用
7.3物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)
7.3.1數(shù)據(jù)挖掘的基本概念
7.3.2大數(shù)據(jù)的基本概念
7.3.3大數(shù)據(jù)的定義與特征
7.3.4物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)研究的特殊性
7.3.5物聯(lián)網(wǎng)與智能決策、智能控制
本章小結
習題
第8章物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡安全
8.1網(wǎng)絡空間安全與網(wǎng)絡安全的基本概念
8.1.1網(wǎng)絡空間安全概念的提出
8.1.2我國《國家網(wǎng)絡空間安全戰(zhàn)略》涵蓋的主要內容
8.1.3網(wǎng)絡空間安全的理論體系
8.2OSI安全體系結構
8.2.1OSI安全體系結構的基本概念
8.2.2網(wǎng)絡安全模型與網(wǎng)絡安全訪問模型
8.2.3用戶對網(wǎng)絡安全的需求
8.3物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡安全研究的主要內容
8.3.1物聯(lián)網(wǎng)中可能存在的網(wǎng)絡攻擊方式
8.3.2物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡安全的新動向
8.3.3RFID安全與隱私保護研究
本章小結
習題
第9章物聯(lián)網(wǎng)應用
9.1智能工業(yè)
9.1.1工業(yè)4.0的基本概念
9.1.2工業(yè)4.0涵蓋的基本內容
9.1.3《中國制造2025》發(fā)展規(guī)劃
9.2智能農業(yè)
9.2.1智能農業(yè)的基本概念
9.2.2智能農業(yè)應用示例
9.3智能交通
9.3.1物聯(lián)網(wǎng)智能交通與傳統(tǒng)智能交通的區(qū)別
9.3.2車聯(lián)網(wǎng)
9.3.3無人駕駛汽車及其研究進展
9.4智能電網(wǎng)
9.4.1智能電網(wǎng)的基本概念
9.4.2智能電網(wǎng)應用示例
9.5智能環(huán)保
9.5.1智能環(huán)保的基本概念
9.5.2智能環(huán)保應用示例
9.6智能醫(yī)療
9.6.1智能醫(yī)療的基本概念
9.6.2智能醫(yī)療應用示例
9.7智能安防
9.7.1智能安防的基本概念
9.7.2智能安防應用示例
9.8智能家居
9.8.1智能家居的基本概念
9.8.2智能家居應用示例
9.9智能物流
9.9.1智能物流的基本概念
9.9.2智能物流與物聯(lián)網(wǎng)的關系
9.9.3未來商店與物聯(lián)網(wǎng)
9.9.4大型智能物流系統(tǒng)的設計方法
本章小結
思考題
參考文獻