物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用教程
定 價：58 元
叢書名：高等院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)規(guī)劃教材
- 作者：賈坤、黃平、肖錚
- 出版時間：2018/10/1
- ISBN：9787302512011
- 出 版 社：清華大學(xué)出版社
- 中圖法分類：TP393.4
- 頁碼：
- 紙張：膠版紙
- 版次：
- 開本：16開
《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用教程》追蹤物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的*技術(shù)發(fā)展方向與行業(yè)應(yīng)用案例，以數(shù)據(jù)流動為主線，分感知、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用三層講述物聯(lián)網(wǎng)的概念與體系結(jié)構(gòu)。感知層的功能是數(shù)據(jù)的采集與物體的識別，著重講述自動識別技術(shù)、定位技術(shù)、智能嵌入技術(shù)、傳感器及組網(wǎng)技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)層的功能是數(shù)據(jù)的可靠傳輸與智能處理，重點講述各種網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)，特別是無線接入技術(shù)，同時講述物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與海量數(shù)據(jù)存儲與處理技術(shù)；應(yīng)用層的功能是數(shù)據(jù)的行業(yè)應(yīng)用，重點講述不同的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在不同行業(yè)的具體應(yīng)用方案。
《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用教程》可作為物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)、網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)大學(xué)本科教材，也可以作為高職院校、培訓(xùn)機構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培訓(xùn)教材，另外對從事物聯(lián)網(wǎng)、計算機網(wǎng)絡(luò)的工程技術(shù)人員也有一定的學(xué)習和參考價值。
《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用教程》緊跟物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的前沿發(fā)展，應(yīng)用大量實際工程案例輔助教學(xué)，使學(xué)生在學(xué)習之后具備初步的實際工程應(yīng)用技能。
前 言
顧名思義，物聯(lián)網(wǎng)就是物、物相連的互聯(lián)網(wǎng)，它建立于互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)之上，是互聯(lián)網(wǎng)向物的領(lǐng)域的自然延伸。物聯(lián)網(wǎng)是典型的交叉學(xué)科，涉及電子、計算機、控制、通信、新能源、新材料等多學(xué)科專業(yè)知識。目前全國范圍內(nèi)有成百上千所大學(xué)已經(jīng)開設(shè)或者準備開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)，對教材的需求數(shù)量較大。但已經(jīng)面世的教材良莠不齊，或者偏重理論、缺乏應(yīng)用案例，或者內(nèi)容陳舊、跟不上物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的最新發(fā)展，又或者對物聯(lián)網(wǎng)的理解還停留在傳感網(wǎng)的層面。針對這種狀況，本書試圖追蹤物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的最新技術(shù)發(fā)展方向與行業(yè)應(yīng)用案例，以數(shù)據(jù)流動為主線，分感知、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用三層講述物聯(lián)網(wǎng)的概念與體系結(jié)構(gòu)。在全面詳細介紹物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際行業(yè)應(yīng)用案例以及精心設(shè)計的相關(guān)實驗，以達到講練結(jié)合、案例教學(xué)、理論與技能并重的目的。
本書主要分為五大部分，按照物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)分層詳細講述物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。
第1部分為緒論，主要講述物聯(lián)網(wǎng)的起源、發(fā)展、概念、結(jié)構(gòu)、支撐技術(shù)以及應(yīng)用案例。
第2部分為感知層的關(guān)鍵技術(shù)，即第2章自動識別技術(shù)，第3章傳感器與無線傳感網(wǎng)，第4章定位技術(shù)，第5章智能嵌入技術(shù)。
第3部分為網(wǎng)絡(luò)層的關(guān)鍵技術(shù)，即第6章通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，第7章物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，第8章海量數(shù)據(jù)存儲與處理技術(shù)。
第4部分為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層具體行業(yè)應(yīng)用案例，即第9章物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，主要介紹物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、物流、交通、電網(wǎng)、環(huán)保、安防、醫(yī)療、家居、金融等領(lǐng)域的應(yīng)用狀況。
第5部分為貫穿整個物聯(lián)網(wǎng)三個層次的安全技術(shù)，即第10章物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)，包括物聯(lián)網(wǎng)安全架構(gòu)、各層面臨的安全威脅以及確保物聯(lián)網(wǎng)安全而使用的安全關(guān)鍵技術(shù)。
本書作為普通高等院校相關(guān)專業(yè)本科生教材，力爭緊跟物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的前沿發(fā)展，應(yīng)用大量實際工程案例輔助教學(xué)，使學(xué)生在學(xué)習之后具備初步的實際工程應(yīng)用技能。本書也可以作為高職院校、培訓(xùn)機構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培訓(xùn)教材，另外對從事物聯(lián)網(wǎng)、計算機網(wǎng)絡(luò)的工程技術(shù)人員也有一定的參考價值。
本書各章都附有習題，有些章還配有實踐項目或者實驗，以幫助學(xué)生加深對技術(shù)原理的理解，增強對物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢的把握，增加實際工程應(yīng)用經(jīng)驗。
本書由賈坤負責擬定寫作大綱、組織編寫、總纂和審閱定稿。具體編寫分工如下：賈坤編寫第1～5章、第8～10章，賈坤、黃平共同編寫第7章，賈坤、肖錚共同編寫第6章；張繼勇提供數(shù)據(jù)存儲技術(shù)一節(jié)的研究資料，曾昶暢提供實驗設(shè)計方面的資料，他們也參與了本書的編寫工作。在編寫之初，得到東軟睿道公司趙國輝老師的啟發(fā)，在編寫過程中得到成都東軟學(xué)院計科系寧多彪主任、陳建主任的支持與鼓勵，在審稿修改的過程中編輯提出了很多有益的意見與建議，在此表示感謝。
本書在編寫過程中，參考了大量書刊與文獻資料，主要參考書籍已在參考文獻中列出，但疏漏在所難免，在此對參考引用的書刊文獻作者表示衷心的感謝。由于本人水平所限，書中若有錯誤或不妥之處，懇請廣大讀者批評指正。
編 者
目 錄
第1章 緒論 1
1.1 物聯(lián)網(wǎng)的起源與發(fā)展 2
1.1.1 美國智慧地球戰(zhàn)略 3
1.1.2 中國感知中國計劃 3
1.1.3 日本及歐盟發(fā)展計劃 4
1.2 物聯(lián)網(wǎng)的基本概念 5
1.2.1 物聯(lián)網(wǎng)的定義 5
1.2.2 物聯(lián)網(wǎng)的特征 6
1.2.3 物聯(lián)網(wǎng)與各種網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系 7
1.3 物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu) 9
1.3.1 感知層 13
1.3.2 網(wǎng)絡(luò)層 13
1.3.3 應(yīng)用層 14
1.4 物聯(lián)網(wǎng)的支撐技術(shù) 15
1.4.1 感知層的支撐技術(shù) 15
1.4.2 網(wǎng)絡(luò)層的支撐技術(shù) 17
1.4.3 應(yīng)用層的支撐技術(shù) 18
1.5 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例 19
1.5.1 精細農(nóng)牧業(yè) 19
1.5.2 智能電網(wǎng) 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 智慧醫(yī)療 21
1.5.7 智能安防 21
小結(jié) 21
習題 22
實踐調(diào)研物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例 22
第2章 自動識別技術(shù) 23
2.1 自動識別技術(shù)概述 24
2.1.1 自動識別技術(shù)的概念 24
2.1.2 自動識別技術(shù)的分類 24
2.1.3 自動識別系統(tǒng)的構(gòu)成 25
2.2 物品信息編碼及識別技術(shù) 26
2.2.1 物品信息編碼發(fā)展簡史 26
2.2.2 條碼技術(shù)概述 27
2.2.3 條碼識別系統(tǒng)處理流程 32
2.3 射頻識別 36
2.3.1 RFID系統(tǒng)工作原理 36
2.3.2 RFID系統(tǒng)分類 39
2.3.3 RFID系統(tǒng)組成 42
2.3.4 RFID系統(tǒng)的防碰撞機制及防沖突算法 48
2.3.5 RFID應(yīng)用前景 50
2.4 卡識別 51
2.4.1 磁卡識別技術(shù) 51
2.4.2 IC卡識別技術(shù) 52
2.5 語音識別 53
2.5.1 語音識別系統(tǒng)分類 54
2.5.2 語音識別工作原理 54
2.6 光學(xué)字符識別 56
2.7 生物識別 57
小結(jié) 58
習題 59
實踐調(diào)研RFID及生物識別技術(shù) 59
第3章 傳感器與無線傳感網(wǎng) 61
3.1 傳感器概述 62
3.1.1 傳感器的定義 62
3.1.2 傳感器的構(gòu)成 63
3.1.3 傳感器的特性 63
3.1.4 傳感器的種類 65
3.1.5 傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 67
3.2 常用傳感器 69
3.2.1 溫度傳感器 69
3.2.2 濕度傳感器 71
3.2.3 氣敏傳感器 73
3.2.4 應(yīng)變片式傳感器 74
3.2.5 霍爾傳感器 76
3.2.6 超聲波傳感器 77
3.3 新型傳感器 78
3.3.1 多功能傳感器 79
3.3.2 MEMS傳感器 80
3.3.3 智能傳感器 83
3.4 傳感器的應(yīng)用 87
3.4.1 傳感器應(yīng)用現(xiàn)狀 87
3.4.2 傳感器應(yīng)用案例 88
3.5 無線傳感網(wǎng)概述 90
3.5.1 無線傳感網(wǎng)的組成 91
3.5.2 無線傳感網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu) 93
3.5.3 無線傳感網(wǎng)的特征 94
3.5.4 無線傳感網(wǎng)的接入 96
3.6 無線傳感網(wǎng)的通信協(xié)議 97
3.6.1 MAC協(xié)議 97
3.6.2 路由協(xié)議 100
3.6.3 傳輸協(xié)議 104
3.7 無線傳感網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù) 105
3.7.1 無線傳感網(wǎng)的組網(wǎng)模式 105
3.7.2 ZigBee概述 105
3.7.3 ZigBee協(xié)議的特點 106
3.7.4 ZigBee協(xié)議的設(shè)備和結(jié)構(gòu) 107
3.7.5 ZigBee協(xié)議棧 108
3.7.6 6LoWPAN 111
3.8 無線傳感網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù) 114
3.8.1 拓撲控制 114
3.8.2 時間同步 115
3.8.3 數(shù)據(jù)融合 117
3.9 無線傳感網(wǎng)的應(yīng)用 120
小結(jié) 121
習題 121
實踐調(diào)研高鐵使用的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 122
第4章 定位技術(shù) 125
4.1 定位技術(shù)概述 126
4.1.1 定位技術(shù)的早期發(fā)展 126
4.1.2 定位的性能指標 127
4.1.3 定位技術(shù)的分類 127
4.1.4 定位技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng) 128
4.2 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng) 128
4.2.1 美國GPS 128
4.2.2 俄羅斯GLONASS 133
4.2.3 中國BDS 134
4.2.4 歐洲GALILEO 135
4.3 基于網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù) 137
4.3.1 基于移動通信網(wǎng)絡(luò)的定位 137
4.3.2 基于無線局域網(wǎng)的定位 140
4.4 感知定位技術(shù) 142
4.4.1 藍牙定位技術(shù) 142
4.4.2 基于ZigBee的定位技術(shù) 143
4.4.3 基于RFID的定位技術(shù) 143
4.4.4 基于紅外的定位技術(shù) 144
4.4.5 超聲波定位技術(shù) 144
4.4.6 超寬帶定位技術(shù) 145
4.5 混合定位 145
4.5.1 A-GPS 145
4.5.2 GPSOne 147
4.6 基于位置的服務(wù) 147
4.6.1 LBS發(fā)展歷程 148
4.6.2 LBS系統(tǒng)構(gòu)成 149
4.6.3 LBS核心技術(shù) 150
4.6.4 LBS服務(wù)模式 151
4.6.5 LBS應(yīng)用案例AR 153
小結(jié) 154
習題 154
實踐調(diào)研物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)應(yīng)用案例 155
第5章 智能嵌入技術(shù) 157
5.1 嵌入式系統(tǒng)概述 158
5.1.1 基本概念 158
5.1.2 基本特點 158
5.1.3 發(fā)展過程 159
5.2 嵌入式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 159
5.2.1 硬件層 160
5.2.2 硬件抽象層 160
5.2.3 系統(tǒng)軟件層 161
5.2.4 應(yīng)用軟件層 161
5.3 嵌入式微處理器的分類 161
5.3.1 嵌入式微控制器 162
5.3.2 嵌入式數(shù)字信號處理器 162
5.3.3 嵌入式微處理單元 163
5.3.4 片上系統(tǒng) 163
5.4 嵌入式操作系統(tǒng) 164
5.4.1 嵌入式操作系統(tǒng)概述 164
5.4.2 嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展 165
5.4.3 典型的嵌入式操作系統(tǒng) 166
5.5 智能嵌入技術(shù)的應(yīng)用 171
5.5.1 工業(yè)自動化 171
5.5.2 商業(yè)應(yīng)用 171
5.5.3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 171
5.5.4 智能家居 172
5.5.5 機器人 173
5.6 智能嵌入技術(shù)的發(fā)展趨勢 173
小結(jié) 174
習題 174
實踐配置Android系統(tǒng)集成開發(fā)環(huán)境 174
第6章 通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 175
6.1 有線接入技術(shù) 177
6.1.1 Ethernet接入技術(shù) 177
6.1.2 ADSL接入技術(shù) 178
6.1.3 HFC接入技術(shù) 179
6.1.4 光纖接入技術(shù) 179
6.1.5 電力線接入技術(shù) 180
6.2 無線接入技術(shù) 181
6.2.1 Wi-Fi技術(shù)(IEEE 802.11) 182
6.2.2 Blue-Tooth技術(shù)(IEEE 802.15.1) 185
6.2.3 UWB技術(shù)(IEEE 802.15.3) 187
6.2.4 ZigBee技術(shù)(IEEE 802.15.4) 189
6.2.5 紅外通信技術(shù)(IrDA) 189
6.2.6 IEEE 802.16(Wi-Max) 191
6.2.7 IEEE 802.20(MBWA) 192
6.3 移動通信網(wǎng)絡(luò) 192
6.3.1 1G第一代移動通信技術(shù) 192
6.3.2 2G第二代移動通信技術(shù) 193
6.3.3 3G第三代移動通信技術(shù) 196
6.3.4 4G第四代移動通信技術(shù) 198
6.3.5 5G第五代移動通信技術(shù) 201
6.4 核心網(wǎng) 202
6.4.1 核心傳輸網(wǎng)絡(luò) 202
6.4.2 核心交換網(wǎng)絡(luò) 204
小結(jié) 205
習題 205
實踐調(diào)研智能電網(wǎng)所用到的通信技術(shù) 205
第7章 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù) 207
7.1 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)概述 208
7.2 物聯(lián)網(wǎng)名稱解析服務(wù) 211
7.2.1 物聯(lián)網(wǎng)名稱解析服務(wù)的工作原理 211
7.2.2 ONS結(jié)構(gòu)與服務(wù)方式 213
7.2.3 ONS工作流程 215
7.3 物聯(lián)網(wǎng)信息發(fā)布服務(wù) 218
7.3.1 物聯(lián)網(wǎng)信息發(fā)布服務(wù)的工作原理 218
7.3.2 EPCIS的功能與作用 219
7.3.3 EPCIS系統(tǒng)設(shè)計 221
7.4 實體標記語言PML 223
7.4.1 PML概述 223
7.4.2 PML核心思想 224
7.4.3 PML的組成與設(shè)計方法 226
7.4.4 PML設(shè)計舉例 228
小結(jié) 229
習題 229
實踐ISO、EPC Global及UID三大RFID標準體系 229
第8章 海量數(shù)據(jù)存儲與處理技術(shù) 231
8.1 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)概述 232
8.1.1 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的特點 232
8.1.2 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù) 233
8.2 海量數(shù)據(jù)存儲技術(shù) 234
8.2.1 海量數(shù)據(jù)存儲需求 234
8.2.2 數(shù)據(jù)存儲分類 235
8.2.3 數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的發(fā)展演變 236
8.3 云計算與物聯(lián)網(wǎng) 239
8.3.1 服務(wù)器技術(shù)的發(fā)展 239
8.3.2 數(shù)據(jù)中心的基本概念 241
8.3.3 云計算的基本概念 243
8.3.4 云計算系統(tǒng)的組成 245
8.3.5 云計算與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系 248
8.3.6 云計算在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用 249
8.4 數(shù)據(jù)融合技術(shù) 253
8.4.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合技術(shù) 253
8.4.2 數(shù)據(jù)融合的分類 254
8.5 普適計算與物聯(lián)網(wǎng) 256
8.5.1 普適計算技術(shù)的特征 257
8.5.2 普適計算的系統(tǒng)組成 258
8.5.3 普適計算的體系結(jié)構(gòu) 258
8.6 人工智能與物聯(lián)網(wǎng) 259
小結(jié) 260
習題 260
實踐調(diào)研云計算服務(wù)方案 260
第9章 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 263
9.1 智能工業(yè) 264
9.1.1 智能工業(yè)的概念 264
9.1.2 智能工業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域 264
9.1.3 物聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)自動化 265
9.1.4 智能化的制造技術(shù) 265
9.1.5 智能工業(yè)的關(guān)鍵技術(shù) 267
9.2 智慧農(nóng)業(yè) 268
9.2.1 智慧農(nóng)業(yè)的概念 268
9.2.2 智慧農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù) 268
9.2.3 智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)方案 270
9.2.4 智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展與應(yīng)用實例 271
9.3 智能物流 273
9.3.1 智能物流的概念 273
9.3.2 智能物流的主要技術(shù) 273
9.3.3 物聯(lián)網(wǎng)對物流的影響 275
9.3.4 智能物流的發(fā)展方向 277
小結(jié) 280
習題 280
實踐精細農(nóng)業(yè)智能大棚系統(tǒng)設(shè)計 280
第10章 物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù) 283
10.1 物聯(lián)網(wǎng)的安全架構(gòu) 284
10.1.1 物聯(lián)網(wǎng)面臨的安全風險 284
10.1.2 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全架構(gòu)的特點 286
10.1.3 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全架構(gòu)的組成 286
10.2 物聯(lián)網(wǎng)的安全威脅 287
10.2.1 感知層安全 288
10.2.2 網(wǎng)絡(luò)層安全 293
10.2.3 應(yīng)用層安全 296
10.3 物聯(lián)網(wǎng)安全關(guān)鍵技術(shù) 297
10.3.1 密鑰管理技術(shù) 297
10.3.2 身份認證技術(shù) 299
10.3.3 訪問控制技術(shù) 300
小結(jié) 301
習題 301
實踐調(diào)研物聯(lián)網(wǎng)安全威脅 301
參考文獻 302
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