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本書通過豐富的實(shí)例，從物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的角度出發(fā)，闡述了物聯(lián)網(wǎng)的基本概念、體系架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化體系、物聯(lián)網(wǎng) 新技術(shù)（可穿戴設(shè)備、機(jī)器人、無人機(jī)、3D打印、AR、人工智能、區(qū)塊鏈等）、物聯(lián)網(wǎng)工程開發(fā)（主控層、傳感器層、無線傳輸層RFID、NFC、LoRa、NBIoT、WiFi、ZigBee與Bluetooth）。書中包括許多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)踐案例，并配套相應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)軟、硬件開發(fā)環(huán)境。本書力爭從科學(xué)前沿的高度，對物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和發(fā)展前景有全面科學(xué)的介紹，以便培養(yǎng)讀者在物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)方面的實(shí)踐能力，提高大家利用物聯(lián)網(wǎng)解決實(shí)際問題的能力。本書內(nèi)容豐富，概念清晰，理論分析嚴(yán)謹(jǐn)，邏輯性強(qiáng)，注重理論聯(lián)系實(shí)際，從實(shí)例化項(xiàng)目入手，幫助初學(xué)者快速入門。本書可作為本科及職業(yè)院校物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)的教學(xué)用書，也可作為物聯(lián)網(wǎng)從業(yè)者的學(xué)習(xí)用書，并可供相關(guān)專業(yè)技術(shù)和管理人員參考。本書封面貼有清華大學(xué)出版社防偽標(biāo)簽，無標(biāo)簽者不得銷售。

物聯(lián)網(wǎng)是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次信息產(chǎn)業(yè)浪潮，將會形成一個(gè)十分巨大的產(chǎn)業(yè)，變成具有極大開發(fā)價(jià)值的新經(jīng)濟(jì)時(shí)代的資源。
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of things，IoT)是在通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、傳感等新技術(shù)的推動下，逐步形成的人與人、人與物、物與物之間溝通的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。物聯(lián)網(wǎng)把所有物品通過各種信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實(shí)現(xiàn)智能化識別和管理。
物聯(lián)網(wǎng)的核心是將物體連到網(wǎng)絡(luò)上。物聯(lián)網(wǎng)采用傳感感知技術(shù)獲取物體、環(huán)境的各種信息參數(shù)，并通過各種無線通信技術(shù)將信息匯總到網(wǎng)絡(luò)上，再傳輸?shù)胶蠖诉M(jìn)行數(shù)據(jù)分析、挖掘、處理，提取有價(jià)值的信息給決策者，然后通過一定的機(jī)制、措施，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)實(shí)世界的智慧控制。物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)綜合技術(shù)系統(tǒng)，未來還可以融合區(qū)塊鏈、人工智能、可穿戴設(shè)備、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)、機(jī)器人、自動駕駛、無人機(jī)等技術(shù)，通過智能交互、信息智能呈現(xiàn)等方式實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng) 。
本書由從事多年物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用研究工作的工程師和任課老師共同編寫，鄭燦香、吳勇靈擔(dān)任主編，陳偉擔(dān)任副主編，賈如春負(fù)責(zé)整本書的設(shè)計(jì)規(guī)劃、審核并編寫了部分內(nèi)容。
由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展十分迅速，盡管編者十分認(rèn)真地編寫本書，但可能仍有不盡如人意的地方，歡迎大家批評、指正。

編者2021年2月

第1章物聯(lián)網(wǎng)概述1
1.1物聯(lián)網(wǎng)的概念1
1.1.1物聯(lián)網(wǎng)的定義1
1.1.2物聯(lián)網(wǎng)的背景1
1.1.3物聯(lián)網(wǎng)的起源2
1.1.4物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)3
1.2物聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)3
1.2.1感知層3
1.2.2網(wǎng)絡(luò)層6
1.2.3應(yīng)用層6
1.3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)7
1.4物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)9
1.5物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈11
1.6物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用13
1.7物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀18
1.7.1國外物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀19
1.7.2國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀21
1.8物聯(lián)網(wǎng)新進(jìn)展24
1.8.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)24
1.8.2物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)25
1.9物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)25
1.9.1安全問題25
1.9.2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與關(guān)鍵技術(shù)26
1.9.3商業(yè)模式與支撐平臺26
第2章感知層技術(shù)28
2.1資源尋址與EPC技術(shù)28
2.1.1EPC技術(shù)發(fā)展背景28
2.1.2EPC編碼282.2自動識別技術(shù)29
2.2.1自動識別技術(shù)概述29
2.2.2光學(xué)字符識別技術(shù)29
2.2.3生物識別技術(shù)30
2.2.4磁卡識別技術(shù)32
2.2.5IC卡識別技術(shù)33
2.3條形碼技術(shù)34
2.4射頻識別技術(shù)35
2.4.1RFID技術(shù)概述35
2.4.2RFID系統(tǒng)的分類35
2.4.3RFID系統(tǒng)的組成36
2.4.4RFID的工作原理36
2.5傳感器技術(shù)37
2.5.1傳感器技術(shù)概述37
2.5.2常用傳感器定義39
2.5.3智能傳感器40
2.5.4MEMS傳感器43
2.6定位技術(shù)44
2.6.1衛(wèi)星定位系統(tǒng)45
2.6.2蜂窩定位技術(shù)47
2.6.3室內(nèi)無線定位技術(shù)47
2.6.4傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)49
2.7無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)50
2.7.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的組成50
2.7.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議52
2.7.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)52
2.7.4無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用53
第3章傳輸層匯聚網(wǎng)技術(shù)54
3.1ZigBee54
3.1.1ZigBee概述54
3.1.2ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)57
3.1.3ZigBee的協(xié)議族58
3.1.4ZigBee在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用前景62
3.2藍(lán)牙63
3.2.1藍(lán)牙的概念63
3.2.2藍(lán)牙的架構(gòu)及研究現(xiàn)狀64
3.2.3藍(lán)牙功能模塊68
3.3UWB69
3.3.1UWB的概念69
3.3.2UWB的架構(gòu)及研究現(xiàn)狀70
第4章傳輸層網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)73
4.16LoWPAN73
4.1.1無線嵌入式設(shè)備網(wǎng)絡(luò)對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的挑戰(zhàn)73
4.1.26LoWPAN的技術(shù)優(yōu)勢74
4.1.36LoWPAN的歷史和標(biāo)準(zhǔn)75
4.1.46LoWPAN架構(gòu)76
4.1.56LoWPAN協(xié)議族77
4.1.66LoWPAN適配層79
4.2M2M接入方法80
4.2.1概述80
4.2.2M2M對蜂窩系統(tǒng)的優(yōu)化需求81
4.2.3M2M模型及系統(tǒng)架構(gòu)82
4.2.4核心網(wǎng)針對M2M的優(yōu)化84
4.2.5WMMP概述86
4.2.6M2M技術(shù)的發(fā)展趨勢87
4.2.7M2M的應(yīng)用前景88
4.3全I(xiàn)P融合與IPv6以及IPv988
第5章傳輸層承載網(wǎng)技術(shù)90
5.1物聯(lián)網(wǎng)的承載發(fā)展階段91
5.2物聯(lián)網(wǎng)的混同承載91
5.2.1物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)對承載網(wǎng)的要求91
5.2.2WLAN與物聯(lián)網(wǎng)92
5.2.3LTE與物聯(lián)網(wǎng)93
5.3物聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別承載96
5.3.1NBIoT為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展加速96
5.3.2LTEA與物聯(lián)網(wǎng)97
5.4物聯(lián)網(wǎng)與光接入技術(shù)102
5.4.1寬帶光接入技術(shù)概述102
5.4.2EPON技術(shù)111
5.4.3GPON技術(shù)114
5.5物聯(lián)網(wǎng)與TCP/IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)118
5.5.1初識OSI參考模型119
5.5.2TCP/IP協(xié)議族探究125
第6章近距離無線通信技術(shù)136
6.1無線通信系統(tǒng)概述136
6.1.1無線通信與移動通信的概念137
6.1.2無線通信與移動通信的發(fā)展歷程138
6.1.3寬帶無線接入技術(shù)139
6.2射頻通信140
6.2.1射頻的概念141
6.2.2頻譜的劃分141
6.2.3RFID使用的頻段142
6.3微波通信144
6.4近距離無線通信技術(shù)概覽145
6.5近場通信146
6.5.1NFC發(fā)展概述147
6.5.2NFC工作原理147
6.5.3NFC技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)148
6.5.4NFC技術(shù)特點(diǎn)148
6.5.5NFC技術(shù)應(yīng)用149
第7章視頻監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)150
7.1視頻監(jiān)控與物聯(lián)網(wǎng)150
7.1.1視頻監(jiān)控的重要作用152
7.1.2基于物聯(lián)網(wǎng)的智能安防應(yīng)用152
7.2視頻監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)153
7.2.1視頻信號壓縮編碼技術(shù)153
7.2.2智能視頻行為分析技術(shù)155
7.2.3多攝像機(jī)協(xié)同工作技術(shù)157
7.2.4高速DSP嵌入式處理技術(shù)158
7.2.5視頻流的自適應(yīng)流化和傳輸技術(shù)159
7.3視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢分析160
7.3.1當(dāng)前亟待解決的問題160
7.3.2視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展趨勢161
第8章智能傳感器162
8.1智能傳感器概述162
8.2智能傳感器的構(gòu)成、功能與特點(diǎn)162
8.2.1智能傳感器的結(jié)構(gòu)163
8.2.2智能傳感器的功能164
8.3智能傳感器的實(shí)現(xiàn)途徑167
8.3.1集成化168
8.3.2軟件化170
8.3.3網(wǎng)絡(luò)化185
8.4典型智能傳感器簡介189
第9章安全與管理192
9.1物聯(lián)網(wǎng)的安全體系結(jié)構(gòu)192
9.2感知層安全需求和安全策略193
9.2.1感知層的安全挑戰(zhàn)和安全需求193
9.2.2感知層的安全策略194
9.3網(wǎng)絡(luò)層的安全需求和安全策略196
9.3.1網(wǎng)絡(luò)層的安全挑戰(zhàn)和安全需求196
9.3.2網(wǎng)絡(luò)層的安全策略198
9.4應(yīng)用層的安全需求和安全策略199
9.4.1應(yīng)用層的安全挑戰(zhàn)和安全需求199
9.4.2應(yīng)用層的安全策略202
9.4.3應(yīng)用層安全問題舉例云計(jì)算安全問題203
第10章物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)208
10.1物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)208
10.1.1大數(shù)據(jù)的概念208
10.1.2物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的分類210
10.1.3物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)211
10.1.4物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的存儲和處理需求213
10.1.5物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的應(yīng)對策略213
10.2物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理的核心技術(shù)214
10.2.1物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)與云計(jì)算的關(guān)系214
10.2.2物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)處理的研究現(xiàn)狀215
10.2.3阿里云計(jì)算技術(shù)215
10.2.4Hadoop大數(shù)據(jù)處理技術(shù)218
10.2.5Spark內(nèi)存計(jì)算技術(shù)219
10.2.6Storm實(shí)時(shí)流數(shù)據(jù)處理技術(shù)220
10.3物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)挖掘224
10.3.1數(shù)據(jù)挖掘的概念和功能224
10.3.2物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)挖掘主要技術(shù)及面臨的挑戰(zhàn)225
10.3.3基于云計(jì)算的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘平臺226
10.3.4大數(shù)據(jù)挖掘算法227
10.4物聯(lián)網(wǎng)多傳感器數(shù)據(jù)融合231
10.4.1數(shù)據(jù)融合概述231
10.4.2數(shù)據(jù)融合算法235
10.4.3多傳感器信息融合新進(jìn)展247
第11章物聯(lián)網(wǎng)典型行業(yè)應(yīng)用248
11.1物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)背景248
11.2物聯(lián)網(wǎng)的典型行業(yè)應(yīng)用250
11.2.1物聯(lián)網(wǎng)在智能交通中的應(yīng)用250
11.2.2物聯(lián)網(wǎng)在醫(yī)療保健中的應(yīng)用258
11.2.3物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用260
11.2.4物聯(lián)網(wǎng)在智能家居中的應(yīng)用263
11.2.5物聯(lián)網(wǎng)在物流配送中的應(yīng)用265
第12章物聯(lián)網(wǎng)的綜合應(yīng)用新視野268
12.1人體感知網(wǎng)268
12.2智能家居269
12.3智能物流272
12.4智能醫(yī)療275
12.5智慧教育276
12.6智慧農(nóng)業(yè)278
12.7智慧工業(yè)282
12.8智慧城市285
參考文獻(xiàn)289

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