2020年,住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等部門聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于推動(dòng)智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見》指出,要以大力發(fā)展建筑工業(yè)化為載體,以數(shù)字化、智能化升級(jí)為動(dòng)力,創(chuàng)新突破相關(guān)核心技術(shù),加大智能建造在工程建設(shè)各環(huán)節(jié)的應(yīng)用。到2035年,中國(guó)建造核心競(jìng)爭(zhēng)力將世界領(lǐng)先,建筑工業(yè)化全面實(shí)現(xiàn),我國(guó)邁入智能建造世界強(qiáng)國(guó)行列。發(fā)展智能建造,不僅能夠帶動(dòng)人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、高端裝備制造等新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展,還能培育建筑產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、建筑機(jī)器人、數(shù)字設(shè)計(jì)等新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式,進(jìn)而培育新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。發(fā)展智能建造,推動(dòng)建筑業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型,也是助力實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的重要舉措。借助5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)發(fā)展智能建造,成為促進(jìn)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、提升國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的迫切需求。這其中,智能建造人才的培養(yǎng)是關(guān)鍵。當(dāng)前既了解土木建筑工程又熟悉信息技術(shù)的復(fù)合型人才還相對(duì)缺乏,迫切需要高校院所圍繞交叉學(xué)科新方向展開布局,打造與之相適應(yīng)的人才培養(yǎng)方案。
本書作為智能建造專業(yè)課用書,為培養(yǎng)智能建造領(lǐng)域人才提供基礎(chǔ)性教材。第1章介紹了物聯(lián)網(wǎng)的基本概念、特點(diǎn)及其在智能建造中的應(yīng)用;第2章主要介紹了物聯(lián)網(wǎng)的三層基本架構(gòu);第3章介紹了自動(dòng)識(shí)別技術(shù)RFID的概念、特點(diǎn)及其典型應(yīng)用場(chǎng)景與面臨的應(yīng)用挑戰(zhàn);第4章通過(guò)介紹無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念、特點(diǎn)、現(xiàn)狀與趨勢(shì),引出智能傳感技術(shù)在智能建造領(lǐng)域中的應(yīng)用價(jià)值;第5章介紹了幾種典型的定位技術(shù)及其應(yīng)用;第6章主要介紹了物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化體系結(jié)構(gòu);第7章介紹了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過(guò)程中必然面臨的安全與隱私問(wèn)題及對(duì)應(yīng)的解決方案;第8章介紹了融合于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的幾種新技術(shù);第9章列舉了物聯(lián)網(wǎng)在智能建造中的應(yīng)用案例;第10章提供了物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)實(shí)戰(zhàn),并給出了完整的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。
本書由北京建筑大學(xué)張蕾任主編,山東大學(xué)張軍蕊任副主編,北京建筑大學(xué)馬曉軒、夏鵬飛及中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司數(shù)智化解決方案中心張炎炎參編。具體分工如下:第1章由馬曉軒編寫;第2章、第6章、第7章由夏鵬飛編寫;第3~5章、第10章由張蕾編寫;第8章由張軍蕊編寫;第9章由張炎炎編寫。
北京郵電大學(xué)田輝教授、山東財(cái)經(jīng)大學(xué)楊成偉副教授、中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司數(shù)智化解決方案中心李鵬程等,以及諸多同事為本書的編寫給予了支持和幫助,在此表示衷心的感謝。
本書參考了有關(guān)方面大量文獻(xiàn),并引用了部分資料,在此向文獻(xiàn)作者表示誠(chéng)摯的謝意。
限于編者水平,書中不妥之處在所難免,懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。
第1章 物聯(lián)網(wǎng)概述 1
1.1 物聯(lián)網(wǎng)的概念 1
1.2 物聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu) 4
1.3 物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù) 7
1.4 物聯(lián)網(wǎng)在智能建造中的
應(yīng)用領(lǐng)域 15
本章習(xí)題 28
參考文獻(xiàn) 28
第2章 物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu) 30
2.1 物聯(lián)網(wǎng)的三層基本架構(gòu) 30
2.2 感知層 31
2.3 網(wǎng)絡(luò)層 36
2.4 應(yīng)用層 44
2.5 體系架構(gòu) 54
本章習(xí)題 57
參考文獻(xiàn) 57
第3章 射頻識(shí)別技術(shù) 59
3.1 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)概述 59
3.2 RFID的基本原理 63
3.3 RFID技術(shù)的應(yīng)用 68
本章習(xí)題 74
參考文獻(xiàn) 75
第4章 智能傳感技術(shù) 76
4.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述 76
4.2 WSN的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 81
4.3 智能傳感技術(shù)的類型分析 87
4.4 智能傳感技術(shù)的應(yīng)用 89
本章習(xí)題 94
參考文獻(xiàn) 95
第5章 定位技術(shù) 96
5.1 定位技術(shù)概述 96
5.2 定位技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用 98
5.3 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 102
5.4 蜂窩系統(tǒng)定位技術(shù) 107
5.5 RFID定位技術(shù) 112
5.6 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù) 116
5.7 定位技術(shù)的發(fā)展前景 120
本章習(xí)題 121
參考文獻(xiàn) 121
第6章 物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化體系 123
6.1 RFID標(biāo)準(zhǔn) 123
6.2 Bluetooth技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 131
6.3 NFC技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 136
6.4 ZigBee技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 142
本章習(xí)題 148
參考文獻(xiàn) 148
第7章 物聯(lián)網(wǎng)安全與隱私 150
7.1 物聯(lián)網(wǎng)面臨的安全問(wèn)題 151
7.2 RFID的安全問(wèn)題 157
7.3 WSN的安全問(wèn)題 167
本章習(xí)題 183
參考文獻(xiàn) 184
第8章 物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算技術(shù) 185
8.1 云計(jì)算 185
8.2 嵌入式系統(tǒng) 191
8.3 移動(dòng)計(jì)算 195
8.4 Web技術(shù) 198
8.5 大數(shù)據(jù) 202
8.6 人工智能 206
本章習(xí)題 213
參考文獻(xiàn) 214
第9章 物聯(lián)網(wǎng)在智能建造中的
應(yīng)用案例 216
9.1 智能施工 216
9.2 智能運(yùn)維 225
9.3 智能建筑 230
9.4 智慧工地 234
9.5 智慧管網(wǎng) 239
本章習(xí)題 241
參考文獻(xiàn) 242
第10章 物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)實(shí)戰(zhàn) 243
10.1 實(shí)驗(yàn)開發(fā)用具 243
10.2 實(shí)驗(yàn)一:流水燈 250
10.3 實(shí)驗(yàn)二:自動(dòng)控制路燈 253
10.4 實(shí)驗(yàn)三:Bluetooth串口通信 256