本書內(nèi)容圍繞物聯(lián)網(wǎng)中“感知層、傳輸層、應(yīng)用層”所涉及的三大類技術(shù)架構(gòu)組成的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)知識體系來安排,將理論與具體實例相結(jié)合,由淺入深,從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的原理和基礎(chǔ)知識到相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域,均能幫助讀者拓展思維、開闊視野,為進一步學(xué)習(xí)和研究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)打下堅實的基礎(chǔ)。
本書系統(tǒng)全面、內(nèi)容豐富、結(jié)構(gòu)清晰、重點突出、具有明顯的實用性,力求使讀者全面、正確地認(rèn)識和了解物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)知識。本書既可以作為物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)專業(yè)的教材,也可供與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的工程技術(shù)人員參考。
1.本書以初學(xué)者角度出發(fā),以通俗的語言和豐富的實例介紹了物聯(lián)網(wǎng)的各種主要技術(shù),內(nèi)容由淺入深,在講解基礎(chǔ)知識的同時給出了大量實例,便于讀者鞏固所學(xué)的知識。
2.本書以物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)為線索,從感知識別層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、應(yīng)用支撐層和應(yīng)用接口層這四層進行了深入淺出的闡述,并對物聯(lián)網(wǎng)的綜合應(yīng)用和安全問題進行了討論。
在國家大力推進戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大背景下,新一代信息技術(shù)的發(fā)展,已經(jīng)成為各地經(jīng)濟發(fā)展的倍增器。物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮,開發(fā)應(yīng)用前景巨大,已被列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一。我國發(fā)布的《2006—2020年國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略》指出:“信息化是當(dāng)今世界發(fā)展的大趨勢,是推動經(jīng)濟社會變革的重要力量。大力推進信息化,是覆蓋我國現(xiàn)代化建設(shè)全局的戰(zhàn)略舉措,是貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀、全面建設(shè)小康社會、構(gòu)建社會主義和諧社會和建設(shè)創(chuàng)新型國家的迫切需要和必然選擇。”2015年十二屆全國人民代表大會第三次會議上,李克強總理在政府工作報告中首次提出“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃,其中就包括物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。
目前,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展,帶動了傳感器、新一代通信、模式識別、地理空間信息等一系列技術(shù)產(chǎn)業(yè)的同步發(fā)展。為了滿足經(jīng)濟和社會發(fā)展的需求,培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)新型物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)人才是當(dāng)務(wù)之急。
本書圍繞物聯(lián)網(wǎng)中“感知層、傳輸層、應(yīng)用層”所涉及的三大類技術(shù)架構(gòu)組成的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)知識體系安排教學(xué)內(nèi)容。本書共分為10章,主要內(nèi)容包括物聯(lián)網(wǎng)的基本概念、體系結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)以及主要應(yīng)用領(lǐng)域與發(fā)展,感知技術(shù)、射頻識別技術(shù)原理及應(yīng)用,傳感器及無線傳感網(wǎng)絡(luò)的基本知識及應(yīng)用,與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù),與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的云計算技術(shù),大數(shù)據(jù)存儲與處理技術(shù),物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù),物聯(lián)網(wǎng)工程項目開發(fā)等。本書力求理論和具體實例相結(jié)合,由淺入深、層層深入,從相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的原理和知識,深入到相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域,特別選取了一些在日常生產(chǎn)工作領(lǐng)域中比較典型的應(yīng)用案例進行詳細的分析與介紹,幫助讀者拓展思維、開闊視野,為進一步學(xué)習(xí)和研究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)打下堅實的基礎(chǔ)。
本書結(jié)構(gòu)合理、重點突出,系統(tǒng)全面、突出應(yīng)用,大多數(shù)章節(jié)都介紹了與本章節(jié)相關(guān)的具體應(yīng)用實例,具有明顯的實用性。本書力求使讀者全面、正確地認(rèn)識和了解物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)知識。本書可以作為物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課教材,也可供物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的工程技術(shù)人員參考。
本書由黎忠文、郎方年、李倩主編,范文杰、李霞、梁華、淡艷、鐵玲、萬國根、游磊等參與了本書的編寫工作,在此,對他們所付出的辛勤勞動表示衷心的感謝!
由于編者水平有限,書中難免存在疏漏和不足之處,懇請各位專家和廣大讀者批評指正。
第1章物聯(lián)網(wǎng)概述
1.1物聯(lián)網(wǎng)的定義
1.2物聯(lián)網(wǎng)的基本特征
1.3物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系
1.4物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展
1.4.1物聯(lián)網(wǎng)的起源與發(fā)展
1.4.2物聯(lián)網(wǎng)在中國
1.5物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)
1.5.1感知層
1.5.2網(wǎng)絡(luò)層
1.5.3應(yīng)用層
1.6物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)
1.6.1傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
1.6.2RFID識別技術(shù)
1.6.3ZigBee技術(shù)
1.6.4M2M技術(shù)
1.6.5網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)
1.6.6Android技術(shù)
1.6.7物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域
習(xí)題
第2章RFID與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用
2.1自動識別技術(shù)
2.1.1自動識別技術(shù)概述
2.1.2條形碼識別技術(shù)
2.1.3磁卡與IC卡
2.1.4EPC電子產(chǎn)品編碼概述
2.1.5EPC編碼
2.1.6EPC射頻識別體系
2.1.7EPC系統(tǒng)信息網(wǎng)絡(luò)
2.1.8EPC系統(tǒng)的工作流程
2.1.9EPC系統(tǒng)的特點
2.2RFID射頻識別技術(shù)
2.2.1RFID的基本概念
2.2.2RFID發(fā)展歷程及在中國的發(fā)展現(xiàn)狀
2.2.3RFID系統(tǒng)的組成
2.2.4RFID的標(biāo)準(zhǔn)化
實驗RFID讀卡實驗
習(xí)題
第3章ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
3.1ZigBee簡介
3.1.1ZigBee的由來和發(fā)展
3.1.2ZigBee技術(shù)特點
3.2ZigBee通信方式
3.3操作頻率和數(shù)據(jù)速率
3.4設(shè)備類型與設(shè)備角色
3.5無線Mesh網(wǎng)絡(luò)介紹
3.6ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓撲
3.7ZigBee和IEEE 802.15.4的通信基礎(chǔ)
3.7.1CSMACA載波檢測多路訪問碰撞避免機制
3.7.2信標(biāo)與非信標(biāo)網(wǎng)絡(luò)
3.7.3數(shù)據(jù)傳輸方式
3.8ZigBee自形成與自愈特性
3.9ZigBee協(xié)議簡介
3.9.1ZigBee與IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系
3.9.2ZigBee和ZigBee Pro
3.10ZigBee協(xié)議堆棧結(jié)構(gòu)
3.10.1PHY層
3.10.2MAC層
3.10.3網(wǎng)絡(luò)層
3.10.4APL應(yīng)用層
3.11ZigBee在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用
3.12ZigBee實際應(yīng)用開發(fā)——基于ZStack協(xié)議棧的無線組網(wǎng)實驗
3.13實驗平臺及硬件介紹
3.13.1CC2530簡介
3.13.2IAR集成開發(fā)環(huán)境的構(gòu)建
3.13.3無線組網(wǎng)實驗具體內(nèi)容
習(xí)題
第4章M2M
4.1M2M概述
4.1.1M2M概念
4.1.2M2M發(fā)展歷程
4.2M2M系統(tǒng)架構(gòu)和通信協(xié)議
4.2.1M2M系統(tǒng)架構(gòu)
4.2.2M2M通信協(xié)議
4.3M2M支撐技術(shù)
4.4M2M標(biāo)準(zhǔn)化工作
4.4.1M2M在ETSI的進展概況
4.4.2M2M在3GPP的標(biāo)準(zhǔn)進展概況
4.4.3M2M在3GPP2的標(biāo)準(zhǔn)進展概況
4.4.4M2M在CCSA的進展概況
4.5M2M業(yè)務(wù)應(yīng)用
4.5.1電力行業(yè)M2M應(yīng)用
4.5.2M2M技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用
4.5.3M2M業(yè)務(wù)應(yīng)用發(fā)展展望
4.6M2M現(xiàn)狀及面臨的問題
4.6.1國內(nèi)外現(xiàn)狀
4.6.2M2M當(dāng)前面臨的問題
4.6.3M2M與運營商網(wǎng)絡(luò)的融合
習(xí)題
第5章GPRS通信原理與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用
5.1GPRS的發(fā)展
5.2GPRS特點
5.3GPRS基本原理
5.3.1電路交換與分組交換
5.3.2GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
5.4移動通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用
5.4.1移動通信在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用的主要方式
5.4.2移動通信應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)做的主要改進
5.4.3移動通信在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用的現(xiàn)狀與展望
5.5GPRS移動通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用——GPRS無線通信實驗
5.5.1實驗環(huán)境
5.5.2實驗內(nèi)容
5.5.3實驗原理
5.5.4實驗步驟
5.5.5編譯源程序
5.5.6NFS掛載實驗?zāi)夸洔y試
5.5.7實驗效果
習(xí)題
第6章物聯(lián)網(wǎng)終端技術(shù)
6.1概述
6.1.1物聯(lián)網(wǎng)移動終端技術(shù)
6.1.2Android
6.1.3Android系統(tǒng)的特性
6.1.4Android開源項目
6.2Android系統(tǒng)的架構(gòu)
6.2.1應(yīng)用程序?qū)?br />
6.2.2應(yīng)用程序框架
6.2.3函數(shù)庫
6.2.4運行時
6.2.5Linux內(nèi)核
6.3Android應(yīng)用程序設(shè)計
6.3.1行為組件
6.3.2Service組件
6.3.3內(nèi)容提供者組件
6.3.4BroadcastReceiver組件
6.3.5Intent組件
6.3.6AndroidManifest.xml全局配置文件
6.4Android開發(fā)環(huán)境搭建
6.4.1下載
6.4.2軟件安裝
6.4.3Eclipse配置
6.4.4配置Android SDK
6.4.5新建AVD
6.5Android Hello World程序
6.5.1程序目錄
6.5.2程序包
6.6建立工程
習(xí)題
第7章云計算
7.1云計算概述
7.1.1云計算的由來
7.1.2云計算技術(shù)基礎(chǔ)
7.1.3云計算的定義
7.1.4云計算的特點
7.1.5云計算基本模型
7.1.6云計算的主要應(yīng)用領(lǐng)域
7.2云計算關(guān)鍵技術(shù)
7.2.1虛擬化技術(shù)
7.2.2數(shù)據(jù)中心節(jié)能技術(shù)
7.2.3分布式海量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)
7.2.4海量數(shù)據(jù)處理技術(shù)
7.2.5安全與隱私保護技術(shù)
7.3云計算與物聯(lián)網(wǎng)的融合
7.3.1云計算對物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)支撐
7.3.2云計算與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合模式
7.3.3不同云服務(wù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用
7.3.4基于云計算的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實例
7.4云計算的機遇與挑戰(zhàn)
7.5實驗: 云計算仿真工具CloudSim的使用
7.5.1CloudSim介紹和使用
7.5.2CloudSim環(huán)境配置
7.5.3CloudSim的擴展
7.5.4使用CloudSim仿真的一般步驟
習(xí)題
第8章大數(shù)據(jù)的存儲與處理
8.1大數(shù)據(jù)的背景
8.2大數(shù)據(jù)的概念及特征
8.2.1大數(shù)據(jù)的概念
8.2.2大數(shù)據(jù)的特征
8.3大數(shù)據(jù)存儲和處理技術(shù)
8.3.1Hadoop: 分布式存儲和計算平臺
8.3.2Hadoop之HDFS: 分布式文件系統(tǒng)
8.3.3Hadoop之MapReduce: 分布式計算框架
8.3.4Hadoop之NoSQL: 分布式數(shù)據(jù)庫
8.3.5Hadoop之外的大數(shù)據(jù)計算技術(shù)
8.4大數(shù)據(jù)分析及數(shù)據(jù)挖掘
8.4.1大數(shù)據(jù)分析
8.4.2數(shù)據(jù)挖掘
8.4.3大數(shù)據(jù)挖掘的國內(nèi)外發(fā)展
習(xí)題
第9章物聯(lián)網(wǎng)安全
9.1物聯(lián)網(wǎng)安全問題
9.1.1物聯(lián)網(wǎng)安全威脅分析
9.1.2物聯(lián)網(wǎng)安全目標(biāo)
9.2物聯(lián)網(wǎng)安全體系
9.2.1物聯(lián)網(wǎng)層次結(jié)構(gòu)安全體系
9.2.2物聯(lián)網(wǎng)感知層安全
9.2.3物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層安全
9.2.4物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層安全
9.3RFID安全技術(shù)分析
9.3.1RFID安全問題分析
9.3.2RFID安全機制
9.3.3RFID安全解決方案分析
9.3.4RFID安全性與效率分析
9.4傳感網(wǎng)安全技術(shù)分析
9.4.1傳感網(wǎng)面臨的安全障礙
9.4.2傳感網(wǎng)的安全性目標(biāo)
9.4.3傳感網(wǎng)安全攻擊與防御
9.5實驗: RFID標(biāo)簽檢測
9.5.1RFID非接觸式IC卡
9.5.2RFID標(biāo)簽檢測
習(xí)題
第10章物聯(lián)網(wǎng)工程——以智能家居系統(tǒng)為例
10.1概述
10.2智能家居系統(tǒng)的基本功能和需求分析
10.3智能家居系統(tǒng)的設(shè)計
10.4智能家居的體系結(jié)構(gòu)
10.5系統(tǒng)管理具體功能
10.6軟件測試案例
習(xí)題
附錄習(xí)題參考答案
參考文獻