內容簡介
本書的內容涵蓋了物聯網、RFID、無線感測器網路及雲計算的基本概念、原理、技術、套用以及恥諒充發展趨勢和前景,書中結合作者的科研項目及研發的實體模型,充分反映了物聯網技術的最新進展。主要內容包括:物聯網體系結構及其信息技術、無線射頻識別技術、無線感測器網路簡介、無線感測器網路協定規範與通信技術、無線感測器網路及其套用、雲計算、物聯網安全技術、物聯網的典型套用等,重點介紹了物聯網技術在智慧型交通上的套用。
本書論述嚴謹、內容新穎、圖文並茂,注重基本原理和基本概念的闡述,強調理籃酷棄論聯繫實際,突出套用技術和實踐,可作為高等院校物聯網及相關專業的教材或參考教材,也可作為從事無線感測器網路與物聯網工作的廣大科技人員及工程技術人員的參考用書。
圖書目錄
第1章 緒論 1
1.1 物聯網概民地轎述 1
1.1.1 物聯網的概念 1
1.1.2 物聯網的定義 1
1.1.3 從網際網路到物聯網 2
1.2 網際網路和物聯網的關係 5
1.2.1 從端系統接入的角度看網際網路的結構 6
1.2.2 從端系統接入的角肯奔故蜜度看物聯網的結炒尋構 6
1.2.3 網際網路與物聯網的融合 7
1.3 物聯網的傳輸通信保障——網際網路 8
1.4 物聯網的一般套用及發展 9
1.4.1 物聯感知下的套用發展階段 9
1.4.2 物聯網的國內外發展現狀 10
1.4.3 物聯網未來趨勢——網路融合 15
1.5 本章小結 16
習題 16
第2章 物聯網體系結構及其信息技術 17
2.1 物聯網的體系結構 17
2.1.1 物聯網的工作原理 17
2.1.2 物聯網的體系結構 17
2.1.3 物聯網的工作步驟 22
2.2 支持物聯網發展的技術 22
2.2.1 RFID技術 22
2.2.2 無線感測器網路 23
2.2.3 納米技術 25
2.2.4 感知技術 26
2.2.5 通信及計算技術 26
2.2.6 普適計算技術 27
2.2.7 雲計算技術 29
2.2.8 資料庫與數據倉庫技術 30
2.2.9 人工智慧技術 32
2.2.10 嵌入式技術 34
2.3 現代網路通信與物聯網 36
2.3.1 無線網路與物聯網 36
2.3.2 無線區域網路與協定 37
2.3.3 IPv6技術 38
2.3.4 藍牙、無線個人區域網與ZigBee 42
2.4 無線通信3G與物聯網的發展 43
2.4.1 3G促進物聯網發揮無線通信作用 43
2.4.2 物聯網信息傳送的平台——3G手機 44
2.4.3 基於RFID和手機終端的移動電子商務 44
2.5 積體電路:物聯網的基石 45
2.5.1 微電子技術和產業熱凳檔發展的重要性 45
2.5.2 積體電路的研究與發展 46
2.5.3 系統晶片的研究與套用 47
2.6 本章小結 48
習題 48
第3章 無線射頻識別技術 49
3.1 無線射頻識別技術概述 49
3.1.1 無線射頻識別技術的基本概念和特點 49
3.1.2 無線射頻識別技術的現狀和發展 50
3.1.3 無線射頻識別技術的分類 51
3.2 RFID及相關的自動識別技術 55
3.2.1 條形碼簡介 55
3.2.2 磁卡與IC卡簡介 58
3.2.3 射頻電子標籤 59
3.3 RFID基本工作原理 68
3.3.1 RFID的基本原理 68
3.3.2 射頻識別系統的工作過程 69
3.4 RFID的數據傳輸協定 74
3.4.1 數據傳輸協定與方式 74
3.4.2 數據安全性 76
3.5 RFID的頻率標準與技術規範 80
3.5.1 RFID標準簡介 80
3.5.2 無線射頻識別的頻率標準 82
3.6 RFID標準體系結構 84
3.7 無線射頻識別的套用行業標準 85
3.8 系統選擇與性能評估 87
3.9 本章小結 90
習題 90
第4章 無線感測器網路簡介 91
4.1 無線感測器網路概述 91
4.1.1 無線感測器網路的概念 91
4.1.2 無線感測器網路體系結構 92
4.1.3 無驗符墊迎線感測器網路的特點 95
4.2 無線感測器網路研究進展 97
4.2.1 無線感測器網路的發展歷程 97
4.2.2 無線感測器網路的研究進展 100
4.2.3 無線感測器網路面臨的挑戰和未來發展方向 102
4.2.4 無線感測器網路的套用前景 105
4.3 本章小結 107
習題 107
第5章 無線感測器網路協定規範與通信技術 108
5.1 IEEE 802.15.4標準 108
5.2 IEEE 802.15.4網路結構 108
5.2.1 物理層 110
5.2.2 MAC層 113
5.2.3 IEEE 802.15.4安全服務 119
5.3 ZigBee協定規範 120
5.3.1 ZigBee協定框架 121
5.3.2 ZigBee網路配置 125
5.4 無線感測器網路組網 125
5.4.1 基於IEEE 802.15.4標準的無線感測器網路 125
5.4.2 基於ZigBee協定規範的感測器網路 127
5.4.3 基於ZigBee的無線感測器網路與RFID技術的融合 129
5.5 無線感測器網路的開發與套用 130
5.5.1 無線感測器網路仿真技術 130
5.5.2 無線感測器網路軟體開發 138
5.5.3 無線感測器網路的硬體開發概述 141
5.6 無線感測器網路套用實例——環境監測 147
5.7 本章小結 149
習題 149
第6章 無線感測器網路及其套用 150
6.1 無線SoC片上系統CC2530概述 150
6.2 CC2530晶片 151
6.3 CC2530晶片功能結構 153
6.4 8051CPU介紹 154
6.4.1 存儲器 155
6.4.2 特殊功能暫存器 156
6.5 CC2530的主要外部設備 156
6.5.1 I/O連線埠 156
6.5.2 DMA控制器 158
6.5.3 AES(高級加密標準)協處理器 158
6.6 案例套用——基於物聯網的交通流仿真平台 159
6.6.1 系統總體介紹 159
6.6.2 交通流仿真系統布設 161
6.6.3 系統硬體研製 161
6.6.4 系統調試 164
6.7 物聯網智慧型家庭實景系統 169
6.7.1 物聯網智慧型家庭實景實訓系統 169
6.7.2 家庭室內監控部分 170
6.7.3 智慧型家庭控制軟體 171
6.7.4 家庭內電器智慧型化控制 172
6.8 本章小結 173
習題 173
第7章 雲計算 174
7.1 雲計算的概念 174
7.2 雲計算產生和發展基礎 175
7.2.1 SaaS的誕生 176
7.2.2 “IT不再重要”的發表 176
7.2.3 Google的三大核心技術 176
7.3 雲計算的發展歷史 176
7.4 雲計算的發展環境 178
7.4.1 雲計算與3G 178
7.4.2 雲計算與物聯網 178
7.4.3 雲計算與移動網際網路 179
7.4.4 雲計算與三網融合 180
7.4.5 雲計算壓倒性的成本優勢 181
7.5 雲服務 184
7.5.1 使用雲平台的理由 184
7.5.2 雲平台的服務類型 184
7.5.3 雲平台服務的安全性 185
7.5.4 雲平台服務的供應商 186
7.5.5 雲平台服務的優勢和面臨的挑戰 189
7.6 微軟公司的基於Windows Azure系統的開發 189
7.6.1 微軟公司的雲計算戰略 190
7.6.2 微軟公司的動態雲計算解決方案 191
7.6.3 Windows Azure平台簡介 193
7.7 雲計算的典型公司Salesforce及產品簡介 201
7.7.1 Salesforce公司歷史 201
7.7.2 Salesforce Force.com的安全機制 201
7.8 雲計算的服務模式 202
7.8.1 比較 203
7.8.2 未來的競爭 204
7.9 雲計算與中國 204
7.9.1 現狀 204
7.9.2 對未來的期望 206
7.10 本章小結 207
習題 208
第8章 物聯網安全技術 209
8.1 物聯網安全 209
8.1.1 物聯網的安全特點 209
8.1.2 物聯網的安全模型 211
8.2 RFID的安全管理技術及手機的安全 212
8.2.1 RFID安全管理 212
8.2.2 手機安全 213
8.3 無線感測器網路的安全管理技術 214
8.3.1 無線感測器網路信息安全需求和特點 215
8.3.2 密鑰管理 217
8.3.3 安全路由 218
8.3.4 安全聚合 219
8.4 物聯網安全問題 219
8.5 本章小結 220
習題 220
第9章 物聯網的典型套用 222
9.1 物聯網在智慧型交通方面的套用 222
9.2 停車場管理 223
9.2.1 停車場管理綜述 223
9.2.2 停車場管理系統 224
9.2.3 停車場管理系統主要功能模組研究 230
9.3 基於RFID與網際網路技術的智慧型車位管理系統的設計 235
9.4 車輛自動識別管理系統 236
9.4.1 系統組成 236
9.4.2 系統功能與特點 237
9.4.3 系統套用與特點 237
9.5 物聯網在物流業的套用 239
9.5.1 套用概述 239
9.5.2 藥品食品安全管理 240
9.5.3 電子商務物流 241
9.6 在其他方面套用 242
9.7 物聯網技術的套用前景 248
9.8 本章小結 250
習題 250
參考文獻 251
2.4.2 物聯網信息傳送的平台——3G手機 44
2.4.3 基於RFID和手機終端的移動電子商務 44
2.5 積體電路:物聯網的基石 45
2.5.1 微電子技術和產業發展的重要性 45
2.5.2 積體電路的研究與發展 46
2.5.3 系統晶片的研究與套用 47
2.6 本章小結 48
習題 48
第3章 無線射頻識別技術 49
3.1 無線射頻識別技術概述 49
3.1.1 無線射頻識別技術的基本概念和特點 49
3.1.2 無線射頻識別技術的現狀和發展 50
3.1.3 無線射頻識別技術的分類 51
3.2 RFID及相關的自動識別技術 55
3.2.1 條形碼簡介 55
3.2.2 磁卡與IC卡簡介 58
3.2.3 射頻電子標籤 59
3.3 RFID基本工作原理 68
3.3.1 RFID的基本原理 68
3.3.2 射頻識別系統的工作過程 69
3.4 RFID的數據傳輸協定 74
3.4.1 數據傳輸協定與方式 74
3.4.2 數據安全性 76
3.5 RFID的頻率標準與技術規範 80
3.5.1 RFID標準簡介 80
3.5.2 無線射頻識別的頻率標準 82
3.6 RFID標準體系結構 84
3.7 無線射頻識別的套用行業標準 85
3.8 系統選擇與性能評估 87
3.9 本章小結 90
習題 90
第4章 無線感測器網路簡介 91
4.1 無線感測器網路概述 91
4.1.1 無線感測器網路的概念 91
4.1.2 無線感測器網路體系結構 92
4.1.3 無線感測器網路的特點 95
4.2 無線感測器網路研究進展 97
4.2.1 無線感測器網路的發展歷程 97
4.2.2 無線感測器網路的研究進展 100
4.2.3 無線感測器網路面臨的挑戰和未來發展方向 102
4.2.4 無線感測器網路的套用前景 105
4.3 本章小結 107
習題 107
第5章 無線感測器網路協定規範與通信技術 108
5.1 IEEE 802.15.4標準 108
5.2 IEEE 802.15.4網路結構 108
5.2.1 物理層 110
5.2.2 MAC層 113
5.2.3 IEEE 802.15.4安全服務 119
5.3 ZigBee協定規範 120
5.3.1 ZigBee協定框架 121
5.3.2 ZigBee網路配置 125
5.4 無線感測器網路組網 125
5.4.1 基於IEEE 802.15.4標準的無線感測器網路 125
5.4.2 基於ZigBee協定規範的感測器網路 127
5.4.3 基於ZigBee的無線感測器網路與RFID技術的融合 129
5.5 無線感測器網路的開發與套用 130
5.5.1 無線感測器網路仿真技術 130
5.5.2 無線感測器網路軟體開發 138
5.5.3 無線感測器網路的硬體開發概述 141
5.6 無線感測器網路套用實例——環境監測 147
5.7 本章小結 149
習題 149
第6章 無線感測器網路及其套用 150
6.1 無線SoC片上系統CC2530概述 150
6.2 CC2530晶片 151
6.3 CC2530晶片功能結構 153
6.4 8051CPU介紹 154
6.4.1 存儲器 155
6.4.2 特殊功能暫存器 156
6.5 CC2530的主要外部設備 156
6.5.1 I/O連線埠 156
6.5.2 DMA控制器 158
6.5.3 AES(高級加密標準)協處理器 158
6.6 案例套用——基於物聯網的交通流仿真平台 159
6.6.1 系統總體介紹 159
6.6.2 交通流仿真系統布設 161
6.6.3 系統硬體研製 161
6.6.4 系統調試 164
6.7 物聯網智慧型家庭實景系統 169
6.7.1 物聯網智慧型家庭實景實訓系統 169
6.7.2 家庭室內監控部分 170
6.7.3 智慧型家庭控制軟體 171
6.7.4 家庭內電器智慧型化控制 172
6.8 本章小結 173
習題 173
第7章 雲計算 174
7.1 雲計算的概念 174
7.2 雲計算產生和發展基礎 175
7.2.1 SaaS的誕生 176
7.2.2 “IT不再重要”的發表 176
7.2.3 Google的三大核心技術 176
7.3 雲計算的發展歷史 176
7.4 雲計算的發展環境 178
7.4.1 雲計算與3G 178
7.4.2 雲計算與物聯網 178
7.4.3 雲計算與移動網際網路 179
7.4.4 雲計算與三網融合 180
7.4.5 雲計算壓倒性的成本優勢 181
7.5 雲服務 184
7.5.1 使用雲平台的理由 184
7.5.2 雲平台的服務類型 184
7.5.3 雲平台服務的安全性 185
7.5.4 雲平台服務的供應商 186
7.5.5 雲平台服務的優勢和面臨的挑戰 189
7.6 微軟公司的基於Windows Azure系統的開發 189
7.6.1 微軟公司的雲計算戰略 190
7.6.2 微軟公司的動態雲計算解決方案 191
7.6.3 Windows Azure平台簡介 193
7.7 雲計算的典型公司Salesforce及產品簡介 201
7.7.1 Salesforce公司歷史 201
7.7.2 Salesforce Force.com的安全機制 201
7.8 雲計算的服務模式 202
7.8.1 比較 203
7.8.2 未來的競爭 204
7.9 雲計算與中國 204
7.9.1 現狀 204
7.9.2 對未來的期望 206
7.10 本章小結 207
習題 208
第8章 物聯網安全技術 209
8.1 物聯網安全 209
8.1.1 物聯網的安全特點 209
8.1.2 物聯網的安全模型 211
8.2 RFID的安全管理技術及手機的安全 212
8.2.1 RFID安全管理 212
8.2.2 手機安全 213
8.3 無線感測器網路的安全管理技術 214
8.3.1 無線感測器網路信息安全需求和特點 215
8.3.2 密鑰管理 217
8.3.3 安全路由 218
8.3.4 安全聚合 219
8.4 物聯網安全問題 219
8.5 本章小結 220
習題 220
第9章 物聯網的典型套用 222
9.1 物聯網在智慧型交通方面的套用 222
9.2 停車場管理 223
9.2.1 停車場管理綜述 223
9.2.2 停車場管理系統 224
9.2.3 停車場管理系統主要功能模組研究 230
9.3 基於RFID與網際網路技術的智慧型車位管理系統的設計 235
9.4 車輛自動識別管理系統 236
9.4.1 系統組成 236
9.4.2 系統功能與特點 237
9.4.3 系統套用與特點 237
9.5 物聯網在物流業的套用 239