物聯網技術基礎教程（第3版）

《物聯網技術基礎教程（第3版）》是清華大學出版社出版的圖書，作者是李聯寧。

基本介紹

• 中文名：物聯網技術基礎教程（第3版）
• 作者：李聯寧
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2020年1月1日
• 定價：59 元
• ISBN：9787302539360
• 印次：3-2

內容簡介

本書共分為14章，除第1章為物聯網概述，第14章為物聯網規劃設計與構建（包括行業物聯網工程解決方案）外，其它12章內容主要涉及物聯網工程的13類關鍵技術，包括：標識技術、物聯網體系結構技術、通信技術、網路技術、網路發現、軟體和算法、硬體、數據和信號處理技術、發現與搜尋引擎技術、網路管理相關技術、電源和能量儲存技術、安全與隱私技術以及標準化技術等。

圖書目錄

第1章物聯網概述1

1.1物聯網的起源與發展1

1.2物聯網的定義2

1.2.1物聯網的概念2

1.2.2物聯網的定義及組成2

1.3物聯網技術體系4

1.3.1物聯網技術概述4

1.3.2物聯網技術體系4

1.3.3物聯網面臨的主要技術問題6

1.4物聯網的套用領域6

1.5套用案例: 光纖感測溫度監測系統9

習題與思考題11

第2章物聯網架構技術12

2.1物聯網結構12

2.1.1感知識別層13

2.1.2網路構建層13

2.1.3管理服務層14

2.1.4綜合套用層15

2.2未來的物聯網架構技術16

2.3套用案例: 鎮海智慧水務項目17

2.3.1項目簡介17

2.3.2技術架構18

2.3.3關鍵設計決策18

2.3.4經驗總結22

習題與思考題22

第3章標識技術23

3.1特定領域的標識與自動識別技術23

3.1.1條形碼技術23

3.1.2磁卡24

3.1.3IC卡技術25

物聯網技術基礎教程(第3版)

目錄3.1.4射頻識別技術26

3.1.5感測器技術27

3.1.6光學字元識別技術36

3.1.7語音識別技術38

3.1.8生物計量識別技術39

3.1.9遙感遙測43

3.1.10機器人智慧型感知44

3.2不同的標識體系44

3.2.1ISO標識體系44

3.2.2GS1標識體系45

3.2.3IEEE標識體系45

3.2.4IPv6與6LoWPAN標識體系46

3.3用於物聯網標識的開放架構46

3.4電子產品編碼47

3.4.1電子產品編碼體系及其特點47

3.4.2物聯網環境下的“物品”的統一標識體系47

3.4.3EPC標籤的通用標識符49

3.4.4序列化全球貿易標識代碼51

3.5未來的物聯網標識技術51

3.6套用案例: 醫療健康護理感測器網路52

習題與思考題54

第4章通信技術55

4.1無線低速網路55

4.1.1藍牙技術55

4.1.2紫蜂技術57

4.1.3紅外通信技術61

4.1.4近距離通信技術62

4.2移動通信網路65

4.2.1移動通信系統簡介65

4.2.2第一代移動通信: 模擬語音67

4.2.3第二代移動通信: 數字語音68

4.2.4第三代移動通信: 數字語音與數據68

4.2.5第四代移動通信技術70

4.2.6第五代移動通信技術72

4.3設備對設備通信技術78

4.3.1M2M簡介78

4.3.2M2M體系結構和技術組成79

4.3.3M2M卡和模組80

4.3.4M2M套用81

4.4工業領域的無線網路82

4.4.1Wireless HART82

4.4.26LoWPAN83

4.5未來的物聯網通信技術84

4.6套用案例: 電子不停車收費系統85

習題與思考題86

第5章網路技術88

5.1非接觸射頻識別系統88

5.1.1RFID分類與基本組成88

5.1.2RFID電子標籤89

5.1.3RFID閱讀器91

5.1.4閱讀器關鍵技術92

5.1.5Savant系統93

5.1.6RFID標準94

5.1.7RFID套用95

5.2EPC信息網路系統95

5.2.1物聯網EPC網路系統構成96

5.2.2系統構成96

5.2.3信息網路系統98

5.2.4EPC網路套用流程99

5.2.5對象名稱解析服務100

5.2.6PML100

5.2.7EPC信息服務模組101

5.3無線感測器網路102

5.3.1感測器的組成和結構103

5.3.2感測器網路體系結構106

5.3.3感測器網路自組網技術111

5.3.4感測器網路MAC協定與路由協定112

5.3.5IEEE 802.15.4標準113

5.3.6感測器網路數據管理技術113

5.4寬頻網路技術114

5.4.1無線區域網路114

5.4.2無線城域網119

5.4.3超寬頻技術122

5.5無線格線網124

5.5.1無線格線網的技術特點124

5.5.2無線格線網的網路結構125

5.5.3無線格線網與其他通信網路的區別127

5.5.4無線格線網的關鍵技術128

5.5.5無線格線網的優勢129

5.6雲計算網路130

5.6.1雲計算簡介130

5.6.2雲計算系統的體系結構131

5.6.3雲計算服務層次133

5.6.4雲計算技術層次137

5.6.5雲計算的核心技術138

5.6.6典型雲計算平台139

5.6.7典型的雲計算系統及套用141

5.7窄帶物聯網142

5.8未來的物聯網網路技術145

5.9套用案例： 戰場監測與指揮感測器網路146

習題與思考題148

第6章網路定位技術150

6.1位置服務150

6.2全球定位系統150

6.2.1GPS的構成150

6.2.2GPS工作過程151

6.2.3GPS定位計算152

6.2.4全球四大GPS153

6.2.5GPS的套用154

6.3蜂窩基站定位154

6.3.1GSM蜂窩基站的基礎架構154

6.3.2COO定位155

6.3.3七號信令定位155

6.3.4TOA/TDOA定位155

6.3.5AOA定位157

6.3.6基於場強的定位157

6.3.7混合定位157

6.4新興定位系統157

6.4.1AGPS定位基本機制157

6.4.2AGPS定位基本流程158

6.4.3AGPS定位技術的實際套用情況159

6.5無線室內環境定位160

6.5.1室內GPS定位技術160

6.5.2室內無線定位技術161

6.6感測器網路結點定位技術163

6.6.1感測器網路定位簡介163

6.6.2WSN定位技術基本概念163

6.6.3基於測距的算法164

6.6.4結點坐標計算方法165

6.6.5基於非測距的算法167

6.6.6新型WSN定位研究分析167

6.7感測器網路時間同步技術168

6.8未來的物聯網網路定位和發現技術171

6.9套用案例： 礦用射頻識別人員定位系統172

習題與思考題174

第7章軟體、服務和算法技術175

7.1環境感知型中間件175

7.1.1中間件概述175

7.1.2中間件的體系框架與核心模組176

7.1.3中間件的分類176

7.1.4物聯網中間件的設計177

7.2嵌入式軟體177

7.2.1嵌入式系統177

7.2.2嵌入式軟體的套用178

7.2.3嵌入式軟體的分類179

7.2.4嵌入式軟體發展趨勢179

7.3微型作業系統180

7.3.1感測器結點微型作業系統180

7.3.2其他常見微型作業系統181

7.4面向服務架構182

7.4.1面向服務架構簡介183

7.4.2面向服務架構的特徵183

7.4.3面向服務架構的元素184

7.4.4面向服務的計算環境185

7.4.5利用價值185

7.5物聯網海量數據存儲與查詢186

7.5.1網路存儲體系結構187

7.5.2海量數據存儲及查詢191

7.6物聯網數據融合及路由191

7.6.1數據融合的基本概念192

7.6.2物聯網中數據融合的關鍵問題192

7.6.3物聯網數據融合的基本原理193

7.6.4感測器網路數據融合技術194

7.6.5數據融合的層次結構195

7.6.6多感測器數據融合算法196

7.6.7感測器網路數據融合路由算法199

7.7未來的物聯網軟體、服務和算法技術200

7.8套用案例： Google數據中心201

習題與思考題204

第8章硬體技術206

8.1微電子機械系統206

8.1.1MEMS簡介206

8.1.2發展概述206

8.1.3微電子機械系統的套用領域207

8.1.4微電子機械系統技術208

8.1.5產品套用實例209

8.2移動設備內置感測器硬體平台210

8.2.1內置感測器210

8.2.2微處理器210

8.2.3通信晶片211

8.3數字感測器及網路接口技術212

8.3.1數字感測器212

8.3.2感測器的網路化213

8.4未來的物聯網硬體技術213

8.5套用案例： 基於無線通信M2M模組的道路照明解決方案214

習題與思考題218

第9章數據和信號處理技術219

9.1可擴展標記語言219

9.1.1可擴展標記語言簡介219

9.1.2可擴展標記語言特性220

9.1.3可擴展標記語言文檔結構220

9.1.4XML的優勢221

9.2高性能計算222

9.2.1高性能計算概述223

9.2.2高性能計算機的套用223

9.2.3高性能計算分類224

9.2.4分散式計算224

9.2.5格線計算225

9.2.6格線類型226

9.2.7高性能計算集群226

9.3海量資料庫技術228

9.3.1傳統的關係資料庫面臨更大的挑戰229

9.3.2支撐物聯網的資料庫技術229

9.3.3關係資料庫231

9.3.4非關係資料庫232

9.3.5實時資料庫234

9.3.6分散式資料庫系統236

9.4邊緣計算238

9.5物聯網大數據處理242

9.6人工智慧技術246

9.7人機互動技術249

9.7.1人機互動技術概況249

9.7.2人機互動技術的發展249

9.7.3多媒體與虛擬現實系統的互動特點250

9.7.4多通道人機互動技術251

9.7.5人機界面251

9.8未來的物聯網數據和信號處理技術252

9.9套用案例： 基於圖像處理技術的汽車牌照識別系統253

習題與思考題254

第10章發現與搜尋引擎技術255

10.1搜尋引擎技術概述255

10.1.1搜尋引擎的發展255

10.1.2搜尋引擎分類255

10.2Web搜尋引擎工作原理256

10.2.1Web搜尋引擎的組成256

10.2.2Web搜尋引擎的工作模式257

10.2.3搜尋引擎的技術設計與算法258

10.3物聯網搜尋引擎262

10.3.1基於物品的搜尋引擎技術263

10.3.2基於簡單標識的對象查找技術263

10.4服務發現技術264

10.4.1Web服務發現264

10.4.2感測數據的語義發現技術265

10.4.3數據挖掘266

10.4.4物聯網數據挖掘273

10.5未來的物聯網發現與搜尋引擎技術278

10.6套用案例： 語境感知技術280

習題與思考題281

第11章關係網路管理技術282

11.1網路管理的熱點技術282

11.2分散式網路管理技術285

11.2.1分散式網路管理體系結構286

11.2.2基於CORBA的分散式管理288

11.2.3基於Web的分散式網路管理289

11.2.4基於移動代理的分散式網路管理291

11.2.5基於主動網路技術的網路管理294

11.2.6未來的網管系統294

11.3分散式資料庫/資料集合的管理294

11.3.1分散式資料庫管理系統的組成295

11.3.2分散式資料庫管理系統的分類295

11.3.3分散式資料庫/資料集合管理的實現296

11.4套用案例： 海量飛行數據管理系統297

習題與思考題301

第12章電源和能量存儲技術302

12.1能源採集轉換技術302

12.1.1能源採集轉換技術概述302

12.1.2光伏技術304

12.1.3生物發電304

12.1.4壓電技術305

12.1.5能量轉換裝置307

12.2能量存儲(電池)技術309

12.2.1薄膜電池309

12.2.2鋰離子電池311

12.2.3印刷電池314

12.2.4光電池314

12.3無線充電技術316

12.3.1無線充電技術的發展316

12.3.2無線充電原理及實現方法317

12.3.3無線充電的技術標準321

12.4未來的電源與能量存儲技術323

12.5套用案例： 手機無線充電324

習題與思考題326

第13章安全與隱私技術327

13.1物聯網安全概述327

13.1.1物聯網安全的必要性327

13.1.2物聯網安全的層次327

13.1.3感知層的安全需求和安全框架328

13.1.4傳輸層的安全需求和安全框架330

13.1.5處理層的安全需求和安全框架331

13.1.6套用層的安全需求和安全框架333

13.1.7影響信息安全的非技術因素和存在的問題334

13.2RFID電子標籤安全機制335

13.2.1RFID電子標籤的安全設定335

13.2.2RFID電子標籤在套用中的安全機制336

13.3無線感測器網路安全機制337

13.3.1WSN安全問題337

13.3.2感測器網路的安全機制338

13.3.3感測器網路的安全分析339

13.3.4WSN安全研究重點341

13.4物聯網身份識別技術342

13.4.1電子ID身份識別技術342

13.4.2個人特徵的身份證明345

13.4.3基於零知識證明的識別技術348

13.5信息隱藏349

13.5.1信息隱藏概述349

13.5.2信息隱藏技術350

13.6未來的物聯網安全與隱私技術351

13.7套用案例： 汽車晶片感應防盜系統352

習題與思考題354

第14章標準化和相關技術355

14.1物聯網標準化的意義355

14.2國際標準化組織和各國標準化組織356

14.3射頻識別技術的標準化工作357

14.3.1RFID的ISO IEC標準357

14.3.2GS1的EPC標準359

14.4無線感測器網路技術的標準化工作360

14.5設備對設備通信技術的標準化工作362

14.6未來的物聯網標準化工作363

14.7套用案例： M2M標準化工作364

習題與思考題366

參考文獻367