物聯網概論第2版

《物聯網概論第2版》是2018年1月機械工業出版社出版的圖書，作者是韓毅剛、馮飛、楊仁宇等。

基本介紹

• 書名：物聯網概論第2版
• 作者：韓毅剛、馮飛、楊仁宇
• ISBN：978-7-111-58690-6
• 定價：59.9
• 出版時間：2018-01-16
• 裝幀：平裝 
• 開本：16開

內容簡介

《物聯網概論 第2版》以物聯網中的數據流動為主線，介紹了物聯網的基本概念和體系結構，包括從物品信息編碼到自動識別、從感測器到感測器網路、從局部網路到網際網路、從終端設備到數據中心、從嵌入式系統到伺服器集群、從數據融合到雲計算，以及從設計思想到物聯網標準，以廣度為主，闡述了組建物聯網的各種集成技術和所涉及的概念。 《物聯網概論 第2版》提供教學視頻、教學大綱、教學建議、習題參考答案、3套試卷（附評分標準）和PPT課件。 本書可作為一般高等院校各專業物聯網課程的入門教材，重點面向物聯網工程、計算機、通信工程及電子信息專業的本科生和相關專業技術人員，也可作為其他專業了解物聯網整體概況和具體技術實現的參考書。

目錄

前言

教學建議

第1章 物聯網體系結構1

1.1 物聯網的發展背景1

1.2 物聯網的概念2

1.2.1 物聯網的定義2

1.2.2 物聯網與各種網路之間的關係4

1.3 物聯網的體系結構7

1.3.1 物聯網三層模型8

1.3.2 ITU-T參考模型8

1.3.3 物聯網的域模型9

1.4 物聯網各層功能及其相關技術9

1.4.1 感知層10

1.4.2 傳輸層11

1.4.3 處理層13

1.4.4 套用層14

1.5 物聯網的關鍵技術15

1.5.1 自動識別技術17

1.5.2 感測技術17

1.5.3 網路技術18

1.5.4 數據處理技術19

1.6 物聯網的發展趨勢和組網結構20

習題21

第2章 物品信息編碼22

2.1 物品的分類與編碼22

2.1.1 物品分類22

2.1.2 物品代碼23

2.1.3 物品編碼的載體23

2.2 條碼編碼體系24

2.2.1 EAN.UCC編碼體系24

2.2.2 全球數據同步網路25

2.3 產品電子代碼EPC26

2.3.1 EPC的產生與發展27

2.3.2 EPC編碼結構27

2.3.3 EPC編碼轉換28

2.3.4 EPC系統的組成29

2.4 EPC業務辦理與EPCIS系統

開發30

2.4.1 業務辦理流程30

2.4.2 EPCIS系統的開發實例32

習題33

第3章 自動識別技術34

3.1 自動識別技術概述34

3.1.1 自動識別技術的分類34

3.1.2 自動識別系統的構成35

3.2 條碼識別36

3.2.1 條碼的構成和種類36

3.2.2 條碼閱讀器37

3.3 二維碼識別38

3.3.1 二維碼的特點和分類38

3.3.2 二維碼的符號結構39

3.3.3 二維碼的編碼過程40

3.4 RFID40

3.4.1 RFID的分類41

3.4.2 RFID系統的構成42

3.4.3 電子標籤的結構44

3.4.4 讀寫器的結構45

3.4.5 RFID系統的能量傳輸47

3.4.6 RFID系統的數據傳輸48

3.4.7 RFID系統的防碰撞機制50

3.5 NFC50

3.5.1 NFC的技術特點51

3.5.2 NFC系統工作原理51

3.6 其他自動識別技術53

3.6.1 卡識別53

3.6.2 語音識別54

3.6.3 光學字元識別57

3.6.4 生物識別58

3.7 自動識別套用系統的開發60

3.7.1 二維碼識別系統的開發60

3.7.2 RFID套用系統的開發61

3.7.3 聲紋識別系統的開發63

習題64

第4章 嵌入式系統65

4.1 嵌入式系統的概念和發展65

4.1.1 嵌入式系統的定義65

4.1.2 嵌入式系統的特點65

4.1.3 嵌入式系統的發展階段66

4.1.4 物聯網中的嵌入式系統66

4.1.5 嵌入式系統的發展趨勢68

4.2 嵌入式系統的結構68

4.2.1 硬體層68

4.2.2 硬體抽象層73

4.2.3 系統軟體層74

4.2.4 套用軟體層74

4.3 嵌入式處理器的分類75

4.3.1 嵌入式微控制器75

4.3.2 嵌入式數位訊號處理器75

4.3.3 嵌入式微處理單元MPU75

4.3.4 片上系統SoC76

4.4 嵌入式作業系統77

4.4.1 μC/OS-Ⅱ77

4.4.2 TRON78

4.4.3 嵌入式Linux78

4.4.4 iOS78

4.4.5 Android79

4.5 嵌入式系統的開發80

4.5.1 單片機平台上的嵌入式系統

套用開發80

4.5.2 智慧型終端上的嵌入式系統

套用開發82

習題84

第5章 通信技術85

5.1 信號處理85

5.1.1 信號處理的概念85

5.1.2 數位訊號處理86

5.1.3 數位訊號處理套用實例88

5.2 信號傳輸89

5.2.1 通信方式90

5.2.2 信源編碼90

5.2.3 信道編碼91

5.2.4 信號編碼92

5.2.5 信號調製93

5.2.6 多路復用93

5.3 無線通信94

5.3.1 無線傳輸系統94

5.3.2 無線通信的頻段與傳播方式95

5.3.3 無線傳輸的特徵96

5.4 光通信97

5.4.1 光纖通信97

5.4.2 無線雷射通信100

5.4.3 可見光通信102

5.5 新型通信技術103

5.5.1 量子通信103

5.5.2 深空通信105

5.5.3 綠色通信106

習題107

第6章 感測器109

6.1 感測器的基本概念109

6.1.1 感測器的定義109

6.1.2 感測器的構成109

6.1.3 感測器的特性110

6.2 感測器的種類112

6.2.1 阻抗型感測器112

6.2.2 電壓型感測器114

6.2.3 磁敏型感測器115

6.3 感測器的套用116

6.3.1 光纖感測器116

6.3.2 濕敏感測器117

6.3.3 氣體感測器117

6.3.4 生物感測器118

6.4 新型感測器119

6.4.1 多功能感測器119

6.4.2 MEMS感測器120

6.4.3 納米感測器121

6.4.4 智慧型感測器121

習題123

第7章 感測器網路124

7.1 有線感測器網路124

7.1.1 現場匯流排124

7.1.2 CAN匯流排124

7.1.3 M-Bus匯流排125

7.2 無線感測器網路概述126

7.2.1 無線感測器網路的組成126

7.2.2 無線感測器網路的體系結構127

7.2.3 無線感測器網路面臨的挑戰和

發展趨勢128

7.3 無線感測器網路的通信協定129

7.3.1 MAC協定129

7.3.2 路由協定132

7.3.3 傳輸協定135

7.4 無線感測器網路的組網技術135

7.4.1 ZigBee136

7.4.2 Z-WAVE139

7.4.3 EnOcean141

7.4.4 Thread143

7.5 無線感測器網路的核心支撐

技術146

7.5.1 拓撲控制146

7.5.2 時間同步147

7.5.3 數據融合148

7.6 無線感測器網路的套用開發150

7.6.1 無線感測器網路的硬體開發150

7.6.2 無線感測器網路作業系統的移植151

7.6.3 無線感測器網路的軟體開發152

習題153

第8章 網際網路154

8.1 網際網路體系結構154

8.1.1 TCP/IP協定模型154

8.1.2 數據傳輸的封裝關係155

8.2 IP155

8.2.1 IPv4156

8.2.2 IPv6157

8.2.3 ICMP158

8.2.4 路由選擇協定159

8.3 網際網路傳輸層協定160

8.3.1 UDP160

8.3.2 TCP161

8.4 網際網路套用層協定162

8.4.1 域名系統162

8.4.2 HTTP163

8.4.3 CoAP164

8.4.4 SIP165

8.4.5 SDP166

8.5 移動網際網路166

8.5.1 移動網際網路的組成167

8.5.2 移動網際網路的體系結構167

8.5.3 移動網際網路的服務質量168

8.5.4 移動IP技術169

8.6 網際網路的發展與套用開發170

8.6.1 多屏互動170

8.6.2 Web的發展趨勢172

8.6.3 “網際網路+”及其套用開發172

習題175

第9章 物聯網的接入和承載176

9.1 有線接入技術177

9.1.1 乙太網接入177

9.1.2 銅線接入178

9.1.3 光纖接入178

9.1.4 HFC接入179

9.1.5 電力線接入179

9.2 短距離無線IP接入技術180

9.2.1 Wi-Fi180

9.2.2 藍牙181

9.2.3 UWB182

9.3 基於移動通信網的接入技術182

9.3.1 移動通信網的組成結構183

9.3.2 第二代移動通信網路（2G）183

9.3.3 第三代移動通信網路（3G）184

9.3.4 第四代移動通信網路（4G）184

9.3.5 第五代移動通信網路（5G）185

9.4 核心通信網路190

9.4.1 核心傳輸網路190

9.4.2 核心交換網路191

9.5 物聯網數據傳輸的設計開發192

9.5.1 網際網路接入協定192

9.5.2 感測器網路的網關設計193

9.5.3 藍牙模組與計算機之間的通信

程式開發195

9.5.4 基於GSM模組的通信程式

開發196

習題198

第10章 物聯網的數據處理199

10.1 數據中心199

10.1.1 數據中心的組成199

10.1.2 數據中心的分類與分級199

10.1.3 數據中心的建設200

10.2 大數據與物聯網202

10.2.1 大數據的概念202

10.2.2 物聯網與大數據的關係202

10.2.3 物聯網大數據的特點203

10.2.4 大數據的分析與處理203

10.3 資料庫系統204

10.3.1 資料庫的類型204

10.3.2 資料庫的操作205

10.3.3 資料庫與物聯網205

10.4 數據挖掘206

10.4.1 數據挖掘的過程206

10.4.2 數據挖掘的方法207

10.4.3 物聯網中的數據挖掘208

10.5 搜尋引擎208

10.5.1 搜尋引擎的分類208

10.5.2 搜尋引擎的組成和工作原理209

10.5.3 面向物聯網的搜尋引擎210

10.6 海量數據存儲211

10.6.1 磁碟陣列211

10.6.2 網路存儲212

10.6.3 雲存儲213

10.7 雲計算214

10.7.1 雲計算的概念214

10.7.2 雲計算的體系結構215

10.7.3 雲計算系統實例216

10.7.4 雲計算系統的開發218

10.8 普適計算221

10.8.1 普適計算技術的特徵221

10.8.2 普適計算的系統組成222

10.8.3 普適計算的體系結構223

10.8.4 普適計算的關鍵技術223

10.9 數據呈現224

10.9.1 實時推送技術224

10.9.2 數據可視化226

10.9.3 HTML 5227

10.9.4 數據呈現開發實例228

習題230

第11章 物聯網的安全與管理231

11.1 物聯網的安全架構231

11.2 物聯網的安全威脅與需求232

11.2.1 感知層的安全232

11.2.2 傳輸層的安全233

11.2.3 處理層的安全234

11.2.4 套用層的安全234

11.3 物聯網安全的關鍵技術235

11.3.1 密鑰管理技術235

11.3.2 虛擬專用網技術237

11.3.3 認證技術238

11.3.4 訪問控制技術238

11.3.5 入侵檢測技術239

11.3.6 容侵容錯技術240

11.3.7 隱私保護技術240

11.4 物聯網的管理241

11.4.1 物聯網的自組織網路管理242

11.4.2 物聯網的分散式網路管理模型243

11.4.3 物聯網的網路管理方案244

11.5 物聯網安全管理系統的設計245

11.5.1 SOA架構246

11.5.2 安全管理平台的組成248

習題249

第12章 定位技術251

12.1 定位技術概述251

12.1.1 定位的性能指標251

12.1.2 定位技術的分類252

12.1.3 定位技術在物聯網中的發展252

12.2 基於衛星的定位技術253

12.2.1 全球定位系統（GPS）253

12.2.2 其他定位導航系統254

12.3 基於網路的定位技術255

12.3.1 基於移動通信網路的定位255

12.3.2 基於無線區域網路的定位257

12.3.3 其他基於短距離無線通信

網路的定位258

12.4 基於位置的服務260

12.4.1 LBS系統的組成260

12.4.2 LBS的體系結構261

12.4.3 LBS的核心技術261

12.4.4 LBS的漫遊和異地定位262

12.4.5 LBS的計算模式263

12.4.6 位置服務與移動網際網路264

12.4.7 位置服務與增強現實

技術（AR）264

12.5 室內定位套用開發267

12.5.1 基於Wi-Fi位置指紋的室內

定位系統設計267

12.5.2 位置指紋數據的採集和存儲268

12.5.3 線上實時定位269

習題270

第13章 物聯網套用271

13.1 智慧型電網271

13.1.1 智慧型電網的特點271

13.1.2 智慧型電網的功能框架272

13.1.3 智慧型電網的組成273

13.1.4 智慧型電網的關鍵技術274

13.2 智慧型交通275

13.2.1 智慧型交通的體系結構275

13.2.2 車聯網276

13.2.3 自動駕駛277

13.3 智慧型物流278

13.3.1 智慧型物流的相關技術279

13.3.2 智慧型物流中的配送系統281

13.4 精細農業283

13.4.1 精細農業的組成283

13.4.2 精細農業的相關技術283

13.4.3 精細農業的套用實例285

13.5 智慧型環保286

13.5.1 智慧型環保系統的組成286

13.5.2 智慧型環保系統實例288

13.6 智慧型家居288

13.6.1 智慧型家居的功能288

13.6.2 智慧型家居的技術需求289

13.6.3 智慧型家居物聯網套用實例292

13.6.4 智慧型家居平台294

13.7 智慧醫療295

13.7.1 醫用感測器295

13.7.2 體域網和身體感測網296

13.7.3 智慧醫療套用實例296

13.8 智慧工廠297

13.8.1 信息物理系統（CPS）297

13.8.2 工業物聯網298

13.8.3 工業4.0299

習題300

第14章 物聯網標準及發展301

14.1 物聯網標準的體系框架301

14.2 物聯網標準制定現狀302

14.2.1 國際物聯網標準制定現狀302

14.2.2 我國物聯網標準制定現狀302

14.3 物聯網的重要標準303

14.3.1 感知層標準303

14.3.2 傳輸層標準306

14.3.3 處理層標準307

14.3.4 套用層標準308

14.3.5 公共類技術標準309

14.4 物聯網部分標準簡介311

14.4.1 物品編碼標準EPCglobal

GEN 2311

14.4.2 射頻識別標準ISO/IEC 14443和

ISO/IEC 15693312

14.4.3 智慧型感測器標準IEEE 1451312

14.4.4 無線感測器網路標準

IEEE 802.15.4313

14.4.5 無線嵌入式網際網路標準

IETF RFC 4944314

14.4.6 行動網路標準ITU-T G.1028317

14.4.7 網路存儲標準IETF RFC 3720317

14.4.8 感測網安全標準

GB/T 30269.601—2016318

14.4.9 套用管理標準ISO/IEC 24791319

14.4.10 智慧型電網標準IEC 61850320

14.5 物聯網標準展望321

習題321

參考文獻323