物聯網通信技術及套用(2017年清華大學出版社出版的圖書)

《物聯網通信技術及套用》是由范立南、莫曄、蘭麗輝主編，2017年7月清華大學出版社出版的高校轉型發展系列教材。

全書共8章，主要內容包括：物聯網通信技術概述，通信原理，ZigBee通信技術，藍牙通信技術，RFID技術，Wi-Fi通信技術，移動通信技術，物聯網通信技術的綜合套用。

基本介紹

• 書名：物聯網通信技術及套用
• 作者：范立南、莫曄、蘭麗輝
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2017年7月01日
• 定價：36 元
• ISBN：9787302473497

成書過程

該教材由范立南、莫曄、蘭麗輝主編，具體編寫分工如下：第1章由章翔編寫，第2章和第7章由崔立民編寫，第3章由蘭麗輝編寫，第4章由劉闖編寫，第5章由莫曄編寫，第6章由張博編寫，第8章由范立南和劉闖編寫。全書由范立南統稿。

內容簡介

全書共8章，第1章是物聯網通信技術概述；第2章講述通信原理，包括物聯網通信的基本知識和數據通信的基本原理；第3章介紹ZigBee通信技術；第4章介紹藍牙通信技術；第5章介紹RFID技術；第6章介紹Wi-Fi通信技術；第7章講述移動通信技術，包括目前構建物聯網系統採用的主流無線通信技術和電信領域的主要通信技術；第8章講述物聯網通信技術的綜合套用，包括物聯網通信技術的兩種典型套用即M2M和WSN，並以智慧型家居和智慧城市為例進行介紹。

教材目錄

第1章 物聯網通信技術概述 1 1.1 物聯網通信的起源及發展 1 1.1.1 物聯網通信的產生 2 1.1.2 物聯網通信的現狀和未來 2 1.1.3 物聯網的內涵 3 1.1.4 物聯網的體系結構 3 1.2 物聯網通信系統 5 1.2.1 物聯網感知控制層通信 技術 5 1.2.2 物聯網網路傳輸層通信 技術 6 1.3 物聯網通信技術的發展前景 7 1.3.1 物聯網通信的發展所面臨 的問題 8 1.3.2 物聯網通信技術的發展 方向 9 本章小結 10 習題 11 第2章 通信原理 13 2.1 通信的基本概念 13 2.1.1 通信的目的 14 2.1.2 實現通信的方式和手段 14 2.2 通信系統的組成 15 2.2.1 通信系統的一般模型 15 2.2.2 模擬信號 16 2.2.3 數位訊號 16 2.2.4 模擬通信系統 17 2.2.5 數字通信系統 18 2.3 通信系統的分類 18 2.3.1 按通信業務分類 19 2.3.2 按調製方式分類 19 2.3.3 按信號特徵分類 19 2.3.4 按傳輸媒介分類 19 2.3.5 按工作波段分類 19 2.3.6 按信號復用方式分類 20 2.4 通信方式 20 2.4.1 單工通信 20 2.4.2 半雙工通信 20 2.4.3 全雙工通信 21 2.4.4 並行傳輸 21 2.4.5 串列傳輸 22 2.5 信息及其度量 23 2.6 通信系統的主要性能指標 24 本章小結 26 習題 26 第3章 ZigBee通信技術 28 3.1 ZigBee技術概述 29 3.1.1 ZigBee技術的形成、發展 29 3.1.2 ZigBee技術的特點 30 3.1.3 ZigBee技術的套用 31 3.2 ZigBee協定棧 35 3.2.1 物理層 36 3.2.2 數據鏈路層 37 3.2.3 網路層 38 3.2.4 套用層 38 3.2.5 Z-Stack協定棧 39 3.2.6 ZigBee原語 40 3.3 ZigBee網路的拓撲結構 41 3.3.1 設備類型 41 3.3.2 節點類型 42 3.3.3 拓撲結構類型 44 3.4 ZigBee網路的路由協定 47 3.4.1 網路層地址分配機制 48 3.4.2 ZigBee網路路由的數據 結構 50 3.4.3 ZigBee網路的路由算法 51 3.4.4 ZigBee網路的路由機制 54 3.5 ZigBee網路的組建 56 3.5.1 ZigBee網路的初始化 56 3.5.2 設備節點加入ZigBee網路 57 3.5.3 智慧型家居系統的組建 60 本章小結 66 習題 66 第4章 藍牙通信技術 72 4.1 藍牙技術的概論 73 4.1.1 藍牙技術的發展 74 4.1.2 藍牙技術的特點 75 4.1.3 藍牙技術的版本 76 4.2 藍牙技術協定體系結構 77 4.2.1 底層硬體模組 79 4.2.2 中間協定層 83 4.2.3 高端套用層 85 4.3 藍牙網路連線 86 4.3.1 微微網和散射網 87 4.3.2 藍牙網路的狀態 88 4.4 藍牙通信 90 4.5 藍牙的套用領域 97 4.5.1 藍牙耳機 97 4.5.2 藍牙手機 97 4.5.3 藍牙PC卡 98 4.5.4 藍牙USB適配器 98 4.5.5 藍牙網路接入點 98

4.5.6 藍牙印表機 99 4.5.7 藍牙PDA 99 本章小結 100 習題 100 第5章 RFID技術 102 5.1 RFID簡介 102 5.1.1 RFID的基本概念 103 5.1.2 RFID發展歷程 104 5.1.3 RFID系統與物聯網 104 5.2 RFID系統組成與工作原理 105 5.2.1 RFID系統組成 105 5.2.2 RFID工作原理 113 5.2.3 RFID網路框架結構 119 5.3 RFID技術標準與關鍵技術 121 5.3.1 RFID技術標準 121 5.3.2 RFID關鍵技術 125 5.4 RFID技術套用 126 5.4.1 RFID主要套用領域與 頻段 126 5.4.2 RFID典型套用及案例 128 本章小結 132 習題 132 第6章 Wi-Fi通信技術 136 6.1 Wi-Fi技術簡介 136 6.1.1 Wi-Fi技術的基本概念 137 6.1.2 無線區域網路簡介 138 6.1.3 WLAN架構 141 6.1.4 Wi-Fi的主要協定 142 6.2 WLAN的物理層 143 6.2.1 物理層傳輸概述 143 6.2.2 直序列擴頻技術 144 6.2.3 跳頻擴頻技術 146 6.2.4 正交頻分復用技術 146 6.3 WLAN的媒體訪問控制層 149 6.3.1 MAC層主要功能 149 6.3.2 MAC幀主體框架結構 150 6.3.3 MAC管理信息幀結構 154 6.3.4 MAC控制信息幀結構 155 6.3.5 MAC數據幀結構 158 6.4 Wi-Fi組網及套用 160 6.4.1 無線區域網路的組成 160 6.4.2 無線區域網路的拓撲結構 163 6.4.3 家庭Wi-Fi組網實例 169 本章小結 175 習題 176 第7章 移動通信技術 178 7.1 移動通信技術概述 178 7.1.1 移動通信的發展 179 7.1.2 移動通信系統的組成 180 7.1.3 移動通信的組網覆蓋 180 7.1.4 多址方式和雙工方式 183 7.2 第二代移動通信技術 185 7.2.1 2G網路通信技術概述及 發展歷史 185 7.2.2 GSM系統網路結構及 接口 185 7.2.3 GSM系統的號碼 187 7.2.4 GSM 2.5G數據傳輸 技術 190 7.3 第三代移動通信技術 190 7.3.1 3G網路技術概述 190 7.3.2 3G網路關鍵技術 192 7.4 第四代移動通信技術 193 7.4.1 4G網路技術概述 193 7.4.2 4G網路的關鍵技術 195 7.5 第五代移動通信技術展望 196 本章小結 197 習題 198 第8章 物聯網通信技術的綜合 套用 200 8.1 M2M技術 200 8.1.1 M2M系統架構 202 8.1.2 M2M系統結構的特點 203 8.1.3 M2M技術組成 204 8.1.4 M2M套用實例 205 8.2 WSN技術 208 8.2.1 WSN核心功能 208 8.2.2 WSN的套用特點 210 8.2.3 WSN的套用 211 8.3 智慧型家居 213 8.3.1 家庭自動化 214 8.3.2 家庭網路 214 8.3.3 網路家電 215 8.3.4 信息家電 215 8.4 智慧城市 215 8.4.1 智慧城市概念 216 8.4.2 智慧城市設計的重點 套用 217 本章小結 221 習題 221 參考文獻 225

（註：目錄排版順序為從左列至右列）

教材特色

1.本教材以物聯網通信技術的基礎知識為出發點，遵循“教中學、學中做、做中用”一體化的設計思路，全面、系統地介紹了物聯網通信技術涉及的基本概念、原理、體系結構、實現技術和典型套用；

2.本教材編寫上注重實用性，弱化理論，通過案例講解加深讀者對基本理論的理解。

作者簡介

范立南，博士，教授，現任瀋陽大學信息工程學院兼城市軌道交通學院院長。主要研究領域及方向為圖像工程、物聯網技術與智慧型控制、模式識別、嵌入式系統設計。