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第1章 物联网技术概论 1

1.1 物联网的概念与特征 1

1.1.1 物联网的起源与发展 1

1.1.2 物联网的概念 2

1.1.3 物联网的特征 3

1.2 物联网的体系结构 4

1.2.1 物联网的4层体系结构 4

1.2.2 物联网的3层体系结构 6

1.3 物联网的关键技术 7

1.3.1 感知层关键技术 7

1.3.2 传输层关键技术 11

1.3.3 处理层关键技术 13

1.3.4 物联网安全技术 14

1.4 物联网应用技术 15

1.4.1 无线传感器网络应用架构 15

1.4.2 EPC/UID系统 17

1.4.3 物理信息融合系统 19

1.4.4 M2M系统 20

本章小结 21

习题1 21

第2章 物联网传感器技术 23

2.1 物联网感知层的功能 23

2.1.1 传感与检测功能 23

2.1.2 标识功能 24

2.1.3 定位功能 24

2.2 传感器的功能与结构 25

2.2.1 传感器的功能 25

2.2.2 传感器的组成单元 25

2.2.3 信号和信号调理 26

2.2.4 微处理器和微控制器 27

2.2.5 输入和输出 32

2.2.6 信号转换 33

2.3 传感器的特性与分类 34

2.3.1 传感器的静态特性 34

2.3.2 传感器的动态特性 37

2.3.3 传感器的校准 40

2.3.4 传感器的分类 41

2.4 传感器的技术原理 43

2.4.1 电阻应变式传感器 43

2.4.2 电感式传感器 48

2.4.3 电容式传感器 52

2.4.4 压电式传感器 55

2.4.5 磁电感应式传感器 60

2.5 传感器在智能手机中的应用 64

2.5.1 智能手机中的触摸屏幕 65

2.5.2 智能手机中的摄像头 67

2.5.3 智能手机中的重力式传感器 68

本章小结 69

习题2 69

参考文献 71

第3章 物联网标识与定位技术 72

3.1 物体标识的含义 72

3.1.1 物体标识的作用 72

3.1.2 物体标识的方法 72

3.2 一维条形码 75

3.2.1 一维条形码的相关参数 75

3.2.2 扫描原理 76

3.2.3 识读原理 77

3.2.4 典型的一维码 78

3.3 二维条形码 81

3.3.1 二维码的特点 81

3.3.2 二维码的分类 82

3.3.3 二维码的识读 83

3.3.4 典型的二维码 84

3.4 RFID技术 92

3.4.1 RFID系统的组成与分类 92

3.4.2 RFID的电子标签 94

3.4.3 RFID的读写器 100

3.4.4 RFID的工作原理 103

3.5 RFID关键技术 104

3.5.1 RFID系统的工作模型 104

3.5.2 RFID系统的耦合方式 105

3.5.3 RFID相关电磁场理论 108

3.5.4 RFID的编码与调制 109

3.5.5 RFID的防碰撞技术 111

3.6 物体定位方法 118

3.6.1 卫星定位技术 119

3.6.2 蜂窝定位技术 125

3.6.3 WiFi定位技术 128

3.6.4 RFID定位技术 130

本章小结 132

习题3 132

参考文献 134

第4章 物联网通信原理 135

4.1 物联网通信特征 135

4.1.1 物联网通信对象 135

4.1.2 物联网通信分类 136

4.2 物联网通信系统 138

4.2.1 物联网通信模型 138

4.2.2 物联网通信方式 139

4.2.3 物联网通信指标 140

4.3 物联网通信过程 142

4.3.1 物联网信号的采样及量化 143

4.3.2 物联网信源编码 147

4.3.3 物联网信道编码 150

4.3.4 物联网同步编码 153

4.3.5 物联网信号调制技术 154

4.3.6 信号复用技术 156

4.3.7 多址接入技术 157

4.4 物联网短距离无线通信 161

4.4.1 蓝牙 162

4.4.2 WiFi 164

4.4.3 红外通信 166

4.4.4 ZigBee通信 167

4.4.5 超宽带（UWB）技术 171

4.5 物联网移动通信 176

4.5.1 移动通信分类 176

4.5.2 移动通信发展历史 177

4.5.3 移动通信组成 183

4.6 物联网长距离通信技术 185

4.6.1 卫星通信 185

4.6.2 微波通信 190

4.7 物联网有线通信 192

4.7.1 通信介质和设备 192

4.7.2 以太网 195

4.7.3 Internet网络 196

4.7.4 路由算法 200

4.8 无线传感器网络 202

4.8.1 无线传感器网络体系 203

4.8.2 无线传感器网络的MAC层协议 204

4.8.3 无线传感器网络的路由协议 208

4.8.4 无线传感器网络的拓扑控制 211

4.8.5 无线传感器网络的网络管理 214

4.8.6 无线传感器网络的典型应用 219

本章小结 222

习题4 222

参考文献 223

第5章 物联网数据处理 224

5.1 物联网数据特征 224

5.1.1 数据特点 224

5.1.2 数据类型 225

5.2 物联网数据存储 226

5.2.1 物联网数据存储概述 226

5.2.2 基于数据库的存储 227

5.2.3 基于文件的存储 237

5.2.4 HDFS文件系统 240

5.3 物联网数据管理 246

5.3.1 数据处理平台简介 246

5.3.2 云计算平台 249

5.3.3 虚拟化技术 252

5.3.4 MapReduce 255

5.4 物联网数据分析 268

5.4.1 分类 270

5.4.2 关联分析 275

5.4.3 聚类分析 278

5.4.4 异常检测 282

本章小结 282

习题5 283

参考文献 284

第6章 物联网信息安全 285

6.1 物联网的安全问题 285

6.1.1 物联网的安全问题分析 285

6.1.2 物联网的安全特征 287

6.1.3 物联网的安全需求 287

6.1.4 物联网的安全现状 289

6.2 物联网的安全架构 289

6.3 物联网感知层安全 294

6.3.1 感知层的安全挑战 294

6.3.2 感知层的安全问题 295

6.3.3 感知层的安全与隐私机制 299

6.4 物联网传输层安全 303

6.4.1 传输层的安全挑战 304

6.4.2 传输层的安全问题 304

6.5 物联网数据层安全 308

6.5.1 数据安全概述 308

6.5.2 密码学的基本概念 311

6.5.3 密码分析方法 313

6.5.4 经典密码学 314

6.5.5 现代密码学 315

6.5.6 新型密码学 322

6.6 物联网应用层安全 324

6.6.1 身份认证 325

6.6.2 访问控制 327

6.6.3 数字签名 330

6.6.4 隐私保护 331

本章小结 335

习题6 335

第7章 物联网应用设计 337

7.1 物联网应用系统设计原则 337

7.2 感知层设计 338

7.2.1 传感器节点选择标准 338

7.2.2 传感器的选择方法 339

7.2.3 传感器节点软硬件设计 344

7.3 传输层设计 346

7.4 应用层设计 348

7.4.1 物联网应用需求分析 348

7.4.2 物联网应用协议 351

7.5 物联网应用技术 354

7.5.1 软硬件开发技术 354

7.5.2 传感器部署技术 355

7.5.3 应用系统部署技术 356

7.5.4 系统维护技术 357

7.6 基于物联网的智慧城市建设 358

7.6.1 智慧城市的主要特征 358

7.6.2 智慧城市的建设目标 359

7.6.3 智慧城市的系统功能 361

7.6.4 智慧城市的技术体系 362

7.6.5 智慧城市信息安全体系 366

7.6.6 智慧城市评价体系 367

本章小结 370

习题7 370

参考文献 373