物联网关键技术PDF电子书下载

第1章 物联网技术概论 1

1.1 物联网概念及背景 2

1.1.1 物联网相关概念 2

1.1.2 物联网基本架构 3

1.1.3 物联网产业情况 4

1.2 物联网技术现状及分布 5

1.2.1 物联网技术概述 5

1.2.2 物联网感知层技术 7

1.2.3 物联网网络层技术 8

1.2.4 物联网应用层技术 10

1.3 物联网的两种计算模式 11

1.3.1 物联网云计算模式 12

1.3.2 物联网海计算模式 12

1.4 物联网技术展望 14

1.5 小结 15

参考文献 15

第一篇 射频识别技术 19

第2章 RFID电子标签技术 19

2.1 RFID标签的组成、分类及面临的挑战 20

2.1.1 RFID标签基本组成 20

2.1.2 RFID标签的分类 21

2.1.3 RFID标签发展面临的挑战 23

2.2 RFID标签的反向散射 26

2.2.1 电磁波的散射 26

2.2.2 雷达基本原理 27

2.2.3 RFID系统的反向散射调制 29

2.3 RFID天线 30

2.3.1 天线基础 31

2.3.2 天线的特征参数 33

2.3.3 UHF频段RFID天线的种类 36

2.4 RFID标签芯片设计及制造技术 38

2.4.1 RFID标签芯片的组成 38

2.4.2 标签电路芯片化设计 41

2.4.3 芯片制造技术 42

2.5 标签功能性测试 43

2.6 标签功能参考测试环境 43

2.6.1 标签频率范围 46

2.6.2 标签解调能力 48

2.6.3 标签信号占空比 50

2.6.4 标签导言信号波形 52

2.6.5 标签后向链路频率容限 55

2.6.6 标签后向链路时间参数T1 57

2.6.7 标签后向链路（读写器前向链路）时间参数T2 58

2.7 小结 61

参考文献 62

第3章 RFID读写器技术 63

3.1 读写器概述 64

3.1.1 读写器的基本功能 64

3.1.2 读写器的工作原理 64

3.1.3 读写器的基本组成 65

3.2 读写器的形式与工作模型 67

3.2.1 固定式读写器 68

3.2.2 OEM模块 70

3.2.3 便携式读写器 71

3.2.4 读写器的天线结构 72

3.3 读写器相关技术 73

3.3.1 读写器技术的发展趋势 73

3.3.2 防碰撞方法 74

3.3.3 读写器管理技术 81

3.4 读写器功能性测试 83

3.4.1 读写器功能参考测试环境 83

3.4.2 读写器数据编码 85

3.4.3 读写器RF包络 86

3.4.4 读写器导言信号 87

3.4.5 读写器上电与下电波形 88

3.4.6 读写器时间参数T3 89

3.4.7 读写器时间参数T4 92

3.5 小结 93

参考文献 94

第4章 RFID中间件技术 95

4.1 RFID中间件 96

4.1.1 RFID中间件概述 96

4.1.2 RFID中间件的功能定位 96

4.1.3 RFID中间件的分类 98

4.1.4 典型RFID中间件产品 98

4.1.5 RFID中间件的发展趋势 102

4.2 RFID大规模应用模式 103

4.2.1 应用整合问题 103

4.2.2 三种应用模式 104

4.3 RFID数据安全性 106

4.3.1 RFID系统的安全隐患 107

4.3.2 保护RFID数据安全的解决方案 108

4.3.3 大规模应用的安全策略 109

4.4 RFID典型应用 110

4.5 小结 114

参考文献 115

第二篇 智能感知技术 119

第5章 物联网标识技术 119

5.1 物联网标识命名与分配 120

5.1.1 对象标识 121

5.1.2 通信标识 127

5.1.3 应用标识 128

5.2 物联网解析与寻址 129

5.2.1 标识解析与寻址概述 129

5.2.2 标识解析体系 130

5.2.3 标识解析技术简介 132

5.2.4 标识寻址体系 138

5.3 物联网发现服务 141

5.3.1 物联网标识发现服务概述 141

5.3.2 物联网标识发现服务体系 142

5.3.3 物联网标识发现服务技术简介 143

5.4 标识安全与隐私 145

5.5 小结 147

参考文献 148

第6章 认知无线电感知 151

6.1 物联网频谱资源 152

6.1.1 物联网的频谱支撑能力面临严峻挑战 152

6.1.2 物联网传输层频谱需求分析 153

6.1.3 物联网传感层频谱需求分析 156

6.2 认知无线电传感器网络 157

6.2.1 认知无线电传感器网络的节点及网络结构 159

6.2.2 现有传感器网络的服务质量保证 161

6.2.3 动态频谱接入的服务质量保证 168

6.3 CRSN相关产品和设备 173

6.3.1 软件无线电概述 173

6.3.2 软件无线电的关键技术 174

6.3.3 软件无线电主要产品和设备 175

6.4 CRSN应用领域 181

参考文献 182

第7章 短程无线通信 189

7.1 蓝牙（Bluetooth） 190

7.1.1 蓝牙的版本 190

7.1.2 传统蓝牙 191

7.1.3 低功耗蓝牙 193

7.2 Wi-Fi/802.11系列 195

7.2.1 WLAN与IEEE 802.11 196

7.2.2 Wi-Fi与IEEE 802.11a/b/g/n 198

7.2.3 低功耗Wi-Fi 199

7.3 ZigBee 201

7.3.1 ZigBee与IEEE 802.15.4 202

7.3.2 ZigBee与蓝牙技术的对比 205

7.4 其他低功耗通信技术 205

7.4.1 超宽带 205

7.4.2 射频识别 207

7.4.3 近场通信 208

7.4.4 红外数据传输 209

7.4.5 Insteon 210

7.4.6 Z-Wave 212

7.4.7 ANT 213

7.5 小结 215

参考文献 216

第三篇 网络协同技术 223

第8章 物联网协同技术 223

8.1 物联网协同问题 224

8.1.1 基本概念 224

8.1.2 物联网协同的必要性 225

8.1.3 物联网协同的难点和挑战 226

8.2 物联网协同联盟技术 228

8.2.1 协同联盟生成 229

8.2.2 协同联盟形成 230

8.2.3 通信机制 233

8.2.4 协同联盟的生成、形成及任务完成 236

8.2.5 协同联盟技术在无线传感器网络目标跟踪中的应用实例 236

8.3 物联网协商技术 240

8.3.1 协商 240

8.3.2 合同网 241

8.3.3 基于协商的物联网协同方法 242

8.4 物联网协同的其他技术 246

8.4.1 基于组织结构设计的方法 246

8.4.2 基于分布式约束满足的方法 248

8.4.3 基于代理的方法 251

8.5 小结 252

参考文献 253

第9章 物联网时间同步 257

9.1 网络时间同步问题基本概念 258

9.1.1 时间同步问题简介 258

9.1.2 分布式系统时间同步的基本方法 261

9.1.3 时间同步的应用 264

9.1.4 物联网时间同步问题特点 266

9.2 传输层时间同步协议 267

9.2.1 网络同步协议NTP 267

9.2.2 IEEE 1588 268

9.3 感知层时间同步协议 270

9.3.1 基于报文的传统传感网时间同步协议 270

9.3.2 基于外部时钟源的传感网时间同步方法 275

9.3.3 基于脉冲耦合振荡器模型的传感网时间同步协议 279

9.4 小结 283

参考文献 283

第10章 物联网分布式调度 287

10.1 分布式调度背景 288

10.2 无线网络的干扰模型 289

10.2.1 符号约定 289

10.2.2 物理干扰模型 290

10.2.3 协议干扰模型 290

10.3 基于图算法的调度技术 291

10.3.1 分布式节点调度算法 292

10.3.2 分布式链路调度算法 295

10.4 基于最优化方法的分布式调度技术 297

10.4.1 两个例子 298

10.4.2 优化分解方法 299

10.4.3 对两个例子的求解 302

10.5 拓扑透明的调度技术 304

10.5.1 基于组合设计的拓扑透明调度技术 304

10.5.2 三状态调度 310

10.6 小结 312

参考文献 312

第四篇 服务优化技术 319

第11章 物联网数据处理 319

11.1 物联网的数据构成及网络数据特点 320

11.1.1 物联网的数据构成 320

11.1.2 物联网的数据特点 321

11.2 物联网感知层的数据获取与优化 322

11.2.1 数据采集 322

11.2.2 数据获取 323

11.2.3 RFID网络的拓扑结构优化设计 324

11.3 物联网传输层的数据处理与优化 327

11.3.1 数据预处理技术 327

11.3.2 物联网数据处理技术 328

11.3.3 物联网寻址技术 330

11.3.4 数据传输优化技术 331

11.4 小结 339

参考文献 339

第12章 物联网安全数据融合 343

12.1 物联网数据融合技术 344

12.1.1 无线传感器网络数据融合 344

12.1.2 RFID数据融合 347

12.1.3 无线传感器网络与RFID数据融合 348

12.2 物联网数据融合存在的安全威胁 350

12.2.1 无线传感器网络面临的安全威胁 350

12.2.2 RFID面临的安全威胁 352

12.2.3 物联网数据融合面临的安全威胁 354

12.3 无线传感器网络安全数据融合技术 355

12.3.1 安全数据融合的主要阶段 356

12.3.2 完整性保护安全数据融合协议 357

12.3.3 机密性保护安全数据融合协议 366

12.4 小结 370

参考文献 370

第13章 绿色物联网 373

13.1 绿色物联网的由来与发展 374

13.1.1 通信绿色化的发展趋势 374

13.1.2 绿色物联网的必要性 375

13.1.3 物联网中能耗来源 378

13.1.4 国内外标准化组织中绿色物联网现状 382

13.2 绿色感知传感层技术 383

13.2.1 高能效的信息采集 384

13.2.2 高能效的信息汇聚 388

13.2.3 未来展望 392

13.3 绿色网络接入与承载层 392

13.3.1 接入子层节能技术 393

13.3.2 承载子层节能技术 401

13.3.3 未来展望 403

13.4 绿色计算管理和服务应用 403

13.4.1 基于虚拟化的云计算 404

13.4.2 硬件设备低功耗技术 407

13.4.3 基础设施低功耗技术 409

13.4.4 未来展望 412

13.5 小结 412

参考文献 412