物联网技术与应用开发PDF电子书下载

第1章 物联网概论 1

1.1 物联网概述 1

1.2 国内外物联网发展现状 1

1.2.1 国外物联网发展现状 1

1.2.2 国内物联网发展现状 4

1.2.3 物联网目前存在的问题 6

1.3 物联网的产业链 7

1.3.1 物联网产业链 7

1.3.2 基于RFID的物联网产业 8

1.3.3 基于MEMS传感器的物联网产业 8

1.3.4 物联网产业主导 9

1.4 物联网的应用 9

1.4.1 物联网的应用领域 9

1.4.2 物联网应用实例展示 10

1.5 物联网的发展趋势 13

练习题 14

第2章 物联网体系架构 16

2.1 物联网体系架构概述 16

2.1.1 物联网的自主体系结构 16

2.1.2 物联网的EPC体系结构 17

2.1.3 物联网的UID技术体系 19

2.1.4 构建物联网体系结构的原则 19

2.1.5 实用的层次性物联网体系架构 20

2.2 感知层 21

2.2.1 感知层的功能 21

2.2.2 感知层的关键技术 22

2.3 网络层 26

2.3.1 网络层的功能 27

2.3.2 网络层的关键技术 27

2.4 应用层 29

2.4.1 应用层的功能 29

2.4.2 应用层的关键技术 29

2.5 物联网的关键技术 32

练习题 32

第3章 传感器及检测技术 35

3.1 传感器 35

3.1.1 传感器概述 35

3.1.2 传感器的分类 35

3.1.3 传感器的性能指标 37

3.1.4 传感器的组成 38

3.1.5 传感器在物联网中的应用 39

3.2 检测技术基础 39

3.2.1 检测系统概述 39

3.2.2 检测技术的分类 41

3.2.3 检测系统的组成 42

3.3 典型传感器原理简介 43

3.3.1 电阻式传感器 43

3.3.2 压电式传感器 45

3.3.3 生物传感器 46

3.3.4 磁电式传感器 49

3.3.5 光纤传感器 50

3.4 智能检测系统 52

3.4.1 智能检测系统的组成 52

3.4.2 智能检测系统的设计 53

3.4.3 智能传感器技术 54

练习题 56

第4章 射频识别技术 58

4.1 射频识别技术概述 58

4.1.1 射频识别 58

4.1.2 RFID技术的分类 59

4.1.3 RFID技术的应用 64

4.1.4 RFID技术标准 67

4.2 RFID系统的组成 69

4.2.1 RFID的工作原理及系统组成 69

4.2.2 RFID系统中的软件组件 71

4.3 几种常见的RFID系统 73

4.3.1 电感耦合RFID系统 73

4.3.2 反向散射耦合RFID系统 74

4.4 RFID中间件技术 76

4.4.1 RFID中间件的组成及功能特点 77

4.4.2 RFID中间件体系结构 78

4.4.3 常见的RFID中间件 80

4.5 RFID应用系统开发示例 81

4.5.1 RFID系统开发技术简介 81

4.5.2 基于RFID技术的ETC系统设计 84

练习题 88

第5章 物联网通信与网络技术 91

5.1 无线通信技术概述 91

5.2 蓝牙技术 93

5.2.1 蓝牙技术概述 93

5.2.2 蓝牙协议体系结构 94

5.2.3 蓝牙网关的主要功能 96

5.2.4 蓝牙移动终端（MT） 96

5.2.5 蓝牙网络的结构和蓝牙系统的组成 97

5.2.6 蓝牙技术的硬件设计 98

5.3 Wi-Fi技术 100

5.3.1 Wi-Fi技术的概念 100

5.3.2 Wi-Fi网络结构和原理 101

5.4 ZigBee技术 103

5.4.1 ZigBee技术概述 103

5.4.2 ZigBee协议栈 104

5.4.3 ZigBee的网络系统 105

5.4.4 ZigBee网络系统的应用 106

5.5 超宽带（UWB）技术 109

5.5.1 UWB技术的概念 109

5.5.2 UWB无线通信系统的关键技术 110

5.5.3 UWB技术在家庭和有线电视网络中的应用 113

5.6 无线局域网 115

5.6.1 IEEE 802.11协议简述 115

5.6.2 几种无线通信标准比较 117

5.6.3 无线局域网的组成及工作原理 117

5.6.4 无线局域网的网络安全 120

5.7 无线城域网 121

5.7.1 IEEE 802.16x标准和机制 121

5.7.2 WiMAX网络构建 123

5.8 无线广域网 130

5.8.1 广域网的常用标准 130

5.8.2 无线接入广域网连接拓扑结构 131

练习题 134

第6章 无线传感器网络技术 136

6.1 无线传感器网络简介 136

6.1.1 无线传感器网络概述 136

6.1.2 无线传感器网络的特点 137

6.2 无线传感器网络的体系结构及协议系统结构 138

6.2.1 无线传感器网络的体系结构 138

6.2.2 无线传感器网络的通信协议栈 140

6.3 无线传感器网络MAC协议 141

6.3.1 基于竞争的无线传感器网络MAC协议 142

6.3.2 基于时分复用的无线传感器网络MAC协议 145

6.3.3 混合型的无线传感器网络MAC协议 146

6.4 无线传感器网络路由协议 147

6.4.1 广播式路由协议 148

6.4.2 坐标式路由协议 149

6.4.3 分簇式路由协议 150

6.5 无线传感器网络的关键技术 151

6.6 无线传感器网络系统设计与开发 152

6.6.1 无线传感器网络系统设计的基本要求 152

6.6.2 无线传感器网络的实现方法 154

6.6.3 车载无线传感器网络监测系统 159

练习题 163

第7章 物联网安全技术 165

7.1 信息安全基础知识 165

7.1.1 信息安全概述 165

7.1.2 信息安全的基本属性 168

7.2 物联网的安全 169

7.2.1 物联网的安全特点 169

7.2.2 物联网安全机制 170

7.2.3 物联网的安全层次模型及体系结构 171

7.3 RFID系统的安全 174

7.3.1 RFID系统面临的安全攻击 174

7.3.2 RFID系统的安全风险分类 175

7.3.3 RFID系统的安全缺陷 176

7.3.4 RFID安全需求及研究进展 177

7.4 传感器网络的安全 178

7.4.1 传感器网络的安全分析 178

7.4.2 传感器网络的安全性目标 179

7.4.3 传感器网络的安全策略 183

练习题 184

第8章 物联网M2M 186

8.1 M2M概述 186

8.1.1 M2M的基本概念 186

8.1.2 M2M的系统架构和通信协议 187

8.1.3 M2M的支撑技术 191

8.2 M2M的应用 193

8.2.1 M2M业务应用 193

8.2.2 M2M的发展现状 194

8.3 M2M的应用举例——基于嵌入式ARM处理器的M2M终端总体设计 197

练习题 201

第9章 物联网数据融合技术 202

9.1 数据融合概述 202

9.1.1 数据融合简介 202

9.1.2 物联网中的数据融合 203

9.2 数据融合的原理 204

9.2.1 数据融合的基本原理 204

9.2.2 物联网中数据融合的层次结构 208

9.3 数据融合技术与算法 208

9.3.1 传感器网络数据传输及融合技术 209

9.3.2 多传感器数据融合算法 213

9.3.3 传感器网络的数据融合路由算法 216

9.4 物联网数据管理技术 219

9.4.1 传感器网络的数据管理系统 219

9.4.2 数据模型、存储及查询 222

9.4.3 数据融合及管理技术的研究与发展 224

练习题 224

第10章 云计算 225

10.1 云计算概述 225

10.1.1 云计算的定义 226

10.1.2 云计算的类型 227

10.1.3 云计算与物联网 228

10.2 云计算系统的组成及其技术 230

10.2.1 云计算系统的组成 230

10.2.2 云计算系统的服务层次 232

10.2.3 云计算的关键技术 233

10.3 典型云计算系统简介 234

10.3.1 Amazon云计算基础架构平台 234

10.3.2 Google云计算应用平台 236

10.3.3 Microsoft云计算服务 239

10.3.4 IBM蓝云计算平台 243

10.4 云计算的应用示例 246

10.4.1 云计算机体系 246

10.4.2 云脑系统的设计 247

10.4.3 云脑系统的主要功能界面 250

10.4.4 云脑系统机群的搭建 251

练习题 259

第11章 物联网系统平台设计 261

11.1 物联网系统设计基础 261

11.1.1 物联网系统的基本组成 261

11.1.2 物联网网关系统设计 264

11.2 面向物联网的系统及其中间件设计 269

11.2.1 TOA思想及TOC结构 269

11.2.2 TOC设计 270

11.3 基于物联网的智能家居控制系统设计 273

11.3.1 智能家居系统的体系结构 273

11.3.2 系统主要模块的设计 273

11.3.3 系统部分软件的设计 277

11.4 基于RFID的超市物联网导购系统的设计 279

11.5 基于GPRS的物联网终端的污水处理厂网络控制系统 283

11.5.1 概述 283

11.5.2 污水处理网络控制系统设计 284

参考文献 288