物联网概论PDF电子书下载

第1章 物联网体系结构 1

1.1物联网的发展背景 1

1.2物联网的概念 2

1.2.1物联网的定义 2

1.2.2物联网与各种网络之间的关系 4

1.3物联网的体系结构 7

1.3.1感知层 8

1.3.2传输层 9

1.3.3处理层 11

1.3.4应用层 12

1.4物联网的关键技术 13

1.4.1自动识别技术 13

1.4.2传感技术 14

1.4.3网络技术 15

1.4.4数据处理技术 15

1.5物联网的发展趋势和组网结构 16

习题 17

第2章 物品信息编码 18

2.1物品的分类与编码 18

2.1.1物品的分类 18

2.1.2物品编码及其载体 19

2.1.3 EAN，UCC系统的物品编码 21

2.2一维条码 24

2.2.1一维条码的构成和分类 24

2.2.2一维条码的种类 26

2.3二维码 28

2.3.1二维码的特点和分类 28

2.3.2 PDF417码 29

2.3.3 QR码 30

2.3.4汉信码 32

2.3.5其他二维码及复合码 33

2.3.6一维条码和二维码的应用 34

2.4产品电子代码EPC 35

2.4.1 EPC的产生与发展 36

2.4.2 EPC编码体系 37

2.4.3 EPC编码实例 38

2.4.4 EPC系统 40

2.4.5 EPC应用举例 44

2.5其他电子编码 45

2.5.1 ISO编码体系 45

2.5.2日本泛在中心（UID center）体系 45

习题 46

第3章 自动识别技术 48

3.1自动识别技术概述 48

3.1.1自动识别技术的概念 48

3.1.2自动识别技术的分类 49

3.1.3自动识别系统的构成 49

3.2条码识别 50

3.2.1条码的编制和印刷 50

3.2.2条码阅读器 50

3.2.3条码数据处理 52

3.3 RFID技术及其分类 52

3.4 RFID系统的构成 54

3.4.1电子标签 54

3.4.2 RFID读写器 57

3.4.3应用系统 59

3.4.4 RFID系统中间件 59

3.5 RFID系统的能量传输和防碰撞机制 60

3.5.1能量传输方式 60

3.5.2 RFID系统的防碰撞机制 61

3.6 NFC 62

3.6.1 NFC的技术特点 62

3.6.2 NFC系统工作原理 62

3.7其他自动识别技术 64

3.7.1卡识别 64

3.7.2语音识别 66

3.7.3光学字符识别 68

3.7.4生物识别 69

3.8自动识别技术比较 71

习题 72

第4章 嵌入式系统 73

4.1嵌入式系统的概念和发展 73

4.1.1嵌入式系统的定义 73

4.1.2嵌入式系统的特点 73

4.1.3嵌入式系统的发展阶段 75

4.1.4物联网中的嵌入式系统 75

4.2嵌入式系统的结构 77

4.2.1硬件层 77

4.2.2硬件抽象层 82

4.2.3系统软件层 82

4.2.4应用软件层 83

4.3嵌入式处理器的分类 83

4.3.1嵌入式微控制器 83

4.3.2嵌入式数字信号处理器 83

4.3.3嵌入式微处理单元MPU 84

4.3.4片上系统SoC 84

4.4嵌入式操作系统 85

4.4.1 μC/OS-Ⅱ 85

4.4.2 TRON 86

4.4.3嵌入式Linux 86

4.4.4 iOS 86

4.4.5 Android 87

4.4.6其他嵌入式操作系统 88

4.5嵌入式系统的开发 89

4.5.1单片机平台上的嵌入式应用开发 89

4.5.2智能终端上的嵌入式应用开发 91

4.6嵌入式系统的应用领域 92

4.6.1工业自动化 92

4.6.2商业应用 93

4.6.3网络设备 93

4.7嵌入式系统的前景 94

4.7.1嵌入式系统的现状 94

4.7.2嵌入式系统的技术瓶颈 94

4.7.3嵌入式系统的发展趋势 95

习题 95

第5章 定位技术 96

5.1定位技术概述 96

5.1.1定位的性能指标 96

5.1.2定位技术的分类 96

5.1.3定位技术在物联网中的发展 97

5.2基于移动终端的定位 97

5.2.1全球定位系统GPS 97

5.2.2其他定位导航系统 99

5.3基于网络的定位技术 99

5.3.1基于移动通信网络的定位 99

5.3.2基于无线局域网的定位 101

5.3.3其他基于短距离无线通信网络的定位 103

5.4混合定位 104

5.5基于位置的服务 105

5.5.1 LBS系统的组成 105

5.5.2 LBS体系结构 106

5.5.3 LBS的核心技术 107

5.5.4 LBS的漫游和异地定位 108

5.5.5 LBS的计算模式 108

5.5.6位置服务与移动互联网 109

5.5.7位置服务与增强现实技术（AR） 110

习题 111

第6章 传感器 112

6.1传感器的基本概念 112

6.1.1传感器的定义 112

6.1.2传感器的构成 112

6.1.3传感器的特性 113

6.2传感器种类 114

6.2.1阻抗型传感器 115

6.2.2电压型传感器 116

6.2.3磁敏型传感器 118

6.2.4光纤传感器 119

6.2.5气体传感器 119

6.3新型传感器 120

6.3.1多功能传感器 120

6.3.2 MEMS传感器 121

6.3.3智能传感器 124

习题 127

第7章 传感器网络 128

7.1无线传感器网络概述 128

7.1.1无线传感器网络的组成 128

7.1.2无线传感器网络的体系结构 130

7.1.3无线传感器网络的特征 131

7.1.4无线传感器网络的研究所面临的挑战及发展趋势 132

7.2无线传感器网络的通信协议 132

7.2.1 MAC协议 133

7.2.2路由协议 137

7.2.3传输协议 141

7.3无线传感器网络的组网技术 142

7.3.1 ZigBee网络的特点 142

7.3.2 ZigBee网络的设备和拓扑结构 143

7.3.3 ZigBee协议栈 144

7.4无线传感器网络的核心支撑技术 146

7.4.1拓扑控制 146

7.4.2时间同步 147

7.4.3数据融合 149

7.5无线传感器网络的应用开发 150

7.5.1无线传感器网络的硬件开发 150

7.5.2无线传感器网络的软件开发 151

7.5.3无线传感器网络操作系统 152

7.6基于现场总线的传感网 153

7.6.1现场总线 154

7.6.2现场总线的种类 154

习题 155

第8章 物联网的接入和承载 156

8.1无线IP接入技术 157

8.1.1 Wi-Fi 157

8.1.2蓝牙 160

8.1.3 UWB技术 161

8.1.4 WiMAX 163

8.1.5 MBWA 163

8.1.6 GPRS 164

8.1.7 CDMA 1X 165

8.2有线接入技术 165

8.2.1以太网接入 165

8.2.2 ADSL接入 166

8.2.3光纤接入 166

8.2.4 HFC接入 167

8.2.5电力线接入 167

8.3传感器网络的接入 168

8.3.1无线传感器网络的接入 168

8.3.2现场总线的接入 169

8.4移动通信网络 170

8.4.1第二代移动通信网络GSM 170

8.4.2第三代移动通信网络3G 173

8.4.3第四代移动通信网络4G 176

8.5核心通信网络 176

8.5.1核心传输网络 177

8.5.2核心交换网络 177

习题 179

第9章 互联网 180

9.1互联网体系结构 180

9.1.1 TCP/IP模型 180

9.1.2数据传输的封装关系 181

9.2 IP协议 182

9.2.1 IP地址 182

9.2.2 IPv4协议 183

9.2.3 IPv6协议 184

9.2.4 IP协议的辅助协议 186

9.2.5 IPv4向IP发6的过渡 189

9.3互联网传输层协议 191

9.3.1进程到进程的数据传递 191

9.3.2 UDP协议 192

9.3.3 TCP协议 192

9.4互联网应用层协议 194

9.4.1域名系统 194

9.4.2 HTTP协议 195

9.4.3 CoAP协议 196

9.4.4 SIP协议 197

9.4.5 SDP协议 198

9.5移动互联网 198

9.5.1移动互联网的组成 199

9.5.2移动互联网的体系结构 199

9.5.3移动互联网的服务质量 200

9.5.4移动IP技术 202

9.5.5 WAP协议 203

习题 205

第10章 物联网的数据处理 206

10.1数据中心 206

10.1.1数据中心的组成 206

10.1.2数据中心的分类与分级 207

10.1.3数据中心的建设 207

10.2数据库系统 209

10.2.1数据库的类型 209

10.2.2数据库的操作 209

10.2.3数据库与物联网 209

10.3数据挖掘 210

10.3.1数据挖掘的过程 210

10.3.2数据挖掘的方法 211

10.3.3物联网中的数据挖掘 212

10.4搜索引擎 212

10.4.1搜索引擎的分类 212

10.4.2搜索引擎的组成和工作原理 213

10.4.3面向物联网的搜索引擎 214

10.5海量数据存储 215

10.5.1磁盘阵列 215

10.5.2网络存储 216

10.5.3云存储 217

10.6云计算 218

10.6.1云计算的概念 218

10.6.2云计算的体系结构 219

10.6.3云计算系统实例 220

10.6.4云计算系统的开发 223

10.7普适计算 225

10.7.1普适计算技术的特征 226

10.7.2普适计算的系统组成 227

10.7.3普适计算的体系结构 227

10.7.4普适计算的关键技术 228

习题 229

第11章 物联网的安全与管理 230

11.1物联网的安全架构 230

11.2物联网的安全威胁与需求 231

11.2.1感知层的安全 231

11.2.2传输层的安全 232

11.2.3处理层的安全 233

11.2.4应用层的安全 233

11.3物联网安全的关键技术 234

11.3.1密钥管理技术 234

11.3.2虚拟专用网技术 236

11.3.3认证技术 237

11.3.4访问控制技术 238

11.3.5入侵检测技术 238

11.3.6容侵容错技术 239

11.3.7隐私保护技术 239

11.4物联网的管理 240

11.4.1物联网的自组织网络管理 241

11.4.2物联网的分布式网络管理模型 242

11.4.3物联网的网络管理方案 243

习题 245

第12章 物联网应用 246

12.1智能电网 246

12.1.1智能电网的特点 246

12.1.2智能电网的功能框架 247

12.1.3智能电网的组成 249

12.1.4智能电网的关键技术 250

12.1.5智能电网发展状况 251

12.2智能交通 252

12.2.1智能交通系统概述 252

12.2.2智能交通的体系结构 252

12.2.3 ETC 254

12.3智能物流 255

12.3.1智能物流的概念 255

12.3.2智能物流的体系结构 256

12.3.3智能物流的相关技术 257

12.3.4智能物流中的配送系统 258

12.4精细农业 260

12.4.1精细农业概述 261

12.4.2精细农业相关技术 261

12.4.3精细农业的应用实例 263

12.5智能环保 264

12.5.1智能环保系统的架构和相关技术 265

12.5.2智能环保系统的组成 265

12.5.3智能环保系统实例 266

12.6智能家居 267

12.6.1智能家居的功能 267

12.6.2智能家居的技术需求 268

12.6.3智能家居物联网应用实例 271

12.7智慧医疗 273

12.7.1医用传感器 274

12.7.2体域网和身体传感网 274

习题 275

第13章 物联网标准及发展 276

13.1物联网标准的体系框架 276

13.2国际物联网标准制定现状 277

13.2.1国际电信联盟电信标准化组织（ITU-T） 278

13.2.2欧洲电信标准化协会 （ETSI） 279

13.2.3国际标准化组织／国际电工委员会 （ISO/IEC） 279

13.2.4美国电气与电子工程师学会 （IEEE） 280

13.2.5第三代合作伙伴计划 （3GPP） 281

13.2.6互联网工程任务组（IETF） 281

13.2.7 EPCglobal 282

13.3我国物联网标准制定现状 282

13.3.1国家传感器网络标准工作组 （WGSN） 283

13.3.2中国通信标准化协会 （CCSA） 283

13.3.3闪联标准工作组（IGRS） 283

13.3.4我国其他物联网标准组织 284

13.4物联网的重要标准 284

13.4.1感知层标准 284

13.4.2传输层标准 287

13.4.3处理层标准 288

13.4.4应用层标准 288

13.4.5公共类技术标准 289

13.5物联网部分标准简介 290

13.5.1 EPCglobal GEN 2 290

13.5.2 ISO/IEC 14443和ISO/IEC 15693 291

13.5.3 IEEE 1451系列标准 292

13.5.4 IEEE 802.15.4 293

13.5.5 IEC 61850系列标准 294

13.6物联网标准展望 294

习题 295

附录 习题参考答案或提示 296

参考文献 319