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第1章 物联网概述 1

1.1物联网的概念 2

1.1.1物联网的定义 2

1.1.2物联网的发展过程 4

1.1.3物联网的特征 6

1.1.4深入理解物联网时应注意的问题 6

1.2物联网的系统结构 7

1.2.1感知层 8

1.2.2传输层 9

1.2.3支撑层 9

1.2.4应用层 9

1.3物联网的应用 10

1.3.1物联网的应用模式 11

1.3.2物联网的典型应用 11

1.4物联网的关键技术 20

1.4.1感知技术 20

1.4.2传输技术 22

1.4.3支撑技术 23

1.4.4应用技术 24

1.5物联网的发展前景 25

思考与练习 27

参考文献 27

第2章 传感器及其应用 29

2.1传感器概述 30

2.2传感器分类 31

2.2.1按传感器的工作原理分类 31

2.2.2按传感器的用途分类 31

2.2.3按传感器的输出信号分类 33

2.3传感器的应用 34

2.3.1一线总线接口传感器应用 34

2.3.2 I2C接口［22，23］传感温湿度传感器SHT10 38

2.3.3 SPI总线接口传感器温度传感器TC77［24］ 38

2.3.4 RS系列接口传感器应用 40

2.3.5 RJ-45接口传感器应用 42

2.3.6红外热释电传感器原理与应用 42

2.3.7气体传感器的原理与应用 45

2.3.8可见光光照度传感器原理与应用 47

2.3.9红外对射传感器原理与应用 49

2.4传感器的发展趋势 50

2.4.1改善传感器性能的技术途径 50

2.4.2传感器的发展方向 52

2.5本章小结 56

思考与练习 56

参考文献 56

第3章 近距离无线通信技术 59

3.1无线通信系统概述 60

3.2无线与移动通信的概念 60

3.2.1无线与移动通信的发展历程 61

3.2.2宽带无线接入技术 63

3.3射频通信 63

3.3.1射频的概念 63

3.3.2频谱的划分 64

3.3.3 RFID使用的频段 67

3.4微波通信 69

3.5近距离无线通信技术概览 70

3.5.1蓝牙 71

3.5.2 Wibree 75

3.5.3 Wi-Fi 75

3.5.4 WiGig（60 GHz） 76

3.5.5 IrDA 77

3.5.6 ZigBee 78

3.5.7 NFC 79

3.5.8 UWB 80

3.5.9 Z-Wave 82

3.5.10小结 82

3.6近场通信（NFC） 83

3.6.1 NFC发展概述 83

3.6.2 NFC的工作原理 85

3.6.3 NFC技术标准 86

3.6.4 NFC技术的特点 86

3.6.5 NFC技术的应用 88

3.7本章小结 90

思考与练习 90

参考文献 91

第4章 射频识别技术 93

4.1自动识别技术概述 94

4.1.1自动识别技术的基本概念 94

4.1.2自动识别技术的种类与特征比较 95

4.1.3常见的自动识别技术及特征比较 96

4.2 RFID的基本原理 99

4.2.1 RFID的工作原理 99

4.2.2 RFID技术的特点 102

4.2.3 RFID技术标准 103

4.3 RFID技术的应用 104

4.3.1 RFID技术应用背景 104

4.3.2 RFID技术的重要参数 105

4.3.3 RFID技术的典型应用 106

4.3.4 RFID技术的应用前景 107

4.4 RFID技术的研究方向 109

4.5本章小结 111

思考与练习 111

参考文献 112

第5章 无线传感器网络 115

5.1无线传感器网络概述 116

5.1.1 WSN对物联网的支撑作用 116

5.1.2 WSN的概念 117

5.1.3 WSN的发展历史 118

5.1.4 WSN的特点和优点 120

5.1.5 WSN的发展趋势 121

5.2无线传感器网络的系统结构 123

5.2.1节点结构 123

5.2.2软件结构 124

5.2.3拓扑结构 126

5.2.4协议结构 128

5.3无线传感器网络的应用 131

5.3.1军事领域 131

5.3.2环境观测和预报领域 133

5.3.3空间、海洋探索 134

5.3.4工业领域 135

5.3.5农业领域 136

5.3.6医疗健康与监护领域 138

5.3.7建筑领域 139

5.3.8其他领域 140

5.4无线传感器网络的研究方向 141

5.5本章小结 142

思考与练习 143

参考文献 143

第6章 物联网的定位技术 147

6.1定位的概念与发展历史 148

6.1.1定位的概念 148

6.1.2定位技术发展简史 148

6.2定位技术在物联网中的应用 150

6.2.1定位技术在军事领域中的应用 150

6.2.2定位技术在灾难救援中的应用 151

6.2.3定位技术在智能交通中的应用 152

6.2.4定位技术在智能物流中的应用 153

6.2.5基于位置的服务 154

6.3卫星导航系统 154

6.3.1主要的几种卫星导航定位系统 154

6.3.2 GPS全球定位系统简介 155

6.3.3北斗卫星导航系统简介 157

6.3.4北斗定位系统与GPS定位系统的比较 159

6.4蜂窝系统定位技术 159

6.4.1蜂窝系统定位技术简介 159

6.4.2蜂窝系统常用定位技术 160

6.5 RFID定位技术 164

6.5.1基于RFID标签的定位技术 164

6.5.2基于RFID读写器的定位技术 165

6.6无线传感器网络定位技术 165

6.6.1无线传感器网络定位技术的研究内容 166

6.6.2典型无线传感器网络定位算法 167

6.7定位技术的发展前景 168

6.8本章小结 169

思考与练习 169

参考文献 169

第7章 物联网的计算技术 173

7.1云计算 174

7.1.1什么是云计算 174

7.1.2云计算的服务模型 175

7.1.3开放的云计算基础设施 177

7.1.4融合云计算的物联网 181

7.2嵌入式系统 183

7.2.1嵌入式系统的基本概念 183

7.2.2嵌入式系统的体系结构 186

7.2.3嵌入式操作系统 187

7.2.4嵌入式处理器 189

7.2.5嵌入式系统与物联网 190

7.3移动计算与物联网 191

7.3.1移动计算的发展 191

7.3.2移动计算在物联网中的应用 191

7.4 Web技术 193

7.4.1 Web技术的基础知识 193

7.4.2 Web基本技术 197

7.5物联网中间件 200

7.5.1物联网中间件的概念 200

7.5.2物联网中间件的系统结构 202

7.5.3物联网中间件的技术平台 202

7.6本章小结 204

思考与练习 204

参考文献 205

第8章 物联网的安全技术 207

8.1物联网面临的安全问题 208

8.1.1从信息处理过程看物联网安全 208

8.1.2从安全性需求看物联网安全 213

8.2 RFID系统的安全问题 214

8.2.1 RFID的安全和隐私问题 214

8.2.2 RFID安全解决方案 220

8.3 WSN安全技术研究 223

8.3.1 WSN中的密钥管理 224

8.3.2 WSN中的安全路由协议［32］ 228

8.4本章小结 234

思考与练习 234

参考文献 234