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第1章 概述 1

1.1 何谓物联网 1

1.1.1 物联网的定义 1

1.1.2 与物联网相关的网络概念 3

1.1.3 对物联网的深入认识 7

1.2 物联网体系结构 10

1.2.1 物联网体系结构的建构原则 10

1.2.2 物联网体系结构模型 11

1.2.3 物联网的其他体系架构 15

1.3 物联网技术体系 17

1.3.1 感知控制技术 18

1.3.2 网络传输技术 20

1.3.3 系统应用技术 23

1.4 物联网系统的组成及类型 24

1.4.1 物联网硬件平台组成 25

1.4.2 物联网软件平台组成 26

1.4.3 物联网的主要类型 27

1.5 物联网的应用与发展 28

1.5.1 物联网的主要应用领域 28

1.5.2 物联网产业链 29

1.5.3 物联网技术发展 31

小结与进一步学习建议 32

讨论与思考 33

第2章 自动识别技术 34

2.1 条形码识别技术 34

2.1.1 条码的基本概念 34

2.1.2 条码符号的组成 35

2.1.3 一维条码与二维条码 35

2.1.4 条码的识读 39

2.2 磁卡和IC卡技术 40

2.2.1 磁卡技术 40

2.2.2 IC卡技术 42

2.3 射频识别 44

2.3.1 何谓射频识别 44

2.3.2 RFID技术分类 45

2.3.3 RFID技术应用 49

2.4 RFID系统的组成 51

2.4.1 RFID系统的硬件组件 52

2.4.2 RFID系统中的软件组件 57

2.5 RFID系统的工作原理 59

2.5.1 电感耦合RFID系统 59

2.5.2 电磁反向散射耦合RFID系统 60

2.6 RFID标签编码标准 62

2.6.1 ISO/IEC RFID标准体系 63

2.6.2 EPCGlobalRFID标准 63

2.6.3 UID编码体系 64

2.6.4 我国RIFD标准体系的研究与发展 65

2.7 RFID应用系统开发示例 65

2.7.1 RFID读写器设计 65

2.7.2 基于RFID技术的ETC系统设计 68

小结与进一步学习建议 71

讨论与思考 72

第3章 无线传感网 73

3.1 传感器技术 73

3.1.1 传感器概述 73

3.1.2 传感器的工作原理 75

3.1.3 典型传感器简介 78

3.1.4 传感器的应用 86

3.2 传感网的基本概念 88

3.2.1 传感网的基本组成 88

3.2.2 传感网的特点 90

3.2.3 传感网的关键技术 91

3.2.4 传感网的应用与发展 94

3.3 传感网的体系结构 96

3.3.1 传感网拓扑结构 97

3.3.2 传感网协议体系结构 99

3.4 传感网节点部署与覆盖 103

3.4.1 传感网节点部署 103

3.4.2 传感网覆盖 105

3.4.3 连接与节能 107

3.5 传感网MAC协议 107

3.5.1 基于竞争的MAC协议 108

3.5.2 基于时分复用的MAC协议 112

3.5.3 基于CDMA方式的信道分配协议 115

3.6 传感网路由协议 116

3.6.1 基于平面结构的路由协议 116

3.6.2 基于地理位置的路由协议 121

3.6.3 基于分级结构的路由协议 123

3.7 传感网操作系统 126

3.7.1 TinyOS操作系统 126

3.7.2 uC/OS-Ⅱ操作系统 130

3.7.3 MantisOS操作系统 130

小结与进一步学习建议 131

讨论与思考 132

第4章 物联网智能设备设计 134

4.1 智能设备概述 134

4.1.1 平板电脑 134

4.1.2 智能手机 135

4.1.3 智能家电 137

4.1.4 其他智能设备 139

4.2 物件智能化设计 140

4.2.1 智能物件的硬件设计 140

4.2.2 智能物件的软件设计 144

4.3 嵌入式系统开发技术 147

4.3.1 嵌入式系统的概念 147

4.3.2 嵌入式系统的开发 148

4.3.3 嵌入式系统开发流程 151

4.4 物联网中间件设计 153

4.4.1 物联网中间件的概念 153

4.4.2 物联网中间件的关键技术 155

4.4.3 物联网中间件设计示例 158

4.5 传感网节点设计 160

4.5.1 传感器节点的硬件设计 160

4.5.2 汇聚节点／网关节点设计 163

4.5.3 节点硬件设计示例 164

4.5.4 节点软件设计示例 167

小结与进一步学习建议 170

讨论与思考 171

第5章 无线通信网络 172

5.1 物联网无线通信概述 172

5.1.1 无线通信技术 172

5.1.2 无线通信网络 174

5.1.3 智能物件通信模式 176

5.2 无线个域网 178

5.2.1 IEEE 802.15.4标准 178

5.2.2 ZigBee协议体系结构 181

5.2.3 ZigBee网络系统 183

5.2.4 蓝牙技术 184

5.2.5 超宽带技术 186

5.3 无线局域网 188

5.3.1 IEEE 802.11标准系列 188

5.3.2 IEEE 802.11无线局域网组成结构 190

5.3.3 IEEE 802.11帧结构 190

5.3.4 IEEE 802.11 MAC协议 192

5.3.5 WiFi技术 194

5.3.6 无线局域网的构建 195

5.4 无线城域网 198

5.4.1 无线城域网标准系列 198

5.4.2 IEEE 802.16协议体系结构 199

5.4.3 WiMAX网络的组建 203

5.5 无线移动通信网 206

5.5.1 无线移动通信概述 206

5.5.2 3G移动通信网 208

5.5.3 4G移动通信网 209

小结与进一步学习建议 212

讨论与思考 213

第6章 物联网承载网络 214

6.1 物联网业务对承载网的需求分析 214

6.1.1 物联网业务承载能力要求 214

6.1.2 物联网基本业务需求 216

6.2 物联网承载网的架构 217

6.2.1 典型的电信级承载网架构 217

6.2.2 面向三网融合的IP承载网架构 218

6.2.3 未来网络的承载网络 219

6.3 承载网的关键技术 223

6.3.1 SDH/MSTP技术 223

6.3.2 分组传送网（PTN）技术 228

6.3.3 光传送网（OTN） 230

6.4 基于IP的物联网架构 234

6.4.1 智能物件互联的困难 234

6.4.2 TCP/IP协议体系 237

6.4.3 用于物联网的IP网络 238

6.4.4 基于IPv6的物联网解决方案 240

6.4.5 移动互联网 247

6.5 软件定义网络（SDN） 251

6.5.1 SDN基本概念 252

6.5.2 SDN的关键技术 255

6.5.3 基于OpenFlow的SDN应用 261

小结与进一步学习建议 263

讨论与思考 264

第7章 物联网数据处理 265

7.1 物联网数据处理的基本概念 265

7.1.1 物联网数据的特点 265

7.1.2 物联网数据处理技术 266

7.2 物联网数据融合技术 267

7.2.1 数据融合的基本概念 267

7.2.2 物联网中的数据融合 270

7.2.3 传感网数据传输及融合算法 274

7.2.4 物联网数据管理技术 279

7.3 云计算 283

7.3.1 云计算的基本概念 283

7.3.2 云计算关键技术 289

7.3.3 云计算在物联网中的应用 291

7.4 海量数据存储 293

7.4.1 物联网数据存储的概念 294

7.4.2 网络存储 296

7.4.3 云存储 299

7.4.4 分布式存储和计算平台 302

7.5 数据挖掘与智能决策 305

7.5.1 数据挖掘的基本概念 305

7.5.2 数据挖掘的类型及其算法 307

7.5.3 数据挖掘的过程 310

7.5.4 基于大数据的智能决策与控制 311

小结与进一步学习建议 313

讨论与思考 314

第8章 物联网设计与构建 315

8.1 物联网设计基础 315

8.1.1 物联网规划设计原则 315

8.1.2 物联网设计过程 317

8.2 物联网应用系统的构建 320

8.2.1 物联网应用系统规划 320

8.2.2 物联网应用系统硬件设计 323

8.2.3 物联网应用系统软件设计 325

8.2.4 物联网应用系统集成 328

8.3 物联网应用系统设计示例 330

8.3.1 智能家居物联网系统应用示例 330

8.3.2 工业智能控制系统应用示例 334

8.4 传感网的广域互联 335

8.4.1 传感网广域互联的方式 336

8.4.2 基于IPv6的互联接入 338

小结与进一步学习建议 341

讨论与思考 342

参考文献 343