第1章 信息技术、信息产业与物联网 1
1.1 创新是21世纪信息技术发展的必由之路 1
1.1.1 信息技术的辉煌 1
1.1.2 信息技术的困惑 2
1.1.3 21世纪信息技术发展趋势 3
1.2 信息产业的发展 4
1.2.1 从产业结构的角度认识信息产业 4
1.2.2 从与信息社会关系的角度认识信息产业 4
1.2.3 从发展战略的角度认识信息产业 5
1.3 信息化的发展 5
1.3.1 信息化与社会经济发展转型 5
1.3.2 信息化的内涵 6
1.3.3 信息化与工业化的融合 8
1.4 战略性新兴产业与物联网 13
1.4.1 21世纪我国发展战略性新兴产业的重大决策 13
1.4.2 物联网的基本概念 13
1.4.3 物联网发展的社会背景 16
1.4.4 物联网发展的技术背景 20
1.4.5 物联网的作用：从信息化“烧钱”到信息化“赚钱”的观念变化 21
1.4.6 物联网：感知中国与世界 24
1.4.7 物联网结构 25
1.4.8 我国发展物联网的阶段性问题 31
1.4.9 我国发展物联网技术需要解决的六个主要问题 33
1.5 未来物联网的发展与CPS研究计划 34
1.5.1 CPS研究计划的提出 34
1.5.2 CPS研究的基本思路 35
本章小结 36
第2章 支撑物联网的信息技术 38
2.1 计算机技术：物联网的计算工具 38
2.1.1 高性能计算、普适计算与云计算 38
2.1.2 数据库与数据仓库技术的研究与发展 44
2.1.3 人工智能技术的研究与发展 46
2.1.4 多媒体技术的研究与发展 49
2.1.5 虚拟现实技术的研究与发展 52
2.1.6 嵌入式技术的研究与发展 55
2.1.7 可穿戴计算技术的研究与应用 57
2.2 通信技术：物联网的通信工具 61
2.2.1 移动通信的分类 61
2.2.2 蜂窝移动通信的发展历程 62
2.2.3 3G与物联网应用 63
2.2.4 光纤通信与光传输网技术 65
2.2.5 下一代网络技术的研究与发展 66
2.3 集成电路：物联网的基石 67
2.3.1 微电子技术和产业发展的重要性 68
2.3.2 集成电路的研究与发展 68
2.3.3 系统芯片的研究与应用 70
本章小结 70
第3章 互联网：物联网的运行环境 72
3.1 计算机网络的基本概念 72
3.1.1 从人的思维规律来认识计算机网络技术发展的必然性 72
3.1.2 计算机网络发展的四个阶段 74
3.1.3 计算机网络发展的三条主线 74
3.2 互联网的形成与发展 75
3.2.1 互联网发展的背景 75
3.2.2 Web技术的研究与应用 80
3.3 互联网应用的高速发展 82
3.3.1 互联网的应用领域 82
3.3.2 互联网应用技术发展的三个阶段 83
3.3.3 互联网应用的两种工作模式：客户／服务器模式与P2P模式 84
3.4 互联网接入技术与三网融合 87
3.4.1 宽带城域网技术的发展 87
3.4.2 接入网技术发展的背景 87
3.4.3 计算机网络、广播电视网与电信网的三网融合 89
3.5 互联网与物联网的区别与联系 90
3.5.1 互联网核心交换与端系统的抽象方法 90
3.5.2 从网络端系统接入的角度看互联网与物联网的区别与联系 91
3.5.3 从网络数据采集与传输内容的角度看互联网与物联网的区别与联系 93
本章小结 93
第4章 无线传感器网络：物联网的末梢神经 95
4.1 无线网络的基本概念 95
4.1.1 无线网络技术的分类 95
4.1.2 无线分组网与无线自组网 96
4.1.3 无线自组网与无线传感器网络 96
4.1.4 无线自组网与无线网状网 96
4.2 无线局域网与协议 97
4.2.1 无线局域网的应用领域 97
4.2.2 无线局域网协议 98
4.3 无线城域网与IEEE 802.16协议 98
4.3.1 宽带无线接入的基本概念 98
4.3.2 IEEE 802.16标准体系 99
4.4 蓝牙、无线个人区域网与ZigBee 99
4.4.1 蓝牙技术与协议 99
4.4.2 无线个人区域网与协议 100
4.4.3 ZigBee技术的特点 101
4.5 无线自组网技术应用领域与关键技术的发展 101
4.5.1 无线自组网技术的主要特点 101
4.5.2 无线自组网的主要应用领域 102
4.5.3 无线自组网关键技术的研究 104
4.6 无线传感器网络应用领域与关键技术的研究 105
4.6.1 传感器与无线传感器网络技术发展的背景 105
4.6.2 无线传感器网络的特点 107
4.6.3 无线传感器网络的应用前景 108
4.6.4 无线传感器网络的基本结构 109
4.6.5 无线传感器网络关键技术研究 111
4.7 无线网状网应用领域与关键技术的研究 114
4.7.1 无线网状网发展的背景 114
4.7.2 无线网状网的技术特点 114
4.7.3 无线网状网的网络结构 115
本章小结 116
第5章 数字地球、数字城市：物联网的空间信息支撑技术 118
5.1 数字地球的研究与发展 118
5.1.1 数字地球概念产生的背景 118
5.1.2 数字地球的定义 120
5.1.3 数字地球的主要特征 120
5.1.4 数字地球技术的作用 121
5.1.5 探索与研究：数字地球神经系统 122
5.2 数字中国的研究与发展 122
5.2.1 数字中国战略的提出 122
5.2.2 数字中国建设的基本内容 123
5.3 数字地球的核心技术 123
5.3.1 航天航空遥感技术 124
5.3.2 全球定位系统 126
5.3.3 地理信息系统 129
5.3.4 全球综合对地观测系统 132
5.3.5 数字地球基础理论体系 134
5.4 数字城市的研究与发展 134
5.4.1 数字城市概念产生的背景 134
5.4.2 数字城市空间数据基础设施建设 136
5.4.3 多媒体电子地图集与互联网地图 137
5.5 数字城市技术的应用 140
5.5.1 数字城市技术在城市交通中的应用 140
5.5.2 数字城市技术在城市公共突发事件应急处理中的应用 145
5.5.3 数字城市技术在城市建设规划中的应用 151
本章小结 153
第6章 射频标签：物联网的物品标识技术 154
6.1 射频标签与自动识别技术 154
6.1.1 条形码简介 154
6.1.2 磁卡与IC卡简介 157
6.1.3 射频标签简介 159
6.1.4 RFID的基本工作原理 159
6.1.5 RFID标签的分类 161
6.1.6 RFID标签与非接触式IC卡的区别与联系 162
6.2 RFID技术的应用 163
6.2.1 RFID在商业流通领域中的应用 163
6.2.2 RFID在食品安全与流通中的应用 164
6.2.3 RFID在危险品管理中的应用 164
6.2.4 RFID在交通运输中的应用 165
6.2.5 RFID在医疗卫生管理中的应用 166
6.2.6 RFID在城市一卡通中的应用 167
6.2.7 RFID在商业营销中的应用 168
6.3 RFID产业的发展 168
6.3.1 世界知名IT企业对RFID产业发展的思路 168
6.3.2 我国政府对发展RFID技术、应用与标准工作的重大决策 169
本章小结 169
第7章 数字中国：物联网的应用 170
7.1 现代物流：物联网在电子商务与物流业中的应用 170
7.1.1 电子商务的基本概念 170
7.1.2 现代物流的发展 171
7.1.3 物联网覆盖现代物流的全过程 172
7.1.4 现代物流标准化与物联网体系 173
7.2 数字健康：物联网在医疗卫生领域中的应用 174
7.2.1 医院管理信息化的研究与发展 174
7.2.2 远程医疗技术的研究与发展 177
7.2.3 无线传感器网络在医疗卫生管理中的应用 180
7.3 数字农业：物联网在农业中的应用 181
7.3.1 数字农业涵盖的基本内容 181
7.3.2 数字农业技术 182
7.3.3 数字农业技术研究的主要内容 183
7.3.4 无线传感器网络在农业中的应用 184
7.4 数字林业：物联网在林业中的应用 187
7.4.1 数字林业发展的重要性 187
7.4.2 数字林业研究的主要内容与发展定位 187
7.4.3 我国数字林业建设的主要任务 188
7.4.4 无线传感器网络在林业中的应用 189
7.5 数字水利：物联网在水利行业中的应用 190
7.5.1 数字水利的定义与内涵 190
7.5.2 数字水利发展的基础 191
7.5.3 数字水利发展目标与思路 193
7.5.4 数字水利建设的主要内容 193
7.5.5 无线传感器网络在数字水利中的应用 194
7.6 数字环保：物联网在环境保护领域中的应用 196
7.6.1 数字环保的基本概念 196
7.6.2 我国数字环保的工作基础 196
7.6.3 无线传感器网络在环境保护中的应用 197
7.7 数字减灾：物联网在防灾救灾领域中的应用 199
7.7.1 数字减灾的基本概念 199
7.7.2 我国数字减灾的工作基础 199
7.7.3 无线传感器网络在防灾救灾与应急处置中的应用 200
本章小结 201
第8章 智能机器人：物联网家族中的重要成员 202
8.1 机器人技术的研究与发展 202
8.1.1 机器人的基本概念 202
8.1.2 机器人技术的发展过程 203
8.2 机器人的定义与分类 205
8.2.1 机器人设计的三原则 205
8.2.2 机器人的定义 206
8.2.3 机器人的分类 206
8.3 民用机器人的研究与应用 206
8.3.1 工业机器人 206
8.3.2 农业机器人 207
8.3.3 服务机器人 208
8.3.4 医用机器人 209
8.3.5 微机器人与微操作机器人 210
8.3.6 仿人机器人 213
8.3.7 玩具机器人 215
8.3.8 特种机器人 216
8.3.9 空间机器人 220
8.4 机器人学的研究与发展 222
本章小结 223
第9章 物联网技术在军事上的应用：物联网与现代战争 224
9.1 物联网与现代战争的基本概念 224
9.1.1 战场感知的基本概念 224
9.1.2 战场感知体系的基本结构 224
9.2 无线传感器网络在军事上的应用 226
9.2.1 无线传感器网络在军事上应用的优势 226
9.2.2 分布式传感器在战场侦察中应用的历史 226
9.2.3 无线传感器网络在军事装备研究中的应用 227
9.2.4 无线传感器网络在反恐装备研究中的应用 227
9.3 物联网在军事物流中的应用 228
9.3.1 物流的基本概念 228
9.3.2 军事物流的特点 229
9.3.3 RFID技术在现代军事物流中的应用 230
9.4 穿戴计算机在军事上的应用 231
9.4.1 穿戴计算机在军事装备维护上的应用 231
9.4.2 穿戴计算机与未来战士 231
9.5 智能机器人在军事上的应用 232
9.5.1 军用机器人的研究发展动向 232
9.5.2 地面军用机器人 232
9.5.3 空中军用机器人 234
9.5.4 水下军用机器人 235
本章小结 236
第10章 物联网中的信息安全技术：物联网安全的保障 237
10.1 物联网安全中的六大关系 237
10.1.1 物联网安全与现实社会的关系 237
10.1.2 物联网安全与计算机、计算机网络安全的关系 238
10.1.3 物联网应用系统建设与安全系统建设的关系 238
10.1.4 物联网安全与密码学的关系 239
10.1.5 物联网安全与国家信息安全战略的关系 239
10.1.6 物联网安全与信息安全共性技术的关系 241
10.2 近年来网络安全形势的演变 242
10.2.1 互联网安全威胁发展总的趋势 242
10.2.2 近期网络安全威胁的主要特点 243
10.3 共性化的网络安全技术的研究与发展 244
10.3.1 网络安全技术的内容与分类 244
10.3.2 网络攻击的分类 245
10.3.3 网络安全防护技术的研究 248
10.3.4 网络防病毒技术的研究 250
10.3.5 计算机取证的基本概念 250
10.3.6 网络业务持续性规划技术的研究 251
10.3.7 密码学及其应用技术的研究 252
10.3.8 网络安全应用技术的研究 254
10.4 无线自组网安全技术的研究 256
10.4.1 无线自组网安全技术的基本概念 256
10.4.2 无线自组网安全的脆弱性 256
10.4.3 无线自组网的安全威胁 257
10.4.4 无线自组网的安全方案 258
10.5 无线传感器网络安全技术的研究 260
10.5.1 无线传感器网络安全问题的特殊性 260
10.5.2 无线传感器网络安全隐患的分类 260
10.5.3 无线传感器网络安全技术研究的内容与进展 262
10.6 RFID系统与手机安全技术的研究 263
10.6.1 RFID系统的安全问题 263
10.6.2 手机的安全性问题 265
本章小结 266
参考文献 267