第1章 物联网概论 1
1.1物联网发展的社会背景 1
1.1.1物联网概念的提出 1
1.1.2物联网与智慧地球 3
1.1.3欧盟与各国政府物联网产业发展规划 3
1.1.4物联网与我国战略性新兴产业 4
1.2物联网发展的技术背景 5
1.2.1从人类对技术需求的角度认识物联网发展的必然性 5
1.2.2从网络技术演变的角度认识物联网发展的必然性 7
1.2.3物联网的研究背景 8
1.3物联网的定义与主要技术特征 14
1.3.1物联网的定义 14
1.3.2物联网的主要技术特征 14
1.4物联网体系结构 17
1.4.1人对物理世界问题处理的基本方法 17
1.4.2物联网体系结构模型 17
1.4.3物联网感知层 18
1.4.4物联网网络层 20
1.4.5物联网应用层 29
1.5物联网关键技术与产业发展 33
1.5.1物联网关键技术 33
1.5.2物联网的产业链结构 36
1.5.3物联网产业特点 37
1.5.4我国物联网“十二五”发展规划 38
习题 41
第2章RFID与物联网应用 46
2.1自动识别技术的发展背景 46
2.2条形码简介 47
2.2.1条形码的特点 47
2.2.2一维条形码的特点 48
2.2.3二维条形码的特点 48
2.3磁卡与IC卡的应用 49
2.3.1磁卡的应用 49
2.3.2 IC卡的特点与应用 49
2.4 RFID 50
2.4.1 RFID标签的基本概念 50
2.4.2 RFID的基本工作原理 51
2.4.3 RFID标签的分类 54
2.5 RFID应用系统结构与组成 59
2.5.1 RFID应用系统结构 59
2.5.2 RFID标签封装与编打印设备 60
2.5.3 RFID标签读写器 62
2.6 RFID标签编码标准 65
2.6.1 RFID编码标准研究的必要性 65
2.6.2 EPC Global RFID标准 66
2.6.3 EPC编码体系 67
2.6.4基于EPC的物联网结构 69
2.6.5 UID编码体系 72
2.6.6 ISOIEC RFID标准体系 74
2.6.7我国RFID标准体系研究的发展 75
习题 76
第3章 传感器、智能传感器与无线传感器网络技术 80
3.1传感器 80
3.1.1感知能力与传感器的发展 80
3.1.2传感器的分类 81
3.1.3物理传感器 81
3.1.4化学传感器 86
3.1.5生物传感器 87
3.1.6传感器性能指标 88
3.2智能传感器与无线传感器 89
3.2.1智能传感器的研究与发展 89
3.2.2无线传感器的研究与发展 91
3.3无线传感器网络 92
3.3.1从无线分组网到无线自组网 92
3.3.2从无线自组网到无线传感器网络 95
3.3.3无线传感器网络的特点与结构 97
3.3.4无线传感器网络关键技术研究 99
3.4无线传感器网络通信协议与标准 103
习题 108
第4章 物联网智能设备与嵌入式技术 112
4.1智能设备的研究与发展 112
4.1.1个人计算机 112
4.1.2个人数字助理 113
4.1.3 GPS接收机 115
4.1.4智能手机 115
4.1.5智能家电 116
4.1.6数字标牌 118
4.2嵌入式技术发展的基础——集成电路 119
4.2.1微电子技术和产业发展的重要性 119
4.2.2微电子技术的发展 120
4.2.3集成电路的研究与发展 120
4.2.4 SoC研究与应用 123
4.3嵌入式技术的研究与发展 123
4.3.1环境智能化与嵌入式系统 123
4.3.2嵌入式系统的特点 124
4.3.3嵌入式系统发展的过程 125
4.4 RFID读写器与中间件软件设计 126
4.4.1 RFID应用系统结构与工作原理 126
4.4.2 RFID读写器的结构与设计方法 127
4.4.3 RFID中间件的概念与结构 129
4.5无线传感器网络节点设计 131
4.5.1无线传感器节点的结构 131
4.5.2无线传感器网络节点设计原则 132
4.5.3无线传感器网络节点硬件设计 133
4.5.4无线传感器网络嵌入式操作系统的研究 135
4.5.5无线传感器网络系统应用软件设计 136
4.6可穿戴计算研究及其在物联网中的应用 138
4.6.1可穿戴计算机在物联网中的应用 138
4.6.2可穿戴计算概念产生的背景 139
4.6.3可穿戴计算的定义和主要特征 139
4.6.4可穿戴计算机在提高人的感知能力方面研究的发展 140
4.7智能机器人研究及其在物联网中的应用 141
4.7.1机器人的基本概念 141
4.7.2智能机器人在物联网中的应用 143
习题 150
第5章 计算机网络与互联网技术 154
5.1计算机网络的发展史 154
5.1.1计算机网络发展的四个阶段 154
5.1.2计算机网络发展的三条主线 155
5.2互联网的形成与发展 157
5.2.1 ARPANET研究 157
5.2.2 TCPIP协议研究与发展 161
5.2.3 NSFNET对互联网发展的影响 162
5.2.4互联网的形成 163
5.2.5互联网的高速发展与信息高速公路的建设 164
5.2.6宽带城域网与三网融合技术的发展 164
5.3计算机网络定义与分类 165
5.3.1计算机网络定义与特征 165
5.3.2计算机网络的分类 166
5.3.3广域网的基本概念 167
5.3.4城域网的基本概念 167
5.3.5局域网的基本概念 170
5.3.6个人区域网的基本概念 171
5.4计算机网络的组成与结构 171
5.4.1早期计算机网络组成与结构 171
5.4.2 ISP的层次结构 171
5.4.3互联网的网络结构 173
5.4.4 IP网络：从IPv4到IPv6 174
5.5接入技术 175
5.5.1接入技术的基本概念 175
5.5.2 ADSL接入技术 175
5.5.3 HFC接入技术 177
5.5.4光纤接入技术 177
5.5.5无线接入技术 178
5.5.6电力线接入技术 180
5.6互联网与物联网的区别与联系 182
5.6.1互联网核心交换与端系统的抽象方法 182
5.6.2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 183
5.6.3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 184
习题 186
第6章 移动通信技术 190
6.1通信技术的发展 190
6.1.1通信的基本概念 190
6.1.2无线通信技术的发展 191
6.1.3移动通信的分类 193
6.1.4移动通信的发展过程 195
6.2移动通信技术的研究与发展 196
6.2.1无线信道与空中接口 196
6.2.2大区制与小区制 197
6.2.3如何保证手机在漫游过程中通信的连续性 199
6.2.4移动通信系统的结构与基本工作原理 200
6.2.5频率复用与码分复用 202
6.3.3 G技术与移动互联网应用的发展 203
6.3.1移动通信技术的发展与手机功能的演变 203
6.3.2 3G技术的特点 204
6.3.3 3G与移动互联网业务 204
6.3.4 4G技术的研究与应用 206
6.3.5 M2M技术及其在物联网中的应用 206
习题 208
第7章 位置信息、定位技术与位置服务 212
7.1位置信息与位置服务 212
7.1.1位置信息——从互联网到物联网 212
7.1.2位置信息在物联网中的作用 213
7.2物联网中的位置服务 215
7.2.1位置服务的基本概念和应用 215
7.2.2位置服务的发展 216
7.3定位系统 217
7.3.1航天航空遥感技术 217
7.3.2全球定位系统 221
7.3.3地理信息系统 224
7.3.4多媒体电子地图集与互联网地图 227
7.4定位技术 230
7.4.1移动通信定位技术 230
7.4.2基于无线局域网的定位技术 232
7.4.3基于RFID的定位技术 233
7.4.4无线传感器网络定位技术 233
习题 236
第8章 物联网数据处理技术 240
8.1物联网数据处理技术的基本概念 240
8.1.1物联网数据的特点 240
8.1.2物联网数据处理的关键技术 242
8.2海量数据存储技术 244
8.2.1物联网对海量数据存储的需求 244
8.2.2数据库技术 244
8.2.3物联网数据管理技术 246
8.3物联网海量数据存储与云计算 249
8.3.1数据存储技术的研究与发展 249
8.3.2 IDC的基本概念 252
8.3.3云计算的基本概念 254
8.3.4云计算系统的组成 255
8.3.5云计算在物联网中的应用 258
8.4物联网数据融合技术 262
8.4.1无线传感器网络数据融合技术 262
8.4.2数据融合的分类 263
8.5物联网中的智能决策 265
8.5.1数据挖掘的基本概念 265
8.5.2数据挖掘的基本工作原理 266
8.5.3物联网与智能决策、智能控制 268
习题 269
第9章 物联网信息安全技术 273
9.1物联网信息安全中的四个重要关系问题 273
9.1.1物联网信息安全与现实社会的关系 273
9.1.2物联网信息安全与互联网信息安全的关系 274
9.1.3物联网信息安全与密码学的关系 275
9.1.4物联网安全与国家信息安全战略的关系 276
9.2物联网信息安全技术研究 277
9.2.1信息安全需求 277
9.2.2物联网信息安全技术研究的内容 278
9.2.3物联网中的网络防攻击技术研究 279
9.2.4物联网安全防护技术研究 282
9.2.5密码学及其在物联网中的应用研究 285
9.2.6网络安全协议研究 288
9.3 RFID安全与隐私保护研究 290
9.3.1 RED标签的安全缺陷 290
9.3.2对RFID系统的攻击方法 291
9.3.3基于RED的位置服务与隐私保护 293
习题 294
第10章 物联网应用 298
10.1智能电网 298
10.1.1电力与电力系统的基本概念 298
10.1.2推动智能电网发展的动力 299
10.1.3智能电网的研究与发展 300
10.1.4智能电网与物联网 301
10.2智能交通 305
10.2.1智能交通的基本概念 305
10.2.2城市智能交通综合管理指挥系统 306
10.2.3城市智能交通诱导综合信息服务平台系统 307
10.2.4不停车收费系统 311
10.2.5停车诱导系统 312
10.2.6车载网的研究与应用 313
10.2.7物联网技术在民航领域中的应用 321
10.3智能医疗 323
10.3.1智能医疗的基本概念 323
10.3.2医院管理信息化的研究与发展 325
10.3.3远程医疗技术的研究与发展 328
10.3.4无线传感器网络在智能医疗中的应用 331
10.3.5 RFID电子标签在智能医疗中的应用 332
10.4智能物流 334
10.4.1物流的起源与发展 334
10.4.2智能物流与物联网 337
10.4.3 RFID技术在智能物流中的应用 338
10.4.4智能物流系统网络体系结构 347
思考题 350
参考文献 352