第1篇 概述 1
第1章 绪论 1
1.1物联网的发展历程 1
1.1.1国外物联网的发展 1
1.1.2国内物联网的发展 4
1.2物联网的定义 6
1.3物联网的特点与相关概念辨析 7
1.3.1物联网的主要特点 7
1.3.2物联网的其他特点 7
1.3.3物联网相关概念辨析 8
1.4物联网的演进路径 10
1.4.1电信网和传感网的区别 11
1.4.2电信网和传感网的联系 11
1.5物联网的标准 11
1.5.1国际物联网标准的发展 11
1.5.2国内物联网标准的发展 13
1.6物联网的市场分析及应用前景 14
1.6.1物联网市场的技术驱动 14
1.6.2物联网的应用前景 16
第2章 物联网体系架构 18
2.1物联网的参考体系架构 18
2.1.1物联网的参考体系架构概述 18
2.1.2物联网的参考体系架构需求 19
2.1.3物联网的体系架构研究现状 20
2.1.4物联网的网络架构 25
2.2物联网的形态结构 26
2.2.1开放式物联网的形态结构 26
2.2.2闭环式物联网的形态结构 27
2.2.3融合式物联网的形态结构 29
2.3物联网的技术体系 31
2.4物联网的知识体系 33
2.5物联网的产业体系 35
2.6物联网的资源体系 37
2.7物联网的参考体系架构发展趋势 38
第2篇 感知层 41
第3章 自动识别技术 41
3.1自动识别技术概述 41
3.1.1自动识别技术的基本概念 41
3.1.2自动识别技术的种类 42
3.2条形码技术 42
3.2.1条形码概述 42
3.2.2条形码的分类和编码方法 43
3.2.3条形码的生产方法 46
3.2.4条形码识读原理与技术 47
3.2.5二维码 50
3.2.6条形码技术的应用 53
3.3射频识别技术 53
3.3.1射频识别技术概述 53
3.3.2射频识别系统的组成 54
3.3.3射频识别系统的主要技术 55
3.3.4射频识别系统的分类 60
3.3.5射频识别技术标准 61
3.3.6 EPC规范 61
3.3.7射频识别的应用 66
3.4机器视觉识别技术 70
3.4.1机器视觉识别概述 70
3.4.2机器视觉系统的典型结构 70
3.4.3机器视觉识别技术的应用 73
3.5生物识别技术 74
3.5.1生物识别技术概述 74
3.5.2指纹识别 77
3.5.3声纹识别 78
3.5.4人脸识别 80
3.5.5手掌静脉识别 82
3.5.6生物识别技术的应用 83
第4章 传感器智能设备及智能终端 84
4.1传感器设备 84
4.1.1概述 84
4.1.2传感器的特性和分类 86
4.1.3代表性传感器原理 88
4.1.4传感器产业发展与现状 94
4.2智能终端 95
4.2.1智能终端的定义 95
4.2.2智能终端特点 95
4.2.3智能传感器与智能终端 97
4.2.4智能终端的应用 97
4.2.5智能终端发展现状与趋势 100
4.2.6智能终端产业发展情况 103
第3篇 网络传输层 106
第5章 无线传感器网络 106
5.1无线传感器网络的发展 107
5.2无线传感器网络的体系结构 107
5.2.1无线传感器网络结构 107
5.2.2无线传感器网络设备技术架构 108
5.3低速无线网络规范概述 111
5.3.1无线传感器网络标准协议 111
5.3.2无线传感器网络协议架构 112
5.4 IEEE 802.15.4技术 114
5.4.1 IEEE 802.15系列标准 114
5.4.2 IEEE 802.15.4协议簇 115
5.4.3 IEEE 802.15.4协议栈结构 116
5.4.4 IEEE 802.15.4物理层协议 117
5.4.5 IEEE 802.15.4的MAC协议 120
5.5 ZigBee技术 126
5.5.1 ZigBee技术的发展 126
5.5.2 ZigBee协议体系 127
5.5.3 ZigBee网络的构成 132
5.6 6LoWPAN技术 135
5.6.1 6LoWPAN技术的发展 135
5.6.2 6LoWPAN标准协议栈架构 135
5.6.3 6LoWPAN网络拓扑和路由协议 137
5.6.4 6LoWPAN网络层帧格式 138
5.6.5 IPv6邻居发现协议 139
5.7蓝牙及蓝牙4.x技术 142
5.7.1蓝牙技术概述 142
5.7.2蓝牙4.x技术 144
5.8体域网技术 146
5.8.1体域网技术的背景 146
5.8.2体域网的架构 146
5.8.3无线体域网的节点设计 149
5.8.4体域网面临的挑战 150
5.9面向视频通信的无线传感网技术 153
5.9.1简介 153
5.9.2关键技术 153
5.9.3面临的挑战 154
第6章 因特网 156
6.1因特网概述 156
6.1.1因特网发展历史 156
6.1.2互联网发展趋势 158
6.1.3因特网与物联网 159
6.2因特网的组成结构 162
6.2.1通信子网 162
6.2.2资源子网 163
6.3因特网的协议及体系结构 163
6.3.1网络协议 163
6.3.2网络的体系结构 163
6.3.3 OSI基本参考模型 164
6.4 TCP/IP协议 167
6.4.1 TCP/IP协议的分层结构 167
6.4.2 TCP/IP协议集 168
6.4.3 TCP/IP的数据链路层 168
6.4.4 TCP/IP网络层 169
6.4.5 TCP/IP的传输层 176
6.4.6 TCP/IP的会话层至应用层 178
第7章 宽带无线接入网 179
7.1宽带无线接入网概述 179
7.2无线局域网 180
7.2.1 IEEE 802.11 X系列无线局域网标准 180
7.2.2无线局域网的构建 181
7.3无线城域网 183
7.3.1 IEEE 802.16系列无线城域网标准 183
7.3.2 IEEE 802.16协议体系结构 185
7.3.3 WiMAX组网实例 185
第8章 移动通信网 187
8.1移动通信网发展史 187
8.2 3G通信技术 191
8.3 4G： LTE通信技术 195
8.3.1 LTE通信技术概述 195
8.3.2 LTE通信技术特性 195
8.3.3 LTE的网络结构 196
8.3.4系统架构 197
8.3.5 LTE语音通话 199
8.4 5G：下一代移动网络 200
8.4.1 5G概念 200
8.4.2 5G核心架构 200
8.4.3 5G关键技术 202
8.5移动互联网 204
8.5.1移动互联网概述 204
8.5.2移动互联网的目标 204
8.5.3移动互联网的基础协议 205
8.5.4移动互联网的扩展协议 206
第4篇 管理服务层 209
第9章 物联网数据融合与管理 209
9.1数据融合概述 209
9.1.1数据融合的发展 209
9.1.2数据融合的定义 210
9.1.3数据融合的应用 210
9.2数据融合的基本原理 211
9.2.1数据融合的体系结构 211
9.2.2数据融合技术的理论方法 213
9.2.3数据融合模型介绍 215
9.3物联网中的数据融合技术 216
9.3.1物联网数据融合的作用 216
9.3.2传感网数据融合的基本原理 217
9.3.3基于信息抽象层次的数据融合模型 218
9.3.4多传感器算法 220
9.4物联网数据管理技术 220
9.4.1物联网数据管理系统的特点 220
9.4.2传感网数据管理系统结构 220
第10章 云计算 222
10.1云计算概述 222
10.2云计算系统及其关键技术 224
10.2.1云计算体系结构 224
10.2.2云计算关键技术 225
10.2.3云计算技术层次 226
10.3典型云计算原理 227
10.3.1谷歌文件系统 227
10.3.2分布式数据处理MapReduce 230
10.3.3分布式锁服务 232
10.3.4分布式结构化数据表Bigtable 232
10.3.5分布式存储系统Megastore 234
10.4云计算与物联网结合方式 235
第11章 物联网中间件 238
11.1物联网中间件简介 238
11.1.1什么是物联网中间件 238
11.1.2中间件在物联网中的作用 239
11.1.3物联网中间件现状与发展趋势 240
11.2物联网中间件系统总体架构 240
11.3物联网中间件设计方法 242
11.4物联网典型中间件 243
11.4.1传感网网关中间件 243
11.4.2传感网节点中间件 244
11.4.3传感网安全中间件 246
第12章 物联网安全技术 248
12.1物联网的安全概述 248
12.1.1物联网安全特征 248
12.1.2物联网安全威胁分析 249
12.1.3物联网安全体系结构 250
12.2物联网的安全关键技术 251
12.2.1密钥管理机制 251
12.2.2数据处理与隐私性 252
12.2.3安全路由 252
12.2.4认证与访问控制 253
12.2.5恶意代码防御 255
12.2.6入侵检测与容侵容错技术 255
12.2.7基于IPv6物联网的安全技术 255
12.3物联网的安全管理 256
第13章 物联网的测试技术 259
13.1物联网的测试技术概述 259
13.1.1需求分析 259
13.1.2测试标准 263
13.1.3传感网网络测试的特点 263
13.1.4传感网测试架构 265
13.2物联网安全测试 266
13.2.1安全测试系统概述 266
13.2.2系统的搭建与测试报告 270
第5篇 综合应用层 272
第14章 物联网应用案例——智能电网 272
14.1智能电网概述 272
14.1.1智能电网背景 272
14.1.2智能电网定义 273
14.1.3常用术语 273
14.2智能电网体系架构 273
14.3智能电网典型案例：核心网络 275
14.3.1基于智能电网的配电自动化 275
14.3.2基于物联网的输电线路在线监测系统 276
14.3.3基于云计算的智能电网信息平台 278
14.4智能电网典型案例：智能电表 280
14.5智能电网典型案例：家庭网络 281
14.5.1用电信息采集系统 281
14.5.2智能电网家庭综合能源管理系统 282
第15章 物联网应用案例——智能工业 285
15.1工业物联网概述 285
15.1.1工业物联网的发展历程 285
15.1.2工业物联网面临的挑战与机遇 286
15.2工业物联网体系架构 287
15.3工业物联网标准和关键技术 289
15.3.1工业无线技术 289
15.3.2工业无线标准情况 290
15.3.3工业以太网技术 291
15.4工业物联网的发展趋势 292
15.5智能制造 293
15.5.1工业4.0 294
15.5.2工业4.0的关键特征 295
15.5.3新的商业机会和模式 295
15.5.4工业4.0愿景 296
15.6工业物联网应用 297
15.6.1制造业供应链管理方面的应用 297
15.6.2环保监测及能源管理方面的应用 298
15.6.3工业安全生产管理方面的应用 298
15.6.4生产过程工艺优化方面的应用 299
第16章 物联网应用案例——智能交通 301
16.1智能交通概述 301
16.1.1智能交通系统概述 301
16.1.2智能交通系统功能与特征 303
16.1.3智能交通中的物联网技术 304
16.2智能交通系统平台架构 305
16.3城市智能交通管理系统 308
16.3.1城市智能交通管理系统方案设计 309
16.3.2智能交通管理系统的建设案例 310
16.4车联网 311
16.4.1车联网概述 311
16.4.2国内外车联网的发展史 312
16.4.3车联网的功能与关键技术 313
16.4.4车联网发展展望 314
第17章 物联网应用案例——智能建筑 316
17.1智能化住宅小区 316
17.1.1智能化住宅小区概述 316
17.1.2物联网小区安防系统设计与应用 316
17.2智能楼宇 317
17.3智能家居 319
17.3.1智能家居感知层设备 321
17.3.2智能家居网络层设备 323
17.3.3智能家居应用层 327
参考文献 330