物聯網工程導論（簡體書）

《物聯網工程專業規劃教材：物聯網工程導論》在介紹物聯網發展背景與技術特徵的基礎上，對物聯網中的自動識別與RFID應用技術，傳感器、傳感網與無線傳感器網絡技術，智能設備與嵌入式技術，計算機網絡與互聯網技術，移動通信技術，位置信息、定位技術與位置服務，物聯網數據處理技術，物聯網信息安全技術等關鍵技術，以及典型的物聯網應用進行了系統的討論。《物聯網工程專業規劃教材：物聯網工程導論》內容符合教育部計算機科學與技術專業教學指導分委員會編制的《物聯網工程專業規範》（初稿）中關於“物聯網工程導論”知識體系的要求。全書層次清晰，結構完整，語言流暢，圖文並茂，用通俗的語言系統地介紹了物聯網的知識，為讀者深入學習和研究物聯網技術奠定了基礎。本書可以作為物聯網工程專業、計算機與信息技術相關專業的教材或參考書，也可供物聯網技術研究與產品研發人員、技術管理人員及相關人員閱讀。·

《物聯網工程專業規劃教材:物聯網工程導論》內容符合教育部計算機科學與技術專業教學指導分委員會編制的《物聯網工程專業規范》（初稿）中關于“物聯網工程導論”知識體系的要求。全書層次清晰，結構完整，語言流暢，圖文并茂，用通俗的語言系統地介紹了物聯網的知識，為讀者深入學習和研究物聯網技術奠定了基礎。《物聯網工程專業規劃教材:物聯網工程導論》可以作為物聯網工程專業、計算機與信息技術相關專業的教材或參考書，也可供物聯網技術研究與產品研發人員、技術管理人員及相關人員閱讀。

前言第1章 物聯網概論1.1 物聯網發展的社會背景1.1.1 物聯網概念的提出1.1.2 物聯網與智慧地球1.1.3 歐盟與各國政府物聯網產業發展規劃1.1.4 物聯網與我國戰略性新興產業1.2 物聯網發展的技術背景1.2.1 從人類對技術需求的角度認識物聯網發展的必然性1.2.2 從網絡技術演變的角度認識物聯網發展的必然性1.2.3 物聯網的研究背景1.3 物聯網的定義與主要技術特徵1.3.1 物聯網的定義1.3.2 物聯網的主要技術特徵1.4 物聯網體系結構1.4.1 人對物理世界問題處理的基本方法1.4.2 物聯網體系結構模型*1.4.3 物聯網感知層*1.4.4 物聯網網絡層*1.4.5 物聯網應用層1.5 物聯網關鍵技術與產業發展1.5.1 物聯網關鍵技術1.5.2 物聯網的產業鏈結構1.5.3 物聯網產業特點1.5.4 我國物聯網“十二五”發展規劃習題第2章 RFID與物聯網應用2.1 自動識別技術的發展背景2.2 條形碼簡介2.2.1 條形碼的特點2.2.2 一維條形碼的特點2.2.3 二維條形碼的特點2.3 磁卡與IC卡的應用2.3.1 磁卡的應用2.3.2 IC卡的特點與應用2.4 RFID2.4.1 RFID標簽的基本概念2.4.2 RFID的基本工作原理2.4.3 RFID標簽的分類2.5 RFID應用系統結構與組成2.5.1 RFID應用系統結構2.5.2 RFID標簽封裝與編碼打印設備2.5.3 RFID標簽讀寫器2.6 RFID標簽編碼標準2.6.1 RFID編碼標準研究的必要性2.6.2 EPC Global RFID標準2.6.3 EPC編碼體系2.6.4 基於EPC的物聯網結構2.6.5 UID編碼體系2.6.6 ISOIEC RFID標準體系2.6.7 我國RFID標準體系研究的發展習題第3章 傳感器、智能傳感器與無線傳感器網絡技術3.1 傳感器3.1.1 感知能力與傳感器的發展3.1.2 傳感器的分類3.1.3 物理傳感器3.1.4 化學傳感器3.1.5 生物傳感器3.1.6 傳感器性能指標3.2 智能傳感器與無線傳感器3.2.1 智能傳感器的研究與發展3.2.2 無線傳感器的研究與發展3.3 無線傳感器網絡3.3.1 從無線分組網到無線自組網3.3.2 從無線自組網到無線傳感器網絡3.3.3 無線傳感器網絡的特點與結構*3.3.4 無線傳感器網絡關鍵技術研究*3.4 無線傳感器網絡通信協議與標準習題第4章 物聯網智能設備與嵌入式技術4.1 智能設備的研究與發展4.1.1 個人計算機4.1.2 個人數字助理4.1.3 GPS接收機4.1.4 智能手機4.1.5 智能家電4.1.6 數字標牌4.2 嵌入式技術發展的基礎--集成電路4.2.1 微電子技術和產業發展的重要性4.2.2 微電子技術的發展4.2.3 集成電路的研究與發展4.2.4 SoC研究與應用4.3 嵌入式技術的研究與發展4.3.1 環境智能化與嵌入式系統4.3.2 嵌入式系統的特點4.3.3 嵌入式系統發展的過程4.4 RFID讀寫器與中間件軟件設計4.4.1 RFID應用系統結構與工作原理4.4.2 RFID讀寫器的結構與設計方法*4.4.3 RFID中間件的概念與結構4.5 無線傳感器網絡節點設計4.5.1 無線傳感器節點的結構4.5.2 無線傳感器網絡節點設計原則*4.5.3 無線傳感器網絡節點硬件設計*4.5.4 無線傳感器網絡嵌入式操作系統的研究*4.5.5 無線傳感器網絡系統應用軟件設計4.6 可穿戴計算研究及其在物聯網中的應用4.6.1 可穿戴計算機在物聯網中的應用4.6.2 可穿戴計算概念產生的背景4.6.3 可穿戴計算的定義和主要特徵4.6.4 可穿戴計算機在提高人的感知能力方面研究的發展4.7 智能機器人研究及其在物聯網中的應用4.7.1 機器人的基本概念4.7.2 智能機器人在物聯網中的應用習題第5章 計算機網絡與互聯網技術5.1 計算機網絡的發展史5.1.1 計算機網絡發展的四個階段5.1.2 計算機網絡發展的三條主線5.2 互聯網的形成與發展5.2.1 ARPANET研究5.2.2 TCPIP協議研究與發展5.2.3 NSFNET對互聯網發展的影響5.2.4 互聯網的形成5.2.5 互聯網的高速發展與信息高速公路的建設5.2.6 寬帶城域網與三網融合技術的發展5.3 計算機網絡定義與分類5.3.1 計算機網絡定義與特徵5.3.2 計算機網絡的分類5.3.3 廣域網的基本概念5.3.4 城域網的基本概念5.3.5 局域網的基本概念5.3.6 個人區域網的基本概念5.4 計算機網絡的組成與結構5.4.1 早期計算機網絡組成與結構5.4.2 ISP的層次結構5.4.3 互聯網的網絡結構5.4.4 IP網絡：從IPv4到IPv65.5 接入技術5.5.1 接入技術的基本概念5.5.2 ADSL接入技術5.5.3 HFC接入技術5.5.4 光纖接入技術5.5.5 無線接入技術5.5.6 電力線接入技術5.6 互聯網與物聯網的區別與聯繫5.6.1 互聯網核心交換與端系統的抽象方法5.6.2 從網絡端系統接入的角度看互聯網與物聯網的區別與聯繫5.6.3 從網絡數據采集與傳輸內容的角度看互聯網與物聯網的區別與聯繫習題第6章 移動通信技術6.1 通信技術的發展6.1.1 通信的基本概念6.1.2 無線通信技術的發展6.1.3 移動通信的分類6.1.4 移動通信的發展過程6.2 移動通信技術的研究與發展6.2.1 無線信道與空中接口6.2.2 大區制與小區制6.2.3 如何保證手機在漫遊過程中通信的連續性*6.2.4 移動通信系統的結構與基本工作原理*6.2.5 頻率複用與碼分複用6.3 3G技術與移動互聯網應用的發展6.3.1 移動通信技術的發展與手機功能的演變6.3.2 3G技術的特點6.3.3 3G與移動互聯網業務6.3.4 4G技術的研究與應用6.3.5 M2M技術及其在物聯網中的應用習題第7章 位置信息、定位技術與位置服務7.1 位置信息與位置服務7.1.1 位置信息--從互聯網到物聯網7.1.2 位置信息在物聯網中的作用7.2 物聯網中的位置服務7.2.1 位置服務的基本概念和應用7.2.2 位置服務的發展7.3 定位系統7.3.1 航天航空遙感技術7.3.2 全球定位系統7.3.3 地理信息系統7.3.4 多媒體電子地圖集與互聯網地圖*7.4 定位技術7.4.1 移動通信定位技術7.4.2 基於無線局域網的定位技術7.4.3 基於RFID的定位技術7.4.4 無線傳感器網絡定位技術習題第8章 物聯網數據處理技術8.1 物聯網數據處理技術的基本概念8.1.1 物聯網數據的特點8.1.2 物聯網數據處理的關鍵技術8.2 海量數據存儲技術8.2.1 物聯網對海量數據存儲的需求8.2.2 數據庫技術8.2.3 物聯網數據管理技術8.3 物聯網海量數據存儲與雲計算8.3.1 數據存儲技術的研究與發展8.3.2 IDC的基本概念8.3.3 雲計算的基本概念8.3.4 雲計算系統的組成8.3.5 雲計算在物聯網中的應用8.4 物聯網數據融合技術8.4.1 無線傳感器網絡數據融合技術8.4.2 數據融合的分類8.5 物聯網中的智能決策8.5.1 數據挖掘的基本概念8.5.2 數據挖掘的基本工作原理8.5.3 物聯網與智能決策、智能控制習題第9章 物聯網信息安全技術9.1 物聯網信息安全中的四個重要關係問題9.1.1 物聯網信息安全與現實社會的關係9.1.2 物聯網信息安全與互聯網信息安全的關係9.1.3 物聯網信息安全與密碼學的關係9.1.4 物聯網安全與國家信息安全戰略的關係9.2 物聯網信息安全技術研究9.2.1 信息安全需求9.2.2 物聯網信息安全技術研究的內容9.2.3 物聯網中的網絡防攻擊技術研究9.2.4 物聯網安全防護技術研究9.2.5 密碼學及其在物聯網中的應用研究9.2.6 網絡安全協議研究9.3 RFID安全與隱私保護研究9.3.1 RFID標簽的安全缺陷9.3.2 對RFID系統的攻擊方法9.3.3 基於RFID的位置服務與隱私保護習題第10章 物聯網應用10.1 智能電網10.1.1 電力與電力系統的基本概念10.1.2 推動智能電網發展的動力10.1.3 智能電網的研究與發展10.1.4 智能電網與物聯網10.2 智能交通10.2.1 智能交通的基本概念10.2.2 城市智能交通綜合管理指揮系統10.2.3 城市智能交通誘導綜合信息服務平臺系統10.2.4 不停車收費系統10.2.5 停車誘導系統10.2.6 車載網的研究與應用10.2.7 物聯網技術在民航領域中的應用10.3 智能醫療10.3.1 智能醫療的基本概念10.3.2 醫院管理信息化的研究與發展10.3.3 遠程醫療技術的研究與發展10.3.4 無線傳感器網絡在智能醫療中的應用10.3.5 RFID電子標簽在智能醫療中的應用10.4 智能物流10.4.1 物流的起源與發展10.4.2 智能物流與物聯網10.4.3 RFID技術在智能物流中的應用10.4.4 智能物流系統網絡體系結構思考題參考文獻·

（3）N>1階段
如果一個科研實驗室有多臺個人計算機，不同的計算機裝有不同的數據處理與制圖軟件，不同的計算機存儲不同的實驗數據，還有一些計算機連接打印機，那么在這個實驗室工作的研究人員的愿望就不僅僅是每個人使用一臺計算機。他們希望能夠將這些局部范圍內的計算機聯網，實現軟件、硬件與數據的共享。這種需求直接推動著局域網技術的研究。當我們將一個實驗室、一個教學樓、一個學校、一個辦公大樓的計算機都互聯起來時，人們就可以共享局域網中互聯的N臺計算機的資源，實現一個用戶可以使用N臺計算機資源的理想。但是，隨著計算機網絡應用的深入，人們自然會提出更大范圍計算機資源共享的需求，這就導致了全球范圍計算機網絡互聯的研究。
（4）N～∞階段
如果從技術角度來看，互聯網（Internet）是一個覆蓋全球，通過路由器實現多個廣域網、城域網與局域網互聯的大型網際網。如果從用戶的角度來看，互聯網是一個全球范圍的信息資源網。接入互聯網的所有計算機的資源都可以為其他用戶所共享，網絡用戶可以通過一臺接人到互聯網的計算機訪問網中其他的計算機資源。隨著互聯網規模的不斷擴大，互聯的網絡數量與計算機數量的增多，沒有一個人能夠說清楚現在互聯網中到底接入了多少臺計算機。也許就在你閱讀這段文字的期間，又有一批網絡和計算機接入到互聯網之中。因此可以說，當你將自己的計算機接入到互聯網時，你就能夠享受到訪問無窮多臺計算機、共享無限的信息資源的能力，接入到互聯網的計算機數量N～∞。
隨著網絡在社會生活中的應用不斷普及，新的問題又出現了：1）當研究如何將分布于不同地理位置的RFID標簽與讀寫器節點互聯起來時，我們發現并沒有將這些RFID節點算在上文所說的“N”之中。2）當研究如何將智能傳感器節點互聯起來時，我們發現，也沒有將這些“智能塵埃”（Smart Dust）算在這個“N”之中。3）當研究如何將分布于不同地理位置的電站智能測控設備、智能電表互聯起來時，我們發現也沒有將這些能夠自動感知物理世界的感知節點與智能測控設備算在這個“N”中。4）當研究如何將分布于不同地理位置、具有高度感知能力和控制能力的智能機器人互聯起來時，作者發現：我們也沒有將這些用各種傳感器與微控制技術武裝起來的智能機器人算在這個“N”之中。