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第1篇 感知控制层2

第1章 概述2

1.1 物联网的概念与定义2

1.1.1 物联网的起源2

1.1.2 物联网的概念与定义4

1.1.3 物联网的特征6

1.2 信息处理流程与物联网框架结构7

1.2.1 信息采集处理流程7

1.2.2 物联网基本结构8

1.2.3 物联网层次框架9

1.3 物联网关键技术及其应用进展10

1.3.1 物联网关键技术10

1.3.2 物联网应用12

1.3.3 物联网的发展15

1.4 物联网涉及的主要学科及其知识体系17

1.4.1 物联网涉及的主要学科17

1.4.2 物联网专业知识体系17

小结18

习题19

第2章 RFID与EPC编码20

2.1 RFID的发展20

2.2 RFID的构成与特点22

2.2.1 电子标签22

2.2.2 阅读器25

2.3 EPC编码26

2.3.1 电子产品编码概述26

2.3.2 电子产品编码技术28

2.3.3 条码技术30

2.3.4 EPC编码32

2.4 校园一卡通34

2.4.1 基本结构34

2.4.2 管理子系统35

2.4.3 终端子系统36

小结37

习题37

第3章 传感器技术38

3.1 传感器基础39

3.1.1 传感器基本概念39

3.1.2 传感器应用与发展趋势41

3.1.3 传感器的特性与指标43

3.2 电阻式与变磁阻式传感器44

3.2.1 电阻式传感器45

3.2.2 变磁阻式传感器46

3.3 电容式传感器与磁电式传感器47

3.3.1 电容式传感器47

3.3.2 磁电式传感器48

3.4 压电式传感器与热电式传感器48

3.4.1 压电式传感器48

3.4.2 热电式传感器49

3.5 光电式传感器与光纤传感器51

3.5.1 光电式传感器51

3.5.2 光纤传感器52

3.6 化学传感器与生物传感器53

3.6.1 化学传感器53

3.6.2 生物传感器55

3.7 MEMS传感器与智能传感器57

3.7.1 MEMS传感器57

3.7.2 智能传感器57

小结58

习题58

第4章 无线传感器网络59

4.1 概述59

4.1.1 无线传感器网络的概念与特点60

4.1.2 无线传感器网络的关键技术与应用难点63

4.2 IEEE 802.15.4标准及ZigBee协议规范65

4.2.1 IEEE 802.15.4标准65

4.2.2 ZigBee协议规范65

4.3 无线传感器网络的路由协议与拓扑控制68

4.3.1 WSN路由协议68

4.3.2 WSN的拓扑控制71

4.4 WSN节点的定位72

4.4.1 节点定位的概念及基本原理73

4.4.2 距离定位76

4.4.3 距离无关的定位算法78

4.5 无线传感器网络的时间同步80

4.5.1 概述80

4.5.2 网络时间同步机制81

4.5.3 RBS同步机制83

小结85

习题85

第2篇 传输网络层88

第5章 短距离通信技术与信息融合88

5.1 短距离有线通信技术89

5.1.1 数据终端间的通信及接口特性89

5.1.2 USB串行总线91

5.1.3 CAN工业总线92

5.2 近距离无线通信技术92

5.2.1 蓝牙技术93

5.2.2 红外通信技术94

5.2.3 超宽带无线通信技术95

5.3 信息融合97

5.3.1 信息融合基本概念与原理97

5.3.2 信息融合数据99

5.3.3 传感器管理101

5.3.4 无线传感器网络的数据融合103

小结104

习题104

第6章 物联网通信系统与传输网105

6.1 物联网通信系统基本结构105

6.2 通信网与SDH107

6.2.1 通信网的基本概念107

6.2.2 通信网的基本拓扑结构与分层108

6.2.3 SDH传输网112

6.3 数据通信网与计算机通信网116

6.3.1 数据通信网与计算机通信网基本概念116

6.3.2 数据交换116

6.3.3 数据通信网122

小结126

习题127

第7章 互联网与IP通信128

7.1 互联网与因特网的结构129

7.1.1 互联网的结构129

7.1.2 因特网的结构129

7.2 TCP／IP协议簇及其分层130

7.2.1 TCP／IP协议簇分层130

7.2.2 应用层130

7.2.3 传输层131

7.2.4 网络层132

7.2.5 数据链路层134

7.2.6 物理层135

7.3 IP通信及IP通信网135

7.3.1 宽带IP城域网136

7.3.2 宽带IP网的骨干传输技术138

7.4 IEEE 802.11无线局域网140

7.4.1 IEEE 802.11无线局域网基本概念与特点140

7.4.2 IEEE 802.11系列协议142

7.4.3 IEEE 802.11数据链路层与CSMA／CA协议143

小结147

习题147

第8章 移动通信技术148

8.1 移动通信的概念和发展过程149

8.1.1 移动通信的概念及其特点149

8.1.2 移动通信的发展过程150

8.2 移动通信的组网技术151

8.3 第三代移动通信系统153

8.3.1 第三代移动通信系统的特点154

8.3.2 3G参数154

8.3.3 WCDMA155

8.3.4 CDMA2000158

8.3.5 TD-SCDMA163

8.3.6 WiMAX166

小结169

习题169

第3篇 综合应用层172

第9章 中间件技术172

9.1 物联网与中间件172

9.1.1 中间件的基本概念172

9.1.2 中间件的体系框架173

9.1.3 中间件分类174

9.2 感知控制层的中间件177

9.2.1 无线传感器网络中间件177

9.2.2 RFID中间件180

9.3 云计算中间件、物联网中间件及其面临的挑战184

9.3.1 云计算中间件184

9.3.2 物联网中间件及其面临的挑战186

小结187

习题188

第10章 云计算与大数据189

10.1 云计算基础190

10.1.1 云计算的起源与定义190

10.1.2 云计算基本概念及模型192

10.1.3 虚拟化197

10.1.4 Web技术200

10.2 云计算机制201

10.2.1 云基础设施机制201

10.2.2 特殊云机制205

10.2.3 云管理机制210

10.2.4 基本云架构212

10.3 大数据技术214

10.3.1 大数据的发展及其相关概念214

10.3.2 典型的大数据处理系统216

10.3.3 大数据处理的基本流程218

10.4 Hadoop：分布式大数据系统218

小结221

习题222

第11章 物联网定位技术223

11.1 概述223

11.2 GPS定位技术224

11.2.1 GPS的组成与应用224

11.2.2 轨道参数226

11.2.3 GPS定位、测速和授时原理227

11.2.4 GPS用户接收机230

11.3 无线蜂窝定位231

11.3.1 蜂窝移动通信定位技术的体制231

11.3.2 主要蜂窝定位技术233

11.3.3 影响精度的因素235

11.4 WLAN室内定位技术237

11.4.1 概述237

11.4.2 无线局域网室内定位技术的分类238

11.4.3 基于WLAN和位置指纹的室内定位技术241

小结243

习题244

第12章 物联网安全245

12.1 物联网安全概述246

12.1.1 物联网安全的要素246

12.1.2 物联网安全的研究现状247

12.1.3 物联网安全架构248

12.2 感知控制层安全250

12.2.1 RFID安全250

12.2.2 无线传感器网络的安全251

12.2.3 移动智能终端252

12.3 传输网络层的安全253

12.3.1 互联网与物联网分层模型比较253

12.3.2 互联网的安全保护254

12.4 综合应用层安全256

12.4.1 综合应用层安全的关键技术和面临的问题256

12.4.2 云计算安全257

12.5 物联网安全案例260

小结260

习题261

第13章 物联网综合应用案例262

13.1 智慧城市262

13.1.1 智慧城市的由来及其特点262

13.1.2 智慧城市的架构264

13.2 智慧校园267

13.2.1 智慧校园及其发展267

13.2.2 智慧校园的物联网特征及关键技术268

13.2.3 智慧校园的总体方案和系统架构270

13.3 物联网在港口物流领域的应用272

13.4 智能家居275

小结276

习题276

附录1 相关实验277

附录2 缩略语287

参考文献290